Wi-Fi技術講座 第3回
Wi-Fiのルール CSMA/CA
シスコシステムズ 前原 朋実
Wi-Fiで通信するにあたり、最も基本的な仕組みとして802.11規格で採用されているCSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式) というものがあります。
電波が届く範囲内では、瞬間的には1台しか通信できず、複数が同時に通信することができないため、お互いの信号が衝突しないようにする仕組みです。
図1 譲り合うCSMA/CA
ものすごく簡単に言うと、Wi-Fiは、どれかの端末が通信している間は、他の端末は待つという「譲り合い」の仕組みで出来ています。
・現在通信中の端末がないか確認
・通信中の端末がある場合は待機
・その端末の通信終了後、さらにしばらく待ってどの端末も通信していなければ通信開始
最後の待ち時間を各端末でランダムにすることで、複数端末が待機している場合に、通信の再衝突を避けることができます。
この仕組みがあるため、大量の端末が1アクセスポイントに接続されると待ち時間が長くなり1端末あたりのスループットが落ちる傾向があります。
また、802.11bなど古い規格の端末が混在していると、802.11acなどの最新規格と比較すると、同じデータ量でも通信が終了するまで時間がかかり、その間チャネルを占有してしまうため、全体のスループットを下げる要因になります。
なお、これはWi-Fiと呼ばれる機器のみに実装されている機能で、Wi-Fiの世界から「干渉源」と認識される同一周波数帯を利用する他の機器 (例えば電子レンジ、Bluetooth、ビデオカメラなど) はこの仕組みを使っていません。
これは、資格などが不要で誰でも使えるアンライセンスバンドを使用しており、それぞれがそれぞれの特徴を活かすルールで運用しているためです。
Wi-Fiがある意味勝手に「干渉源」と定義する種類の中には、他機器の通信終了を待つことなく通信しようとしたり、通信を開始するとそのままずっと帯域を使い続けたりするものがあります。
一方、Wi-Fiへの干渉を最小限にするためチャネルを頻繁に切り替えたり、シールドをして電波が漏れないようにする工夫がされるようになったものも増えてきました。
ただ、Wi-Fiへの干渉源の影響はゼロではありません。そのため、これら干渉源の検知・回避をどうするかを検討する必要が出てくる場合も多々あります。
◆Wi-Fi技術講座一覧◆
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