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WIFI通信の基本と次世代規格「WIFI 6 ax」について

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WIFI通信の基本と次世代規格「WIFI 6 ax」について

今では当たり前のように使用しているWIFI通信。家庭では固定回線を契約していれば、スマホの通信量を気にする事無く使用できます。

現在ではほとんどの家庭で固定回線契約がされている事でしょう。 また、スマホの登場で携帯電話網の通信トラフィックが増加していますが、WIFIによるインターネット接続によりトラフィックを分散させる役割も果たしています。

現状、WIFIによるWEB接続は必要不可欠な通信機能になっていると言っても過言じゃないでしょう。今回はWIFIについて、接続の仕組みや規格について、簡単にまとめたいと思います。

※他の通信方法についてもまとめています。コチラ↓

Bluetoothの「規格とClassとプロファイル」

GPSの位置測位の基本「人工衛星とデバイスのやり取り」

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WIFI接続の基本について

WIFI基礎

WIFIは、無線によりLAN(ローカルネットワーク)に接続する通信技術です。接続にはWIFIモジュールを搭載したクライアント(スマホやPC)と、アクセスポイントとなるルーター等が必要です。

WIFI接続は多接続、大容量通信を可能とする技術です。ちなみに、WIFIダイレクトっていう機能もあって、これはP2P(1対1通信)で接続して、データを転送する技術になります。

例えばミラキャスト(スマホの画面をTVに転送)とかがこれになりますね。つまりWIFIによるスマホとTV間のP2P接続が可能。

通信方式

基本、無線通信(WIFIに限らず)は、1次変調(データを搬送波に乗っける作業)、2次変調(特定の通信方式にする作業)と2回変調を行ってからデータを送信します。

WIFIについては、1次変調は64QAM(1サイクルで6bit)や、256QAM(1サイクルで8bit)といった変調が行われます。2次変調ではOFDMと呼ばれる通信方式に変調されます。

SSID

SSIDとは、WIFIアクセスポイントの事をさします。フリースポットなら分かりやすく「FREE〇〇」とか出ますね。

家庭のルーターとかなら自由にSSIDの名前の変更が可能です。SSIDは基本他の人からも見えてしまうので、身元が割れてしまうような名前にはしない方が良いですね。

セキュリティ

WIFI通信には、盗聴などの不正アクセスを防ぐ観点から、通信を暗号化する事ができます。暗号化の方式は選択が可能で、主に次の3つがあります。

①WEP < ②WPA < ③ WPA2 ※右にいくほど安全性は高い

上記の通り、③の WPA2 が一番セキュリティが強いので、基本WPA2で通信します。

また、暗号化の他にパスワードの設定が可能ですね。必ず設定するようにしましょう。パスワードなしでも登録できてしまうので、そうなるとかなり危険です。

WIFI通信規格

通信規格

WIFI接続には複数の規格があります。現在主に使用されている規格をまとめます。

WIFI 3(IEEE802.11a) (a)

5GHzの周波数帯を使用し、通信速度は公称54Mbpsと高速です。周波数が高い為電波の直進性も高く、障害物に弱い特徴があります。

WIFI 1(IEEE802.11b)(b)

2.4GHzの周波数帯を使用し、 通信速度は公称11Mbpsと遅めです。周波数帯が電子レンジなど多くの機器が使用している帯域のため、電波干渉を受けやすい。障害物の影響は受けにくい。

などの特徴があります。 ※現在この規格はほとんど見ない。

WIFI 2(IEEE802.11g)(g)

IEEE802.11b の公称通信速度が 54Mbps と高速になった規格。その他はbと同じです。

WIFI 4(IEEE802.11n)(n)

2.4GHz 、もしくは 5GHzの周波数帯を使用し、通信速度は公称600Mbpsとかなり高速です。SSIDの表記はa or g であり、nは見当たりませんが、クライアントとルーターがnに対応していれば、自動的にaでもgでもnの通信をしてくれます。

各周波数帯の特徴は前途した通りです。 この規格から、「mimo」とよばれる通信技術が採用されます。2×2とか、つまりアンテナの数であり、パラレルでデータの送受信が出来るって訳です。

道路の車線が増えるイメージですね。

WIFI 5(IEEE802.11ac)(ac)

5GHzの周波数帯を使用し、通信速度は公称6.9Gbpsと超高速です。 周波数帯の特徴は前途した通りです。 SSIDの表記はa or g であり、acは見当たりませんが、クライアントとルーターがacに対応していれば、aを選択で自動的にacの通信をしてくれます。

この規格から「mu mimo」が採用されます。実は前のnでは複数接続時は1人ずつの通信のやり取りだったのです。(高速で順番にデータをやり取りする感じ。)mu mimo では、それが「全員同時通信」となり、さらに高速になるという訳です。

アンテナは3×3とか4×4とかありますね。8×8も。。

次世代WIFI通信規格 WIFI6「ax」

WIFI ax

あれ、次ってadじゃなかったっけ?そうです、初めはadの予定で、周波数帯はなんと60GHz帯を使用する予定だったみたいですが、いつのまにやら頓挫してたみたいですね。

で結局使用する周波数帯は2.4Ghz,5GHzで決定、規格は「ax」、そしてなんと通信速度は公称9.6Gbps!爆速ですね!(理論値だから出る分けないけど。。)

8Kのストリーミング再生が出来るそう。すごいですね、ただコンテンツが無いと思うんだけど。とにかく、今年2019年から対応機種が発売されるそうですので、楽しみではありますね。こちらも「mu mimo」ですね。アンテナ8×8とかですね。

ちなみに、今年から規格の呼び方が変わるそうです。超単純化。

a → 3 b → 1 g → 2 n → 4 ac → 5 ax → 6 らしいです。分かりやすいからいいと思いますけども、もうなれちゃってるからなあ。。

WIFI通信まとめ

WIFIまとめ

WIFIに関しては現状であれば必要不可欠ですよね。動画見まくってたら恐ろしい位パケットくってるし。。私は格安スマホ使ってますんで、基本パケットはあんまし外で使えないんで(VPNしたらいけるんだけども、、)、家の固定回線、WIFIで動画とか見ますから、必須ですねやはり。

5GのIOTが普及すれば、WIFIはなくなるような気もするんだけど、まだ大分先の話だろうな。

今後のaxとかだと、更に大容量の通信が可能になりますんで、いろんなサービス(高画質、VRとか)も増えてくるでしょう。ただ今の端末はもちろん対応してないので、買い替えが必要になってきます。普及するにはまだちょっと時間がかかるでしょうね。

最後に、WIFIの通信障害についてもまとめているので、是非参考にしてください。↓