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WiFi ルーター・LAN

Wi-Fi(無線LAN)の基礎知識のまとめ

投稿日:2017年11月29日 更新日:

このページは、

  • 「IoT」機器のレビュー
  • Wi-Fiルーターのレビュー
  • スマホやゲーム機などのインターネットの接続方法

の記事で使う専門用語を解説するためのページです。アンカーリンクで飛んで参照するようになっています。

ワイファイ (Wi-Fi)って何?

初心者
ワイファイ(Wi-Fi)って何? 

妻が、「わいふぁい って何?」、「(アレクサは)なぜ、ワイハイがないとしゃべれないの?」と聞くので、ワイファイについて、まとめました。 ワイファイの意味 インターネットにつながる「しくみ」をワイファイ ...

WiFi ルーター って何?

Wi-Fiルーターの例

  • ワイファイ ルーターと読む
  • 家にあるパソコンやゲーム機などをインターネットにつなぐための機械のこと
  • ケーブルをつなぐか、ケーブルなしの無線でつなぐか、二通りの方法がある
徹底解説
Wi-Fi(ワイファイ)ルーターの選び方

WiFiルーターの選び方 わいふぁいるーたー ってなに? 無線ラン ってどれがいいの? Wi-Fiルーターって、どこで買うの?  おすすめのWi-Fiルーターは コスパの良いWi-Fiルーターは? と ...

Wi-Fi ルーター でできること

  • パソコンやタブレット、スマホをインターネットにつなぐ
  • ゲーム機をインターネットにつないで、ソフトのダウンロードやオンライン対戦ゲームができる
  • スマートスピーカー(AIスピーカー)などの音声認識で動作するスピーカーをつなぐ
  • LANケーブルで、パソコンやゲーム機をつなげば、途中で切れずに高速なインターネットができる
  • インターネット側から侵入しようとするハッカーの攻撃を防ぐ

無線LAN って何?

「無線LAN」は、「むせんらん」と読む。無線でスマホやゲーム機、パソコンがつながってできるデータ通信のこと。

  • 無線 → 線がない、つまりケーブルなしで電波でつなぐ
  • LAN →ローカルエリアネットワーク、つまり、家や会社、学校の中だけでつながっている

ちなみに、LANケーブルというケーブルでつなぐと、「有線LAN(ゆうせんらん)」 と言う。

Wi-Fi(ワイファイ)と 無線LAN の違いは何?

ワイファイは、Wi-Fiと書くのが正式ですが、WiFiと書くことも多いです。Wi-Fi無線LANは同じ意味。

強いて言えば、「無線LAN」は広義(広い意味で全体的なイメージ)、無線LANの中に「Wi-Fi」という国際標準規格がある。

Wi-Fi Alliance

ワイファイ アライアンス という業界団体が決めた、デジタルで無線通信をするという国際標準規格が「Wi-Fi」という無線LAN規格

無線LAN規格の違いって何?

現在使われているWi-Fiの規格(無線LAN規格)は、

  • IEEE802.11a
  • IEEE802.11ac
  • IEEE802.11acx
  • IEEE802.11b
  • IEEE802.11g
  • IEEE802.11n

の6種類がある。

「IEEE802.11」は、「アイ トリプルイー ハチマルニ テン イチイチ」と発音する。

長いので、短くして、11a(イチイチエー)、11ac(イチイチエーシー)、11b(イチイチビー)、11g(イチイチジー)、11n(イチイチエヌ)と言う。

まとめて、「IEEE802.11 a/b/g/n/ac」というかんじでカタログに記載がある。

ポイント

無線LANの規格は、

  1. 使用周波数
  2. ストリーム数(データ転送に使うチャンネル数)
  3. 最大通信速度(転送データ速度)

と、主に3つの違いを知っておけば良い。

5つの規格をざっくりと表にすると…

規格名 使用周波数 ストリーム数 最大通信速度
IEEE802.11a 5.2GHz 1 54Mbps
IEEE802.11ac 5.2GHz 8(最大) 6.9Gbps
IEEE802.11b 2.4GHz 1 11Mbps
IEEE802.11g 2.4GHz 1 54Mbps
IEEE802.11n 2.4GHz と 5.2GHz 4 (最大) 600Mbps

となる。

表から見ても分かるように、最大通信速度が一番速い「IEEE802.11ac」が使えるWi-Fiルーターを選ぼう。

以下、もっと知りたい人へ、使用周波数、最大通信速度、ストリーム数について解説する。

使用周波数

Wi-Fi(無線LAN)には、2.4GHzと5.2GHzが割り当てられている。周波数の単位「GHz」は、「ギガヘルツ」と読む。

  • ラジオは、中波のAM放送が500〜1800KHz(キロヘルツ)、FM放送が70〜110MHz(メガヘルツ)
  • 携帯電話が、700〜900MHz、1.5〜3.5GHz
  • 衛星放送が、12GHz

Wi-Fiの周波数が高いことがわかる。

ちなみに、アンテナの長さは、

  • 2.4GHzで、波長(λ)は、約125mm → アンテナの長さは、12.5cm
  • 5.2GHzで、波長(λ)は、約58mm → アンテナの長さは、6cm弱

Wi-Fiルーターについているアンテナも、6cmくらいになっているはず。

無線LANの電波が届く範囲
  • 2.4GHzは、5.2GHzに比べて、電波が回り込めるので障害物に強い
  • 5.2GHzは、アンテナ同士の間に人が立つだけで、電波がさえぎられるくらい障害物に弱い

という性質がある。

一般的な木造建築(ツーバイフォーなど)の家で、

  • 5.2GHzは、リビングの壁のない見通せる範囲にしか飛ばない
  • 2.4GHzは、木造なら一階から二階までは届く。三階は厳しい

Wi-Fiルーターの高いのを買えば、1台で家全体にWiFi電波がいきわたって、どこでもつながるというのは、間違いだ。

WiFiルータを紹介しているアフィリカスにだまされないようにしよう。

障害物に強い 2.4GHzの弱点は?

同じ周波数帯を使うものが多いので、混雑して、混信という通信障害を起こす。

  • 電子レンジの電磁波発生装置マグネトロンの周波数(2.45GHz)
  • Bluetoothという無線規格も同じ2.4GHz
  • 少し前まで使われていた、車庫や重機などのリモコンも2.4GHz

スマホやタブレットなどのガジェットやゲーム機のコントローラーで使うのが、Bluetooth だ。

逆に、ゲーム機のコントローラーが動作しなくなる原因の一つとして、Wi-Fiの2.4GHzが問題になることがある。

車庫や重機の電波式のリモコンと同じ周波数なので、「混信」という、電波がうまく飛ばない状態になる。

障害物に弱い 5.2GHzのメリットは?
  • 割り当てあてられた周波数帯が広いので、同時にたくさん使って転送速度を上げられる
  • 壁で遮られるので、隣の家と混信しにくい

などの特長がある。

S爺
波長が短いので、電波は直線的に進み、障害物をさけてまわりこむことができません。

人がアンテナとの間にはいるだけで、Wi-Fiの転送速度が落ちるくらいデリケートです。

注意ポイント

5GHz帯のWi-Fiの電波は、気象レーダーの周波数とかぶるので、気象レーダーの電波がないかどうか?を最初にチェックしてから起動する。

そのため、2.4GHz帯の電波よりも、5GHz帯の電波が出てSSIDが表示されるのに少し時間がかかる。

ストリーム

ストリームというのは、テレビでいうところの、チャンネルをイメージしてほしい。(stream)

例えば、

「ストリームを4本使って」というのは、フジとTBSとテレ東と日テレの4本のチャンネルを同時に使って、データを送受信するイメージ。

NHKの1チャンネルだけで受けとるよりも、4本分、つまり4倍速いことになる。

ストリームを何本も使うためには、周波数の範囲を幅広くとってしまう。

混雑してチャンネル周波数の取り合いをしている2.4GHzでは、何本もストリームを確保することができない。そこで、空いている5.2GHzを使う。

「トライバンド」 「バンドステアリング」って何? 速いの?

トライバンド」は、2.4GHz帯のチャンネルと5GHzのチャンネルを三つ使って、転送速度を速める方法。(triband)

バンドステアリング」は、バンドステアリングに対応した子機(中継機モードにしたWi-Fiルーター)が、2.4GHz帯でつながっている場合、5GHzの空いたチャンネルにつなぎ直させることで、2.4GHz帯のチャンネルを開放する仕組み。

ノートパソコンや、スマホとかタブレット側が、トライバンドに対応していれば速くなるが、トライバンドに対応していない機器の方が多いので意味がない。

S爺
Wi-Fiも、アマチュア無線のトランシーバーと同じようなものです。

デュアルバンド、トリプルバンドの周波数帯同時に接続するには、相手も同じバンドのトランシーバでなければなりません。

そもそも、バンドステアリングは、2.4GHzのSSIDにつながっている端末を5GHzのSSIDへ切り替えるものなので、2.4GHz帯につながる距離でも5GHz帯のSSIDには安定してつながらない場合は、プチ切れという問題の原因になってしまう

そもそも、PS4 ProとかNintendo Switchとかゲーム機は対応していない。

「トライバンドが〜」とか、「バンドステアリングなので〜」とか、宣伝文句として活用されている。

S爺
「トライバンド、バンドステアリング が付いているから速い、たくさんの機器がつなげられる、」なんて書いているブロガーがいたとしたら、大げさな表現でだまそうとしている可能性があります。

最大通信速度

一秒あたり、デジタルデータがどれだけの量送れるのか?という数字のこと。bps(bit per second)、つまり、一秒あたり何bitを送るか?という単位を使う。(maxspeed)

他にも、Byte / 秒という単位も使う。1Byte = 8bit。

あくまでも、”最大通信速度”であって、実際は、半分程度の速度がでるのが精一杯なので期待しないように。

最大速度が出るほどの良い条件とは、アンテナ同士が見える範囲で1メートル以内という、「無線でつなぐ意味ないじゃん」という距離

通信速度の目安は?

YouTubeなどを見る時、1MByte/秒(1メガバイト/秒)、8MbpsでフルHDの動画が見られる。

つまり、10Mbps程度が最低でも出ていれば、普通にタブレットやノートパソコンを使っていて、ネットが遅いと感じない。

iPhoneやiPadなどのソフトウエアアップデートは、一つ 2.5GBもあるので、Wi-Fiでダウンロードする本体だけの更新ができないことがある。

ビームフォーミング

子機(スマホやタブレット、ノートPCなど)の距離や位置を特定し、そちらの方向へ集中的にWi-Fiの通信を優先させる方式のこと。(beamform)

ビームフォーミング

ビームフォーミング

本来全方向へ飛ぶ電波を、つなぎたい子機の方向だけに絞って送受信することで、むだな混線(電波干渉)を避けることができる。つまり、指向性を持たせるということだ。

最新のWi-Fiルーターは、子機に対する通信速度をあげるために、この技術は使われている。

MU-MIMO

MIMOは、Multiple Imput Multiple Output の略で、マイモという。複数のアンテナとトランシーバー(送受信機)で、平行して同時に通信することで高速化する技術。(mimo)

SU-MIMOの欠点を改良して、現在のWi-Fiルーターには標準装備の技術。

SU-MIMO(シングルユーザー マイモ)

最初のMIMOは、4ストリームの一対一(シングルユーザー)のデータ通信として始まった。

しかし、

  • 1,2ストリーム対応の旧式のスマホやゲーム機などがつながると4ストリームのうち、使わないストリーム分がむだになる
  • 細かい時間割で複数端末にデータを送信するため、つながる子機の数がふえると1台あたりに割り当てられるデータ通信の時間が減るので、データ速度が反比例で落ちる

という クソ仕様だった。

同時接続端末数

同時にWi-Fiで通信できる子機(スマホやタブレット、ノートPC、ゲーム機など)が、安定して通信できる目安の台数のこと。 (diouji)

Wi-Fiルーターの接続台数と人数

話半分というのがあってだな…

8台と記載されていることが多い。理論上、何十台も接続できるはずだが、1台当たりのWi-Fiで送受信できるデータ量がつながった台数分に分割されるので、遅くなる。

中華のWi-Fiルーターには64台接続とうたうものがでてきたが、最大値にすぎない。実用域での接続は、せいぜい、5台が同時に接続して使うということになる。

S爺
こういったメーカーの盛りに盛った性能数値を、ブログの記事に載せて提灯記事を書くアフィリカスが増えているので困っています。

ブロードバンドルーターとWi-Fiルーターの違い

Wi-Fiルーターには、

  • ブロードバンドルーター
  • Wi-Fiアクセスポイント

の2つの機能をもっている。主に家庭で使われるものなので、一つにまとめられています。

会社や学校などの大規模なLANのところは、ルーターとWi-Fiアクセスポイントは別々に設置される。

ブロードバンドルーター

インターネット回線と家のネッワーク(LAN)の間にあって、出入り口の検問の役割をする装置です。ルーティングサーバー、ゲートウエイ・サーバーとも言う。(bb)

今は小さい箱に収まっているが、昔はネットワークカードを二枚差ししたパソコンだった。

そもそも、インターネットは、UNIXという(当時としては)大型コンピュータのネットワークなので、ネットワーク コンピューター(サーバー)同士の接続で成り立っている。

会社や事務所では、YAMAHAやアライドテレシスなどの日本のものや、アメリカのCiscoのルーターがよく使われている。

機能としては、

  1. インターネット回線とLANの間のデータを、それぞれの端末へ振り分ける
  2. インターネット側からのハッカー攻撃を防ぐファイヤーウオール(防火壁)

の2つがある。

Wi-Fiアクセスポイント

パソコンやスマホやタブレットなどとデジタル通信をする無線機(送受信ができるのでトランシーバー)のこと。

電波を使う通信機なので、広い場所を一つのアクセスポイントだけで対応できないので、電波の届く範囲ごとに、何台も設置する。

一般の家庭でも、二階なら二階と一階に1台ずつ、最低2台はつけるようにしよう。三階建てなら、各階に1台ずつ。平屋の大きな家なら、3台を△に配置する。

我が家も、3台、設置しているので、家のどの場所にいてもWi-Fiはつながる。

ブログカード

メッシュWi-Fi(メッシュ ワイファイ)

Googleが販売する「Google Wi-Fi」で使われている、Wi-Fiアクセスポイントの中継システムのこと。

これと似たものは、昔から存在していて

  • 中継機、中継機能
  • リピーター

という機能が、メッシュWi-Fiに相当する。それぞれのメーカーで、この機能はサポートしているので、特にGoogleが特別に作ったわけではない。

メッシュWi-Fiの方が優れている点は、

  • 一対一でつながる中継機能とは違って
  • 2台以上が並列してつながって
  • 速度の速い方が、つながらない、遅い方を補完する

という仕組みになっている1点だけだ。

  • SSIDがWi-Fiルーターと同じで便利
  • アクセスポイントのSSIDをそれぞれのアクセスポイントごとに設定せずに済む
  • 有線LANにつないだWi-Fiアクセスポイントを増やすのと比べて、速度が遅い
  • スマホやタブレットユーザのライトユーザ向け
  • ノートパソコンなどで高速なWi-Fiを使う人には、適していない

などの特長がある。

以上を踏まえて…

WiFiルーターの選び方については、別ページで紹介する。

徹底解説w
Wi-Fi(ワイファイ)ルーターの選び方

WiFiルーターの選び方 わいふぁいるーたー ってなに? 無線ラン ってどれがいいの? Wi-Fiルーターって、どこで買うの?  おすすめのWi-Fiルーターは コスパの良いWi-Fiルーターは? と ...

フレッツ スクェア(Flets Square)

フレッツ スクエアというのは、NTT独自のデータ通信ネットワーク「フレッツ」のポータルサイトのことを言う。Next Generation Network(NGN)と最近は言うようになった。

私はNTT西日本の光ファイバーのユーザですから、西日本の「Bフレッツ」につながっています。そこから、自分の契約したインターネットプロバイダへログインしてインターネットを利用している。

言わば、「フレッツは、NTTの超巨大なローカルエリアネットワーク(LAN)」。

そのポータルサイト(一番にアクセスするトップページ)が、フレッツスクウェア。

インターネットを使わないで、フレッツ内だけで完結する通信もある。

保険医療機関が使う「オンライン電子請求」という、電子レセのデータを支払基金や国保連合へ送るシステムなどが身近に使われている例だ。

他にも、企業や大学などの教育機関が、フレッツスクエアの回線を借り受けて利用している。

大規模な戦争でインターネットからのサイバー攻撃を避けるためにインターネットからの接続を遮断しても、フレッツ内でのデータ通信は可能だ。

1Gbpsの契約で、フレッツスクエアの速度測定で500Mbps以上がコンスタントに出るとか、非常に高速な通信が可能な上に、IPv6が効くのが特長。

IPv6対応 の爆速に期待

注目!
IPv6 の基礎知識 まとめ

IPv6 って何? IPv6は、アイピーヴァージョンシックスと読む。 今のインターネットは、IPv4(アイピーヴァージョンフォー)という規格。その拡張版が、IPv6。 すでに、2011年頃から日本でも ...

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近々、対応したPA-WG2600HP3が出るので、購入できしだいレポ書く。

Wi-Fiルーターの電気代って いくらかかるの?

実際にワットチェッカーなどで調べてみた。アイドリングで4W、3台のタブレットやノートPCへWi-Fiにつないで動画のストリーミングをしている時には、8Wくらい。

PA-WG2600HP2も同じ

多めに見積もって、フル稼働の8Wを24時間続けたとして、一日192Wh、一ヶ月31日で5.952KWh。我が家の電気代が、1KWで29円なので、一ヶ月で173円。

我が家は、フレッツ隼なので、光終端末のONUも5W程度の消費電力。

ONUやWi-FiルーターのPA-WG2600HP2、スイッチングハブなど我が家のLANの主要機器は、無停電電源装置につないで、24時間稼働している。諸々の消費電力が、約40Wですので、毎月650円程度の電気代がかかっている計算になる。

我が家は、IoT機器も使っているのでネットワーク機器をタイマーでオフにすることはない。

S爺
使わない夜は切るとか、夜明けにトイレに行ったあとタブレットを開いた時に使えないのは不便ですし、夜中から夜明けに5時間程度電気を止めたところで、あまり節約にはなりません。

Wi-FiルーターのLANケーブルは、カテゴリ6で十分

S爺
低学歴なアフィリカス・ブロガーが増えたために、数多くのデマが流れるようになった。特に、物理学や電子工学の知識がないのに、オカルトな情報を鵜呑みにしてるので厄介だ。

LANケーブルのオカルト話まで、堂々と書くブロガーが増えました。気を付けましょう!

LANケーブルは、カテゴリ6で十分。もし、カテゴリ5や古いものを使っている場合は、交換しよう。LANケーブルのコネクタ(RJ-45のモジュラー)が、劣化によって接続不良を起こしていることを何度か経験している。

LANケーブルは、自分でカテゴリー6の線を買ってきて、好きな長さに切って、RJ-45のモジュラーを付けて作る。

S爺
自分でLANケーブルを作れないような人の書いたWi-Fiの記事は信じちゃいけません!

まとめ

このページは、年々複雑になる家庭内のネットワークの要(かなめ:もっとも重要なもの)になるWi-Fiルーターの記事を書くための、

  • 専門用語
  • FAQ(良くある質問)
  • うんちく

を、整理してまとめて参照するためのページです。(xyz)

アンカーリンクでの参照の仕方

アンカーをつけてありますので、「ブラウザを新規に開く」か「リンクを新しいタブで開く」設定でリンクが張れます。

方法は、説明文の最後にある (?)内のアンカーをURLつけます。

例:(xzy)なら、https://sundaygamer.net/knowledge-of-wireless-rooter/#xzy

アンカーリンクの張り方(意味はこちら

S爺
ネットワークほど複雑で面倒なことはないです。自分のためにまとめていることをブログ記事にして、お互いに参照のアンカーリンクを貼る仕組みにしていきます。

順次、追加、修正、挿絵、図式を追加して厚くしていきます。必要に応じて分割します。

ネットワークの設定につかう専門用語集

このページは、インターネットへ接続する機器の設定で、よく使う専門用語をまとめています。 アンカーリンクで参照するためのページです。 アルファベット順 ADSL(Asymmetric Digital S ...

固定IPアドレスのやり方 まとめ

このページは、ガジェットを安定してWi-Fiに接続するための「ローカル固定IPアドレスの」設定などをまとめるページです。ガジェット別でその方法をまとめます。 ローカル固定IPアドレス って何? 家の中 ...









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S爺

週末にゲームに興じるジジイです。一ヶ月1万円で遊べる趣味を探求しています。

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