dorapon2000’s diary

忘備録的な。セキュリティとかネットワークすきです。

IEEE802.11eとWMMの違いや普及率について

WiFiQoSといえばIEEE802.11eです.ここまでの記事はたくさんあるのですが,2005年に策定されて以降どうなったのかという記事が全く見つかりませんでした.さらに,Wi-Fi Multimedia(WMM)という単語も見つけて余計混乱しました.ということで,802.11eとWMMについてまとめてみました.

802.11eとは

2005年に策定された無線LANにおけるQoSIEEE802.11規格です.音声通信やストリーミングメディアは,小さな遅延がQoS(サービスの質)の低下に直結するため,これらの遅延を小さくすることを目的に,トラフィックに4段階の優先度をつけます.音声通信を表すAC_VOが最も優先度が高いです.

優先度 Access Category
1 (lowest) AC_BK バックグラウンド
2 AC_BE ベストエフォート
3 AC_VI ビデオ
4 (highest) AC_VO 音声

802.11eはL2の規格なので,QoSが保たれるのは無線通信区間だけです.優先度は高いほどコンテンションウィンドウ,つまりフレーム送信の間隔(バックオフ時間)が短かくなりやすく,低優先度のフレームと比べて短時間で送信できます.この仕組みをEDCA (Enhanced Distributed Channel Access)と呼びます.EDCA以外にも省電力メカニズムやACKを省略する仕組みなども,オプションで規格に盛り込まれています.802.11eを有効にするためには,アクセスポイント(AP)とモバイルノードの両方が規格に対応している必要がありますが,対応していたとしても,正しく音声トラフィックにAC_VOを割り当てられるかは別の問題です.

WMMとは

Wi-Fi Multimedia (WMM)は,802.11eを基に定めされたWi-Fi Allianceによる認証です.正式名称はWi-Fi CERTIFIED WMM.規格ではなく認証というところがポイントで,各WiFi機器のメーカーはこの認証を獲得することで,「うちのWiFiルータは802.11e/WMMに対応しています!」と声を大にして言えるわけです.これはIEEE802.11a/b/g/n/acなどでも同じで,IEEE802.11規格をしっかり実装しているかどうかをWi-Fi Allianceという団体が保証しています.ただし,WMMが認証しているのは802.11eのうちの一部(EDCA部分)です.さらに省電力化の規格も含めたWMM-Power Saveというものもあります.

どれほどIEEE802.11eは普及しているのか

IEEE802.11eが普及しているかは,どれだけ多くのルータがWMMの認証を獲得しているかということになります.結論から言うと,今のWiFiルータはほとんどWMMに対応しているみたいです.

Wi-Fi Allianceのサイト上で認証に合格したルータを全て検索できるため,WiFiルータの母体数とWMM対応ルータの数を比べてみました.結果,WiFiルータの数が11455で,そのうちWMM対応は10058個でした.かねがね全部ですね.WMMは使うのが当たり前なほど広く普及していると思っていいようです.

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ちなみにphoneというカテゴリでは,母数9234に対してWMM対応は8622で,モバイルノード側も基本対応しています.実際に今のapple製品はデフォルトでWMMがオンになっているみたいです.

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他にもWMMが広く使われているというような文をいろんなところから探しました.

802.11n および 802.11ac のアクセスポイントはすべて、デフォルトの構成で WMM が有効になっているはずです。

Wi-Fi ルーターと Wi-Fi アクセスポイントの推奨設定 - Apple

以下はns3におけるEDCAの実装についてまとめた文章から

In the newest standards, like IEEE 802.11ac and like IEEE 802.11ad, it is basic media access method, instead of DCF (Bellalta et al. 2016).

The EDCA Implementation in NS-3 Network Simulator

まとめ

今のWiFiではWMMの実装が当たり前になっているみたいな文章やデータは見つけられませんでしたが,おそらくそうなんじゃないかと思います.

参考文献

IEEE 802.11e-2005 - Wikipedia

Wi-Fi CERTIFIED WMM Programs | Wi-Fi Alliance

スマートデバイスでのVoIPの難しさ 4.アプリケーションに応じたQoS設計 | ネットワンシステムズ

Wi-Fi ルーターと Wi-Fi アクセスポイントの推奨設定 - Apple サポート

無線LANアクセスポイントのQoS(Quality of Service)はどのような機能ですか | バッファロー

エンタープライズ モビリティ 7.3 デザイン ガイド Cisco Validated Design - Cisco Unified Wireless QoS [Cisco 5500 シリーズ ワイヤレス コントローラ] - Cisco