ビームフォーミングのすべて、あなたが知らないうちに必要としているより高速なWi-Fi

ビームフォーミングは、あまりにもシンプルすぎて、なぜ今まで誰も思いつかなかったのか不思議に思うような概念の一つです。信号を広範囲に放射してターゲットに届くようにするのではなく、信号を集中させてターゲットに直接照射してみてはどうでしょうか？

最もシンプルなコンセプトこそ、実現するのが最も難しい場合があります。特に小売価格帯ではなおさらです。幸いなことに、ビームフォーミングはついに802.11ac Wi-Fiルーター（少なくともハイエンド機種）の標準機能になりつつあります。その仕組みをご紹介します。

まず、少し背景を説明します。ビームフォーミングは、実際には以前の802.11n規格のオプション機能でしたが、IEEE（これらの規格を策定する国際機関）は、その具体的な実装方法を明示していませんでした。購入したルーターは特定の技術を採用していたかもしれませんが、ノートパソコンのWi-Fiアダプターが異なる実装を採用していた場合、ビームフォーミングは機能しません。

一部のベンダーは、あらかじめペアリングされた 802.11n キットを開発しましたが (Netgear の WNHDB3004 ワイヤレスホームシアターキットがその好例の 1 つです)、これらは高価な傾向があり、市場に大きな影響を与えることはありませんでした。

IEEEは、今日のハイエンドデバイスに搭載されている802.11ac規格では、同じ過ちを犯しませんでした。802.11ac製品を開発する企業はビームフォーミングを実装する必要はありませんが、実装する場合は規定の方法で実装する必要があります。これにより、すべての企業の製品が相互に連携して動作することが保証されます。あるデバイス（ルーターなど）がビームフォーミングをサポートしていても、別のデバイス（ルーターのWi-Fiアダプターなど）がサポートしていない場合でも、両デバイスは連携して動作します。ただ、その技術を活用できないというだけです。

ビームフォーミングは、無線帯域幅の利用率を向上させ、無線ネットワークの範囲を拡大するのに役立ちます。これにより、ビデオストリーミング、音声品質、その他帯域幅と遅延の影響を受けやすい通信品質が向上します。

ビームフォーミングは、MIMO（Multiple Input, Multiple Output）技術を採用した送信機と受信機によって可能になります。MIMOでは、複数のアンテナを用いてデータを送受信することで、スループットと通信範囲が向上します。MIMOは802.11n規格で初めて導入され、現在も802.11ac規格の重要な機能として採用されています。

ビームフォーミングの仕組み

ビームフォーミングに対応していない無線ルーター（またはアクセスポイント）や無線アダプターは、ほぼ全方向に均等にデータを送信します。イメージとしては、シェードのないランプを無線ルーターとして想像してみてください。電球（送信機）が光（データ）を全方向に放射します。

ビームフォーミングをサポートするデバイスは、各クライアントに向けて信号を集中させ、データ伝送を集中させることで、より多くのデータが大気中に放射されるのではなく、対象デバイスに届きます。ランプ（無線ルーター）にシェードを付けて、あらゆる方向に放射される光（データ）の量を減らすことを想像してみてください。そして、シェードに穴を開けることで、集中した光線が部屋の特定の場所（Wi-Fiクライアント）に届くようになります。

Linksys EA6900 Wi-Fiルーター — Linksys EA6900 は、現在市場に出回っているビームフォーミングをサポートする数種類の 802.11ac ルーターのうちの 1 つです。

Wi-Fiクライアントもビームフォーミングをサポートしている場合、ルーターとクライアントはそれぞれの位置情報を交換し、最適な信号経路を決定します。信号をビームフォーミングするデバイスはビームフォーマーと呼ばれ、ビームフォーミングされた信号を受信するデバイスはビームフォーミーと呼ばれます。

Netgearのビームフォーミング+

前述の通り、ビームフォーミングのサポートは802.11ac規格のオプション要素であり、ビームフォーミングを提供するベンダーは特定の技術をサポートする必要があります。ただし、ベンダーは標準技術に加えて、他の種類のビームフォーミングを提供することもできます。

NetgearのBeamforming+は、802.11ac規格で定義されているビームフォーミング技術のスーパーセットであるため、ビームフォーミングをサポートする他の802.11acデバイスと相互運用可能です。Beamforming+ではクライアントデバイスがビームフォーミングに対応している必要はありません。そのため、Netgearのルーター（具体的にはNetgearのモデルR6300、R6200、R6250）と任意の5GHz Wi-Fiデバイス（NetgearのR7000 Nighthawkルーターも2.4GHzネットワークでビームフォーミングをサポートしています）を組み合わせることで、通信範囲とスループットの向上が期待できます。

もちろん、ビームフォーミングをサポートするルーターメーカーはNetgearだけではありません。ハイエンドWi-Fiルーターやアクセスポイントでは、ビームフォーミングが一般的な機能になりつつあります。ビームフォーミング対応ルーターをお探しの場合は、箱やメーカーのウェブサイトで仕様をご確認ください。他に検討できるルーターは、Linksys EA6900、D-Link DIR-868L、Trendnet TEW-812DRUの3つです。