802.11nワイヤレスネットワークの内部
802.11n WiFi 規格は、複数のアンテナ (別名「MIMO」または複数入力複数出力) の使用を含むさまざまなテクノロジを通じて、より高速なネットワーク速度をサポートします。
802.11n をサポートするデバイスおよび無線ベース ステーションは、複数のアンテナ (送信用と受信用にそれぞれ最大 4 つ) を使用して、1 つのスペクトル チャネルの帯域幅内で複数の独立したデータ ストリームを空間的に多重化することで、データ スループットを高速化できます。これは、比較的新しい 802.11n が以前の 802.11 a/b/g 無線ネットワークよりも高速である主な要因です。
802.11n 規格では、これまで企業ネットワークでは 802.11a デバイスのみが利用していた、あまり使用されていない (ただし周波数が高いため壁の透過力が弱い) 5GHz 周波数帯域もサポートしています。802.11b/g 規格はどちらも (多くの場合非常に飽和している) 2.4GHz 周波数帯域のみを使用するため、近隣のワイヤレス ネットワークや Bluetooth デバイスとの干渉を受ける可能性があります。
新しい802.11nネットワークは、40MHzの広帯域チャネルを使用することで無線周波数帯域を2倍に増やし、データ転送速度を向上させることができます。AppleのAirPortベースステーションは、「802.11nのみ(5GHz)」ネットワークとして設定した場合のみ、広帯域チャネルをサポートします。このオプションは「ワイヤレスネットワークオプション」ボタンの後ろに隠れています。
iOS と Mac 上の MCS
ただし、802.11nデバイスは、必ずしも最小数のアンテナ、5GHzネットワーク、または広いチャネルをサポートする必要はありません。デバイスがサポートできる機能は、802.11n変調符号化方式(MCS)インデックスによって表されます(Wikipediaより、以下に概要を示します)。
MCSは、Mac OS XクライアントでOptionキーを押したままにすると、AirPortメニューに表示されます。このインデックス番号は信号強度や干渉によって減少しますが、上限はクライアントのハードウェアとネットワークベースステーションの機能によって制限されます。
例えば、iPhone 4は802.11nに対応していますが、5GHz帯とワイドチャネルをサポートしていないため、2.4GHz帯を使用するように設定された802.11nネットワークのみで利用できます。一方、iPadは「802.11nのみ(5GHz)」のワイヤレスネットワークを認識し、接続できます。ただし、iPadはiPhoneと同様に複数の「MIMO」アンテナを搭載していないため、20MHzチャネルを使用する1つの空間ストリームしかサポートできません(バッテリー寿命、コスト、複雑さの制約により、各アンテナは無線サポートも必要とするため)。
これにより、AppleのiPhone 4とiPadのMCSインデックスは7に制限され、最大スループットは65Mbpsとなります。以前の802.11b/gデバイス(旧型のiPhoneを含む)は、最大データレートが54Mbpsにしか達しません。iPadはiPhone 4とは異なり、5GHz帯のネットワークも利用できます。これにより、近隣の無線トラフィックからの干渉は軽減される可能性がありますが、MCSインデックスは上がりません。
802.11n をサポートするすべての Mac は複数のアンテナを搭載しているため、2 つの空間ストリームをサポートし、2.4GHz ネットワークで MCS 15 と最大 130 Mbps のデータレートを実現できます。iOS デバイスとは異なり、Mac は 5GHz 帯域で 40MHz のワイドチャネルも処理できるため、ワイドチャネルをサポートするように設定された「802.11n のみ (5GHz)」ネットワークに接続する際に、データスループットを 2 倍の 300 Mbps に高めることができます。
新しいMacは802.11ベースライン認証を超え、450MbpsのWiFiをサポート
Appleは今年、Thunderbolt搭載のMacBook ProとiMacに3本の送受信アンテナを搭載し、ワイドチャネルの5GHzネットワークでMCS 23と最大450Mbpsのデータレートを実現しました。この新機能は、Wi-Fi Allianceが定義する802.11nのベースライン認証(最大300Mbps)を上回っています。
現在、Mac OS X Snow Leopard ではサポートされていませんが、開発者はAppleInsiderに対し、Lion の開発者プレビューでは、Airport Extreme や Time Capsule などの最新のベースステーションと併用した場合、新しいハードウェアがサポートされることが示されていると報告しています。
開発者は2.3GHz Core i5を搭載したMacBook Proをテストし、AirPort Extremeがホストする5GHzネットワークでMCS 23、送信レート450を達成したと報告しました。以前のマシンではMCS 15しか達成できませんでした。