IEEE802.11とは？11be・11ax・11ac・11nなどの違いを解説！

無線LAN

無線LANのWi-Fi規格である「IEEE802.11」は、世代が複数あり、最新のものから11be、11ax、11ac、11nなどがあります。これらはどのような違いがあるのか、選定に当たって知りたいという方もいるのではないでしょうか。
そもそもIEEE802.11にはどのような特徴があるのか、また世代ごとの違いや互換性、さらに、省電力で広範囲の通信が可能な「IEEE802.11ah」規格の特徴や活用シーンも解説します。

IEEE802.11とは？
IEEE802.11の11be・11ax・11ac・11nなどの違い
今後IoT分野で期待されるIEEE802.11ahとは？
まとめ

IEEE802.11とは？

まずはIEEE802.11の意味から理解しておきましょう。

●IEEE802.11とは

IEEE802.11は通信規格の一種です。読み方は「アイ・トリプルイー・ハチマルニ・テン・イチイチ」です。

通信規格とは、異なる機器やシステム間の通信ネットワークを通じて通信を行うときの技術基準を定めたものです。異なるメーカーの機器やシステムでも、通信規格が同じであれば互換性が確保され、通信が可能になります。その通信規格のIEEE802.11は、一般的に「Wi-Fi（ワイファイ）」と呼ばれています。

IEEE802.11は米国電気電子学会によって策定された国際規格ですが、Wi-Fiという呼称は、Wi-Fi Allianceという無線LAN製品の普及を目的とした団体が定めました。市販の通信製品にはWi-Fiに対応している表示があるものが多く見られます。それらはIEEE802.11規格に対応しているという意味となります。

●IEEE802.11の種類

IEEE802.11は、周波数の帯域や特徴に応じていくつか種類があり、現在は11a、11b、11g、11n、11ac、11ax、11beの7種類があります。

それぞれ、「IEEE802.」より後は次のように読み、Wi-Fi表記においては数字で表します。

IEEE802.11a（イレブンエー）
IEEE802.11b（イレブンビー）
IEEE802.11g（イレブンジー）
IEEE802.11n（イレブンエヌ）：Wi-Fi 4
IEEE802.11ac（イレブンエーシー）：Wi-Fi 5
IEEE802.11ax（イレブンエーエックス）：Wi-Fi 6とWi-Fi 6E
IEEE802.11be（イレブンビーイー）：Wi-Fi 7

IEEE802.11の11be・11ax・11ac・11nなどの違い

これからWi-Fiなどの無線LANを構築したい、もしくは見直したいといったときに、気になるのが規格の違いではないでしょうか。また異なる規格同士では互換性があるのか、気になる方もいるでしょう。

IEEE802.11a、11b、11g、11n、11ac、11ax、11beのそれぞれの違いをご紹介します。

表1 【IEEE802.11の比較表】

規格名	最大通信速度（理論値）	周波数帯
IEEE802.11a	54Mbps	5GHz帯
IEEE802.11g	54Mbps	2.4GHz帯
IEEE802.11b	11Mbps	2.4GHz帯
IEEE802.11n (Wi-Fi 4)	600Mbps	2.4GHz/5GHz帯
IEEE802.11ac (Wi-Fi 5)	6.9Gbps	5GHz帯
IEEE802.11ax (Wi-Fi 6)	9.6Gbps	2.4GHz/5GHz帯
IEEE802.11ax (Wi-Fi 6E)	9.6 Gbps	2.4GHz/5GHz/6GHz帯
IEEE802.11be (Wi-Fi 7)	46Gbps	2.4GHz/5GHz/6GHz帯

●最大通信速度

大きな違いは、最大通信速度（理論値）です。新しくなるほど速度は大幅に速くなっていきます。IEEE802.11beのWi-Fi 7では46Gbpsとなり、一つ前の11axの9.6Gbpsと比較して約5倍高速化しています。今後、11be（Wi-Fi 7）対応機器が増加していくと考えられるため、準備を始めておくことをおすすめします。

●周波数帯の違い

現在、IEEE802.11では2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯の3つの周波数帯が利用できます。周波数帯とは、日本では総務省が管轄している電波の周波数を区分けしたものです。

2.4GHz帯は、家電製品やBluetooth対応機器などにも使われており、電波干渉を受けやすいところがあります。5GHz帯は航空レーダーや気象レーダーに使われていますが、2.4GHz帯ほどは使われている機器が多くないため、比較的、電波干渉を受けにくく、安定して通信できます。

また、低い周波数は指向性が弱く、高い周波数になるほど指向性が強くなります。高い周波数ほど伝達できる情報量は多くなるため、より多くの情報を伝えられる5GHz帯のほうが2.4GHz帯より送信速度が速いといえます。

一方、指向性が強いと障害物を回り込めず、吸収されやすいため、見通せない目的地まで届きにくくなります。反対に指向性が弱いと障害物を回り込む性質があるため、見通せない目的地まで届きやすくなります。

このことから、5GHz帯は2.4GHz帯より障害物などの影響を受けやすいため、2.4GHz帯のほうが電波のカバーエリアが広くなります。

6GHz帯は日本で認可されたのが数年前であることから、現時点では対応している製品は限られています。そのため、2.4GHz帯や5GHz帯と比べて利用者が少なく、電波干渉も少ないと考えられます。

周波数帯は複数機器が同時通信できるよう分割されており、その分割された個々をチャンネルと呼びます。従来の5GHz帯では160MHz幅の通信は2チャンネルしか選択できなかったところ、6GHz帯では3チャンネルから選択して利用できます。これにより6GHz帯のほうが、より安定した通信を実現します。

●互換性について

IEEE802.11a、11b、11g、11n、11ac、11ax、11beのそれぞれには、通信の互換性がある場合とない場合があります。

周波数帯が同じであれば、基本的に上位規格をサポートしている機器は下位の規格もサポートしているので接続できます。しかし2.4GHz帯と5GHz帯のように、異なる周波数帯間では通信の互換性はありません。また同じ周波数帯で接続した場合は、通信速度は、遅いほうの規格の速度になることは覚えておきましょう。

今後IoT分野で期待されるIEEE802.11ahとは？

IEEE802.11には、他にも規格があります。そのうち、低消費電力かつ長距離通信が可能なことから、企業や自治体で利用が期待されているIEEE802.11ahをご紹介します。

●IEEE802.11ahとは

IEEE802.11ahは、最大通信速度（理論値）が数Mbps、周波数帯が920MHz帯の規格で、「Wi-Fi HaLow（ワイファイヘイロー）」と呼ばれています。

消費電力を抑えて長距離の通信を実現する通信方式である「LPWA」の一つです。LPWAは「Low Power Wide Area」の略で、低消費電力で広範囲にわたって通信できる方式を意味します。

●従来のIEEE802.11規格との違い

従来のIEEE802.11規格と比較して、IEEE802.11ahは省電力かつ、より広範囲にわたる通信が可能になる点が異なります。

通信距離は1km程度であるため、従来の50m程度と比較して20倍ほどの長距離通信を実現します。通信速度は低いため、高画質動画のオンラインストリーミングなどには向いておらず、映像はコマ送りとなるため、遠隔地で高画質である必要がない映像や状態監視などに適しています。
しかし、既存の他のLPWAと比較すれば高速であることから、LPWAとIEEE802.11（Wi-Fi）双方のメリットが得られる有望な通信規格といわれています。