無線LAN

最終更新日 2021年07月13日

無線LANとは

無線LANとは、無線通信できる機能です。

無線LANを利用するには、親機(アクセスポイント)と子機(無線LANアダプター)が必要です。

一般的にパソコンでは無線LANルーターと無線通信しインターネットに接続するために利用しますが、無線LANルーターが親機、パソコンが子機です。

ケーブルで接続して通信する有線LANだとケーブルが届く範囲となりますが、無線LANだと電波が届く範囲であればインターネットを利用でき、ケーブルのわずらわしさがありません。

屋外でも無線LANのサービスを提供している場所であれば、インターネットを利用できます。

無線LANの周波数帯域

無線LANの周波数帯域とは

無線LANの周波数帯域とは、データ通信に利用する電波の周波数の範囲です。

実際に無線LANが利用しませんが、仮に周波数90Hz〜110Hzの電波をデータ通信に利用する場合、この電波の範囲が周波数帯域であり、100Hz帯と呼びます。

電波の通り道であり、周波数帯域が広いほどデータ通信速度が速いです。

2.4GHz帯

2.4GHz帯は、周波数の干渉に弱い、遠距離に強い、障害物に強いです。

周波数の干渉に弱い理由は、2.4GHz帯を利用する無線LAN機器が多く、アマチュア無線等、他にも2.4GHz帯を利用する無線機器が多く、電子レンジ等、2.4GHz帯の電磁波が発生する家電製品が多いためです。

周波数が干渉すると、通信が不安定になったり通信速度が低下します。

周囲に2.4GHz帯を利用する無線LAN機器や、無線LAN以外の無線機器、2.4GHz帯の電磁波が発生する家電製品がない場合、周波数の干渉が起きません。

遠距離と障害物に強い理由は、電波は周波数が低いほど遠くまで届き、障害物の裏に回り込むためです。

遠距離に強いと無線LANで通信する機器の間の距離が離れていても安定して通信でき、通信速度が低下しにくいです。

遠距離に強くても離れすぎると、通信が不安定になったり通信速度が低下し、最悪通信ができなくなります。

障害物に強いと無線LANで通信する機器の間に床や壁等の障害物があっても安定して通信でき、通信速度が低下しにくいです。

障害物に強くても障害物が多かったり電波を強く遮蔽する障害物があると、通信が不安定になったり通信速度が低下し、最悪通信ができなくなります。

5.2GHz帯

5.2GHz帯は、周波数の干渉に強い、遠距離に弱い、障害物に弱いです。

周波数の干渉に強い理由は、5.2GHz帯を利用する無線LAN以外の無線機器が少なく、5.2GHz帯の電磁波が発生する家電製品が少ないためです。

5.2GHz帯を利用する無線LAN機器が周囲に多く存在すると周波数の干渉が起きやすくなりますが、5.2GHz帯ではチャンネル数を多くし、さらには隣のチャンネルと重なる周波数帯域の幅がないように設計されており、周波数の干渉が起きにくいです。

パソコンに限らずタブレット、スマートフォン、家庭用ゲーム機、テレビ、レコーダー、IoT等、無線LANを利用する機器が増えており、自分だけでなく周囲で他の人が使用する無線LAN機器から発生する電波が飛び交っている場合が多く、周波数の干渉が起きやすくなっています。

2.4GHz帯を利用しているが、通信が不安定、または通信速度が落ちている場合、5.2GHz帯を利用すると改善する可能性があります。

遠距離に弱い、障害物に弱い理由は、5.2GHz帯は2.4GHz帯よりも周波数が高いので、2.4GHz帯と比べると遠くまで届かず、障害物の裏に回り込まないためです。

無線LANで通信する機器の間の距離が遠かったり床や壁等の障害物があると、通信が安定しなかったり通信速度が低下する可能性が高いです。

5.2GHz帯の屋外利用

5.2GHz帯を屋外で利用するには電波法により許可が必要であり、実質的に屋内専用です。

無線LAN機器が5.2GHz帯のみ対応だと屋外で使用できないので、5.2GHz帯のみ対応の無線LAN機器がありません。

無線LAN機器によっては2.4GHz帯のみ対応しており、その場合は5.2GHz帯を利用できません。

規格

無線LANの規格によって利用可能な周波数帯域が違います。

IEEE802.11bは2.4GHz帯、IEEE802.11gは2.4GHz帯、IEEE802.11aは5.2GHz帯、IEEE802.11nは2.4GHz帯と5.2GHz帯、IEEE802.11acは5.2GHz帯、IEEE 802.11axは2.4GHz帯と5.2GHz帯を利用可能です。

最大速度

IEEE802.11nでは2.4GHz帯と5.2GHz帯で最大速度が同じですが、IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)では5.2GHz帯の方が速いです。

5.2GHz帯の方が周波数の干渉が起きにくいので、IEEE802.11nでも5.2GHz帯の方が速い場合があります。

SSID

SSIDが初期設定の場合、周波数帯域がわかる名称になっている場合が多く、gやGを含む場合は2.4GHz帯、aやAを含む場合は5.2GHz帯です。

このような命名規則がないので、必ず当てはまるとは限りません。

無線LAN機器本体のラベルや取扱説明書(マニュアル)に、SSIDと周波数帯域の関係が記載されている場合があります。

この場合は、SSIDを確認すると利用中の周波数帯域が確実にわかります。

バンドステアリング

バンドステアリングとは、周波数帯(バンド)を自動的に切り替える機能です。

2.4GHz帯と5.2GHz帯どちらかに利用が偏ると通信が混雑し速度が低下しますが、空いている方を有効活用できるように自動的に切り替えます。

混雑していなくても電波が弱く速度が低下しているときも、自動的に切り替えます。

例えば、遠距離と障害物に弱い5.2GHz帯を利用中であり、距離が大きくなったり障害物が増えて電波が弱くなると、遠距離と障害物に強い2.4GHz帯に切り替えます。

周波数帯ごとのSSIDと暗号キー(パスワード)を共通化できることや、無線LANルーターによっては周波数帯ごとに分かれていた設定画面が1つになり設定しやすくなるメリットもあります。

バンドステアリングの利用には、無線LANルーターがバンドステアリングに対応している他に、クライアントがIEEE802.11kまたはIEEE802.11vに対応している必要があります。

両方に対応しているクライアントが普及しており、新しいパソコンやスマートフォン等であれば対応しています。

トライバンド

一般的に無線LANルーターは2.4GHz帯の電波が1つ、5.2GHz帯の電波が1つ、合計2つの電波を利用する機能があり、この機能をデュアルバンドと呼びます。

トライバンドとは、2.4GHz帯の電波が1つ、5.2GHz帯の電波が2つ、合計3つの電波を利用する機能です。

電波が増えることにより、クライアントが多くなっても通信の負荷を分散でき通信速度の低下を抑えられます。

無線LANのチャンネル

無線LANのチャンネルとは、周波数帯域を分割したことによって細かく分かれた周波数帯域であり、チャネルと呼ぶ場合もあります。

チャンネルを利用してデータ通信しますが、複数のチャンネルがありますので、複数の機器が同時にデータ通信できます。

チャンネルの幅は、2.4GHz帯の場合は22MHz、5.2GHz帯の場合は20MHzです。

重複

無線LANのチャンネルが重複すると、電波干渉が発生し通信速度が低下します。

チャンネル数には限りがあり、無線LAN機器が普及し、同じチャンネルを利用している他の無線LAN機器が近くに存在する場合が多くなり、昔と比べてチャンネルの重複が起きやすくなっています。

例えば、電波が届くほどの距離に別の無線LAN環境があるが、そこで利用中のチャンネルと、自分が使用中の無線LAN環境が利用するチャンネルが重複すると通信速度に悪影響が出ます。

違うチャンネルであっても周波数帯域が近いチャンネルだと、周波数帯域の幅に重なる部分が生じ重複が起きます。

5.2GHz帯では、周波数が重ならないようにチャンネルが区切られていますので、隣のチャンネルと重複しません。

無線LANを利用するときは、重複しないようにチャンネルを設定するとよいです。

重複の解決方法

通信速度が低下したり通信が安定しない場合は、チャンネルの重複が発生している可能性を考え、設定を見直すとよいです。

チャンネルの設定は無線LANルーターで行い、電源オン時や再起動時にチャンネルの重複が起きないように自動設定されます。

その後にチャンネルの重複が起きてしまった場合、再起動すると同様に自動設定されます。

再起動するときは通信が切断されますので、何かをダウンロードしている等、通信が発生する作業中がないか注意が必要です。

自動設定ではチャンネルの重複が改善しないようであれば、取扱説明書(マニュアル)を参考にし手動設定を行うとよいです。

無線LANルーターによっては起動中にチャンネルの重複が発生した場合、自動的にチャンネルを変更します。

この機能がある場合、チャンネルの重複が頻繁に発生するとチャンネルの変更も頻繁に発生し通信が不安定になります。

この機能をオンにしており通信が不安定な場合、オフにすると改善するか試してみるとよいです。

無線LANの速度

機器の最大速度

IEEE802.11nからチャンネルボンディングとMIMO(Multiple Input Multiple Output)という高速化技術を導入しています。

IEEE802.11acとIEEE 802.11axでも導入しています。

機器によってチャンネルボンディングによる最大帯域幅とMIMOによる最大ストリーム数が違いますので、機器の最大速度は規格上の最大速度と同じとは限りません。

例えば、IEEE 802.11axの最大速度は9.6Gbpsですが、無線LANルーターの多くは最大速度が4,804Mbps(160MHz幅×4ストリーム、80MHz幅×8ストリーム)です。(2021/07/13時点)

多くのパソコンは2,402Mbps(160MHz幅×2ストリーム)、多くのスマートフォンは1,201Mbps(80MHz幅×2ストリーム)です。(2021/07/13時点)

将来において各機器で最大帯域幅や最大ストリーム数が増え、各機器の最大速度が向上する可能性があります。

速度の表記

機器の仕様等に2.4GHz帯の最大速度と5.2GHz帯の最大速度の合計が最大速度のように記載されている場合がありますが、同時に利用可能という意味です。

例えば、2.4GHz帯が450Mbps、5.2GHz帯が1,300Mbpsであり、仕様等に450Mbps+1,300Mbpsと記載されている場合がありますが、最大速度が1,750Mbpsという意味ではなく、同時に利用可能という意味です。

最大実効速度

規格上の最大速度は、理論上の最大速度です。

実際の最大速度を最大実効速度と呼び、理論上よりも遅いです。

同じ規格に対応している機器でも、最大実効速度が機器によって違います。

実際の速度を実効速度と呼びます。

周波数が干渉する、通信間の距離が離れている、通信間に障害物がある、通信機器が多くて混雑している等、様々な要因によって速度が落ちますので、最大実効速度が出るとは限りません。

有線LANとの比較

有線LANにも最大実効速度、実効速度がありますが、最大実効速度は理論上の最大速度に近く、ノイズ等の影響で速度が落ちますが実効速度は最大実効速度に近いです。

無線LANと有線LANで理論上の最大速度が同じの場合、大雑把に言うと実効速度は有線LANの方が2〜3倍速いです。

理論上の最大速度があまり変わらないのに体感できるほど有線LANの方が速いですが、これが理由です。

無線LANのアクセスポイント

無線LANのアクセスポイントとは、無線LANのクライアントと電波をやり取りしてデータを送受信する機器であり、親機と呼ぶ場合もあります。

無線LANのクライアントとは、パソコンやスマートフォン等、無線LANを利用する端末です。

無線LANルーターはアクセスポイントとして機能しますので、アクセスポイントと呼ぶ場合があります。

無線LANルーター

無線LANルーターとは、クライアントをネットワークに接続できるようにする機器です。

クライアントは無線LANルーターを経由することで、LAN(Local Area Network)に接続し他のクライアントとデータのやり取りをしたり、インターネット等、他のネットワークへ接続が可能となります。

性能

複数のクライアントが無線LANルーターに接続できますが、性能が不足するほど多くなると通信速度が低下します。

無線LANルーターによって性能が違い、性能の高さは推奨接続台数が目安になりますが、どのように決めているのかメーカーによって違いますので、厳密な比較はできません。

パソコン、タブレット、スマートフォン、家庭用ゲーム機、IoT等、同時に通信が発生するクライアントが多い場合、推奨接続台数が多いとよいです。

最大速度

無線LANルーターの最大速度は規格等によって違い、クライアントの最大速度以上がよいです。

IEEE802.11nからチャンネルボンディングによる最大帯域幅とMIMOによる最大ストリーム数によって最大速度が違いますので、無線LANルーターの最大速度は対応規格の最大速度と同じとは限りません。

IEEE802.11n対応だと450Mbps(40MHz幅×3ストリーム)、IEEE802.11ac対応だと1,733Mbps(80MHz幅×4ストリーム)、IEEE 802.11ax対応だと4,804Mbps(160MHz幅×4ストリーム、80MHz幅×8ストリーム)の場合が多いです。(2021/07/17時点)

IPv6 IPoE

IPv6 IPoEを利用する場合、無線LANルーターがIPv6 IPoEに対応している必要があり、製品によっては非対応でもファームウェアのアップデートにより対応可能な場合があります。

従来のIPv4 PPPoEと違ってIPv6 IPoEでは認証にIDとパスワードが不要なので接続設定が簡単であり、通信の大容量化をしたがまだ利用者が少ないので通信速度の安定性が高いです。

IPv6対応ではIPv6 IPoEに対応していませんので注意が必要です。

メッシュ

メッシュとは、複数の無線LANルーターを網の目のように接続し、クライアントにとって最適な無線LANルーターと接続し、通信速度と安定性の低下を抑える機能です。

中継機では同じ周波数帯で送受信を同時にできない場合が多いですが、メッシュでは可能です。

メッシュを利用するには、全ての無線LANルーターが対応している必要があり、同じメーカーかつ同じ製品を使用する必要があります。

EasyMeshに対応している無線LANルーターをそろえる場合、メーカーや製品が違っていてもメッシュを利用できます。

無線LANのアンテナ

無線LANルーター等にはアンテナがあり、筐体に内蔵されている場合もあれば筐体の外部に付いている場合もあります。

アンテナが筐体の外部にある方が電波の送受信に有利ですが、例えば外付けの無線LAN子機をノートパソコンに接続したまま持ち運ぶ場合、出っ張りがないアンテナ内蔵がよいです。

無線LANとパソコン

有線LANが普及していますが、無線LANも普及しており、無線LANを標準搭載しているパソコンが多いです。

有線LANで使用するLAN端子は端子形状が大きく小型化や薄型化に不利なため、小型パソコン等では無線LANの利用が前提として作られています。

パソコンが無線LANを標準搭載していなくても、外付け無線LAN子機を使用する方法があります。

無線LANを標準搭載しているが、対応規格が古く新しい規格にしたい場合でも外付け無線LAN子機が役に立ちます。

外付け無線LAN子機は小型の製品が多いので紛失に注意が必要です。

パソコンによっては内蔵無線LAN子機を搭載できます。

無線LANのSSID,規格,周波数帯域,最大速度等の確認方法

Windows 10の場合、タスクバーの通知領域にあるネットワークアイコンをクリックすると、右下にSSIDの一覧が表示されます。

SSIDの一覧
SSIDの一覧

「接続済み」と記載されているSSIDのプロパティをクリックすると、ネットワークの設定画面が表示され、下の方にあるプロパティを確認すると、SSID,規格,周波数帯域,最大速度等がわかります。

プロパティ
プロパティ

一部名称が違いますが、プロトコルが規格、ネットワーク帯域が周波数帯域、リンク速度(送受信)が最大速度です。

リンク速度(送受信)は実際の最大速度ではなく理論上の最大速度であり、無線LAN環境によっても決まるため、規格等が同じでもリンク速度(送受信)が同じとは限りません。

例えば、通信する機器との距離があったり、機器との間に障害物があったりして電波が弱いと、リンク速度(送受信)が低くなります。


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