Wi-Fiのシンプルな番号体系でさえ、その技術、速度、そして制限事項を分かりやすく説明するには不十分です。この必須ガイドでは、Wi-Fiネットワークの名称と用語について知っておくべきことをすべて解説します。
ほとんどの人にとって、Wi-Fiに関する知識は、インターネットプロバイダーのルーターからiPhoneやiPadにネットワークパスワードを入力する程度でしょう。多くの場合、それだけが重要なはずですが、自分でWi-Fiネットワークを構築しなければならないとなると、状況は一変します。
このガイドでは、ネットワークの問題のトラブルシューティングや、Wi-Fi ネットワークを最初から設定する方法については説明しませんが、ホーム ネットワークを管理する場合に知っておく必要のあるいくつかの名前と概念について説明します。
Wi-Fiとは何ですか？
簡単に言うと、Wi-Fiとは、短距離の電波を利用したデバイス間の無線ネットワークです。Wi-Fiネットワークに接続するデバイスには、無線信号の送信と受信の両方が可能なアンテナとコンポーネントが搭載されており、無線メッセージはデータパケットで構成されています。
Wi-Fiといえばインターネット接続を思い浮かべる人が多いですが、Wi-Fiはインターネット接続そのものではありません。Wi-Fiは、ルーターなどのデバイスが他のコンピューターやデバイスとインターネット接続を確立するための手段の一つであり、他のデバイスとインターネット接続を共有しています。
ただし、これは常に当てはまるわけではありません。Wi-Fi ネットワークは、オフラインでコンピューター間でファイルを共有する場合など、ユーザーにインターネット アクセスをまったく提供せずに機能するように設定することもできます。
ほとんどのインターネット ルーターは、Wi-Fi とイーサネット接続の両方を提供します。
通常、Wi-Fiネットワークは、建物内のより広範なネットワークへの接続手段を提供し、有線イーサネットネットワークと並行して動作します。ネットワークの設定方法にもよりますが、Wi-Fiデバイスは有線ハードウェアと、またその逆も、ほとんど問題なく通信できます。
他の技術の進歩と同様に、ハードウェアにも下位互換性の要素が組み込まれており、新しいハードウェアでも古いハードウェアでも使用できます。実際には、最新の商用規格に対応する新しいiPhoneでも、新しい規格よりも速度は遅いものの、古い規格のWi-Fiネットワークでも問題なく動作します。
最後に、Wi-Fiという名称は、オーディオシステムを指すHigh Fidelityの略称であるHi-Fiの派生語であり、ほとんど意味がありません。Wi-Fiは「Wireless Fidelity（ワイヤレス・フィデリティ）」と読むこともできますが、これは世界中で広く使われている、やや意味の薄い言葉です。
私のWi-Fiの速度はどれくらいですか?
Wi-Fiの最も厄介な点の一つは、1990年代からIEEE（米国電気電子学会）によって定義された様々なWi-Fi規格に付けられた名称です。すべての規格は同じ802.11という番号で始まりますが、末尾の数字は使用されている規格のバージョンによって異なります。
サフィックスは1文字または2文字で構成され、使用されている802.11の規格を識別するために使用されます（例：802.11ac）。ややこしいことに、文字の変更は時間の経過とともにアルファベット順ではなく、あちこち飛び飛びに行われます。
さらに、802.11規格は幅広い帯域をカバーしているため、mmWaveやLight（Li-Fi接続用）など、Wi-Fiでは通常使用されない帯域や、特殊なユースケースに対応する文字コードも存在します。このガイドでは、標準的なWi-Fiで一般的に使用される帯域のみを取り上げます。
各バージョンは通常、以前のバージョンをベースに構築され、接続を様々な方法で改善できる小さな変更が加えられています。これには、さまざまな周波数帯域のカバー範囲、帯域内の帯域幅、変調方式、サポート範囲、許容されるMIMO（マルチ入力マルチ出力）ストリーム数、そして最も重要なストリームデータレートが含まれます。
ストリームデータレートは、消費者にとって最も分かりやすい指標です。これは、実質的にはストリームあたりの転送速度の理論上の最大速度、つまり接続を介して転送できるデータ量を表すものです。一般的に、数値が高いほど良いとされていますが、使用範囲のおおよその範囲などの他の要因も影響することがあります。
現在のWi-Fiネットワークにおいて、最も遅いのは802.11bで、理論上の最大速度は11Mbpsです。802.11aと802.11gはどちらも理論上の最大速度は54Mbpsですが、使用する周波数帯域が異なります。
| IEEE標準名 | Wi-Fiアライアンス名 | 最大スループット | バンド |
|---|---|---|---|
| 802.11a | Wi-Fi 1（非公式） | 54Mbps | 5GHz |
| 802.11b | Wi-Fi 2（非公式） | 11Mbps | 2.4GHz |
| 802.11g | Wi-Fi 3（非公式） | 54Mbps | 2.4GHz |
| 802.11n | Wi-Fi 4 | 600Mbps | 2.4GHz、5GHz |
| 802.11ac | Wi-Fi 5 | 6,933Mbps | 5GHz |
| 802.11ax | Wi-Fi 6 | 9,806Mbps | 2.4GHz、5GHz |
一般的に、Wi-Fiは2.4GHz帯と5GHz帯の無線周波数帯域で動作します。これらの帯域にはそれぞれ異なる利点があります。2.4GHz帯は一般的に通信範囲が広いですが、通信速度が遅く、電子レンジなどの家電製品からの干渉を受ける可能性があります。5GHz帯は一般的に通信速度が速いですが、通信範囲が狭く、壁などの障害物に弱いため、見通しが良く障害物が少ない開けた場所での使用に適しています。
802.11b および 802.11g の場合、2.4GHz の範囲が使用され、802.11a では 5GHz を選択します。
802.11nの最大速度は600Mbpsです。この高速化は、1つのストリームではなく4つのストリームを使用することでデータレートを向上させるMIMOに対応した最初のWi-Fi規格であることに起因しています。また、2.4GHzと5GHzの両方の周波数帯域を活用します。
802.11acの導入によりギガビット速度が実現し、複数のデバイスを接続する理想的な（ただし非常に過剰な）条件下では、最大6,933Mbpsの接続速度を実現しました。実際には、ルーターやカードにはアンテナやその他の関連コンポーネントの数が異なり、処理能力が制限されるため、実際に実現可能な帯域幅は1.3Gbps程度です。
改善点は、帯域内のチャネルサイズが20MHzと40MHzから80MHzと160MHzに拡大されたことに加え、最大8ストリーム、ビームフォーミング、マルチユーザーMIMOなどの追加機能が追加されていることです。奇妙なことに、5GHz帯のみをサポートしていますが、5GHz帯対応と謳っているルーターの中には、802.11nなど、2.4GHzを使用する他の規格を利用することで2.4GHzネットワークも提供しているものがあります。
現在使用されている最新の公式規格は、2019 年にリリースされた 802.11ax です。2.4GHz と 5GHz の両方の範囲で動作し、一度に 4 つの MU-MIMO ストリームの制限を 8 つに高め、さらに直交周波数分割多元接続 (OFDMA) を使用して各ストリームを 4 つに分割するため、デバイスを多く使用する環境に最適です。
最新機種として、理論速度は9,806Mbpsと最速です。これは非常に印象的な数値ですが、これも理想的な条件下での数値であり、複数のデバイスを処理するルーターの最大スループットを示すものであり、実際の速度とは異なります。ただし、ユーザーはギガビットレベルの速度を期待できます。
802.11ax は以前のバージョンよりも高速ですが、主な利点は多数のデバイスを適切に処理できることにあることを忘れないでください。
速度は理論上の最大値であり、実使用時にはほぼ確実に低速になることを念頭に置く必要があります。また、インターネット接続は常に接続環境の最高速度に制限されるため、通常、Wi-Fiネットワークの帯域幅全体を飽和させるほどの速度にはなりません。
Wi-Fi 6とは何ですか?
2018年10月、Wi-Fiアライアンスは、Wi-Fiネットワークの命名構造を簡素化するため、会員に新しい命名システムの使用を要請しました。802.11のサフィックスを管理する代わりに、Wi-Fiアライアンスはよりシンプルな「Wi-Fi」に数字を付けるという方式を採用しました。
従来と同様に、デバイスがどの規格に対応しているかを示しますが、数字を増やすことで対応しています。数字が大きいほど新しいため、速度が速く、以前の世代との下位互換性も確保されます。
Wi-Fi 4、Wi-Fi 5、Wi-Fi 6 対応ハードウェアを識別するために使用されるロゴ。
命名方式は 802.11ax から正式に開始され、Wi-Fi 6 と呼ばれています。802.11ac および 802.11n バージョンは、それぞれ Wi-Fi 5 および Wi-Fi 4 と命名されています。
Wi-Fi Allianceは、802.11b、a、gをWi-Fi 1、2、3と呼ぶ代わりに、公式にそのように呼ぶことを拒否し、元の名称を維持しています。Wi-Fi 1、2、3は技術的には存在しませんが、これら3世代を指していると推測できます。
Wi-Fi 規格の将来はどうなるのでしょうか?
次世代Wi-Fi規格はIEEEによって既に策定が進められており、開発中の規格「802.11be」が最有力候補となっています。この規格は現在も開発が進められており、最終版は2024年頃のリリースが予定されているため、最終規格に必ずしも追加されるわけではない機能も含まれています。
まず、802.11beは6GHz帯を活用できます。これは、世界中の規制当局が公共ネットワーク利用のために解放しようとしている帯域です。利用できる帯域が増えれば、ネットワークが利用できる潜在的な帯域幅が増えることになりますが、それは規制当局が協力した場合に限られます。
MIMOにも改良が加えられる可能性があります。MU-MIMOではWi-Fiアクセスポイントが複数のクライアントデバイスに同時にデータを送信できましたが、UL MU-MIMO（アップリンクMU-MIMO）ではクライアントからアクセスポイントへのデータ送信において同様の機能を実現します。
一方、CMU-MIMO（Coordinated MU-MIMO）は、メッシュネットワークと16ストリームへの拡張性を活用し、複数のアクセスポイントが同時にユーザーにデータ通信を提供できるようになります。家庭ユーザーにとっては、メッシュネットワークの改善につながり、複数のルーターを同時に使用することで速度が向上する可能性があります。
まだ確認されていないため、Wi-Fi 6E の公式ロゴではありません。
Wi-Fi ナンバー システムとして知られるものは Wi-Fi Alliance が公式に管理しているため、802.11be が Wi-Fi 7 になるという保証はありませんが、すでにいくつかの変更が進行中です。
2021年1月、Wi-Fi Allianceは、Wi-Fi 6をサポートするだけでなく、「6GHz動作」も可能なハードウェアを指すために「Wi-Fi 6E」という用語を使用することを提案しました。これは実質的に、ルーターが2.4GHz帯と5GHz帯だけでなく、6GHz帯でも動作するように設定できることを意味します。
これにより、Wi-Fi 6E ハードウェアは Wi-Fi 7 の計画されたサポートの領域に組み込まれますが、完全に新しい世代ではなく、既存の標準に対する変更によってそれが実現されます。
デュアルバンドルーターとトライバンドルーターの違いは何ですか?
デュアルバンドとトライバンドという用語は、ルーターとその他の Wi-Fi ハードウェアが相互に接続できる方法、具体的には、提供できる帯域幅の量を指します。
デュアルバンドルーターは通常、Wi-Fi接続に2つの信号（2.4GHz帯と5GHz帯）を提供できます。古いルーターの中には、どちらか一方の帯域しか提供できず、両方の帯域を同時に提供できないものもあります。
家庭ユーザーにとって、これは5GHzネットワークに対応していない古い2.4GHz帯のハードウェアをサポートしたり、5GHz帯ネットワークが利用できない地域で2.4GHz帯のネットワークに接続したりできるというメリットがあります。帯域幅には限りがあるため、デバイスがネットワークに接続する方法が2通りあることも意味します。ユーザーはデバイスを分離することで接続を均等化し、ボトルネックを軽減できます。
名前が示唆しているにもかかわらず、トライバンド ルーターは通常、2.4GHz と 5GHz の周波数のみを使用します。
トライバンドルーターは、2.4GHzまたは5GHz以外の3つ目の帯域を使用するように表記されている場合もありますが、実際にはもう1つの帯域を割り当てる機能です。例えば、デュアルバンドルーターは2.4GHzの信号を1つと5GHzの信号を1つずつ提供しますが、トライバンド版では2.4GHzの信号を1つ、5GHzの信号を2つ提供する場合があります。
これは通常、2つの5GHz信号を、動作周波数範囲内の2つの異なるチャネル（細分化）で動作させることで実現されます。これにより、2つの5GHz信号が互いに干渉したり、互いの帯域幅を消費したりすることなく、効果的に動作できるようになります。
これの有用性は主に、デバイスを 2 つに分割することで、より多くの 5GHz 対応ハードウェアをより高速で接続できるようにすることです。
デバイスは1つの信号に接続し、2つ以上の信号には接続しないため、一般的に信号の集約は発生しません。つまり、特定のデバイスで2つの完全にクリアな5GHz信号を利用して、1つの信号の2倍の帯域幅を得ることはできません。2つのWi-Fi接続を同時に維持できるデバイスが追加の帯域幅を利用することは可能ですが、このような帯域幅を大量に消費する操作は通常、有線ネットワークに依存するため、これは一般的なシナリオではありません。
メッシュネットワークとは何ですか?
最後にWi-Fi関連の話題として、メッシュネットワークについて触れておきます。簡単に言うと、ルーターと複数のアクセスポイントが連携して、広大なエリアに単一のWi-Fiネットワークを構築する仕組みです。
メッシュネットワークには、Wi-Fiリピーターに比べて利点があります。例えば、リピーターは通常、ユーザーが接続するためのセカンダリネットワークを作成し、そのセカンダリネットワークは元のネットワークと同じネットワーク認証情報を持ちません。メッシュシステムは連携して動作するため、アクセスポイントの数に関係なく、実際に使用されるネットワークは通常1つだけです。そのため、デバイスの場所が移動し、ルーターが別のルーターにハンドオフしても、再接続することなく継続的なカバレッジを実現できます。
Linksys Velop は、複数のアクセス ポイントを使用するメッシュ ネットワーク バンドルの例です。
マルチバンド利用の概念は、メッシュネットワークがユーザーに最適なパフォーマンスを提供するために不可欠です。これは、利用可能な帯域幅を増やすためです。アクセスポイントはルーターに到達するために他のアクセスポイントにデータを渡す必要があるため、ネットワーク上で一度に転送されるデータ量が大幅に増加する可能性があります。
トライバンドハードウェアの場合、3つの帯域割り当てのうち1つをバックホール（アクセスポイント間でデータを折り返し、宛先に到達するまでデータを転送する処理）に使用できるようになります。未使用の帯域を活用するか、この処理専用の帯域を割り当てることで、残りの帯域を消費者向けに解放し、アクセスポイント間のデータ転送がユーザーエクスペリエンスに与える影響を最小限に抑えることができます。
Apple 製品はどのような Wi-Fi をサポートしていますか?
予想通り、Appleはほぼ全製品にWi-Fiサポートを組み込んでいます。エコシステムによってサポート内容に多少の違いはありますが、心配する必要はありません。
Mac および MacBook の場合、すべてのモデルに 802.11ac (Wi-Fi 5) のサポートと以前の世代との下位互換性が含まれていますが、Mac Pro では、PCIe 拡張を利用してアフターマーケットのワイヤレス カードをインストールすることで、Wi-Fi 6 を使用する機会があります。
Apple のハードウェアは、最新の Wi-Fi 標準を広範囲にサポートしています。
iPadはWi-Fi 5に対応していますが、現行のiPad Proシリーズは「同時デュアルバンドWi-Fi」で802.11ax（Wi-Fi 6）をサポートしているため、2.4GHzと5GHzのネットワークに同時に接続できます。これはパフォーマンスよりも利便性を重視した機能であり、複数のネットワーク間の接続性を向上させます。
iPhone 11 Pro、iPhone 11、iPhone SE などの現世代の iPhone はすべて Wi-Fi 6 をサポートしており、iPhone XR と iPhone XS はどちらも Wi-Fi 5 ネットワークと互換性があります。
さらに、すべてのiPhoneはMIMOに対応しており、対応していないモデルよりもWi-Fi経由でより多くのデータパケットを送受信できます。記載されているすべてのバージョンは2x2 MIMOアンテナを使用しています。iPhone 11 Proの仕様書には4x4 MIMOと記載されていますが、これはLTE接続のみに適用され、Wi-Fiには適用されません。
Apple Watch Series 3とSeries 5は、2.4GHz帯の802.11b、g、nネットワークに対応すると仕様に記載されています。Apple TV 4KとApple TV HDはどちらもWi-Fi 5で接続します。
一般的に言えば、Apple デバイスのカタログ全体は、適切なネットワーキングの機会を提供するとともに、今後数年間のほとんどのユーザーの接続に関する不安を軽減するかなり高いレベルの将来性を備えています。
Wi-Fi AllianceのメンバーであるAppleは、新しい規格が登場するたびに、そのサポートを推進していくことが期待されています。2019年のiPhoneとiPad Proが示すように、Appleは適切なタイミングで新しい規格を導入する準備ができており、熱心なアーリーアダプターとして、今後どのような規格が登場しても、Appleは積極的に対応していく可能性が高いでしょう。
私のルーターの Wi-Fi は十分な速度ですか?
Appleの最新ハードウェアが高速Wi-Fiネットワーク規格をサポートしていることは安心感を与えてくれます。iPhone、iPad、Macがネットワーク経由とネットワーク経由のインターネット接続の両方で十分な速度を得られることが保証されるからです。しかし、これはほんの一部に過ぎません。
テクノロジーにおける後方互換性の問題は、最も遅いデバイスが利用できる速度まで速度が制限されてしまうことです。あるネットワークから別のネットワークに切り替えると、接続に急激な変化が生じる可能性があります。新しいWi-Fi世代をサポートするネットワークから古いバージョンに移行するだけで、高ビットレートのビデオストリームが突然ピクセル化して乱れてしまうことがあります。
ルーターが Wi-Fi 速度のボトルネックになっている場合は、交換を検討してください。
自宅のネットワークでは、ネットワークに接続するAppleハードウェアよりも、ルーターがボトルネックになる可能性が高くなります。多くの人は、ルーターを設置してもしばらく放置し、まだ正常に動作し、十分なインターネット接続速度を提供しているため、アップデートを怠ります。
ルーターが古い規格しかサポートしておらず、新しいバージョンに対応していないためにネットワーク速度が低下していると思われる場合は、新しいモデルへのアップグレードを検討してください。インターネットプロバイダーから提供されたルーターであっても、インターネット接続を新しいルーターにパススルーさせ、元のルーターの代わりにWi-Fiの機能を処理させることで回避できます。または、テクニカルサポートに問い合わせて、Wi-Fi 5またはWi-Fi 6をサポートする新しいモデルに交換できるかどうかを確認してください。
ルーターの速度低下は、接続する無線デバイスの数が多すぎるなど、他にも様々な原因で発生します。Wi-Fi接続数を減らしてみてください。また、ルーターがデュアルバンドまたはトライバンド対応の場合は、デバイスが特定のバンドで接続するように設定し、帯域幅の使用量を均等化することを検討してください。
市街地では、他のWi-Fiネットワークが電波を奪い合う可能性が高く、これも問題となる可能性があります。多くのルーターは、帯域内のチャンネルをチェックし、自身のネットワークが動作できる空きスペースがある場所を判断する機能を備えており、通常は設定メニューから設定できます。
この検索は手動で行うこともできます。iOSユーザーは、AppleのAirPortユーティリティアプリ内の「Wi-Fiスキャナ」機能を利用できます。設定で有効にすると、アプリの「Wi-Fiスキャン」オプションが利用可能になり、エリア内のWi-Fiネットワークと現在設定されているチャンネルが一覧表示されるので、自分のネットワークで使用するチャンネルを決めるのに役立ちます。
