CSMA/CA

読み：しーえすえむえーしーえー　／　英語表記：Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance

無線LANで使われるアクセス制御の方式。送信の前に、ほかの機器が電波を出していないかを確認し、空いていてもランダムな時間待ってから送ることで、衝突を回避する。

イマシルちゃんの解説

教室で、何人もが同時に話し始めたら、何を言っているかわからなくなっちゃうよね。

CSMA/CAは、「まず周りが静かか耳を澄ませる」「静かでも、すぐには話さず、それぞれ違う秒数だけ待つ」っていうルールなんだ。
こうすると、何人もが同時に話し出すことが起きにくくなるんだよ。
無線は、話しながら周りの声を聞くのが苦手だから、ぶつかる前に避けることが大事なんだ！

より深い解説

定義

CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）は、IEEE 802.11の無線LANで使われるメディアアクセス制御の方式である。複数の機器が同じ周波数を共有して通信するときに、送信がぶつからないようにする。

送信の手順

キャリアセンス：送信の前に、電波が使われていないか（ほかの機器が送信していないか）を確認する
待機：使われていなくても、一定の時間（DIFS）に加えて、ランダムなバックオフ時間を待つ
送信：待っている間に電波が使われなければ、送信する
確認応答：受信側は、正しく受け取ったらACKを返す。ACKが返らなければ、衝突などで失敗したとみなし、バックオフ時間を広げて再送する

複数の機器が同時に「空いた」と判断しても、ランダムな待ち時間の違いによって、送信のタイミングがずれ、衝突が起きにくくなる。

CSMA/CDとの違い

	CSMA/CD	CSMA/CA
使われる場所	初期の有線イーサネット（半二重）	無線LAN
衝突への対応	送信中に衝突を検知（Detection）し、すぐに送信をやめて再送する	衝突を検知するのではなく、事前に回避（Avoidance）する
送信の確認	衝突を検知しなければ成功とみなす	ACKで成功を確認する

無線では、自分が送信している間は自分の強い電波にかき消されて、ほかの機器の電波を受信できないため、衝突を検知することが難しい。そのため、衝突の検知ではなく、回避の方式が使われる。「無線LANの信号レベルで衝突を検知するCSMA/CD方式」という説明は誤りである。

なお、現在の有線イーサネットは、スイッチと全二重通信が使われるため、CSMA/CDはほとんど動作していない。

隠れ端末問題とRTS/CTS

アクセスポイントからは両方の端末の電波が届くが、端末同士は互いの電波が届かない場合、キャリアセンスをしても相手の送信に気づけず、アクセスポイントで衝突が起きる。これを隠れ端末問題という。

対策として、送信の前に、送信要求（RTS）を送り、アクセスポイントが送信許可（CTS）を返す仕組み（RTS/CTS）を使う。CTSは周りのすべての端末に届くので、ほかの端末はその間、送信を控える。

無線LANの関連規格の区別

規格・方式	内容
CSMA/CA	送信の衝突を回避するアクセス制御
IEEE 802.1X	EAPを使って端末を認証する枠組み
WPS	接続設定を簡単に行う仕組み
WPA2 / WPA3	暗号化と認証のセキュリティ方式