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Wi-Fiの仕組みとは?規格や速度の違いと言葉の語源や由来を大調査

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今やすっかりおなじみになったWi-Fiですが、これが周波数帯や規格によって、速度や用途などずいぶん違いがあるのですね。

Wi-Fiの使用周波数帯も、

上は60GHzから下は2.5GHzまで

と幅広いので、周波数帯による違いも大きいのは当然なのでしょう。

また、Wi-Fiという言葉の語源や由来も、一般に知られているものと、その他のちょっと意外な語源・由来があります。

そこで今回は、Wi-Fiの仕組みや規格や速度の違いと、Wi-Fiの語源や由来などを大調査してみました!

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Wi-Fiの仕組みとは?

まず最初にWi-Fiの仕組みを簡単に説明しましょう。

Wi-Fiは、ごく大雑把にいえば、ユーザーと外界(インターネット・WAN)を繋ぐシステムです。

それと同時に、ユーザーの複数の機器(パソコン・スマホなど)も接続します。

このユーザーのパソコンやスマホなどを結ぶシステムが、

LAN(Local Area Network)

です。

このLANとインターネット(LANの外の世界・Wide Area Network(ワイド・エリア・ネットワーク))を繋ぐ役目をしているのが、

ルーター(ルータ)

と呼ばれる機器なのです。

このルーターは、通常の電話回線(または光回線)とパソコンの間に接続し、パソコンとインターネットを繋ぐ扉(あるいは玄関)の役目をします。

ルーターは、以前は有線が大半でした。

しかしルーターとパソコンを繋ぐケーブルが邪魔になるなどの理由で、無線が増えてきました。

この無線が『Wi-Fi』です。

Wi-Fiに必要な機器は、大元であるルーター(親機)と、個々のパソコンやスマホに設置する子機(アダプタ・送受信装置)です。

Wi-Fiのメリットとしては、

  • 邪魔なケーブルが必要ない
  • 外部の公衆無線LANサービス(Wi-Fiスポット)でも使用できる
  • スマホなどでデータ制限がかからない
  • 工事が必要ない(原則)

デメリットとしては、

  • セキュリティ面の危険性 無線ゆえに近くにいれば誰でも受信できる(こちらの内容が筒抜け)
  • Wi-Fiの電波がない(または届かない)場所では使用できない
  • 速度的には光回線の有線接続に劣る(例外あり)

などがあります。

なお、メリットの『工事が必要ない』というのは、新たに光回線など引かない場合のことです。

また、最大のデメリットは、セキュリティ面の不安でしょうね。

電波ですから、近くにいさえすれば、暗号化されてはいても、だれでも傍受は可能なのです。

ですので、セキュリティ対策はしっかりやっておくべきでしょう。

もうひとつ、短所としては、無線による接続なので、有線接続に比べると不安定になりやすい点があります。

子機が、別の機器に隔たれていたり、別の部屋にある場合などは、とくに注意が必要です。

無線ルーターと有線ルーターの基本的な仕組みや役目は同じです。

しかし、ケーブルの代わりに電波で接続するため、電波の周波数帯や通信規格など様々な種類があります。

ですが、現在はWi-Fiの規格が異なっても、相互に接続できるように設定されていますので、大きな問題はないでしょう。

ただし、速度は低い方に合わせて設定されてしまいます。

 

Wi-Fiの規格や速度の違いは?

『Wi-Fi』とは、

『The Standard for Wireless Fidelity』

の略称です。

発音は『ワイファイ』となります。

Standardという言葉のとおり、広義の無線LANシステムの、統一規格なのです。

これまでの有線LANと違い、無線ルーターでは通信規格も多数の種類があります。

使用する周波数帯の違いやストリーム数などのよる違いで、多数の規格にわかれているのです。

無線LANの規格

周波数帯

周波数帯は60GHz、5GHz、2.5GHzなどあり、それぞれに特徴があります。

この内60GHzは実際の製品は少ないようです。

  • 60GHz 電波の直進性が高いため、狭い範囲で高速通信したい場合に最適。 障害物には弱い。
  • 5GHz 障害物に弱いが、同一の周波数帯を使用する機器がないため、電波の干渉が少ない。
  • 2.4GHz 障害物に強いが、電子レンジ・無線キーボード・マウス・Bluetoothなどと干渉しやすい。 屋内・屋外共に利用可能。

IEEE802の規格

11ad 11ac 11n 11a 11g 11b

の6つの規格があり、それぞれ速度や障害物に対する強さなどの特徴があります。

また、最新の規格として、2017年に『IEEE 802.11ax』が発表されましたが、実際の製品は今の所ないようです。

もう一つ、無線ルーターの実際の速度は、

理論値の半分またはそれ以下で、接続機器が増えるほど速度はさらに遅くなる

という傾向があります。

ですので、理論値速度1000Mbpsの有線ルーターより、2166Mbpsの無線ルーターの方が遅いのが通常です。

とくにオンラインのFPSゲームなどでは、レイテンシやアップ・ダウンロード速度などで差が出ます。

それでは各規格の、規格名・速度(理論値)・周波数帯・特徴などを見てみましょう。

Wi-Fi規格一覧
規格名 速度(理論値) 周波数帯 特徴
IEEE802.11ad(11ad) 6800Mbps 60GHz帯 速いが障害物には弱い

減衰が大きく、近距離向け

これひとつで全ての機器をカバーするという用途には向かない

IEEE802.11ac(11ac) 2166Mbps
1733Mbps
1300Mbps
866Mbps
433Mbps
5GHz帯 速度が速い次世代規格のWiFi
IEEE802.11n(11n) 450Mbps
300Mbps
5GHz帯
2.4GHz帯
通信距離が長く障害物に強い(いずれも2.4GHz帯使用時)

電子レンジやBluetoothなどの電波干渉を受けにくい(5GHz帯使用時)

IEEE802.11a(11a) 54Mbps 5GHz帯 障害物に弱い

屋外で使用できない

電子レンジなどの電波干渉を受けにくい

IEEE802.11g(11g) 54Mbps 2.4GHz帯 障害物に強い

電子レンジなどの電波干渉を受けやすい

IEEE802.11b(11b) 11Mbps 2.4GHz帯 かなり古い規格

ハードウェアとしての『Wi-Fi』は、無線LANの普及促進を進める業界団体の、

『Wi-Fi Alliance』に、相互接続性などの認証を受けた機器

のことを指しますが、通常は『Wi-Fiイコール無線LANシステム』と考えても問題はないでしょう。

結論としては、

自宅内では有線LAN+光回線

外に出る時はWi-Fi

というスタイルが、便利で高速ということになりそうですね。

 

Wi-Fiの語源や由来とは?

Wi-Fiの語源ですが、冒頭で書きましたように、ちょっと意外な語源・由来があるのです。

通常は、Wi-Fi=無線LANシステムと認識されていますし、それは実際上間違いではありません。

ただ、厳密には、ハードウェアとしての『Wi-Fi』は、無線LANの普及促進を進める業界団体の、

『Wi-Fi Alliance』に、相互接続性などの認証を受けた機器

のことを指します。

Wi-Fi Allianceは、1999年に発足したのですが、当初の名称はWECAというものでした。

その後、2002年にWi-Fi Allianceとなったのです。

それでは、Wi-Fiの語源や由来はどんなものなのでしょうか。

また、Wi-Fiはなんの略なのでしょうか。

よく知られている語源は、

Wireless(無線の)Fidelity(忠実度)

からで、

『無線伝送で正確に忠実に情報を送る』

という由来です。

しかし、ちょっと風変わりな別の説もあるのです。

Wi-Fiは『ワイファイ』と発音しますが、この発音から何かを連想しませんか?

そうです!

『ハイファイ』

なのです。

Wi-Fi Allianceの設立者である、Phil Belanger氏は、Wi-Fi(当時はこの名はまだなかったのですが)に、

なにか風変わりで素晴らしい名称

を考えて貰おうと、ブランドコンサルティング事務所に依頼したのです。

そこで出てきたのが、『Wi-Fi』だったわけです。

高級オーディオ機器の『High Fidelity(高忠実度、高再現性)』をイメージして、作られた名称だそうですよ。

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まとめ

無線ルーターシステムのWi-Fiは、周波数帯や規格によって、速度や得手不得手などの違いが大きいですね。

最新の11adと11bでは、速度に100倍以上の違いがあります。

もちろんこれは、理論値での比較で、実際にはそれ程の差が出ない場合もあります。

周波数帯も60GHz、5GHz、2.5GHzと3種ありますが、実際には60GHz対応の製品はあまり多くありません。

また、規格が違う子機があっても、ほとんどの場合は同時使用ができますが、速度は低くなってしまいます。

Wi-Fiという命名についても、面白いエピソードがありましたね。

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watari1

好きなもの:野球、アニメ・ゲーム、特撮 趣味:ゲームに没頭すること、文字書き 座右の銘:『なるようにしかならない』 何をどれだけ貯めていようと、命尽きれば人生は終わり。 終わってしまった過去も、何が起こるかわからない将来も、考えるだけ無駄ではないか? そう考えたことがきっかけで、それなら今を楽しむことだけ考えよう、を信念に日々を過ごすようになりました。 自分の興味関心のある出来事やニュースについて、偏屈者ではありますが、思うままに綴っていければと思っています。

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