ホワイトペーパー

本章では本製品の電波伝搬性能について記載します。

本製品は2.4GHz帯と5GHz帯または2.4GHz帯と6GHz帯の電波を使用して無線通信を行います。無線通信は送信機から放射された電波が受信機に届いたときに、ある一定の電力が保たれていることで成立します。しかし、電力は空間に放射されると大きく2つの要因で減衰します。一つは距離減衰です。電波は空間に放射されると球面状に拡散しながら伝搬していきます。そのため放射点からの距離が離れるほど単位面積あたりの電力密度が小さくなります。すなわち通信距離が長いほど受信機が受信する電力は小さくなります。もう一つは物体による遮蔽や透過減衰です。電波は物体にぶつかると物体の特性により遮蔽されたり透過したりして伝搬していきます。そのため屋内のように構造物が多い環境では遮蔽や透過が発生する頻度が高くなります。電波が遮蔽されると受信機まで到達することができないため通信は成立しません。また電波が物体を透過する場合、物体の特性に応じて電力は減衰してしまうため構造物が多い環境では通信が成立しなくなる可能性が高くなります。屋内環境で良好な通信を成立させるためには、通信距離や構造物の影響を考慮する必要があります。

良好な通信が成立するエリアを確認する方法としてサイトサーベイがあります。サイトサーベイとは電波調査のことで設置した無線LANアクセスポイントの電波がどのように伝搬しているかを実際に測定して確認する手法です。測定は専用の受信端末と測定した電力をヒートマップ状に可視化して表示するアプリケーションで行います。このヒートマップを見れば通信可能エリアが確認できるため、無線LANアクセスポイントの設置位置の設計にとても効果的です。

ここからは Ekahau社（ https://www.ekahau.com/ ） のサイトサーベイツールのSidekick2を使用して測定した本製品のヒートマップについて記載します。記載するヒートマップは、とあるオフィス環境において本製品 / WLX323, WLX322（以降、前モデル)を下表の条件で設置した場合の測定結果です。また、測定機器が異なるため、本製品のヒートマップとWLX212/WLX222のヒートマップは、比較できません。測定結果は建物の構造やレイアウト等によって異なります。そのため、実際に設置する環境においてもサイトサーベイを実施し、通信可能エリアの検証を行うことを推奨します。ここで記載するヒートマップは、本装置の通信可能エリアの傾向を示すものとして、設置場所の検討の際に参考情報としてご活用ください。
本製品の主な設置方法である天井設置と壁面設置について測定を行います。測定条件を下表に示します。

測定したヒートマップから確認できる本装置の電波伝搬特性を整理します。

安定した無線LAN環境を実現するためには、本製品の電波伝搬特性をご理解いただき目的に応じて設置場所やアンテナ選択を適切に行う必要があります。本製品の電波伝搬特性に基づき、推奨する設置条件を下表に示します。

本製品と前モデルの電波伝搬特性は同等であることから、置き換えをご検討の場合は基本的に同じ設置条件でご使用可能です。ただし、設置環境により電波伝搬特性が完全に一致はしないため、事前に所望の範囲で通信が可能かどうかご確認いただくことを推奨します。

本製品の設置方法については、 設置方法 もご参照ください。

本章では本製品のMLOに対する性能について記載します。
MLO(Multi‑Link Operation)は、無線モジュールを複数同時に接続することで低遅延かつ安定性の高い通信を実現する機能です。
MLOにはいくつかの接続方式が存在します。本章では、eMLSRとSTR-MLMRについて、MLOが有効な場合と無効な場合とで測定を行い、通信の安定性を評価した結果を記載します。 なお、本測定では、APで使用しているチャンネルの一部に干渉波となる通信を発生した状態で測定します。

測定に使用した無線端末とMLOの接続方式は以下のとおりです

APに無線端末を接続し、APの有線LANポートに接続したPCから無線端末向けにTCPでパケットを送信してジッタを測定します。MLOを使用しない場合と使用した場合について測定します。MLOを使用した場合については、複数の周波数の組み合わせパターンで測定します。また、5GHzでの干渉波をジッタを測定するAPと無線端末とは別にAPと無線端末を用意し、そのAPと端末の間で干渉波として500Mbpsの通信を5GHzのチャンネルで行います。

どの無線端末のどの周波数の組み合わせにおいても、MLOが有効な場合のほうが、無効な場合よりジッタが小さくなる結果となった。特にASUS Zenbook S14(接続方式：eMLSR)においては、5GHz+6GHzのMLOの場合のジッタがMLOを使用しない場合と比べて6分の1となっています。

接続方式がeMLSRであるASUS Zenbook S14のMLO(5GHz+6GHz)のジッタが接続方式がSTR-MLMRである他の無線端末よりも低くなっています。本測定前は、eMLSRは単一の無線モジュールで通信を行うのに対し、STR-MLMRは複数の無線モジュールで同時に通信を行うため、STR-MLMRのほうがeMLSRより安定性が増す(ジッタが小さくなる)と想定していましたが、逆の結果になりました。あるタイミングでどの無線モジュールで通信を行うかは無線端末の実装にも依存するため、推測にはなりますが、今回のように必ず1つのチャンネルで干渉波があるような状態の場合、複数の無線モジュールを同時に使用するSTR-MLMRよりも必ず片方の無線モジュールでの通信になるeMLSRのほうが処理がシンプルなため、パケット毎の伝送時間間の差分が少なくなり、ジッタが小さくなったのではないかと考えます。

本製品では、MLOを使用することにより、他に干渉する通信がある場合でも通信安定性の低下が低減されます。複数の無線モジュールを同時に使用するSTR-MLMRだけでなく、無線モジュールを切り替えて使用するeMLSRであっても通信安定性は向上します。特にオンラインミーティングなどでのビデオ・音声通話の品質向上に寄与すると考えられます。

本章では本製品のエイリアンクロストークに対する性能について記載します。
Cat.5eなどシールド対策されていないLANケーブルは、外部からのノイズの影響を受けると、通信エラーやリンクダウンなどの通信障害が発生することがあります。特に、LANケーブルを複数並列して敷設したときに発生するエイリアンクロストークは、既設ケーブルを使用する際に顕在化することも多く、影響を軽減するためには、並列するケーブル間の距離を話したり、束ねるケーブルの本数を減らしたりする対策が必要です。

本製品の有線LANは2.5GBASE-Tに対応しています。2.5GBASE-TはCat.5eケーブル100m以上で2.5Gbpsの通信速度を指定した規格です。この規格は企業ネットワークの既設ケーブルの大半を占めるCat.5eケーブルを使用して最長100mで2.5Gbpsを実現することを目的として策定されました。
Cat.5eケーブルを使用して2.5Gbpsを実現する場合に課題となるのがエイリアンクロストークです。エイリアンクロストークとは、複数のLANケーブルを並列して敷設した場合に隣接するケーブルから受けるノイズのことです。ノイズは信号速度や隣接するケーブルの本数などに比例して大きくなります。ノイズの量が大きくなると通信エラーやリンクダウンが発生する場合があります。

エイリアンクロストークの影響を軽減するためには、Cat.6aケーブルなどのシールド対策されたケーブルの使用が推奨されています。しかし、2.5GBASE-Tではシールド対策されていないCat.5eケーブルもサポートされています。そのためシールド対策されていないCat.5e/Cat.6ケーブルを使用する場合は、敷設ケーブルの状態を評価しエイリアンクロストークに対するリスクを把握しておくことが大切です。

既設ケーブルが2.5GBASE-Tに対応しているかを評価するために、TIA TSB-5021では敷設状態におけるエイリアンクロストークの影響リスクの指標を掲示しています。ここで言えることは、 2.5GBASE-TはCat.5e/Cat.6ケーブルをサポートしているものの、全ての場合において通信性能を保証するものではない ということです。敷設状態におけるエイリアンクロストークの影響を把握し、可能な範囲で緩和策を講じることが大切です。

既設ケーブルを使用する場合、その状態によっては少なからずエイリアンクロストークの影響を受けてしまいます。本製品を設置後、エイリアンクロストークの影響と思われる通信エラーやリンクダウンがみられた場合は、以下の軽減策をご検討ください。