筆者の家にある無線LANアクセスポイント(Wi-Fi AP)は、1台だけだ。しかしそのAPにはPCやスマホ、プリンタやHDDレコーダー、Apple TVなど複数の端末を接続している。スマホで再生している動画をApple TVに送信しながら、PCではWebブラウザーで調べごとをするといった使い方は日常茶飯事だ。こうした使い方が実際にできているので、Wi-Fi APは同時に複数の通信をさばいているように見える。
しかし、厳密にはWi-Fiは同時に通信をしていない。
無線LANは、有線LANとは違い送受信の経路が物理的に分かれていない。電波を利用してデータを伝送するため、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式で同一周波数の端末との衝突を回避している。実際は、ある1つのタイミングでデータ送信できるのは1台の端末だけだ。つまり送信と受信を同時に実行できない。いわゆる「半二重」と呼ばれる通信方式と同じような動きをする(図1)。
この仕組みはIEEE 802.11a/b/g/nだけでなく、現在の主流であるIEEE 802.11acもwave 1と呼ばれる第1世代までは同様である。
端末が増えても総帯域は変わらない
Wi-Fiの通信が、同時に行われることはないということを、実測で確認してみよう。
例えば、1台のAPに3台の端末(1ストリーム端末)がつながっている場合に、それらの端末がサーバーから同時にデータをダウンロードしたとする。前述のように同時に通信できるのは1つなので、この場合は通信が可能な時間を3台の端末で分け合う形になる。そのため送信データ量÷通信時間で算出される帯域は1台のときの3分の1だ。別の言い方をすれば、全部の端末の帯域を合算した「総帯域」は変わらないはずだ。これを実測で検証するわけである。
無線区間でのロスが少ない状態で計測するために、APはCisco製AP1852E(外部アンテナモデル)を用意し、本来は外部アンテナを取り付けるAPのアンテナ端子にRFケーブルを取り付けて測定装置の「IxVeriwave」(米イクシア製)と接続している(図2)。