Wireless LAN - IEEE802.11e

　IEEE802.11eとは無線LAN環境においてQoSを実現するための規格です。2005年10月に策定されました。
　IEEE802.11eは、音声データの伝送や動画などのストリーミング配信を効率よく行うために実装されること
　が多いです。IEEE802.11eでは、QoSを実現するために2種類の方式を規定しています。1つは、優先度の
　高いフレームを優先して送信するようにするEDCAという方式です。もう１つは、優先度の高いフレームに
　専用の帯域を割り当てるHCCAという方式。現時点ではIEEE802.11eといえば一般的にEDCAを意味する。




　IEEE802.11e - EDCA

　EDCA (Enhanced Distributed Channel Access) では、パケットを4つのアクセスカテゴリ（AC)に分類して
　各送信キューに格納します。次に、それぞれの優先度に応じてパケットを送信していきます。4つのACは
　以下の通りですが、優先順位は1→4であり、優先度の高いトラフィックから送信キューから送信されていく。
　パケットの分類はIPパケットのTOSフィールド値、またはVLANタグのプライオリティ値に基づいて分類する。

　


　優先度ごとに設定するパラメータには4種類あります。これらの値を調整することにより優先制御を行います。

　IEEE802.11eを使用する場合、アクセスポイントだけでなく無線LANクライアントのPCで使用するアダプタも
　IEEE802.11e EDCA ( = WMM-EDCA ) に対応している必要があります。また、優先LAN側のQoSの設定値
　と無線LAN側のQoSの設定値が整合性がとれる状態にする必要があります。無線と有線ではQoSが異なる。





　IEEE802.11e - HCCAとは

　HCCA (Hybrid coordination function Controlled Channel Access) ではアクセスポイントが各WLAN端末に
　QoS CF-Pollという制御フレームを送信します。QoS CF-Pollには、WLAN端末がチャネルを使用できる期間
　(TXOP)の値が入っています。各WLAN端末のフレームの特性（優先度の高い、低い）を考慮した上で、APは
　このQoS CF-Pollの制御フレームを送信します。送信権を得たWLAN端末だけが、割り当てられた時間だけ
　送信することができるので、他の許可されていないWLAN端末のフレームと衝突することなく、通信できます。

　　


　アクセスポイントが各WLAN端末をコントロールすることになるので、実装はEDCAより大変ですが、厳密な
　QoS制御を実装することができます。難点としては、HCCAに対応している無線LAN製品がほとんどないこと。
　HCCAによるQoSを実現するためには、APだけでなくWLAN端末でもHCCAに対応している必要があります。





　無線LAN設計 - そもそもQoSのまえに・・・

　無線LANネットワークにおいて、無線LANクライアントPCと無線IP電話が混在する環境の場合は、そもそも
　QoS以前に大切な基本的な設計事項があります。それはデータトラフィックと音声トラフィックを送受信する
　周波数を完全に分離するということです。アクセスポイントは一般的に、その１つのAPでIEEE802.11b/gと
　IEEE802.11aの両方の規格を有効にすることができます。現在の無線IP電話はIEEE802.11b/g対応のものが
　多いので、無線IP電話で送受信される音声トラフィックをIEEE802.11b/gの周波数でデータ伝送をおこなって
　無線LANクライアントPCで送受信するデータトラフィックをIEEE802.11aの周波数でデータ伝送を行うようにする。


　　　　　　



　例えば、IEEE802.11b/gの周波数でデータトラフィックと音声トラフィックの両方が流れていて、音声品質が悪い
　がどうしよう・・といった場合は、先ず上図のように周波数を分離しましょう。それだけで品質は改善されます。
　しかし、無線IP電話と無線LANクライアントPCの両方とも、IEEE802.11b/g しか対応していないという場合や
　IEEE802.11a でデータ伝送している無線LANクライアントPCにおいて、フレームの優劣をつけたい場合などは
　IEEE802.11e によるQoSの実装を行いましょう。EDCAによる適正な実装を行えば、要件は満たせるでしょう。

　※　上記構成では１台のAPに対する無線IP電話の同時接続数は10〜15、無線クライアントPCの同時接続数も10〜15にすることが推奨。
　※　1台のAPへのクライアントの同時接続数はmax-associationsコマンドでSSIDに対してアソシエートする最大数を制限することで実現。
　※　ちなみに、Ciscoでは1台のAPに関連付けるクライアントは24以下に抑えるのが理想であると勧告しています。参考URLはこちらです。


　※　802.11bでの同時通話数のCiscoの推奨は、APあたりの同時G.711コールを7以下、APあたりの同時G.729コールを8以下にすること。
　※　802.11a, gでの同時通話数のCiscoの推奨は、APあたりの同時コールを20以下とすることにしているが実際には10〜15が妥当です。