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WiMAX高速通信キャリアアグリゲーションとは?

キャリアアグリゲーションとは

キャリアアグリゲーション(carrier aggregation)は、キャリア「電波、搬送波」で情報を送るための電波を指す。アグリゲーション「集約する」で、電波をひとつに束ねること、あるいは束ねたモノといった意味合いで複数のLTE回線を同時利用する技術です。

キャリアアグリゲーション(Carrier Aggregation)を略して、CA と書くこともあります。

「搬送波」とは通信によって情報を伝送するための信号波を表します。つまりこの搬送波を増やすことで、通信速度を高速化させるというものです。

キャリアアグリゲーションは、複数の周波数帯を同時に使用することで、通信速度の向上や、安定した高速通信を実現する技術です。受信時は最大4周波数のキャリアアグリゲーションを実現しています。

LTEでは最大20MHz幅の連続した周波数帯域でデータ通信を利用するが、現在、国内の各携帯電話会社に割り当てられている周波数帯は、700~900MHz帯、1.5GHz帯、1.7GHz帯、2.1GHz帯など、複数の周波数帯域に分かれている上、従来の3Gサービスと並行して運用しているため、連続した周波数帯域が利用できないことも多いです。

そこで、キャリアアグリゲーションでは複数の周波数帯域を同時に使い、束ねてデータ通信を行うことで、受信時の最大通信速度を引き上げます。

また、キャリアアグリゲーションを利用することで、携帯電話事業者は、伝搬環境が異なる複数の周波数帯域を用いることによる通信品質の向上、複数の周波数帯域へのより効率的な負荷分散ができるというメリットがあります。

キャリアアグリゲーションのイメージ

今まで1人で重たい荷物を運んでいたものを、2人で協力して運ぶようにしたら、当然に重さが分散されて運ぶのが楽ですね。

1人で運ぶと重くて時間がかかってしまうかもしれませんが、2人で運べば1人あたりの負担が軽くなる分、早く運ぶことができます。

キャリアアグリゲーションという技術は、複数の異なる周波数帯の電波を同時に運用し、一つの通信回線としてデータを分散して送受信することにより、通信の高速化や安定化を図ることができます。

例えば、2つの同じ帯域幅の周波数を同時に利用すれば通信速度を2倍に引き上げることができますので、2つの電波でデータを送るため、その分通信速度がアップする、というわけです。

片方の通信状況が悪化してももう一方で通信を継続することができます。

基地局が混雑しているときは自動的にオフにする(一つの周波数帯のみ利用する)よう運用すれば、収容能力に応じて効率的に電波を活用することができます。

WiMAXのキャリアアグリゲーションはいつから導入された?

WiMAXを提供しているUQコミュニケーションズが、キャリアアグリゲーションの導入について発表したのは、2014年です。

その後、2015年の秋にはエリアを拡張し全国主要エリアにてキャリアアグリゲーションによる高速通信を使用できるようになりました。

キャリアアグリゲーションのメカニズム

コンポーネントキャリア(CC)と呼ばれる最大20MHzのLTEキャリアを、複数同時に用いて通信を行うことで、最大100MHzまでの広帯域化を実現する。

CCの周波数配置により、バンド内の連続するCCを用いるIntra-band Contiguous CA、バンド内の非連続のCCを用いるIntra-band Non-contiguous CA、異なるバンドのCCを用いるInter-band Non-contiguous CAに分類される。

CCの帯域幅をLTEと同一とすることによりLTEとの後方互換性を確保し、既存システムに影響を与えずにネットワークを高度化することを可能としている。

キャリアアグリゲーションによって安定した高速通信が可能?

キャリアアグリゲーションとは、複数のLTE搬送波を1つに集約することで携帯電話の高速通信を可能とする技術です。

「搬送波(=キャリア)」と「集約(=アグリゲーション)」を合わせた言葉であり、「搬送波」とは通信によって情報を伝送するための信号波を表します。つまりこの搬送波を増やすことで、通信速度を高速化させるというものです。

通常の電波状態は周辺環境などに左右され、通信速度が低下することがあります。しかしキャリアアグリゲーションでは、周波数帯が同じである必要がありません。

複数の周波数帯が集約利用されているため、ある周波数帯で電波状態が悪くなっても、他の周波数帯がこれを補えるのです。つまり、安定した通信状態を維持することが可能な技術といえます。

キャリアアグリゲーションにより下り最大440Mbpsを実現

キャリアアグリゲーション技術により、下り最大220Mbpsエリアの2つの電波を束ね、下り最大440Mbpsの高速通信を実現します。

今までの回線を周波数の異なるものまでまとめて使ったら速くなるという考えです。周波数には、ヘルツという単位で数値が異なるもの同士ならば電波が干渉し合わないため、異なる回線として利用できます。

CAでは最大速度220Mbpsの異なる周波数の回線を2つ同時に使ってルーターに電波を送ってうまい具合にそのデータを処理できれば、速度が2倍になるというような至極単純な発想の技術です。

上記の速度は、システム上の下り最大速度であり、ご利用機器や提供エリアの対応状況により下り最大220Mbpsまたは110Mbpsとなります。実際の通信速度は、通信環境や混雑状況などに応じて低下します。下り最大440Mbps対応エリアの情報は、エリアマップを参照ください。

キャリアアグリゲーションのメリット

高速通信を実現

無線通信は使用する電波の種類や周波数帯が決められています。従来の高速化技術は、同じ電波の中で複数の伝送路を使うことで送信できる情報を増やしてきました。

これに対してキャリアアグリゲーションは、種類の異なる電波、周波数帯の異なる電波を同時に使って高速化を実現します。その結果、従来より大幅な高速通信が可能になっています。

通信が安定

複数の電波を使っていることで別のメリットも生まれます。たとえば 3種類の回線を使っている最中に 1本がつながりにくくなった、という場合も、残りの 2本で通信を継続できる。つまり、通信が安定します。

さらに、利用者の多いエリアでは、空いている時間は複数の電波で高速通信サービスを提供し、混み合う時間帯は電波を個別に使うことで通信速度は下がるものの、たくさんの人が通信可能になります。

キャリアアグリゲーションのデメリット

キャリアアグリゲーションはバッテリーの減りが早い?

キャリアアグリゲーションのデメリットは、スマートフォンやモバイルWi-Fiルーターのバッテリーの減りが早いということです。

今までは1つの電波に乗って送られてきたデータが、キャリアアグリゲーションの通信では2つの電波に乗ってやってくることになります。

その分受け手であるスマートフォンやモバイルWi-Fiルーターは忙しく働く状態となります。沢山に働く分として、バッテリーもたくさん消費することになります。

そのためキャリアアグリゲーションを使わない通信に比べると、どうしてもバッテリーの減りは早くなってしまいます。

キャリアアグリゲーション非対応エリアもある

キャリアアグリゲーションの提供エリアは全国的に広がっており、現在はWiMAX2+の提供エリアであれば一部例外を除いてCAによる最大440Mbpsの通信が可能です。

ただし、郊外・市街地に関わらず全ての場所がCAに対応しているわけでもありません。

キャリアアグリゲーションを使えるのは対応エリアだけなので、ネットを使う場所がエリア外だとキャリアアグリゲーション対応端末でも通信速度が速くないです。

なおキャリアアグリゲーションのエリア内であっても、通信速度220Mbpsにしか対応していない地域もあり、440Mbps対応エリアは順次全国へ拡大中です。

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