前回はWi-Fiの接続手順、すなわちスキャン、アソシエート、認証、ローミングなどの話題を取り上げました。その中で「Wi-Fiは段階的に発展してきたため、盲腸のような仕様が各所に残っている」と書きました。今回はその「盲腸」について軽く(全部網羅するとキリがありませんから)取り上げてみます。

 今回は主にManagement FrameのCapability Information Fieldに残っている仕様(Capability Bit)の中から、今ではあまり使われなくなったものについて解説してゆきます。なお今回もあえて「Wi-Fi」という用語を使っていますが、厳密に言えばIEEE802.11無線ネットワーク仕様書に記されている定義と、Wi-Fi Allianceがロゴ認証に求める仕様定義は異なります。

PCF(Point Coordination Function)

 コンピューターネットワークにはさまざまな接続形態(ツリー型、リング型など)がありますが、無線ネットワークは全てのノードが通信媒体を共有する「バス型」だと考えられます。バス型ネットワークでは2台以上のノードが同時に送信することはできないので、何らかの通信タイミング制御機構が必要になります。Wi-Fiにおいて、これは DCF(Distributed Coordination Function)と PCF という2方式が使用できることになっています。

 DCFというのは各ノードが一定期間「誰も送信してないよね?僕が送信してもいいよね?」と聞き耳を立てる(キャリアセンス)こと、もし誰かが送信していればランダム時間の遅延後に再トライする(バックオフ)する方式で、実装・設定が簡単でノード数が少ないときは高速に動く反面、ノード数が増えると衝突が増えて効率が落ちる欠点を持ちます。

 PCFはこれに対し、1台のノード(コーディネイター、通常はAP)が主導権を持って「○○さん送信してください。終わりましたか?では次は××さん送信してください」と送信タイミングを指示する方式で、有線ネットワークで「トークン方式」と呼ばれているものに似ています。PCFは実装の手間が増え、台数が少ない(衝突確率が低い)時にもオーバーヘッドがかかってピーク性能が出ない欠点がありますが、台数が増えても衝突確率を抑えることで極端な性能低下を避けられる利点があります。

 PCF/DCFはWi-Fi教科書の前半あたりによく出てくる話題ですが、現実にはほとんどのAPにはDCFしか実装されていません。高価な業務用のAPにはPCFが実装されている場合もありますが、そこに接続される STA (PCやスマートフォン)が PCF の仕様どおりに動作するかどうかは怪しいものです。しかしPCF の機能・考え方の一部はQoS(Quality of Service) 機構としてIEEE802.11e/WMM(Wi-Fi Multi Media)仕様に取り込まれており、Wi-Fiで帯域保証が必要な場合はPCFではなくWMMを使うことが現在では一般的になっています。