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WIFIの知識

Wi-Fi電波の周波数が違うと何が変わる?

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Wi-Fiで使っている周波数帯にはそれぞれの特徴があり使い分けも可能

スマホではパケット通信容量の節約をするためにWi-Fiを使うのが一般的です。
搭載しているWi-Fiの規格も最新規格が使える端末がとても多くなっています。

ただ、この最新規格のWi-Fiは使えるところが限られていると感じたことは
ありませんか?

自宅のWi-Fiルーターでネットに繋いだ時には快適だったのにファーストフードの
公衆無線LANスポットでは通信が遅く感じるという人も多いと思います。

それにWi-Fiルーターに複数のSSIDがあるのを知っていますか?
これはそれぞれのSSIDで使っている電波の周波数が違うのです。

ではなぜWi-Fiでは複数の電波を使って接続ができる様になっているのか。
それぞれの周波数ではどんな違いがあるのか。

現在Wi-Fiで使っているのは2.4GHzと5GHzの2種類の周波数帯の電波です。
それぞれに特徴があり、それぞれにメリットとデメリットがあると言われています。

では実際にどんな違いがあり、どんな状況でどちらの周波数帯の電波を使えば
快適にネットが出来るのか調べてみましょう。

そもそもWi-Fiって何のこと?

まずは簡単にWi-Fiについて解説してみたいと思います。
簡単に言うとWi-Fiとは無線LAN規格の1つで世界基準の統一規格でもあります。

電波を使った無線LANは元々は各メーカーが独自開発した電波の受信装置を
使っているのでメーカーが違うと受信できず、LANの構築が出来ませんでした。

それを解消するためにアメリカの団体が統一規格を発表しました。
それがIEEE802.11規格です。

IEEEは規格の標準化を行っている米国電子電気学会の頭文字です。
この学会の802委員会のワーキンググループ11の統一規格ということです。

わかりやすく言うとIEEE802.11規格の適応を貰えれば世界中のどんなものでも
同じ規格同士通信が出来る様になる、ということです。

この11規格がWi-Fiと呼ばれている無線LAN規格で、Wi-Fi適応と表示されていれば
どんな会社の商品でも接続することが出来るというわけです。

そして現在ではこのWi-Fiにも複数の規格が出来ていて最初に出来た11bでは
2.4GHzの周波数帯電波を使っていました。

そして最新の11acでは5GHzの周波数帯電波を使っています。
この周波数帯を変えているのにも理由がありそうです。

2.4GHzの電波は多くの電化製品で使われている

最初のWi-Fi規格、IEEE802.11bで使われていたのは無線LANでは一般的な
2.4GHzの周波数帯の電波です。

電波法でも特別な許可が必要なく使える周波数帯の電波なので多くの電化製品や
当然他の無線LANでもよく使われている電波です。

使いやすい電波という意味ではメリットに感じるのですが、多くの電化製品で
使われているので電波干渉を起こしやすいという特徴もあります。

しかも2.4GHzの周波数帯の電波は使えるチャンネル数が少なく、他のチャンネルと
重なっている部分もあるので干渉しやすいのです。

チャンネルとは情報を通すための通信回線、道路みたいなものですがこの道路の幅が
他の道路と重なっているので狭い道を通る車のようにお互い速度を落とすことになります。

特にWi-Fiが普及すると同時に多くの無線LANが使われるようになると他の家電でも
2.4GHzの電波が使われてますます混雑することになります。

現在2.4GHzの電波を使っている商品

ちなみに現在2.4GHzの周波数帯電波を使っているのは主に無線LANを使う商品ですが
パソコン関係以外にも多くの家電で使われています。

特にわかりやすいのは電子レンジで、この側でWi-Fiを使った場合に回線が切断される
という経験はないでしょうか?

レシピを見ながら食事を作ろうとして台所でタブレットPCを使っている時。
電子レンジを使ったらレシピサイトに接続ができなくなったなんてことも。

後は最近多くなったBluetoothも無線LANの1つで2.4GHzの電波を使います。
こちらは短距離の高速通信に特化したタイプの無線LAN規格の1つです。

Bluetoothを使ったヘッドホンやマウス、キーボードが近くにあるとWi-Fi電波が
安定しないという経験をした方も多いと思います。

この様に他の商品の無線LANと競合しやすいのが2.4GHzの周波数帯電波の特徴です。
これを改善するために5GHzの周波数帯電波を使った新しいWi-Fi規格が出来ました。

5GHzの周波数帯電波は他の家電と電波干渉を起こしにくい

最新のIEEE802.11acを始めとして11nや11aで使われているのが5GHzの
周波数帯の電波です。

比較的新しく無線LANで使えるようになった周波数帯の電波で、日本では以前から
気象レーダーや衛星通信システムで使われていた電波です。

特別な用途で使われていた周波数帯の電波なので無許可で使う場合には屋内のみ
利用できる周波数帯の帯域制限もされるという状況でした。

でも世界規格のWi-Fiで使われることになり、それでは世界規格での利用ができない
ということで新しく利用できる周波数が増えることになりました。

これが新5GHz周波数帯と呼ばれているらしく、これがあるおかげで屋外でも
5GHzの電波が使えるようになったのです。

元々他の家電などで使われていない周波数帯の電波なので電波干渉が起きる
という状況が極めて少ないというメリットがあります。

しかも2.4GHzの電波と違ってチャンネルがほぼ独立していて他のチャンネルと
重なっているところがないのです。

そしてチャンネル同士をつなげて1つのチャンネルとして使うことも出来るので
大容量のデータを短時間で運ぶということもできます。

かなり使いやすそうな印象があるのですが、5GHzの周波数帯電波にも特徴があり
それが大きなデメリットにもなっています。

遮蔽物の透過性が2.4GHzよりも悪い

電波干渉という意味では5GHzのほうが使いやすいのですが、5GHzの電波は
2.4GHzに比べると遮蔽物の透過性が悪いという特徴があります。

つまり障害物があると反射しやすく、障害物を避けて直進することが難しく
しかも障害物を通過して電波を届けることも難しいのです。

更に2.4GHzと5GHzの電波を比べると遠くまで届くのは2.4GHzの電波です。
5GHzの電波は受信可能エリアも狭いのです。

単純にワンルームで一人暮らしのユーザーがWi-Fi接続する、という状況なら
大きな問題はないと思います。

でも一戸建てでルーターが1階にあって、2階の自室でネット接続したい
という状況では5GHzの電波では届きにくくなってしまいます。

状況によってはかなり使いにくくなるのが5GHzの周波数帯電波です。

通信速度に影響がある場合も

それぞれの電波の特徴があるということはわかってもらえたと思います。
では安定しないところで使うとどの様なことになるのか。

ひどい場合には回線が切断される、ということになります。
電波状況が悪い状態なら通信速度が遅くなるということも多く起こります。

ちなみに2.4GHzと5GHzでは通信速度は違うのでしょうか?
一応5GHzのほうが通信速度は速いのですが、Wi-Fiの規格によっても変わります。

Wi-Fi規格と使っている周波数帯、通信速度を確認してみます。
・ 11ac 290Mbps~6.9Gbps 5GHz
・ 11n 65Mbps~600Mbps 2.4GHz/5GHz
・ 11g 54Mbps 2.4GHz
・ 11a 54Mbps 5GHz
・ 11b 11Mbps/22Mbps 2.4GHz

これは理論値なので必ずこの通信速度が出せる、というわけではありません。
というかこの速度が出ることはまずありません。

そして無線LANを使った時の通信速度なので実際にインターネットへの接続をした場合
回線速度以上の通信速度が出ることもありません。

あくまで目安なのですが、この数値とあまりにもかけ離れているなら電波干渉を
疑ったほうがいいかもしれません。

2.4GHzと5GHzの周波数帯を切り替えることは出来る?

状況によってどちらの周波数帯電波を使ったほうがいいかが変わるのはわかりました。
それなら2.4GHzと5GHzの電波を切り替えて使うことは出来るのでしょうか?

これは単純にWi-Fiルーターの性能によって出来るかどうかが変わります。
そもそもWi-Fiルーターが両方の電波を使えないと切り替えもできません。

最近ではデュアルバンド対応というWi-Fiルーターが多くなっていますが
このデュアルバンドというのが2.4GHzと5GHzの周波数帯電波のことです。

そしてデュアルバンド同時接続可能、という商品ならどちらの周波数帯電波も
同時に使ってアクセスすることが出来るということです。

ただしそれぞれの周波数帯電波は別のネットワークを作っています。
つまり一つの端末でそれぞれのネットワークに参加することは出来ません。

これが切り替えの方法ということになっています。

2.4GHzと5GHzを選んでネットワークに参加する

デュアルバンド対応のWi-Fiルーターではそれぞれの周波数帯電波を使ったSSIDが
あって、それぞれのネットワークを選んでアクセスするということになります。

一般的にはプライマリSSIDが5GHzの電波を使ったアクセスポイント。
セカンダリSSIDが2.4GHzの電波を使ったアクセスポイントになります。

メーカーによってはプライマリではなくメイン、セカンダリではなくゲストなど
呼び方が違う場合もありますが大体似たようなものかと。

使っている環境によってはどちらの電波のほうが安定しているかが違うので
SSIDを選んでネットワークにアクセスするという方法で切り替えをします。

注意点としては接続する子機も5GHzに対応している必要があります。

5GHzの電波に対応していない端末もある

ルーターにデュアルバンドがあるように接続する子機、スマホなどの端末も
5GHzと2.4GHzに対応しているものがあります。

当然ですが5GHzに対応していない端末で5GHzの周波数帯電波を受信することは
出来ません。

例えば最新スマホやタブレットPCなら多くの端末が11acに対応しているので
5GHzの周波数帯電波を受信することができます。

でも無線LAN接続ができるプリンターでは5GHzに対応している商品はありません。
家庭用ゲーム機でもそのほとんどが24.GHzのみの対応になっています。

まあPS4やXBOXなど最新の家庭用ゲーム機ならWi-Fiではなく有線接続のほうが
通信が安定するのでヘビーユーザーほどWi-Fi接続はしませんが。

これらの端末を使うだけなら5GHzに対応したWi-Fiルーターを使う必要はない
と思います。

Wi-Fiの周波数帯の違いで何が変わるのか

Wi-Fiルーターを初めて購入した方などはSSIDが2つあることにびっくりして
なにか悪いことが行われていると勘違いする人も多いようで。

自分の購入したルーターがデュアルバンド対応なら2.4GHzと5GHzの電波が
でているのは当然です。

単にそのどちらかの電波の強い方と接続すればいいのですが、わからないと不安で
仕方がないという状況のようです。

電波の特徴がわかっている人でも、単に速いから安定しているからという理由で
5GHzを選びたいという人も多いのですがやはり対応している端末の問題が残ります。

ルーターと端末の両方が5GHzに対応していないと電波が受信できないということを
しっかりと覚えておきましょう。

ちなみに使っている電波の種類はSSIDを見るだけでもわかります。
説明書にはどちらがどの周波数帯の電波のSSIDなのかをきちんと載せているのですが。

ルーターを購入した時には、まずしっかりと説明書を読んでみることをおすすめします。

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