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» 2015年05月01日 14時47分 UPDATE

「CA」対「4x4MIMO」:“220Mbps”級WiMAX 2+対応ルーター「W01」と「WX01」はどちらを選ぶ?(第1回) (1/2)

下り最大220Mbps対応のWiMAX 2+ルーター2製品が相次いで発売。その高速化では異なる方式を採用する。その使い勝手と転送速度に違いがあるのか検証する。

[坪山博貴,ITmedia]
「W01」ココが「○」
・CA対応で環境に影響なく高速通信
・2.4型タッチパネルで簡単操作
「W01」ココが「×」
・2015年4月時点でCA対応エリアわずか
・2015年4月時点でHuawei Hilinkに問題あり

「WX01」ココが「○」
・4x4MIMO対応でエリアに影響なく高速通信
・NEC WiMAX 2+ Toolで簡単操作
「WX01」ココが「×」
・周囲の建物状況がMIMOに影響
・起動/復帰時間がやや遅い

「CA」と「4x4MIMO」、異なる方式で高速化を果たしたモバイルルーター2モデルを比較する

 UQコミニュケーションズから「Speed WiFi Next」シリーズとして2015年1月にファーウェイ製の「W01」が、2015年3月にNECプラットフォームズ製の「WX01」が登場した。どちらもWiMAX 2+の下り最大220Mbpsに対応するモバイルルーターで、MVNOからも提供を開始している。この2製品は受信速度こそ最大220Mbpsと共通だが、その高速化の方式も、展開途上のWiMAX 2+エリアを補完するためにサポートする通信方式も異なり、そして、ソフトウェアユーティリティなどの違いなど、その相違点は意外と多い。

kn_w01wx01_01.jpg 下り最大220Mbpsに対応したWiMAX 2+モバイルルーターとして登場した「WX01」(写真左)と「W01」(写真右)」

 「CA」(キャリア アグリゲーション)によって下り最大220Mbpsを実現したのが「W01」だ。WiMAX 2+未対応エリアでは人口カバー率99%のau 4G LTE(800MHz帯、下り最大75Mbps、上り最大25Mbps)が利用可能だが、利用した月には追加料金が発生する。

 従来のファーウェイ製WiMAX 2+対応端末というと、HWD14もHWD15もコンパクトだが厚みがあるボディだったが、W01では厚さ約10ミリとスリムになった。HWD15に引き続いてタッチパネルを採用しており、ルーター本体だけで多くの設定操作ができるのも特徴だ。

 「WX01」は「4x4MIMO」に対応して下り最大220Mbpsを実現している。WiMAX 2+未対応エリアではWiMAX(ハイパワー対応)が利用可能だが、WiMAXのエリアは人口カバー率94%(ただし市町村役場を測定する旧基準)にとどまっており、屋内、地下鉄、トンネルなどWiMAX 2+への転換が遅れているスポットの補完と、WiMAX 2+は圏外だけどWiMAXならギリギリ繋がるといったエッジ部分での補完という認識が無難だ。

 NECプラットフォームズの製品らしく、少し大きめだが厚み9ミリに抑えたスリムボディで、バッテリー交換も可能だ。ディスプレイは小さいが従来モデルのNAD11よりは大きく情報の確認がしやすくなった。また、操作ボタンが3つとなったことで設定操作も改善している。

 高速化のために「W01」が採用した「CA」、「WX01」が採用した「4x4MIMO」についても触れておこう。「CA」はLTEでも導入が進んでいることから最近は耳にすることも多いが、異なる無線周波数帯を複数同時に送受信する(これを“電波を束ねる”と表現することが多い)ことで通信速度を速くする技術だ。無線LANのIEEE802.11acもこれに近いが、今まで1本だったパイプを2本にして水を流すようなものだから、仕組みとしては分かりやすく、特にロケーションも選ばない。

 難点は、基地局側に無線ユニットを追加するなど改修が必要なことで、端末側の対応だけでは通信速度が向上しない。UQコミニュケーションズでは2015年9月までに「CA」の全国エリア化を達成するとしているが、この検証を行っている2015年4月時点では東京都内に1カ所も対応エリアがない。

 「4x4MIMO」は、従来のWiMAXやWiMAX 2+ではMIMOで2本ずつのアンテナで送受信していたのを4本ずつに増やすことで、通信速度を速くする。MIMOは「空間多重」と呼ぶ同じ周波数の電波で同時に複数のデータを送受信する技術で、無線LANでもIEEE802.11n以降は「2x2 MIMO」を広く使用している。送信、受信用でペアにした複数のアンテナそれぞれで電波を送受信し、電波の経路の違いで発生する遅延などからそれぞれのアンテナ宛ての波形を抽出するという非常に複雑な計算をしている。アンテナ数が増えるほどその計算は複雑になるため、受信側には高速な演算性能が必要になる。

 現在、屋内用無線LANルーターでも広く普及しているのはアンテナ2本ずつの「2x2MIMO」までで、モバイルルーターに実装しただけでも驚異に思える。WiMAX 2+では当初から「8x8MIMO」まで規格化していたこともあり、特に基地局の物理的な改修を必要とせず、従来からWiMAX 2+で使用していた20MHz幅の電波だけで全国のエリアで一斉に下り最大220Mbpsを実現できたのが大きなメリットで、当然電波の利用効率も高い。

 一方で「4x4MIMO」の難点は、理論上、その高速性を発揮できる場所を選ぶことだ。MIMOでは電波を複数のアンテナから送信したそれぞれの電波の遅延、受信電力の違いなどを利用して分離するので、受信側に届くまでの経路が異なるほど、同じ周波数で同時に送る電波を分離しやすくなる。電波自体は直進性が高いから、経路を変えてくれるのは反射になる。基地局と端末の距離も重要だが、何もない野原よりは、ビルの建ち並ぶ街中、(屋内基地局がある)屋内で通信速度が向上する可能性が高い。

 ここで「CA」と「4x4MIMO」において従来のWiMAX 2+からの高速化に関する違いをまとめておく。

キャリアアグリゲーション(W01)

  • ロケーションに影響なく高速化が期待できる
  • 仕組みが単純な分、「4x4MIMO」より高速化が期待できる
  • 基地局の対応が必要
  • 基地局が非常に混雑して「CA」も有効でない場合、従来のWiMAX 2+端末と速度が変わらない可能性がある

4x4MIMO(WX01)

  • ロケーションで高速化の効果が変化しやすい
  • 仕組みが複雑で、高速化の効果は未知数
  • 基地局の対応不要(オンラインでのソフトウェア改修のみ)
  • 基地局が非常に混雑していても、従来のWiMAX 2+端末より通信速度が速い可能性が高い


 将来的には「CA」と「4x4MIMO」は併用になるだろう。キャリア側は、電波の帯域を有効活用できるMIMOの高度化は必須だし、CAを導入すれば2つのチャネルを無駄なく利用できる。現状で併用していないのは消費電力の問題だ。CA対応では、無線を束ねる数だけ受信ユニットが必要になり、MIMOもアンテナの数だけ受信ユニットが必要で、どちらも消費電力が増加する。また、MIMOの受信側で必要となる複雑な演算は、CAなら単純に従来の倍必要になるし、4x4MIMOでは倍以上を要求してくるだろう。いずれにしても、消費電力は確実に増える。バッテリーで動作するモバイルルーターにとってその影響は大きな問題になる。

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