IEEE 802.11

このLinksys WRT54GS は、ルーターと Wi-Fi アクセス ポイントを組み合わせたもので、最大54 Mbit/s の信号速度で2.4 GHz ISM 帯域の 802.11g 標準を使用して動作します。
IEEE 802.11 Wi-Fi ネットワークは、世界で最も広く使用されている無線ネットワークであり、無線ルーター(右)を介してノートパソコン(左)などのデバイスをインターネットに接続します。

IEEE 802.11は、ローカルエリアネットワーク（LAN）技術規格IEEE 802シリーズの一部であり、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）におけるコンピュータ通信を実装するためのメディアアクセス制御（MAC）および物理層（PHY）プロトコルのセットを規定しています。この規格とその修正は、Wi-Fiブランドを使用する無線ネットワーク製品の基盤となり、世界で最も広く使用されている無線コンピュータネットワーク規格です。IEEE 802.11は、ほとんどの家庭やオフィスのネットワークで使用されており、ノートパソコン、プリンター、スマートフォンなどのデバイスが相互に通信し、有線接続なしで インターネットにアクセスできるようにします。

これらの規格は、米国電気電子学会（IEEE）のLAN/ MAN標準化委員会（IEEE 802）によって策定・維持されています。この規格の基本バージョンは1997年にリリースされ、その後も改訂が重ねられています。改訂は最新バージョンの規格に組み込まれた時点で正式に廃止されますが、企業は改訂版を製品の機能概要として訴求する傾向があります。その結果、市場では各改訂版がそれぞれ独自の規格として定着する傾向があります。802.11xは「 802.11の任意のバージョン」を表す略称であり、 1997年版を指す「802.11」との混同を避けるためのものです。

IEEE 802.11は、2.4GHz、5GHz、6GHz、60GHzなどの周波数帯域を含む様々な無線周波数を使用します。IEEE 802.11仕様では使用可能なチャネルが列挙されていますが、利用可能な無線周波数スペクトルは規制分野によって大きく異なります。

これらのプロトコルは通常、IEEE 802.2と組み合わせてネットワークスタック上で使用され、イーサネットとシームレスに相互運用するように設計されており、インターネットプロトコルトラフィックの伝送によく使用されます。IEEE 802.11は、 IEEE 802.11pを備えた車両ベースの通信ネットワークの基盤でもあります。

概要

802.11ファミリは、同一の基本プロトコルを使用する一連の半二重無線変調技術で構成されています。802.11プロトコルファミリは、キャリア検知多重アクセス/衝突回避（CSMA/CA）を採用しており、機器は各フレーム（「パケット」という用語が使用される場合もありますが、これは曖昧なため、「フレーム」の方が技術的には正確です）を送信する前に、他のユーザー（802.11以外のユーザーを含む）のチャネルをリッスンします。

802.11-1997 は、このファミリーにおける最初の無線ネットワーク規格でしたが、広く普及したのは802.11b が初めてであり、その後、802.11a、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11axが続きました。このファミリーの他の規格（c～f、h、j）は、既存の規格の現在の範囲を拡張するために使用されるサービス修正であり、これらの修正には以前の仕様の修正も含まれる場合があります。[ 1 ]

802.11bと802.11gは2.4GHzのISM帯域を使用し、米国では米国連邦通信委員会規則および規制のパート15に基づいて運用されています。802.11nもこの2.4GHz帯域を使用できます。この周波数帯域の選択により、802.11b/g/n機器は、電子レンジ、コードレス電話、Bluetoothデバイスからの2.4GHz帯域の干渉を受ける場合があります。802.11bと802.11gは、それぞれ直接拡散スペクトル拡散（DSSS）と直交周波数分割多重（OFDM）信号方式 を使用して、干渉と干渉の感受性を制御します。

802.11aは5GHz帯のU-NII帯域を使用します。この帯域は、世界中の多くの地域で、少なくとも23の重複しない20MHz幅のチャネルを提供します。これは、隣接する他のチャネルが重複する、重複しない20MHz幅のチャネルが3つしか提供されない2.4GHz帯のISM帯域に比べて有利です（WLANチャネル一覧を参照）。環境によっては、周波数（チャネル）を高くしたり低くしたりすることで、パフォーマンスが向上したり低下したりする可能性があります。802.11nと802.11axは2.4GHz帯と5GHz帯のどちらでも使用できますが、802.11acは5GHz帯のみを使用します。

802.11で使用される無線周波数スペクトルのセグメントは国によって異なります。米国では、FCC規則および規制のパート15で許可されているように、802.11aおよび802.11gデバイスは免許なしで運用できます。802.11bおよび802.11gのチャネル1から6で使用される周波数は、2.4GHzアマチュア無線帯域に含まれます。免許を取得したアマチュア無線家は、FCC規則および規制のパート97に基づいて802.11b/gデバイスを運用できます。出力の増加は許可されていますが、商用コンテンツや暗号化は許可されていません。[ 2 ]

世代

Wi-Fi世代
将軍[ 3 ]IEEE標準 採用する。リンクレート（Mbit/s） 無線周波数（GHz）
2.4 5 6
— 802.111997 1～2 はい
— 802.11b1999 1～11 はい
— 802.11a6～54 はい
— 802.11g2003 はい
Wi-Fi 4802.11n2009 6.5～600 はいはい
Wi-Fi 5802.11ac2013 6.5～6,933[あ]はい
Wi-Fi 6802.11ax2021 0.4 –9,608はいはい
Wi-Fi 6Eはいはいはい
Wi-Fi 7802.11be2024 0.4 –23,059はいはいはい
Wi-Fi 8 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]8021億1000万未定はいはいはい

2018年、Wi-Fiアライアンスは、一般公開されている802.11プロトコルに対し、消費者にとって分かりやすい世代番号体系を導入しました。Wi-Fi第1世代から第8世代までは、802.11b、802.11a、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax、802.11be、802.11bnの順にプロトコルが使用されています。[ 7 ] [ 8 ]

歴史

802.11技術は、1985年に米国連邦通信委員会がISMバンド[ 1 ]を無許可で使用できるようにした裁定に端を発しています。[ 9 ]

1991年、NCRコーポレーション/ AT&T（現ノキアラボおよびLSIコーポレーション）は、オランダのニューウェーガインで802.11の前身となる技術を発明しました。発明者たちは当初、この技術をレジシステムに利用することを意図していました。最初の無線製品はWaveLANという名称で市場に投入され、データレートはそれぞれ1Mbpsと2Mbpsでした。

IEEE 802.11の議長を10年間務め、「Wi-Fiの父」と呼ばれるヴィック・ヘイズは、 IEEE内で初期の802.11bおよび802.11a規格の設計に携わった。[ 10 ]彼はベル研究所のエンジニアであるブルース・タッチとともに、IEEEに規格策定を依頼した。[ 11 ]

1999年に、Wi-Fiアライアンスは、ほとんどの製品が販売されているWi-Fi商標を保持する業界団体として設立されました。[ 12 ]

1999年にアップルがiBookシリーズのノートパソコンにWi-Fiを採用したことで、大きな商業的進歩がもたらされました。これはWi-Fiネットワーク接続を提供する最初の量産製品であり、アップルはこれをAirPortとブランド化しました。 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 1年後、IBMは2000年にThinkPad 1300シリーズで追随しました。[ 16 ]

プロトコル

802.11ネットワーク規格
周波数範囲またはタイプ 物理 プロトコル 発売日[ 17 ]周波数帯域 チャネル幅 ストリームデータレート[ 18 ]最大MIMOストリーム 変調 おおよその範囲
屋内 屋外
（GHz） （MHz） (メガビット/秒)
1～ 7GHz DSSS [ 19 ]、FHSS [ A ]802.11-19971997年6月 2.4 22 1、2 該当なしDSSS、FHSS [ A ]20メートル（66フィート） 100メートル（330フィート）
HR/DSSS [ 19 ]802.11b1999年9月 2.4 22 1、2、5.5、11 該当なしCCK、DSSS 35メートル（115フィート） 140メートル（460フィート）
OFDM 802.11a1999年9月 5 5、10、20 6、9、12、18、24、36、48、54 （20  MHz 帯域幅の場合、10 MHz と 5  MHz の場合は 2 と 4 で割る） 該当なしOFDM35メートル（115フィート） 120メートル（390フィート）
802.11j2004年11月 4.9, 5.0 [ B ] [ 20 ]? ?
802.11y2008年11月 3.7 [ C ]? 5,000メートル（16,000フィート）[ C ]
802.11p2010年7月 5.9 200メートル1,000メートル（3,300フィート）[ 21 ]
802.11bd2022年12月 5.9、60 500メートル1,000メートル（3,300フィート）
ERP -OFDM [ 22 ]802.11g2003年6月 2.4 38メートル（125フィート） 140メートル（460フィート）
HT -OFDM [ 23 ]802.11n（Wi-Fi 4） 2009年10月 2.4、5 20 最大288.8 [ D ]4 MIMO-OFDM（64- QAM） 70メートル（230フィート） 250メートル（820フィート）[ 24 ]
40 最大600 [ D ]
VHT -OFDM [ 23 ]802.11ac（Wi-Fi 5） 2013年12月 5 20 最大693 [ D ]8 DL MU-MIMO OFDM（256- QAM） 35メートル（115フィート）[ 25 ]?
40 最大1,600 [ D ]
80 最大3,467 [ D ]
160 最大6,933 [ D ]
HE -OFDMA 802.11ax ( Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E ) 2021年5月 2.4、5、6 20 最大1,147 [ E ]8 UL/DL MU-MIMO OFDMA (1024- QAM ) 30メートル（98フィート） 120メートル（390フィート）[ F ]
40 最大2,294 [ E ]
80 最大5,500 [ E ]
80+80 最大11,000 [ E ]
EHT -OFDMA 802.11be（Wi-Fi 7） 2024年9月 2.4、5、6 80 最大5,764 [ E ]8 UL/DL MU-MIMO OFDMA (4096- QAM ) 30メートル（98フィート） 120メートル（390フィート）[ F ]
160 (80+80) 最大11,500 [ E ]
240 (160+80) 最大14,282 [ E ]
320 (160+160) 最大23,059 [ E ]
午前802.11bn ( Wi-Fi 8 ) 2028年5月 （予定） 2.4、5、6 320 最大23,059 8 マルチリンクMU-MIMO OFDM (4096- QAM ) ? ?
WUR [ G ]802.11ba2021年10月 2.4、5 4、20 0.0625、0.25 （62.5  kbit/s、250  kbit/s） 該当なしOOK（マルチキャリアOOK） ? ?
ミリ波（WiGig） DM [ 26 ]802.11ad2012年12月 60 2,160 (2.16  GHz) 最大8,085 [ 27 ] (8  Gbit/s) 該当なしOFDM、[ A ]シングル キャリア、低電力シングルキャリア[ A ]3.3メートル（11フィート）[ 28 ]?
802.11aj2018年4月 60 [ H ]1,080 [ 29 ]最大3,754 （3.75  Gbit/s） 該当なしシングル キャリア、低電力シングルキャリア[ A ]? ?
CMMG802.11aj2018年4月 45 [ H ]540, 1,080 最大15,015 [ 30 ] (15  Gbit/s) 4 [ 31 ]OFDM、シングル キャリア ? ?
EDMG [ 32 ]802.11ay2021年7月 60 最大8,640 （8.64GHz  ） 最大303,336 [ 33 ] (303  Gbit/s) 8 OFDM、シングル キャリア 10 メートル（33 フィート） 100 メートル（328 フィート）
サブ1GHz（IoT） TVHT [ 34 ]802.11af2014年2月 0.054～0.796、7、8 最大568.9 [ 35 ]4 MIMO-OFDM? ?
S1G [ 34 ]802.11ah2017年5月 0.7、0.8、0.9​ 1～16 最大8.67 [ 36 ] (@2  MHz) 4 ? ?
ライト（Li-Fi） LC ( VLC / OWC ) 802.11bb2023年11月 800～1000 nm 20 最大9.6  Gbit/s 該当なしO- OFDM? ?
IR [ A ] ( IrDA ) 802.11-19971997年6月 850～900 nm ? 1、2 該当なしPPM [ A ]? ?
802.11 標準ロールアップ
  802.11-2007（802.11ma） 2007年3月 2.4、5 最大54 DSSS、OFDM
802.11-2012 (802.11mb) 2012年3月 2.4、5 最大150 [ D ]DSSS、OFDM
802.11-2016（802.11mc） 2016年12月 2.4、5、60 最大866.7または6,757 [ D ]DSSS、OFDM
802.11-2020（802.11md） 2020年12月 2.4、5、60 最大866.7または6,757 [ D ]DSSS、OFDM
802.11-2024（802.11me） 2024年9月 2.4、5、6、60 最大9,608または303,336 DSSS、OFDM
  1. ^ a b c d e f gこれは廃止されており、将来の標準改訂でサポートが削除される可能性があります。
  2. ^日本の規制について。
  3. ^ a b IEEE 802.11y-2008は、 802.11aの運用を認可された3.7GHz帯まで拡張しました。電力制限の引き上げにより、最大5,000mまでの範囲が利用可能になりました。2009年現在、米国ではFCCによってのみ認可されています。
  4. ^ a b c d e f g h iショートガードインターバルに基づいています。標準ガードインターバルは約10%遅くなります。速度は距離、障害物、干渉などによって大きく異なります。
  5. ^ a b c d e f g hシングルユーザーの場合のみ、デフォルトのガードインターバル（0.8マイクロ秒）に基づいています。802.11axではOFDMAによるマルチユーザー通信が利用可能になったため、これらの値は減少する可能性があります。また、これらの理論値は、リンク距離、リンクが見通し内かどうか、干渉、および環境内のマルチパス成分に依存します。
  6. ^ a bデフォルトのガードインターバルは0.8マイクロ秒です。しかし、802.11axでは、屋内環境に比べて最大伝播遅延が大きい屋外通信に対応するため、最大ガードインターバルを3.2マイクロ秒まで拡張しました。
  7. ^目覚ましラジオ（WUR）の運用。
  8. ^ a b中国の規制について。

802.11-1997 (802.11 レガシー)

IEEE 802.11規格のオリジナル版は1997年に発表され、1999年に明確化されましたが、現在は廃止されています。この規格では、 1メガビット/秒（Mbit/s）または2メガビット/秒（Mbit/s）の2種類のネットビットレートと、前方誤り訂正符号が規定されていました。また、1Mbit/sで動作する拡散赤外線、 1Mbit/sまたは2Mbit/sで動作する周波数ホッピングスペクトラム拡散、1Mbit/sまたは2Mbit/sで動作する直接拡散スペクトラム拡散の3つの代替物理層技術が規定されていました。後者の2つの無線技術は、 2.4GHzの産業科学医療周波数帯域でマイクロ波伝送を使用していました。初期のWLAN技術の中には、米国の900MHz ISM帯域など、より低い周波数を使用していたものもありました。

直接拡散スペクトルを採用した従来の 802.11 は、急速に 802.11b に取って代わられ、普及しました。

802.11a（OFDM波形）

1999 年に公開された 802.11a は、元の標準と同じデータ リンク層プロトコルとフレーム形式を使用しますが、OFDMベースの無線インターフェイス (物理層) が追加されました。

これは5GHz帯域で動作し、最大ネットデータレートは54Mbit/sで、エラー訂正コードも備えているため、現実的に達成可能なネットスループットは20Mbit/s台半ばです。[ 37 ]特に企業のワークスペースでは、世界中で広く導入されています。

2.4GHz帯は混雑するほど使用頻度が高いため、比較的使用されていない5GHz帯を使用することで、802.11aaには大きな利点があります。しかし、この高い搬送周波数には欠点もあります。802.11aの有効範囲は802.11b/gよりも狭いのです。理論上、802.11aの信号は波長が短いため、経路上にある壁やその他の固体に吸収されやすく、その結果、802.11bほど遠くまで到達できません。実際には、低速では802.11bの方が一般的に範囲が広くなります（信号強度が低い場合、802.11bは速度を5.5Mbit/s、場合によっては1Mbit/sまで低下させます）。802.11aも干渉の影響を受けますが[ 38 ]、局所的には干渉する信号が少なくなり、干渉が少なくなり、スループットが向上する可能性があります。

802.11b

802.11b規格の最大データレートは11Mbit/s（メガビット/秒）で、元の規格​​で定義されたものと同じメディアアクセス方式を採用しています。802.11bは元の規格で定義された変調技術を直接拡張したものであるため、2000年初頭に市場に登場しました。802.11bはスループットが（元の規格と比較して）飛躍的に向上し、同時に大幅な価格低下も達成したことから、802.11bは無線LAN技術の決定版として急速に普及しました。

802.11bを使用するデバイスは、2.4GHz帯で動作する他の製品からの干渉を受けます。2.4GHz帯で動作するデバイスには、電子レンジ、Bluetoothデバイス、ベビーモニター、コードレス電話、一部のアマチュア無線機器などがあります。これらの機器は、このISMバンドにおける無認可の意図的放射器であるため、アマチュア無線などのこのバンドの一次または二次割り当て（ユーザー）との干渉を許容し、干渉を許容してはなりません。

802.11g

2003年6月、3つ目の変調規格である802.11gが承認されました。これは802.11bと同様に2.4GHz帯で動作しますが、802.11aと同じOFDMベースの伝送方式を採用しています。物理層の最大ビットレートは、前方誤り訂正符号を除いて54Mbps 、平均スループットは約22Mbpsです。[ 39 ] 802.11gのハードウェアは802.11bのハードウェアと完全に下位互換性があるため、802.11aと比較してスループットが約21%低下するというレガシー問題を抱えています。[ 40 ]

当時提案されていた802.11g規格は、より高いデータレートと製造コストの削減への要望により、2003年1月から、批准よりかなり前に市場に急速に普及しました。[ 41 ] 2003年夏までに、ほとんどのデュアルバンド802.11a/b製品はデュアルバンド/トライモードになり、単一のモバイルアダプタカードまたはアクセスポイントでaとb/gをサポートしました。bとgをうまく連携させるための詳細は、長引く技術プロセスの大部分を占めていました。しかし、802.11gネットワークでは、802.11b参加者の活動によって、802.11gネットワーク全体のデータレートが低下します。

802.11b と同様に、802.11g デバイスも、ワイヤレス キーボードなど、2.4 GHz 帯域で動作する他の製品からの干渉を受けます。

802.11-2007

2003年、タスクグループTGmaは、1999年版の802.11規格に対する多くの修正を「まとめる」権限を与えられました。REVma、あるいは当時802.11maと呼ばれていたこのグループは、8つの修正（802.11a、b、d、e、g、h、i、j ）を基本規格に統合した単一の文書を作成しました。2007年3月8日の承認を受け、802.11REVmaは当時の基本規格であるIEEE 802.11-2007に改名されました。[ 42 ]

802.11n

802.11nは、以前の802.11規格を改良した修正版であり、最初の認証草案は2006年に公開されました。802.11n規格は、Wi-Fi Allianceによって遡及的にWi-Fi 4と名付けられました。 [ 43 ] [ 44 ]この規格では、 MIMO（ Multiple-Input Multiple-Output Antennas）のサポートが追加されました。802.11nは2.4GHz帯と5GHz帯の両方で動作します。5GHz帯のサポートはオプションです。ネットデータレートは54Mbit/sから600Mbit/sの範囲です。IEEEはこの修正版を承認し、2009年10月に公開されました。[ 45 ] [ 46 ]

最終承認に先立ち、企業は既にWi-Fi Allianceによる2007年の802.11n提案草案に準拠した製品認定に基づき、802.11nネットワークへの移行を進めていました。初期のIntel製Wi-Fiカードは最終規格と互換性がありませんでした。また、競合製品のアクセスポイントやカードの多くも5GHz帯を全くサポートしていませんでした。

802.11-2012

2007年5月、タスクグループTGmbは、802.11規格の2007年版に対する多くの修正を「まとめる」ことを承認されました。[ 47 ] REVmbまたは802.11mbと呼ばれたこのグループは、10の修正（802.11k、r、y、n、w、p、z、v、u、s）を2007年の基本規格に統合した単一の文書を作成しました。さらに、多くの条項の順序変更など、多くの整理が行われました。[ 48 ] 2012年3月29日の発行時に、この新しい規格はIEEE 802.11-2012と呼ばれました。

802.11ac

IEEE 802.11ac-2013は、2013年12月に発行されたIEEE 802.11の修正版であり、802.11nを基盤としています。[ 49 ] 802.11ac規格は、Wi-Fi Allianceによって遡及的にWi-Fi 5とラベル付けされました。 [ 43 ] [ 44 ] 802.11nと比較した変更点には、5GHz帯でのチャネル幅の拡大（80または160MHz対40MHz）、空間ストリーム数の増加（最大8対4）、高次変調（最大256QAM対64QAM）、およびマルチユーザーMIMO（MU-MIMO）の追加などがあります。Wi-Fi Allianceは、acワイヤレス製品の導入を「Wave 1」と「Wave 2」という2つのフェーズ（「ウェーブ」）に分けました。[ 50 ] [ 51 ] 2013年半ばから、アライアンスはIEEE 802.11acドラフト3.0（IEEE規格はその年の後半まで最終決定されなかった）に基づいて、メーカーが出荷するWave 1 802.11ac製品の認証を開始した。[ 52 ] 2016年、Wi-FiアライアンスはWave 1製品よりも高い帯域幅と容量を提供するためにWave 2認証を導入した。Wave 2製品には、MU-MIMO、160 MHzチャネル幅のサポート、より多くの5 GHzチャネルのサポート、4つの空間ストリーム（4つのアンテナを使用。Wave 1と802.11nでは3つ、IEEEの802.11ax仕様では8つ）などの追加機能が含まれている。[ 53 ] [ 54 ]

802.11ad

IEEE 802.11adは、802.11ネットワークが60GHzミリ波帯域で動作するための新しい物理層を定義する修正規格です。この周波数帯域は、Wi-Fiネットワークが動作する2.4GHz帯および5GHz帯とは伝搬特性が大きく異なります。802.11ad規格を実装した製品は、Wi -Fi Allianceが開発した認証プログラムに基づき、 WiGigブランド名で販売されています。[ 55 ] 802.11adのピーク伝送速度は7Gbpsです。[ 56 ]

IEEE 802.11adは、非常に高いデータレート（約8Gbit/s）と短距離通信（約1～10メートル）に使用されるプロトコルです。 [ 57 ]

TP-Linkは2016年1月に世界初の802.11adルーターを発表しました。[ 58 ]

2021 年現在の WiGig 規格は、2009 年に発表され、2012 年 12 月に IEEE 802.11 ファミリーに追加されてから公開されました。

802.11af

IEEE 802.11afは、「White-Fi」や「 Super Wi-Fi 」とも呼ばれ、[ 59 ] 2014年2月に承認された修正規格で、54～790 MHzのVHFおよびUHF帯域のテレビホワイトスペーススペクトルでWLANの動作を許可しています。 [ 60 ] [ 61 ]コグニティブ無線技術を使用して未使用のテレビチャンネルで送信し、アナログテレビ、デジタルテレビ、ワイヤレスマイクなどの主要なユーザーへの干渉を制限する対策を講じた規格です。[ 61 ]アクセスポイントとステーションは、 GPSなどの衛星測位システムを使用して位置を特定し、インターネットを使用して地域の規制機関が提供する地理位置データベース（GDB）に照会して、特定の時間と位置で使用可能な周波数チャネルを検出します。[ 61 [ 62 ] UHF 帯および VHF 帯では、2.4 GHz 帯および 5 GHz 帯よりも伝搬経路損失およびレンガやコンクリートなどの材料による減衰が低いため、可能範囲が広がります。[ 61 ]周波数チャネル幅は、規制ドメインに応じて 6 ～ 8 MHz です。[ 61 ]最大 4 つのチャネルを 1 つまたは 2 つの連続ブロックに結合できます。[ 61 ] MIMO 動作は、最大 4 つのストリームを空間時間ブロック コード(STBC) またはマルチユーザー (MU) 動作のいずれかで使用することで可能です。 [ 61 ]空間ストリームあたりの達成可能なデータ レートは、6 MHz および 7 MHz チャネルの場合は26.7 Mbit/s 、 8 MHz チャネルの場合は35.6 Mbit/sです。 [ 35 ] 4つの空間ストリームと4つの結合チャネルでは、最大データレートは6MHzと7MHzのチャネルで426.7Mbit/s 、 8MHzのチャネルで568.9Mbit/sです​​。 [ 35 ]

802.11-2016

IEEE 802.11-2016（旧称IEEE 802.11 REVmc ） [ 63 ]は、IEEE 802.11-2012に基づく改訂版であり、5つの修正（11ae、11aa、11ad、11ac、11af）が組み込まれています。さらに、既存のMACおよびPHY機能が強化され、廃止された機能は削除または削除対象としてマークされました。一部の条項および付録の番号が変更されました。[ 64 ]

802.11ah

2017年に公開されたIEEE 802.11ah [ 65 ]は、1GHz未満の免許不要帯域で動作する無線LANシステムを定義し、低周波スペクトルの良好な伝搬特性により、802.11ahは2.4GHzおよび5GHz帯域で動作する従来の802.11無線LANと比較して、より優れた伝送範囲を提供することができます。802.11ahは、大規模センサーネットワーク、[ 66 ]拡張範囲ホットスポット、携帯電話WANキャリアトラフィックオフロード用の屋外Wi-Fiなど、さまざまな用途に使用できますが、利用可能な帯域幅は比較的狭いです。このプロトコルは、はるかに広い範囲で、低消費電力Bluetoothと競合できる消費電力を実現することを目指しています。 [ 67 ]

802.11ai

IEEE 802.11aiは、802.11規格の修正版であり、初期リンクセットアップ時間を短縮するための新しいメカニズムが追加されました。[ 68 ]

802.11aj

IEEE 802.11ajは、世界の一部の地域（特に中国）で利用可能な45GHzの無免許帯域で使用するための802.11adの派生規格であり、60GHz帯域での使用のための追加機能も提供しています。[ 68 ]

別名、中国ミリ波（CMMW）とも呼ばれる。[ 69 ]

802.11aq

IEEE 802.11aqは、802.11規格の修正版であり、接続前のサービス検出を可能にします。これは、デバイス検出を可能にしていた802.11uのメカニズムの一部を拡張し、デバイス上で実行されているサービスやネットワークによって提供されるサービスをさらに検出できるようにします。[ 68 ]

802.11-2020

IEEE 802.11-2020（旧称IEEE 802.11 REVmd ） [ 70 ]は、 IEEE 802.11-2016をベースに5つの修正（11ai、11ah、11aj、11ak、11aq）を組み込んだ改訂版である。さらに、既存のMACおよびPHY機能が強化され、廃止された機能は削除または削除対象としてマークされた。いくつかの条項と付録が追加された。[ 71 ]

802.11ax

IEEE 802.11axは802.11acの後継規格で、Wi-Fi AllianceによってWi-Fi 6（2.4GHzおよび5GHz）[ 72 ]およびWi-Fi 6E（6GHz）[ 73 ]として販売されています。高密度環境におけるWi-Fi 6クライアントの全体的な改善から、高効率Wi-Fiとも呼ばれています。[ 74 ]個々のクライアントでは、前身（802.11ac）に対するデータレート（ PHY速度）の最大改善はわずか39％です[ b ]（比較すると、前身ではこの改善はほぼ500％でした[ c ] [ i ] ）。 [ d ]しかし、この比較的小さな39％の数字でさえ、802.11acの4倍のエリアあたりのスループット[ e ]を提供することが目標でした（したがって、高効率です）。この目標の背後にある動機は、企業のオフィス、ショッピングモール、密集した住宅街といった密集した環境への無線LANの導入でした。 [ 74 ]これはOFDMAと呼ばれる技術によって実現されます。これは基本的に周波数領域での多重化です（ 802.11acのような空間多重化とは対照的です）。これはWi-Fiに応用されたセルラー技術と同等です。[ 74 ] : qt

IEEE 802.11ax‑2021規格は2021年2月9日に承認されました。[ 77 ] [ 78 ]

802.11ay

IEEE 802.11ayは現在開発中の規格で、EDMG（Enhanced Directional MultiGigabit PHY）とも呼ばれます。これは、802.11ネットワークが60GHzミリ波帯域で動作するための新しい物理層を定義する修正版です。既存の11adの拡張版となり、スループット、通信範囲、およびユースケースの拡張を目指しています。主なユースケースとしては、屋内での動作や、大気中の酸素吸収や壁を透過できないことによる短距離通信などが挙げられます。802.11ayのピーク伝送速度は40Gbit/sです​​。[ 79 ]主な拡張には、チャネルボンディング（2、3、4）、MIMO（最大4ストリーム）、および高次変調方式が含まれます。想定される通信範囲は300～500mです。[ 80 ]

802.11ba

IEEE 802.11ba ウェイクアップ無線（WUR）動作は、IEEE 802.11規格の修正であり、遅延を増加させることなくデータ受信のためのエネルギー効率の高い動作を可能にします。[ 81 ] WURパケットを受信するための目標アクティブ消費電力は1ミリワット未満で、62.5 kbit/sおよび250 kbit/sのデータレートをサポートします。WUR PHYは、MC-OOK（マルチキャリアOOK）を使用して極めて低い消費電力を実現します。[ 82 ]

802.11bb

IEEE 802.11bbは、通信に赤外線を使用するIEEE 802.11プロトコルセットのネットワークプロトコル規格です。[ 83 ]

802.11be

IEEE 802.11be 超高スループット（EHT）は、802.11 IEEE規格の次の修正であり、[ 84 ] Wi-Fi 7として指定されています。[ 85 ] [ 86 ]これは802.11axに基づいて構築されており、2.4GHz、5GHz、6GHzの周波数帯域で静止速度と歩行速度によるWLAN屋内および屋外での動作に重点を置いています。

達成可能なスループットに関するよくある誤解

802.11g を使用した 2.4 GHz 帯域のWi-Fi アプリケーション固有 ( UDP ) パフォーマンス エンベロープのグラフィカル表現。1 Mbps = 1 Mbit/s。

802.11のすべてのバリエーションにおいて、達成可能な最大スループットは、理想的な条件下での測定またはレイヤー2のデータレートに基づいて示されます。ただし、これは、少なくとも一方のエンドポイントが有線インフラストラクチャに接続され、もう一方のエンドポイントが無線リンクを介してインフラストラクチャに接続されている、2つのエンドポイント間でデータが転送される一般的な展開には適用されません。

802.11n の 2.4 GHz 帯域で 40 MHz チャネルを使用したWi-Fi アプリケーション固有 ( UDP ) パフォーマンス エンベロープのグラフ表示

これは、通常、データフレームが802.11（WLAN）媒体を通過して802.3（イーサネット）に変換されるか、またはその逆であることを意味します。これら2つの媒体のフレーム（ヘッダー）長の違いにより、アプリケーションのパケットサイズがデータ転送速度を決定します。つまり、小さなパケットを使用するアプリケーション（VoIPなど）は、オーバーヘッドの高いトラフィック（つまり、グッドプットが低い）のデータフローを作成します。アプリケーション全体のデータレートに影響を与えるその他の要因としては、アプリケーションがパケットを送信する速度（つまり、データレート）と、もちろん、無線信号を受信するエネルギーがあります。後者は、距離と通信デバイスの設定出力によって決まります。[ 87 ] [ 88 ]

添付のUDPスループット測定グラフにも同じ参照が当てはまります。各グラフは25回の測定結果の平均（UDP）スループットを示しています（エラーバーはありますが、わずかな変動のためほとんど見えません）。各グラフは、特定のパケットサイズ（小または大）と特定のデータレート（10 kbit/s～100 Mbit/s）で示されています。一般的なアプリケーションのトラフィックプロファイルのマーカーも含まれています。これらの数値はパケットエラーがないことを前提としています。パケットエラーが発生した場合、伝送速度はさらに低下します。

チャンネルと周波数

802.11b、802.11g、および802.11n-2.4は、 ISMバンドの1つである2.400～2.500GHzの周波数帯を使用します。802.11a、802.11n、および802.11acは、より規制の厳しい4.915～5.825GHzの周波数帯を使用します。これらの周波数帯は、多くの販売資料では「2.4GHz帯および5GHz帯」と呼ばれています。各周波数帯は、ラジオやテレビの放送帯域が分割されているのと同様に、中心周波数と帯域幅を持つチャネルに分割されています。

2.4GHz帯は、2.412GHzを中心とするチャネル1から始まり、5MHz間隔で14のチャネルに分割されています。後者のチャネルには追加の制限があり、一部の規制地域では使用できません。

2.4 GHz 帯域のWi-Fiチャネルのグラフィカルな表現

5.725～5.875GHz帯のチャネル番号は、各国の規制の違いにより、分かりにくくなっています。詳細については、WLANチャネル一覧をご覧ください。

2.4 GHz帯域内のチャネル間隔

802.11では、チャネルの中心周波数を規定するだけでなく、各チャネルにおける許容電力分布を定義するスペクトルマスク（第17条）も規定しています。このマスクでは、チャネルが実質的に22MHz幅となる中心周波数±11MHzにおけるピーク振幅から、信号が少なくとも20dB 減衰されることが求められています。このため、ステーションは重複なく4つまたは5つおきのチャネルしか使用できません。

利用可能なチャネルは国によって規制されており、各国が様々なサービスに無線周波数帯域をどのように割り当てているかによって制約される。極端な例として、日本は802.11bでは全14チャネル、802.11g/n-2.4では1～ 13チャネルの使用を許可している。スペインなどの他の国では当初、チャネル10と11のみ、フランスではチャネル10、11、12、13のみが許可されていたが、現在ではヨーロッパではチャネル1～13が許可されている。 [ 89 ] [ 90 ]北米および一部の中南米諸国では、チャネル1～11のみが許可されている。

2.4 GHz帯の802.11gチャネル1～14のスペクトルマスク

スペクトルマスクは、中心周波数から±11MHzまでの電力出力制限を-50dBrまで減衰させるように規定しているため、チャネルのエネルギーはこれらの制限を超えないと考えられることが多い。より正確には、チャネル間の距離を考慮すると、どのチャネルにおいても重複信号は十分に減衰し、他のチャネルの送信機への干渉を最小限に抑える必要がある、という表現が適切である。遠近問題により、送信機は「重複していない」チャネル上の受信機に影響を与える（感度を低下させる）可能性があるが、これは送信機が対象となる受信機に近い（1メートル以内）か、許容電力レベルを超えて動作している場合に限られる。逆に、重複チャネル上の送信機が十分に離れている場合、影響はほとんど、あるいは全くない可能性がある。

送信デバイス間に必要なチャネル分離の程度については、しばしば混乱が生じます。802.11bは直接拡散スペクトル拡散（DSSS）変調方式に基づき、22MHzのチャネル帯域幅を使用していたため、 「重複しない」チャネルは3つ（1、6、11）でした。802.11gはOFDM変調方式に基づき、20MHzのチャネル帯域幅を使用していました。そのため、 802.11gには「重複しない」チャネルが4つ（1、5、9、13）存在すると誤解されることがあります。しかし、IEEE規格802.​​11（2012）の「動作チャネルのチャネル番号付け」17.4.6.3項には、「複数セルのネットワークトポロジにおいて、異なるチャネルを使用する重複セルおよび／または隣接セルは、中心周波数間の距離が25MHz以上であれば、干渉なく同時に動作できる」と記載されており、これは事実ではありません。[ 91 ] およびセクション18.3.9.3および図18-13。

これは、チャンネルの技術的な重複が、重複チャンネルの使用を推奨しないことを意味するものではありません。チャンネル1、5、9、13を使用する構成（欧州では許可されていますが、北米では許可されていません）で観測されるチャンネル間干渉の量は、3チャンネル構成でチャンネルを1つ追加した場合とほとんど変わりません。[ 92 ] [ 93 ]

2.4 GHz ISM帯域における802.11非重複チャネル

しかし、より狭い間隔のチャネル（例えば北米では1、4、7、11）間の重複は、特にユーザーがAPセルの境界付近で送信する場合、信号品質とスループットの許容できない劣化を引き起こす可能性があります。[ 94 ]

IEEEは、法的な規制地域を指すために「regdomain」という用語を使用しています。国によって、許容送信電力、チャネル占有時間、利用可能なチャネルが異なります。[ 95 ]ドメインコードは、米国、カナダ、ETSI（欧州）、スペイン、フランス、日本、中国に対して指定されています。

ほとんどのWi-Fi 認定デバイスはデフォルトでregdomain 0に設定されています。これは、最小公分母の設定を意味します。つまり、デバイスはどの国でも許容される電力を超える電力で送信することはなく、どの国でも許可されていない周波数も使用しません。

エンドユーザーが米国連邦通信委員会などの地方規制機関と競合しないように、regdomain設定の変更は困難または不可能になっていることがよくあります。

レイヤー2 – データグラム

データグラムはフレームと呼ばれます。現在の802.11規格では、データの送信、および無線リンクの管理と制御に使用するフレームの種類が規定されています。

フレームは非常に具体的かつ標準化されたセクションに分割されます。各フレームは、MACヘッダー、ペイロード、およびフレームチェックシーケンス（FCS）で構成されます。ペイロードを持たないフレームもあります。

分野 フレーム制御 期間、ID。住所1 住所2 住所3 シーケンス制御 住所4 QoS 制御 HT 制御 フレームボディ フレームチェックシーケンス
長さ（バイト） 2 2 6 6 6 0、または2 6 0、または2 0、または4 変数4

MACヘッダーの最初の2バイトは、フレームの形式と機能を指定するフレーム制御フィールドです。このフレーム制御フィールドは、以下のサブフィールドに分割されます。

  • プロトコルバージョン: プロトコルバージョンを表す2ビット。現在使用されているプロトコルバージョンは0です。その他の値は将来の使用のために予約されています。
  • タイプ: WLANフレームの種類を識別する2ビット。制御、データ、管理は、IEEE 802.11で定義されている様々なフレームタイプです。
  • サブタイプ: フレーム間の識別を強化する4ビット。タイプとサブタイプを組み合わせて、フレームを正確に識別します。
  • ToDSとFromDS：それぞれ1ビットです。データフレームが配信システムに向かうのか、それとも配信システムから出るのかを示します。制御フレームと管理フレームでは、これらの値は0に設定されます。すべてのデータフレームで、これらのビットのいずれかが設定されます。
    • ToDS = 0 かつ FromDS = 0
    • ToDS = 0 かつ FromDS = 1
      • ステーションから送信され、配布システムを介してアクセスされる AP に向けられるフレーム。
    • ToDS = 1 かつ FromDS = 0
      • ステーションの配布システムから出力されるフレーム。
    • ToDS = 1 かつ FromDS = 1
      • DATA フレーム内の 4 つの MAC アドレスすべてを使用する唯一の種類のフレーム。
      • アドレス 1: 配布システムから出力されるアクセス ポイント アドレス。
      • アドレス 2: 配信システムへのアクセス ポイントの入口 (ソース ステーションが接続されている AP)。
      • 住所3: 最終駅の住所。
      • アドレス4: 送信元ステーションのアドレス。[ 96 ] [ 97 ]
  • More Fragments: More Fragmentsビットは、パケットが複数のフレームに分割されて送信される場合に設定されます。パケットの最後のフレームを除くすべてのフレームにこのビットが設定されます。
  • 再試行：フレームの再送が必要な場合、フレームが再送される際に1にセットされる再試行ビットがあります。これにより、重複フレームの排除が容易になります。
  • 電源管理: このビットは、フレーム交換完了後の送信側の電源管理状態を示します。アクセスポイントは接続を管理する必要があり、省電力ビットを設定することはありません。
  • モアデータ：モアデータビットは、分散システムで受信したフレームをバッファリングするために使用されます。アクセスポイントはこのビットを使用して、省電力モードのステーションを支援します。このビットは、少なくとも1つのフレームが利用可能であることを示し、接続されているすべてのステーションに送信されます。
  • 保護されたフレーム: フレーム本体がWired Equivalent Privacy (WEP)、Wi-Fi Protected Access (WPA)、Wi-Fi Protected Access II (WPA2) などの保護メカニズムによって暗号化されている場合、保護されたフレーム ビットは値 1 に設定されます。
  • 順序: このビットは、「厳密な順序付け」配信方法が採用されている場合にのみ設定されます。フレームとフラグメントは必ずしも順序通りに送信されるとは限りません。順序通りに送信されると、伝送パフォーマンスが低下します。

次の2バイトはDuration IDフィールド用に予約されており、このフィールドの送信にかかる時間を示します。これにより、他のデバイスはチャネルが再び利用可能になるタイミングを知ることができます。このフィールドは、Duration、Contention-Free Period（CFP）、Association ID（AID）の3つの形式のいずれかになります。

802.11フレームには最大4つのアドレスフィールドがあります。各フィールドにはMACアドレスが含まれます。アドレス1は受信側、アドレス2は送信側、アドレス3は受信側によるフィルタリングに使用されます。アドレス4は、拡張サービスセット（ESS）内のアクセスポイント間、またはメッシュネットワーク内の中間ノード間で送信されるデータフレームにのみ存在します。

ヘッダーの残りのフィールドは次のとおりです。

  • シーケンス制御フィールドは、メッセージの順序を識別し、重複フレームを排除するために使用される2バイトのセクションです。最初の4ビットはフラグメンテーション番号として使用され、最後の12ビットはシーケンス番号として使用されます。
  • オプションの 2 バイトの Quality of Service 制御フィールド。QoS データ フレーム内にあります。802.11e で追加されました。

ペイロードまたはフレーム ボディ フィールドのサイズは可変で、0 ～ 2304 バイトにセキュリティ カプセル化によるオーバーヘッドを加えた値であり、上位層からの情報が含まれます。

フレームチェックシーケンス（FCS）は、標準802.11フレームの最後の4バイトです。巡回冗長検査（CRC）とも呼ばれ、受信したフレームの整合性チェックを可能にします。フレームが送信される直前に、FCSが計算され、追加されます。ステーションがフレームを受信すると、そのフレームのFCSを計算し、受信したFCSと比較します。両者が一致した場合、フレームは伝送中に歪んでいないとみなされます。[ 98 ]

管理フレーム

管理フレームは必ずしも認証されるわけではなく、通信の維持または中断を可能にします。一般的な802.11サブタイプには以下が含まれます。

  • 認証フレーム: 802.11 認証は、ワイヤレス ネットワーク インターフェイス コントローラ(WNIC) がアクセス ポイントにその ID を含む認証フレームを送信することから始まります。
    • オープン システム認証が使用されている場合、WNIC は単一の認証フレームのみを送信し、アクセス ポイントは受け入れまたは拒否を示す独自の認証フレームで応答します。
    • 共有鍵認証を使用する場合、WNICは初期認証要求を送信し、アクセスポイントはチャレンジテキストを含む認証フレームで応答します。次に、WNICはチャレンジテキストの暗号化バージョンを含む認証フレームをアクセスポイントに送信します。アクセスポイントは、自身の鍵でテキストを復号化することで、正しい鍵で暗号化されたことを確認します。このプロセスの結果によって、WNICの認証ステータスが決定されます。
  • アソシエーション要求フレーム：ステーションから送信され、アクセスポイントがリソースを割り当て、同期できるようにします。このフレームには、WNICに関する情報（サポートされているデータレートや、ステーションが接続を希望するネットワークのSSIDなど）が含まれます。要求が承認されると、アクセスポイントはメモリを予約し、WNICのアソシエーションIDを確立します。
  • アソシエーション応答フレーム：アクセスポイントからステーションに送信されるフレームで、アソシエーション要求の承認または拒否が含まれます。承認の場合、フレームにはアソシエーションIDやサポートされるデータレートなどの情報が含まれます。
  • ビーコン フレーム: アクセス ポイントから定期的に送信され、その存在を通知し、範囲内の WNIC のSSIDやその他のパラメータを提供します。
  • 認証解除フレーム: 別のステーションからの接続を終了しようとするステーションから送信されます。
  • ディスアソシエーションフレーム：接続を終了したいステーションから送信されます。アクセスポイントがメモリ割り当てを放棄し、WNICをアソシエーションテーブルから削除できるようにする、洗練された方法です。
  • プローブ要求フレーム: 別のステーションからの情報が必要なときにステーションから送信されます。
  • プローブ応答フレーム: プローブ要求フレームを受信した後、機能情報やサポートされるデータ レートなどを含むアクセス ポイントから送信されます。
  • 再アソシエーション要求フレーム：WNICは、現在アソシエーションされているアクセスポイントの範囲から外れ、より強い信号を持つ別のアクセスポイントを見つけたときに、再アソシエーション要求を送信します。新しいアクセスポイントは、以前のアクセスポイントのバッファに残っている可能性のある情報の転送を調整します。
  • 再アソシエーション応答フレーム：アクセスポイントから送信されるフレームで、WNIC再アソシエーション要求フレームに対する承認または拒否の応答が含まれます。このフレームには、アソシエーションIDやサポートされるデータレートなど、アソシエーションに必要な情報が含まれます。
  • アクションフレーム：特定のアクションを制御するための拡張管理フレーム。アクションのカテゴリには、QoS、ブロックACK、パブリック、無線測定、高速BSS遷移、メッシュピアリング管理などがあります。これらのフレームは、ステーションがピアに特定のアクションの実行を指示する必要があるときに送信されます。例えば、ステーションはADDBA要求アクションフレームを送信することで、別のステーションにブロックACKを設定するよう指示できます。これに対し、別のステーションはADDBA応答アクションフレームで応答します。

管理フレームの本体は、フレーム サブタイプに依存する固定フィールドと、それに続く一連の情報要素(IE) で構成されます。

IE の一般的な構造は次のとおりです。

分野 タイプ 長さ データ
長さ 1 1 1～252

制御フレーム

制御フレームは、ステーション間のデータフレームの交換を容易にします。一般的な802.11制御フレームには、以下のものがあります。

  • 確認応答（ACK）フレーム：データフレームを受信した後、受信局はエラーが見つからない場合、送信局にACKフレームを送信します。送信局が所定の時間内にACKフレームを受信しない場合、送信局はフレームを再送信します。
  • 送信要求（RTS）フレーム：RTSフレームとCTSフレームは、隠れステーションを持つアクセスポイントにオプションの衝突軽減スキームを提供します。ステーションは、データフレームを送信する前に必要な双方向ハンドシェイクの最初のステップとしてRTSフレームを送信します。
  • Clear to Send (CTS) フレーム：ステーションはRTSフレームに対し、CTSフレームで応答します。これは、要求元ステーションにデータフレームの送信許可を与えます。CTSは、要求元ステーションが送信している間、他のすべてのステーションが送信を待機する時間値を含むことで、衝突制御を実現します。

データフレーム

データフレームは、Webページ、ファイルなどからのパケットを本体内に含みます。[ 99 ]本体はIEEE 802.2ヘッダーで始まり、宛先サービスアクセスポイント（DSAP）でプロトコルを指定します。その後、DSAPが16進AAの場合はサブネットワークアクセスプロトコル（SNAP）ヘッダーが続き、組織固有識別子（OUI）とプロトコルID（PID）フィールドでプロトコルを指定します。OUIがすべてゼロの場合、プロトコルIDフィールドはEtherType値です。[ 100 ]ほぼすべての802.11データフレームは802.2ヘッダーとSNAPヘッダーを使用し、そのほとんどはOUI 00:00:00とEtherType値を使用します。

インターネット上のTCP輻輳制御と同様に、フレーム損失は802.11の動作に組み込まれています。適切な伝送速度または変調符号化方式を選択するために、レート制御アルゴリズムはさまざまな速度をテストする場合があります。アクセスポイントの実際のパケット損失率は、リンク条件によって大きく異なります。実稼働中のアクセスポイントで発生する損失率は10%から80%の範囲で変動しますが、一般的な平均値は30%です。[ 101 ]リンク層はこれらの損失フレームを回復する必要があることを認識することが重要です。送信者が確認応答（ACK）フレームを受信しない場合、フレームは再送信されます。

基準と改正

IEEE 802.11ワーキンググループ内には、[ 60 ]以下のIEEE規格協会規格と修正が存在します。

  • IEEE 802.11-1997 : WLAN 標準は元々1 Mbit/sおよび2 Mbit/s、2.4 GHz RF および赤外線(IR) 標準 (1997) でしたが、推奨プラクティス 802.11F および 802.11T を除き、以下にリストされている他のすべてはこの標準の修正です。
  • IEEE 802.11a : 54 Mbit/s、5 GHz 規格 (1999 年、製品出荷は 2001 年)
  • IEEE 802.11b : 5.5 Mbit/sおよび11 Mbit/s、2.4 GHz規格（1999）
  • IEEE 802.11c : ブリッジ操作手順。IEEE 802.1D規格 (2001)に含まれる。
  • IEEE 802.11d : 国際（国間）ローミング拡張（2001）
  • IEEE 802.11e : 拡張機能: QoS（パケットバーストを含む）（2005）
  • IEEE 802.11F :アクセスポイント間プロトコル(2003) 2006年2月撤回
  • IEEE 802.11g : 54 Mbit/s、2.4 GHz規格（bとの下位互換性あり）（2003）
  • IEEE 802.11h : 欧州互換性のためのスペクトル管理 802.11a (5 GHz) (2004)
  • IEEE 802.11i : 強化されたセキュリティ (2004)
  • IEEE 802.11j：日本向け拡張（4.9-5.0GHz）（2004）
  • IEEE 802.11-2007: 修正 a、b、d、e、g、h、i、j を含む標準規格の新しいリリース。(2007 年 7 月)
  • IEEE 802.11k :無線リソース測定の拡張 (2008)
  • IEEE 802.11n：2.4 GHzおよび5 GHzでの高スループットWLAN、20 MHzおよび40 MHzチャネル、 Wi-FiにMIMOを導入（2009年9月）
  • IEEE 802.11p：WAVE—車両環境（救急車や乗用車など）向け無線アクセス（2010年7月）
  • IEEE 802.11r : 高速BSS移行（FT）（2008）
  • IEEE 802.11s：メッシュネットワーク、拡張サービスセット（ESS）（2011年7月）
  • IEEE 802.11T: 無線パフォーマンス予測 (WPP) - テスト方法と測定基準 勧告がキャンセルされました
  • IEEE 802.11u : ホットスポットおよびクライアントのサードパーティ認証に関する改善（例：セルラーネットワークのオフロード）（2011年2月）
  • IEEE 802.11v：ワイヤレスネットワーク管理（2011年2月）
  • IEEE 802.11w : 保護された管理フレーム (2009 年 9 月)
  • IEEE 802.11y : 米国における3650～3700 MHz運用（2008年）
  • IEEE 802.11z : ダイレクトリンクセットアップ (DLS) の拡張 (2010 年 9 月)
  • IEEE 802.11-2012: 修正k、n、p、r、s、u、v、w、y、zを含む標準規格の新リリース（2012年3月）
  • IEEE 802.11aa: オーディオビデオトランスポートストリームの堅牢なストリーミング (2012年6月) -ストリーム予約プロトコルを参照
  • IEEE 802.11ac : 5GHz帯での超高スループット無線LAN ; [ f ]より広いチャネル（80MHzと160MHz）;マルチユーザーMIMO（ダウンリンクのみ） [ 102 ]（2013年12月）
  • IEEE 802.11ad : 超高スループット 60 GHz (2012年12月) — WiGigも参照
  • IEEE 802.11ae: 管理フレームの優先順位付け (2012年3月)
  • IEEE 802.11af：TVホワイトスペース（2014年2月）
  • IEEE 802.11-2016: 修正 aa、ac、ad、ae、af を含む標準規格の新リリース (2016 年 12 月)
  • IEEE 802.11ah : サブ1GHzの免許不要運用（例：センサーネットワーク、スマートメータリング）（2016年12月）
  • IEEE 802.11ai : 高速初期リンクセットアップ (2016 年 12 月)
  • IEEE 802.11aj：中国ミリ波（2018年2月）
  • IEEE 802.11ak:ブリッジネットワーク内のトランジットリンク(2018 年 6 月)
  • IEEE 802.11aq: 事前接続検出 (2018 年 7 月)
  • IEEE 802.11-2020: 修正事項 ah、ai、aj、ak、aq を含む標準規格の新リリース (2020 年 12 月)
  • IEEE 802.11ax ： 2.4、5、6GHz帯の高効率WLAN 。 [ g ]はWi-FiにOFDMAを導入[ 74 ]（2021年2月）
  • IEEE 802.11ay：60GHz帯およびその周辺における超高スループットの強化（2021年3月）
  • IEEE 802.11az: 次世代ポジショニング (2023 年 3 月)
  • IEEE 802.11ba: ウェイクアップラジオ（2021年3月）
  • IEEE 802.11bb：光通信（2023年11月）
  • IEEE 802.11bc: 拡張ブロードキャストサービス (2024年2月)
  • IEEE 802.11bd: 次世代 V2X 向けの機能強化 ( IEEE 802.11pも参照) (2023 年 3 月)
  • IEEE 802.11-2024: ax、ay、az、ba、bb、bc、bdの修正を含む標準規格の新リリース（2024年9月）
  • IEEE 802.11be：極めて高いスループット（2024年9月）
  • IEEE 802.11bf: WLAN センシング (2025 年 5 月)
  • IEEE 802.11bh: ランダム化および変化する MAC アドレス (2024 年 9 月)
  • IEEE 802.11bk: 320 MHz 測位 (2025 年 6 月)

進行中

  • IEEE 802.11bi:強化されたデータプライバシー
  • IEEE 802.11bn：超高信頼性
  • IEEE 802.11bp:周囲電力通信
  • IEEE 802.11mf: 802.11 累積メンテナンス変更
  • IEEE 802.11bq:統合ミリ波
  • IEEE 802.11br:拡張光通信
  • IEEE 802.11bt: 耐量子暗号[ 103 ]

802.11F および 802.11T は標準ではなく推奨されるプラクティスであり、そのように大文字で表記されます。

802.11m は標準メンテナンスに使用されます。802.11ma は 802.11-2007 向けに、802.11mb は 802.11-2012 向けに、802.11mc は802.11-2016 向けに、802.11md は 802.11-2020 向けに、802.11me は 802.11-2024 向けに完了しました。

標準と修正

「標準」と「修正」という用語は、IEEE標準のさまざまな変種を指すときに使用されます。[ 104 ]

IEEE 標準化協会に関する限り、現在の標準は 1 つだけです。これは、IEEE 802.11 に発行日が続く形式で示されます。IEEE 802.11-2024 は現在発行されている唯一のバージョンであり、以前のリリースに取って代わります。標準は修正によって更新されます。修正はタスク グループ (TG) によって作成されます。タスク グループと完成したドキュメントはどちらも、802.11 に 1 つまたは 2 つの小文字が続く形式で示されます (例: IEEE 802.11aまたはIEEE 802.11ax )。802.11 の更新はタスク グループ m の責任です。新しいバージョンを作成するために、TGm は標準の以前のバージョンとすべての発行済み修正を組み合わせます。TGm は、発行済みドキュメントに関する説明と解釈も業界に提供します。IEEE 802.11の新しいバージョンは1999年、2007年、2012年、2016年、2020年、2024年に公開されました。[ 105 ] [ 106 ]

命名法

802.11 のさまざまな用語は、ワイヤレス ローカル エリア ネットワーク操作の側面を指定するために使用されており、一部の読者には馴染みのない用語である可能性があります。

例えば、時間単位（通常はTUと略される）は、1024マイクロ秒に相当する時間単位を示すために使用されます。多くの時間定数は、ほぼ等しいミリ秒ではなく、TUを単位として定義されています。

また、 「ポータル」という用語は、 802.1Hブリッジに類似したエンティティを表すために使用されます。ポータルは、802.11非対応のLAN STAによるWLANへのアクセスを提供します。

安全

2001年、カリフォルニア大学バークレー校のグループが、802.11 Wired Equivalent Privacy（WEP）のセキュリティメカニズムの脆弱性を解説した論文を発表しました。これに続き、Fluhrer、Mantin、Shamirによる「 RC4の鍵スケジューリングアルゴリズムの脆弱性」と題された論文が発表されました。その後まもなく、Adam StubblefieldとAT&Tは、この攻撃の最初の検証を公表しました。この攻撃により、彼らは通信を傍受し、無線ネットワークへの不正アクセスを行うことができました。[ 107 ]

IEEE は、代替セキュリティ ソリューション 802.11i を作成するための専用のタスク グループを設置しました (以前は、この作業はMAC 層を強化するためのより広範な 802.11e 作業の一環として扱われていました)。Wi-Fi Alliance は、当時の IEEE 802.11i ドラフトのサブセットに基づいて、Wi-Fi Protected Access (WPA) と呼ばれる暫定仕様を発表しました。これらは 2003 年半ばに製品に表示され始めました。IEEE 802.11i (WPA2 としても知られています) 自体は 2004 年 6 月に批准され、 WEP で使用されたRC4の代わりにAdvanced Encryption Standard (AES) を使用します。家庭/消費者向けの最新の推奨暗号化は WPA2 (AES 事前共有キー) であり、企業向けでは WPA2 とRADIUS認証サーバー (または別の種類の認証サーバー)、およびEAP-TLSなどの強力な認証方法の組み合わせです。

2005年1月、IEEEは、これまでセキュリティ保護されていない管理フレームとブロードキャストフレームを保護するために、新たなタスクグループ「w」を設立しました。その標準規格は2009年に公開されました。[ 108 ]

2011年12月、オプション機能であるWi-Fi Protected Setup （WPS）の特定の実装を持つ一部の無線ルーターに影響を及ぼすセキュリティ上の欠陥が明らかになりました。WPSは802.11の一部ではありませんが、この欠陥により、無線ルーターの範囲内にいる攻撃者はWPSのPINを、そしてそれを使ってルーターの802.11iパスワードを数時間で解読することが可能です。[ 109 ] [ 110 ]

2014年後半、AppleはiOS 8モバイルオペレーティングシステムが、 事前関連付け段階でMACアドレスをスクランブルし、一意に識別可能なプローブ要求の定期的な送信によって可能になる小売店の来店者数追跡を阻止すると発表した。[ 111 ] Android 8.0「Oreo」では、「MACランダム化」と呼ばれる同様の機能が導入された。[ 112 ]

Wi-Fi ユーザーは、盗聴、パスワード攻撃、または通常はより高価な別のアクセス ポイントの使用を強制する Wi-Fi 認証解除攻撃を受ける可能性があります。

参照

注記

  1. ^ 802.11acは5GHz帯での動作のみを規定しています。2.4GHz帯での動作は802.11nで規定されています。
  2. ^ 802.11axは2402 Mbit/s（MCSインデックス11、2空間ストリーム、160 MHz）であり、802.11acは1733.3 Mbit/s（MCSインデックス9、2空間ストリーム、160 MHz）である。 [ 75 ]
  3. ^ 802.11ac は1733.3 Mbit/s (MCS Index 9、2 空間ストリーム、160 MHz)、802.11n は300 Mbit/s (MCS Index 7、2 空間ストリーム、40 MHz)
  4. ^ IEEEの記事では、802.11axでは37%の成長しか見込めず、802.11acと802.11nでは1000%の成長が見込まれている。 [ 74 ]
  5. ^ IEEEの定義による面積あたりのスループットは、ネットワークの総スループットとネットワーク面積の比率である。 [ 74 ]
  6. ^ 2.4GHz帯での動作は802.11nで規定されています。
  7. ^ 6 GHz 動作はWi-Fi 6Eデバイス間でのみ可能です。
  1. ^この改善は、 144.4 Mbit/s（MCS Index 15、2空間ストリーム、 20 MHz ）を考慮すると1100%になります。これは、802.11nの40 MHzモード（2.4 GHz）がほとんどのシナリオでほとんど実用的ではないためです。 [ 76 ] : qt）。 [ 75 ]

脚注

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参考文献

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