「Wi-Fi」という言葉がメリアム・ウェブスターの辞書に追加されたのは10年も経っていないとは信じがたいことです。それ以来、この技術は802.11b、802.11bgから始まり、802.11abgnへと大きく進歩しました。現在存在するすべてのワイヤレス テクノロジー オプションの中で、Wi-Fiがモノのインターネット (IoT) の進化において重要な役割を果たすことが期待されています。その理由は、IPネットワークに直接接続し、広く理解され、広く普及しており、多くのユースケースに対応できる優れた柔軟性を備えているからです。
802.11は、特定のアプリケーションのニーズに合わせてカスタマイズできるいくつかのバリエーションに変化しました。この議論の枠組みを整えるために、特定の市場ニーズに対応するために標準が進化してきた3つの主要な属性、つまり高性能ネットワーク、ワイヤレス センサー ネットワーク、ピアツーピア ネットワークに焦点を当てます。ここでは、それぞれの概要と、IoT革命によってどのように進化しているかについて説明します。
高性能ネットワーク
これらのネットワークは、より高速な速度を必要とするアプリケーションをホストします。802.11nは、スマートフォンやタブレットが初めて出荷されたときに100Mbpsの壁を突破しました。そして今年は、ギガビット速度への扉を開いた802.11acテクノロジーが急増しました。
802.11acは、5GHz (通常、2.4GHzよりもクリーンで混雑が少ないスペクトル) での動作により、より高いデータ レートと効率性を追加し、マルチメディア トラフィックのパフォーマンスを最適化しました。デバイスはより速く送信してスリープ状態になり、バッテリーのパフォーマンスが向上します。これを基に、最近発売されたスマートフォンやタブレットでは、モバイルエクスペリエンスを最適化する802.11acテクノロジーが採用されています。プラグインされたデバイスや、より大きなバッテリー容量を持つデバイスでは、802.11n 2x2を活用し、2つのトランシーバー (2 Tx/2 Rx) を搭載してさらに高いパフォーマンスを実現できます。ラップトップやセットトップボックスは、802.11ac 2x2デバイスに最適です。
Wi-Fi Allianceは、802.11acに加えて、最近802.11ad (WiGigとも呼ばれる) を承認しました。WiGigは、Wi-Fiにギガビット速度をもたらす役割を担っています。これにより、最大7Gbpsという驚異的な速度でデータ転送が可能になります。802.11acとは異なり、802.11adは60GHzで動作します。周波数が高いため、範囲は非常に短いですが、高いスループットを実現します。これにより、ハンドヘルドから大画面にビデオを瞬時に送信したり (自宅のリビングルームでクラス最高の体験を想像してください)、ワイヤレス ドッキングを可能にしたりするのに最適です。802.11adは802.11ac/11nとは異なる周波数であるため、両方を1つのチップに組み込むことができます。802.11adは、HDムービー全体を数時間ではなくわずか数分で送信するための基盤も構築します。これは、ホームエンターテイメント、ゲーム、自動車、医療市場にとって大きな関心事です。
ワイヤレスセンサーネットワーク
ワイヤレス センサー ネットワーク (WSN) には、さまざまな低データ レートを送信する小さなセンサー ノードが含まれています。通常、これらはバッテリーで動作し、IPネットワーク経由で非常に低いデータ レートでさまざまな信号を送信するため、世界中のどこからでもリモートで状態を監視できます。WSNの主な要件は、非常に小さなバッテリーで何年も動作するため、低電力ノードであることです。また、特定のエリア内でより少ない数の通信ノードで動作できるように、より長い範囲が求められます。802.11bと802.11gは、より長い範囲とバッテリー電力を提供するため、望ましいです。802.11チップセットは、低電流消費を最適化するように設計されており、1Mbpsなどの非常に低いスループットもサポートします。
802.11仕様は、WSNアプリケーションのさらなる最適化を可能にするために進化しています。802.11ahは、900Mhz周波数を超えるWi-Fiを有効にするために定義されています。周波数スペクトルが低いほど、製品はより長い範囲で通信できるようになります。現在、Wi-Fiは2.4、5、60 GHzで実現できます。900 MHzを超えるWi-Fiを有効にすることで、非常に長距離の通信が確立され、ネットワーク内のノードの総数の必要性が減り、コストが削減されます。現状では、多くのWSNネットワークは900 MHzで動作していますが、それらは独自の通信プロトコルです。この帯域でWi-Fiを有効にすると、デバイスをより迅速にIPネットワークに接続できる大きなチャンスが生まれます。
ピアツーピアネットワーク
現在の802.11仕様はWi-Fi Directをサポートしており、Wi-Fiデバイスはアクセス ポイントなしで相互に通信できます。この機能は、プリンターなどの多くの消費者向けアプリケーションで広く使用されています。もう一つの重要なピアツーピア ネットワーク アプリケーションは、車車間通信です。802.11pは、車両通信システムである車両環境でのワイヤレス アクセス (WAVE) を追加するための、IEEE 802.11標準の承認済み修正です。802.11pの専用短距離通信 (DSRC) およびWAVEプロトコルは、車両間 (V2V) および車両インフラストラクチャ (V2I) 通信プロトコル専用に開発されました。衝突回避を含む安全性と制御のメッセージを送信するように最適化されています。このプロトコルは、車両同士の距離を測定できるため、低遅延と高速な接続と切断を実現するように設計されています。この規格は何年も前に批准されましたが、最近までこのプロトコルを商用化するための強い推進力はありませんでした。
2014年8月、米国運輸省は、衝突警告システムを有効にするために新型車両にV2V通信を義務付ける新しい規格に関する事前通知を発表しました。この義務化のタイムラインは明確に定められていませんが、自動車メーカーによる802.11p/DSRCの試験が数年にわたって行われており、802.11pは今後数年でV2Vを実現する可能性を秘めているようです。
802.11テクノロジーを採用した多くの新しい垂直分野では、多数の新しいアプリケーションが登場しており、家電、機械、装置、自動車、人など、接続されるデバイスが大幅に増加し、モノのインターネット (IoT) 革命が推進されると予想されます。これは、ハードウェア、ソフトウェア、システム ソリューション プロバイダーなど、エコシステム内のすべてのメンバーにとって大きなチャンスとなります。
村田製作所について
村田製作所は、802.11バリアント モジュールの設計における世界的リーダーです。 同社には、上記の主要な垂直市場のニーズに対応するために必要な多くのWi-Fiバリアントを商品化できる独自の利点があります。村田製作所は、802.11bgn、802.11abgn、802.11ac、802.11ac 2x2、組み込みWi-Fi (組み込みスタック付き)、802.11ad/WiGig、802.11pなどの幅広いモジュール ポートフォリオを備え、すでにこれらの市場の多くにサービスを提供しています。これらのモジュールは、特定の市場ニーズに合わせて、消費者向け、産業用、自動車用グレードで提供されています。