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ルーターに2つのWiFiバンドがある理由と、その効果とは

WiFiルーターの多くに、5Ghzと2.4GHzの2つの周波帯があることがご覧いただけます。WiFiルーターの周波帯が2つある理由はなんでしょうか?2つの電波の詳細と、今後の展開についてご説明します。
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テクノロジーの変化は、進化のようなもので、現在の状況が最適でないと判断した場合には、新しく最適な状況となる装置を作る必要があります。

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複数のWiFiチャンネルがある理由とは?

WIFiルーターには、ケーブル会社の製品とサービスプロバイダの製品があります。設定を見てみると、ほとんどのWIFiルーターには2つの周波帯があります。通常は2.4GHzと5GHzの2つとなりますが、なぜ複数の異なる周波数が存在するのでしょうか?

まず最初に、周波数です。ライトには一定のスピードがあります。アインシュタインがどのような状況であれ光は1秒あたり190,000マイルの速度で進むことを発見して以来100年ほど経ちます。

エネルギーのその移動は、銃弾のように空中をまっすぐと飛ぶのではなく、光は波打つように移動してゆきます(実際のところ、光の起動はどちらの要素も含んでいますが、様々な複雑な軌道が発生しています)。

光には、速度(1秒あたり186,282マイル)と周波数があり、どちらも波状に移動します。スピードの変化はありませんが、周波数には光の波上にどれだけのエネルギーが乗せられるかが変わってきます。

周波数が移動する上下する波と電波は関連性があります。電子レンジやラジオの電波などは非常に軽いです。朝5時に差し込む太陽の光は、眩しく目に写るだけですが、電波は太陽の光のように目に見えるものではありません。

電波の容量と速度を知ったところで、どの周波数を使えばいいのでしょうか?2.4Ghzと5GHzはどのように変わってくるのでしょうか?

2.4GHz WiFiと5GHz WiFi

ほとんどの国において、周波数は限られています。トランスミッターを制限し、ラジオや電波の電波の阻害を防ぐことを目的に設定されています。クリスチャン・ステラーの Pump Up the Volumeという映画出てくる悪人の自作のラジオが危険とされていたのもこれが原因で、これらは様々な問題を引き起こします。

エンジニアたちが適切かつ利用可能のスペクトラムを研究した結果、2.4GHzと 5GHzの2つの周波数が選ばれました。光が複雑な原理であるのはご紹介しましたが、基本としては周波数が高いほど、より多くの波を放つというのが原理です。つまり、周波数が高いほど多くのデータを運ぶことができます。

周波数の波が目に見える場合どのようになるかを説明すると、5GHzの波は2.4GHzの波に比べて短く(同じエリアにより多くの波が存在する状況)となります。

WiFiチャンネルの波
WiFiチャンネルの波

周波数による違いは、5GHzは波の数の多さ(コンピューターでは1'sと0'sと呼ばれます)によって、より多くの電波を運ぶことができます。その一方で、周波数が大きいほど移動できる距離が短くなります。波の数が多いので、壁などの障害物に弱く、周波数が低い電波よりも消えてしまう距離が短いという訳です。

2.4GHzの場合、運べる情報の量は減りますが、エネルギーが小さいためより遠くまで運ぶことができます。

周波数 データスピード 距離
5 GHz 早いスピード 短い距離
2.4 GHz 遅いスピード 長い距離

WiFiが最初に開発された時、エンジニアは大きなデータを運ぶべきか、広範囲にするべきか決定する必要がありました。

2つのスタンダード
2つのスタンダード

そこで出た答えが、2つのスタンダードを持つことです。どちらも兼ねそろえるために、AとBを作りました。Aが5GHzで、Bが2.4GHzです。これにてどちらの問題も解決し、誰もに最適な状況を作り出すことができたのです!ルーターの中には1つのスタンダードにのみしか対応していないものもありますが、近代のルーターは製造元の努力によりどちらにも対応するものが増えてきました。

その後 WiFiスタンダードが一新され、AとBのどちらにも対応する後退互換性が登場しました(802.11gネットワークが802.11bの2.4GHzを後退互換に可能といった具合です)

WiFi周波帯の詳細

2つの異なる周波数があるという事実の他にも、WiFiチャンネルという複数のWiFi周波帯も存在します。チャンネルは周波数の範囲をさし、このおかげで同じ周波数でも一定の質を保ちながら複数のデバイスに接続することが可能となります。

道路の車線に例えるとわかりやすいかもしれません。1つの車線が双方行ったり来たりの状態では非常に混乱してしまいます。WiFiも同じで、2.4GHzの周波数にも、14のチャンネルという車線が存在します。1から14までのチャンネルがあり、1チャンネルが2.401GHzから2.423GHzとなり、14チャンネルは2.473GHzから2.495となります。5GHzのチャンネルも同じように割り振られますが、”屋内”か”屋外”かの使用用途に分けてデザインされていると考えていいでしょう。

同じチャンネルに多くのデバイスが共存している場合は、他のチャンネルに変更することもできます。近隣のネットワークが2.4GHzのチャンネル7を多くのデバイスに使用している場合、お使いのWiFiネットワークのチャンネルを11にしてみるとWiFiがスムーズに作動するということがよくあります。混雑しているチャンネルは、電波が溢れている状態で阻害を生じさせます。

ご自分のお使いのチャンネルに問題があるかどうかは、NetSpotのようなネットワークツールアナライザーを使用して調べることができます。NetSpotは使用しているそれぞれの電波の使用チャンネルを検知し、どのチャンネルが混雑しているかを分析することができます。

NetSpotーネットワークアナライザーツール
NetSpotーネットワークアナライザーツール

電波の強度を計測する機能も装備しているため、使用する場所における電波の状況なども調べることができます。ネットワークがどのような状況なのか、悪質なネットワークはどれか、ルーターやリピーターの設置に適切な場所はどこかなどを調べることができます。

WiFiの電波と、チャンネルについて知ることで、お使いのネットワークの使用しているチャンネルが他の電波でも使用されているといった状況をNetSpotを使いながら探知することができ、空いているチャンネルに変更すうることで通信状況やスピードが改善することが多くあります。

WiFi周波数のその後

”2つの周波数を行ったり来たり”するだけの状況が世界中で起こっているかというと、近い未来はそうではありません。新しいWiFi6や、802.11 axといったスタンダードも登場し、どちらの周波数も同時に使用しデータの通信料を倍にするテクノロジーや、1GHzや7GHzといった新しい周波数の導入の検討も進んでおり、データ通信の改善が日々進められています。

現状の2つの周波数だけで、範囲やスピードを犠牲にするといった状況から脱するためにも、新しいテクノロジーは新しいアンテナや感度を導入し、様々な周波数に対応し、WiFiネットワークをよりよくさせる動きが出ています。

だから、私たちのおすすめです。
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遅いネットワークや満足のいかないパフォーマンスの電波は、放置せずにNetSpotのようなネットワークアナライザーアプリを使用して、WiFiの環境の改善を試みましょう。何が問題なのか、どうしてWiFiが遅くなったり途切れたりするかにお悩みの時に、新しいルーター を購入し解決に期待を馳せる前に

どの周波数とチャンネルを使用していて、周りの電波がどのような状況を知りましょう。”問題はその詳細を知っていることで半分解決”します。NetSpotを使用して、必要な情報の収集を行いましょう。
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WiFiについての全てを次でお話しします。

WiFiについてもっと深くご存知になりたい場合、WiFiセキュリティーについて、ワイヤレスネットワークの最高のアプリについて、フライトでのWiFiについてなどをチェックしてみてください。

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