IEEE 802.11

IEEE 802.11

英語では "I triple E eight O two dot eleven"（アイトリプルイー エイトオーツー ドット イレブン）という形で発音され、省略する場合には単に "dot eleven"（ドットイレブン）と呼称される規格である。日本語では「はちまるにい てん いちいち」と呼ばれることが多い。1997年にIEEEで最初に規格統一された無線LAN規格。
物理レイヤ規格とMACレイヤ規格から主に構成され、一つのMACレイヤ規格で複数の物理レイヤ規格をサポートするのが特徴である。2.4GHz帯の無線だけでなく、赤外線の物理レイヤもサポートする規格。具体的には物理レイヤとして、スペクトラム拡散のうち周波数ホッピング方式 (FHSS) のもの、直接拡散方式 (DSSS) のもの、および赤外線方式のものの3種類が規定されている。伝送速度は物理レイヤでの理論値1M、2Mbpsを実現。
MACレイヤについてはCSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 方式を用いているのが特徴である。CSMA/CA方式は "Listen Before Talk" 方式であり、人間に例えると「話す前に聞け」という原理に基づくアクセス制御方式である。すなわち、自分がパケット信号を送信しようと思ったならば、まずはアンテナで他の装置がパケット信号を出していないかどうかを、良く確かめてから送信するという極めて単純な機構を採用したアクセス制御方式である。CSMA/CA方式は2.4GHz帯のように干渉を互いに与えない範囲での独立なチャネルが4チャネルしか取れない場合に、自分以外のアクセスポイント（親局）が自律分散的（つまり隣近所と事前の計画的なチャネル設定等を行わずに）に動作させる上で、簡単かつ実際的なアクセス制御方式であり、この後に繋がる一連の無線LAN発展の基礎をなす概念である。
暗号化技術としてはWEPの利用が想定されていた。

IEEE 802.11a

1997年に成立したIEEE 802.11規格の無線LANは伝送速度が最大2Mbpsであり、それを高速化するための標準化が1997年から行われた。2.4GHz帯ではIEEE 802.11b規格、5GHz帯ではIEEE 802.11a規格の審議が行われた。11b規格では従来の11規格との互換性が求められての標準化であったが、11a規格は互換性にとらわれることも無く当時の最新技術を用いた物理レイヤ技術の検討が行われ、パケットモードOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple) 方式による物理レイヤ規格（最大54Mbps）が1999年に成立した。IEEE 802.11aを使用した実際の商品は2002年頃に登場した。登場当初、11b（Wi-Fi）と対比する名称として「Wi-Fi5」という名称が使われることもあった。
米国では、当初から5GHz帯で屋内外双方で利用できる周波数帯が割り当てられた。一方日本では、当初5.15 - 5.25GHz帯の周波数が、無線LANにも利用可能とはなっていたが、移動体衛星通信システムにも利用されているため、電波法によって屋外での利用が禁止されている。
その後、5.15 - 5.25GHzに加えて4.9 - 5GHz（屋外用ライセンスバンド）、5.25 - 5.35GHz（屋内用アンライセンスバンド）が日本では追加された。今後は2.4GHz帯が混雑するにつれてより帯域幅の広い5GHz帯への移行が進むものと思われる。
なおチャネル配置等に関して、日本が欧米での周波数割り当てと異なる部分について世界的に統合した規格にするため、新たにIEEE 802.11jが規定された。11jのjは "Japan" の頭文字ではなく、アルファベット順で規格名が定められた時に偶然に "j" 番目になったにすぎない。
周波数に5GHz帯を使うため、2.4GHz帯の11b, 11gのような電子レンジの影響を受けにくい利点があるが、信号強度の空間伝搬損失は通信に使用する周波数の2乗に比例するため、2.4GHz帯の11b,11gの信号ほど遠くまで伝搬しない。
狭い帯域幅で高い転送速度を実現できたが、あまり普及しなかった。

IEEE 802.11b

正式には "IEEE 802.11 High-Rate Direct Sequence" と言う。IEEEの「802委員会」の中にある「ワーキンググループ11」の「タスクグループB」が策定した。2.4GHzのISM帯と呼ばれる、免許不要で扱える周波数帯域を利用する。1997年 - 1999年にかけて規格審議が行われ、従来のIEEE 802.11規格と互換性を持たせて伝送速度を2Mbpsから最大11Mbpsに拡張した規格が成立した（オプション規定として22Mbpsのものもある）。技術としては、IEEE 802.11規格の3種類の物理レイヤ規格の中で直接拡散方式（DS方式）をベースにCCK (Complementary Code Keying) 方式を採用することにより高速度化を実現した。
11b規格は物理レイヤの規格であり、MACレイヤには従来のIEEE 802.11で規定されているMACレイヤ規格が採用されて製品化されている。1999年に規格が成立する直前に100ドルを切る無線LANカードが発売されたことにより、無線LAN市場が一気にブレイクする起爆剤になった規格である。パソコン関連として、もっとも初期に普及した無線LAN規格である。
日本国内で利用できるチャネル数は14である。すなわち中心周波数2.412GHzの1chから同2.472GHzの13chまで0.005GHz (5MHz) 刻みの1 - 13chと、同2,484MHzの14chの、計14chである。ただし、一つのチャネル幅の規格が22MHzであるため、干渉なしで通信できる最大チャネル数は4個となる。そして、その場合のチャネル設計は、1ch・6ch (2.437GHz)・11ch (2.462GHz)・14chである。しかし、11bでの14ch利用の合法性は日本に限られ、14chに対応しない親機・子機も多い。その場合、干渉なしで通信できる最大チャネル数は、規格上は11g同様の3個になる。しかし、規格より狭いチャネル幅で通信し、1ch・5ch・9ch・13chの計4チャネル同時利用を行える機種も市販されている。

IEEE 802.11g

IEEE 802.11bの上位互換規格として開発され、周波数はIEEE 802.11bと同じ2.4GHz帯のISMバンドを利用する。
最大通信速度は54Mbpsで、IEEE 802.11bの11Mbps以上に高速化されている。これは 5GHz帯IEEE 802.11aで確立された物理レイヤ規格である、OFDM（直交周波数分割多重方式）を用いて高速化を実現している。しかし、ISMバンドを利用しているため、他の機器（特に電子レンジやコードレスホン）からの干渉を受ける可能性が高く、IEEE 802.11aに比べ実効速度は落ちる。
IEEE 802.11bに対する互換性を持っており、従来のIEEE 802.11b規格の機器が1台でもあると、IEEE 802.11bモードで動作するため大幅に速度が低下する。
利用可能なチャネルは、11bの1 - 13chと同じ帯域の計13チャネルである。チャネルは5MHz間隔になっているが、1つのチャネル幅が規格上では20MHzであるため、5ch以上あけないと干渉が発生してしまう。干渉なく通信するためには、同時に3つのチャネルしか利用できないことになる。もっとも、規格より狭いチャネル幅で通信し、1ch・5ch・9ch・13chの計4チャネル利用を行う機種も市販されている。
一部の製品では、802.11nでも採用されている「MIMO (Multiple Input Multiple Output)」技術を先行して採用し、同一メーカー製のMIMO対応機器間に限り108Mbpsでの通信を可能としている。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11iは、通信規格そのものではなく、無線LANにおけるセキュリティ標準を定める規格である。WPA (Wi-Fi Protected Access) やWPA2などもIEEE 802.11iに準拠した規格である。脆弱性が指摘されるWEPに代わり、標準暗号規格として、WPAではTKIP（WEPの改良版）を、WPA2ではCCMP（暗号化アルゴリズムとしてAESを利用）を採用している。

802.11vht

通称 802.11vht (802.11 very high throughput)、ギガビットWi-Fiとも呼ばれる第5世代の無線LAN規格も研究・開発が行われている。マルチリンク技術を実装し、デュアルリンク接続で1Gbps以上を実現、シングルリンク接続でも実効速度500Mbps以上の達成を目標にしている。世界各国で研究が本格化しており、日本のNICT（情報通信研究機構）では、2008年には60GHz帯を使って3Gbpsもの高速な無線LANシステムの開発に成功している。
既に標準規格として制定されたものではIEEE 802.11acとIEEE 802.11adがある。

IEEE 802.11p

2012年に車両間通信のために策定された。IEEE 802.11pは、IEEE 802.11aを基に、高度道路交通システム (ITS:Intelligent Transport System)の路車間 (V2I：Vehicle-to-Infrastructure)、車車間 (V2V、Vehicle-to-Vehicle)通信に対応するように機能を強化したもので、米国のITS計画を起源としており、米国では、物理層とMAC層のIEEE 802.11pと上位層のIEEE1609を合わせて、WAVE（Wireless Access in Vehicular Environments）と称されており、欧州でも、WAVEと同様の路車間、車車間通信を目的とした5.9GHz帯の仕様の開発が進行中で、日本では、5.8GHz帯のARIB STD-T75という規格を推進している。