IEEE 802.11ad同様に60GHz帯を用いる「WiGig」、UWBの失敗を糧に標準化へ

2009年5月に発足したWiGigの参加企業

　今回からは、いずれも60GHz帯を用いる「IEEE 802.11ad」や、後継である「IEEE 802.11ay」の話をしたいと思うが、そのためにはまず、「WiGig」の話をする必要がある。Wireless Gigabit Allianceという業界標準団体は、正式には2009年5月に発足した。

　IEEEの方では、第8回に解説した通り、IEEE 802.11adの標準化作業に携わる「TGad」が2009年1月にスタートする。もっとも、TGadの前段階として「VHTSG（Very High Speed Study Group）」が2007年からスタートしており、この結果がTGadに継承されたかたちだ。いずれにせよ、TGadの形成「後」に、WiGigが立ち上がったわけだ。当初のメンバーは以下の各企業となっていた。

• Atheros Communications
• Broadcom
• Dell
• Intel
• LG Electronics
• Marvell International
• MediaTek
• Microsoft
• NEC
• Nokia
• Panasonic
• Samsung Electronics
• Wilocity

　この13社をボードメンバーとしてスタートし、これにコントリビューターとして以下の4社が名前を連ね、後にAMDとNVIDIAも加わっている。

• NXP
• Realtek
• STMicroelectronics
• Tensorcom

3.1～10.6GHz帯で最大数Gbpsの「UWB」、競争の果てに市場は立ち上がらず

　この企業リストを眺めて思い出すのが、その5年ほど前に立ち上げに失敗した「UWB（Ultra Wide Band）」である。UWBは3.1～10.6GHz帯の周波数帯を利用し、最大で数Gbpsもの帯域で無線伝送を行おうという規格であった。

　当初は3.1～10.6GHz帯の全部の帯域を使って、インパルスラジオと呼ばれる方式で伝送を行うことで転送速度を稼ぐ方式だったが、IEEE 802.11a/gの5GHz帯を避けたほうが無難という判断がFCC（Federal Communications Commission：米連邦通信委員会）によって下され、3.1～4.9GHzのLow Bandと、5.8～10.6GHzのHigh Bandの2つに分割されてしまった結果、インパルスラジオの方式のままではうまくない、と判断された。

　そこでインパルスラジオに代わり、まずXtreme Spectrumがこのバンドを利用したDSSS方式の通信方式である「DS-UWB（Direct Sequence UWB）」を提案するが、これに対抗してIntelが「MBOA（Multi-Band OFDM Alliance）」という団体を2003年6月に設立、OFDM方式（というか、今からみればIEEE 802.11axで採用されたOFDMAに近いと言うべきか）での通信方式を提案する。さらにこのMBOAの方式を利用し、USBを無線化する「Wireless USB Promotor Group」を2004年2月に立ち上げ、デファクトスタンダード化を狙った。

　一方、2013年11月にXtreme Spectrumを買収したFreescaleが、引き続きDS-UWBを推進。2004年2月には「UWB Forum」を設立する。2013年10月にはIEEEが「TG3a（IEEE 802.15 WPAN High Rate Alternative PHY Task Group 3a」を設立して、ここで標準化作業が開始された。

　しかし、TG3aはDS-UWBとMBOAの対決の場と化してしまい、何度か標準化のための採択が行われるものの、IEEEのルールでは75％以上の賛成票が取れないと選考作業のやり直しに戻ってしまうため、決着が付かないまま、結局は2006年1月、「標準化作業の断念とTask Groupの解散」をTG初の賛成多数で可決するという皮肉な結果に終わる。要するにIEEEによる標準化は無理で、デファクトスタンダードを握ったほうが勝ち、という状況になったわけだ。

　こうした状況を受けてか、2005年3月にMBOAはWiMedia Allianceと合併し、AV機器接続のUWB化を狙う。一方、DS-UWBの方は、2006年1月にDS-UWBを利用した「Cable-Free USB Initiative」を立ち上げ、Wireless USBへの対抗を狙った。その後、Bluetooth SIGがMB-OFDM方式のUWBを採用することを発表するなど、UWB Forumにはやや逆風の状態が続くことになった。

　この競争は結局、Freescaleが2006年4月にUWB Forumからの脱退と、UWBビジネスからの撤退を発表することで決着し、MBOAがデファクトスタンダードとなった。ではこれでMBOAに基づくUWB製品が普及したかというと、そんなものはなかったのは、ご存知の通りだ。Bluetoothでは、結局UWBはなかったことにされているし、Wireless USBはこの2年後の2008年にようやく製品が登場したものの、ほとんど使い物にならないと評価され、市場から瞬時に消えた。Intel自身も2008年末にUWB関連製品の開発を中止しており、2009年頃には、UWBのマーケットそのものが消えた格好になる。

UWBでの反省や技術的な知見が注ぎ込まれたWiGig Allianceの設立

　なぜ長々とUWBの話をしてきたかというと、このUWBでの反省や技術的な知見が、そのままWiGigに注ぎ込まれている観があるからだ。

　まず技術的な知見という意味では、最大10GHzに達するRFをCMOSで製造する技術の確立がある。もちろんWiGigの想定していた60GHz帯にはまだ遠いのだが、それでもCMOSである程度のところまで行けるというメドが立ったのは大きかったようで、実際、60GHz帯のRFをCMOSベースで開発することに、最終的には成功している。

　一方、反省としては、業界を二分することの愚と、既存の標準技術との競合を避けることだ。実際UWBではMBOAとUWB Forumが2年余りも主導権争いを繰り広げ、無駄に時間を消費しただけに終わっている。またMBOAは本来、Wireless USB以外とも高速な通信が可能なはずだったが、こちらは完全にWi-Fiと競合することになり、結局ろくに製品すら出せずに終わっている。

　こうした反省を踏まえ、WiGigではなるべく広範にメンバーを集めるとともに、当初からWi-Fi Allianceと話し合いながら標準化を進めることになった。ということで冒頭の話に戻ると、VHTSGそのものはIEEE 802.11nの後継規格を定めるためのものだが、当初から2本立て構成であった。1つは、既存の周波数帯をそのまま利用しながら高効率な伝送方式を使うことでスループットを上げようというもの、もう1つは、そもそも利用できる周波数帯域を広げることでスループットを上げようというものだ。

　前者はTGacとしてIEEE 802.11acに、後者はTGadとしてIEEE 802.11adにそれぞれ分化することになる。このTGad、ChairはIntelのEldad Perahia氏、Vice ChairがMediaTekのJames Yee氏、EditorにIntelのCarlos Cordeiro氏が就き、ほかにQualcommのRolf De Vegt氏などが加わっている。SiBeamのJames Gilb氏の名もあるのは、後述する通りなかなか象徴的で、TGadに携わっているメンバー企業の多くにより設立されたのがWiGig Allianceということに基本的に間違いはない。

　そのWiGig Allianceの目的は、IEEE 802.11adをベースとする製品のプロモーションにあり、加えてIEEE 802.11adをベースとした映像配信や、USB/PCIeなどの信号伝送といった、Wireless USBを髣髴させるような用途に向けた規格化も進められる。

　この辺りはIEEE 802.11とWi-Fi Allianceの関係に近いが、そうなるとIEEE 802.11adだけをWi-Fi Allianceとは異なるWiGig Allianceで手掛けるというのは、むしろ筋としておかしい感もある。それもあってWiGig Allianceは、2013年にWi-Fi Allianceと合併しており、以後はWi-Fi Allianceが旧WiGig Allianceの手掛けていた活動をそのまま引き継いでいる。

WiGig競合の「WirelessHD」、現在も存続中

　ところでIEEE 802.11adに話を移す前に、実はWiGigにも競合があったことを挙げておきたい。それは、当時はSilicon Imageに買収されており、その後さらにLattice Semiconductorに買収された旧SiBeamが中心となって開発していた「WirelessHD」という規格で、こちらもやはり60GHz帯を利用したものだ。一般的な無線通信というより映像の伝送に特化したもので、第1世代の製品で実効4Gbps程度の伝送が可能だった。興味深いのは、このWirelessHDのプロモーターは以下の6社だったが、当初は後に脱退するIntelとNECもここに加わっていたことだ。

• LG Electronics
• Panasonic
• Samsung Electronics
• Silicon Image（旧SiBeam）
• SONY
• 東芝

　TGadに当初からSiBeamのJames Gilb氏が加わっていたことが趣深い理由が、ここにあるわけだ。実際、Silicon Labsはその後、WirelessHDとWiGigの両対応チップセットも出しており、必ずしも両規格は競合していたとは言い難い部分もある。このあたりはやはりUWBの時代の反省ではないか？　という気がする。

　なお、ほかにもIntelの「WiDi（Wireless Display）」や「WHDI（Wireless Home Digital Interface）」など、似たような目的の独自規格はいくつかあるが、すべてを取り上げていると切りがないので、とりあえずWirelessHDのみにしておこう。

WirelessHDに対応するプラネックスのワイヤレスHDMIキット「HDMI-WKIT」

　さらに余談になるが、WirelessHDベースの製品は、Lattice Semiconductorが現在も引き続き提供している。相互接続性を必要としない用途はいくつかあり、そうしたマーケットには引き続きWirelessHDベースの技術でソリューションが提供できるわけだ。いわばニッチ狙いにマーケットを絞り、WiGig/IEEE 802.11adとの共存を狙うかたちと言える。

Snapは物理的なコネクター／ケーブル代替ソリューション。WirelessHDとともに、必ずしも業界標準に従わなくても良い用途向けに位置付けられる

WirelessHDは現在も提供されている。いずれも出典はLattice Semiconductorの2017年5月の記者説明会資料