Wi-Fiとは?改めて初心者目線で理解してみた【解説】

インターネット

「Wi-Fiとは?どんな仕組みで動いているんだろ?」って、疑問を解決します。

どうも、音楽とテクノロジーメディア「サウンドテック・ラボ」の管理人(@soundorbis)です。インターネット歴は、15 年ほどの筆者が、Wi-Fi について知識を深める記事をご用意しました。

学校や職場、カフェ、自宅などで、いまやなくてはならない無線 LAN 製品が「Wi-Fi(ワイファイ)」ですよね?

個人的なお恥ずかしい話なのですが...Wi-Fi 製品の使い方がわかっていても、その仕組みをちゃんと理解できていないませんでした汗。

仕組みを知らなくても、メーカーの用意してくれたセットアップどおりに作業すれば使える時代になったことは、喜ばしいところです。

助手くん
助手くん
おるびす先生も、仕組みわかってなかったんですか?
助手ちゃん
助手ちゃん
わたしも、専門用語はちんぴんかんぷんです笑
だから、1から勉強しなおしてみました!
サウンドオルビス
サウンドオルビス

そこでこの記事では、改めて Wi-Fi に関する各用語や仕組みについて、図解にして整理してみました。

というわけで今回は、Wi-Fi について、初心者目線で理解した内容を、解説してみました。

Wi-Fi とは?

Wi fitoha

Wi-Fi とは、無線でインターネットにつなげるためのテクノロジー技術のことです。

ルーター・パソコン・スマホなど、国際標準規格「IEEE 802.11規格」にならって、お互いに接続できることが認められると、Wi-Fi という名称がもらえるみたいですよ!

Wi-Fi についての補足
  • Wi-Fi の読み方:ワイファイ・ウィフィ
  • Wi-Fi は、無線 LAN に関する登録商標
  • Wi-Fi は、Wireless Fidelity(ワイヤレス フィデリティ)の略(後付けされた由来)
  • Wi-Fi の命名:High Fidelity の韻を踏んでつけられた

IEEE 802.11 って、なに?

IEEE 80211toha

IEEE 802.11 とは、IEEE により策定された、無線 LAN 関連の国際標準規格です。

Wi-Fi 製品が、メーカーごとに接続できない問題を解決するためのルールみたいなものですね!

IEEE 802.11 の補足
  • IEEE 802.11 の読み方:アイトリプルイー 802.11
  • IEEE は、アメリカ合衆国に本部を置く電気・情報工学分野の学術研究団体(学会)、技術標準化機関のこと
  • IEEE の略:Institute of Electrical and Electronics Engineers

Wi-Fi 環境の構築・作り方

Wi fi oyakione

Wi-Fi 環境の作り方は、Wi-Fi 製品をインターネットに接続して、セットアップすればオッケーです。

上記写真のように、終盤装置に Wi-Fi 製品を取り付けるだけで、Wi-Fi 環境を作れます。終盤装置とは、モデムやホームゲートウェイといったインターネットに接続するための機器ですね。

セットアップについては、エレコムさんの 11ac 1733+800Mbps 無線LANギガビットルーター「WRC-2533GST2」の「≫2.かんたんセットアップガイド [PDF形式]」が、わかりやすいですよ!

サウンドオルビス
サウンドオルビス
Wi-Fi には、無線エリアを広げる方法があります↓
Wi-Fi のエリアを広げる方法
  • 中継器
  • メッシュ Wi-Fi

中継器とは?

Wi fi repeater01

中継器とは、親機の Wi-Fi ルーターの電波が届かない場所まで、もともとの Wi-Fi エリアをひろげてくれる無線 LAN 製品です。

低コストかつ手軽に利用できるのですが、速度の低下や接続台数の少なさといったデメリットがあります。

中継器の補足情報
  • Wi-Fi ルーターの電波を、手軽に拡張することができる方法
  • 複数の中継器をつなげない。多くても2台程度(参考:中継機能を利用して、最大何台まで接続可能ですか。 | バッファロー
  • デュアルバンド非対応だと、通信速度が半減する
  • 低コストで導入できる
  • 親機と通信が切れるまで、中継器に接続されないため、手動操作が必要な場面がある
  • 親機ルーターに負荷がかかってしまうため、接続台数が増えると通信速度が遅くなる
  • ...など

メッシュ Wi-Fi とは?

Mesh wifitoha

メッシュ Wi-Fi とは、親機の Wi-Fi ルーターの電波が届かない場所でも、サテライト機を追加していくことで、網目状に無線エリアを広げてくれる無線 LAN 製品です。

接続できるデバイスの多さや、エリアの拡張性の高さなどメリットがありますが、高コストかつ同一メーカーの製品じゃないとメッシュ Wi-Fi を構成できないなどのデメリットもあります。

メッシュ Wi-Fi の補足情報徴
  • 親機と複数のサテライトで、網目状の1つの大きなネットワークをつくるから、メッシュ Wi-Fi
  • 中継器と違って、電波の強いサテライトに自動で接続してくれるから安定している
  • 増設できるサテライトの数が、中継器の3台より圧倒的に多い(例:最大9台 下記の AtermStation 参考記事より)
  • 中継器より、接続デバイスの数が多い(例:最大9台 下記の AtermStation 参考記事より)
  • サテライトも、親機と同じ処理機能を持っているため、負荷を分担できるから、接続台数が増えても速度に影響が少ない
  • おまかせ感が強く、2.4GHz だけに接続したい!などの細かな設定には不向き
  • 中継器に比べて、コストがかかる
  • ...など。

アンテナについて

Wi fi antena

Wi-Fi のアンテナについて、解説しましょう。

Wi-Fi 製品には、パソコンやスマホと通信できるように、複数のアンテナがついています。外側についていたり、Wi-Fi 製品の内側にあるものがありますよ↓

Wi-Fi のアンテナ
  • 外付けタイプ:目に見える
  • 内臓タイプ:目に見えない

Wi-Fi の規格 IEEE 802.11 によっては、アンテナの本数(アンテナ数)で最大通信速度がかわることがあります。

さらにアンテナ1本ずつ、通信するだけじゃありません。2〜4本のアンテナを使って、同時に通信することもできます。その機能を、「MIMO」と呼びます。

MIMO とは?

Mimotoha

MIMO(マイモ)とは、送信機と受信機の双方で複数のアンテナを使い、通信品質を向上させることをいいます。

たとえば、ネットの画像データをやり取りするときに、アンテナ2本の送信機を使って、スマホのアンテナ2本の受信機に、データを並列で転送することで、高速化できるテクノロジーってことですね。

MIMO の補足情報
  • MIMO の読み方:マイモ
  • MIMOの略:multiple-input and multiple-output
  • 送信機と受信機の双方で複数のアンテナを使い、通信品質を向上
  • 帯域幅や送信出力を強化しなくともデータのスループットやリンクできる距離を劇的に改善する

ストリーム数とは?

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ストリーム数とは、Wi-Fi 製品に搭載されているアンテナ数と同じ意味になります。

Wi-Fi ルータのスペックで、「2×2」「3×3」「4×4」という数値があります。数字の意味は、こんな感じ↓

送信機×受信機
4×4
3×3
2×2
1×1

アンテナに含まれる送信機と、受信機の数が書かれているわけですね。アンテナ1本に、1セットの「送信機×受信機」がはいっていて、それを1ストリームと数えているようです。ですので「4×4」は、アンテナ4本であり、4ストリームになります。

ストリーム数の補足情報
  • ストリーム数=アンテナ数
  • 1ストリームは、アンテナ1本に含まれる1セットの「送信機・受信機」のこと
  • ストリーム数が多いほど、MIMO テクノロジーで、最大通信速度の高速化が可能
  • Wi-Fi 製品のストリーム数が多くても、パソコン・スマホのストリーム数が少なければ、少ないストリーム数の最大通信速度になってしまう
  • ストリーム数が多くても、パソコン・スマホが MIMO に対応していなければ、最大通信速度で利用できない
  • ...など。

Wi-Fi について、現在情報をまとめ中です...

Wi-Fi を理解するための情報を、現在まとめ中です。

実は現在、当メディアのインターネット環境を、絶賛構築中だったりします。そのなかで、ひとつずつ頭の中で整理したことを、順番にアウトプットしていきたいと思っています。

Twitter でアドバイスをいただきながら、自分の知識をしっかり定着させていくために、記事にしております。かんたん・ていねい・わかりやすいをモットーに、まとめていきますね!しばらく、お待ちくださいませ。

まとめ

Wi-Fiについては、初心者目線で理解させていただきました。調べてみると、ちゃんと理解できていないところがわかってきました!

筆者自身も、現在勉強中です。新しい知識を得ながら、自分なりに理解した内容を、記事に追記していきますね。また、情報などに誤りがあった場合には、筆者のTwitter アカウント@soundorbis に、アドバイスいただけましたら幸いです汗。

まだまだ情報・勉強量が足りないので、どんどん知識を深めていきたいと思っています。それでは、今回はこの辺で!! そのほか、インターネットに関する記事は、下記のカテゴリをどうぞ↓

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