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LAN / Local Area Networkとは?

無線LAN

無線LANとは

 LAN/Local Area Networkの実装としては大きく有線と無線による方法があり、無線LANは電波を介してPCなどの機器間でデータの送受信を行なう手法です。

 無線LANは、有線LANのようにLANケーブルの引き回しがなく手軽でバージョンはともかくWindowsやMac/iPad/iPhone、Androidに標準対応したものが主流であることからWindowsやMac、タブレットやスマホユーザーが設定すること自体は簡単です。

無線LAN規格の1つWi-FiやBluetooth

 ただ、無線LANには、Wi-FiやBluetoothといった標準規格及び、これらを利用したサービスなどがあり、別途機器が必要な場合にも用意すべきものが変わってきます。

 BluetoothはWi-Fiよりも後発で次第に通信エリアも拡大しているようですが、近距離で使用することが想定される2.4GHz帯を利用する通信規格の1つであり、ワイヤレスキーボードやワイヤレスマウス、ワイヤレスヘッドフォンなどで利用されることが多くなっています。

 Wi-Fiは、無線LANにおいて通信エリアの広い2.4GHz帯と比較的通信エリアの狭い5GHz帯を使用する無線規格の1つで、これら2つの周波数帯には一長一短あります。

Wi-Fi

 Wi-Fiの2.4GHz帯は、近年、役所や鉄道、店舗など公共の場所で開放されることも多く、機器の性能に応じて企業内や家庭内でも広い範囲をカバーする通信や電気製品でも利用されています。

 通信チャネルは13個ほど用意されていますが、各チャネルは重なりあっていて干渉しないのは、実質3チャネルしかないと言われています。

 その目的や利用状況から無線通信同士の混線、レンジなどの家電製品などによる、あらゆる電波ノイズ(雑音)の影響を受けやすく、場所によっては公共の場に限らず、オフィスや家庭でも、ある時間帯や環境によっては、1日を通してアクセスしづらいとか、アクセスできても通信速度が遅いとか、まったくアクセスできないというケースに遭遇することも珍しくありません。

 一方、5GHz帯は、2.4GHz帯に比し、対応製品が少ないこと、それぞれ独立した19チャネルを利用できることから高速に無線通信でき、他の機器やそれらの電波などの影響を受けにくい一方、通信可能エリアが狭く、壁や床など遮蔽物に弱い傾向があり、設置場所に注意を払う必要があります。

IEEE802.11n/b/g/a/acと2.4GHz/5GHz

 自宅を含め、Wi-Fi接続の為の機器の選定やセキュリティなどを意識する必要がある場合には、これら周波数帯と伝送速度(転送速度、単位時間あたりのデータ転送量)ごとのIEEE802.11n/b/g/a/acといった無線規格における違いを知っておく必要があります。

 IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.11a、IEEE802.11acは、それぞれ無線LAN標準規格であり、b/gは2.4GHz帯、nは2.4GHz帯と5GHz帯(ただし、同じnでも周波数帯を超えて通信することはできない)、a/acは5GHz帯に対応、これらに準拠する機器は、その機器単体の性能としては、この順に後に行くほど単位時間あたりの伝送量が多く高速に無線LANを利用できるようになっています。

 もちろん、実効速度は、近所・近隣の環境や室内空間における家電製品、間取り、レイアウト、契約しているブロードバンド回線速度や利用中やこれから利用する機器との組み合わせによっても変わってきます。

 標準化された歴史的な経緯から昨今、IEEE802.11b/g、IEEE802.11b/g/a、IEEE802.11b/g/n、IEEE802.11b/g/n/a、IEEE802.11b/g/n/a/ac対応の機器が市場にはあるようです。(ac/a/n/g/bは順不同ですが、より新しい規格に対応済みであることをアピールするためか、その時点での新規格からac/a/n/g/bのように並べることも多い模様。)

 尚、IEEE802.11aについては、J52、W52、W53、W56と細分化されており、J52は日本独自規格、W56は(国内法上、現状は)室内利用のみ可、これら4通りは、相互に通信不可(通信できない)という状況になっています。

 よって現段階では、IEEE802.11b/g/n/a/ac対応の無線LAN製品があった場合、2.4GHz帯、5GHz帯共に利用できることを示しますが、機器によって2.4GHz/5GHzを手動で切り替えるか、自動で切り替える(同時利用可能)かが異なる場合があり、後述のように注意が必要です。

無線LANの親機・中継機・子機

 その前に無線LAN関連機器には、親機、アクセスポイント、中継機、子機(、無線コンバータもありますが、これは有線通信のみ対応の機器を無線通信できるようにするものですが、近年、他の無線機器に一機能として組み込まれるのが一般的となっており、価格的優位性もないので他の機器を選別するのが妥当)といったものがあることも知っておく必要があります。

 これら複数の機能を併せ持つ機器もありますが、単独の機器か、ある機器の一機能かは別として、この内、少なくとも親機と子機がないと無線通信を行なうことはできません。

 親機とは、無線LANルータのことであり、子機とは、最初からあったか、後付したかは別として内蔵無線LANカード、これがない場合には、USBタイプなどの無線LANアダプタを接続したノートパソコンなどの機器やゲーム機、基本、無線通信を前提としたスマホやタブレットを指します。

 また、親機となる無線LANルータは、ルータ機能と次のアクセスポイント機能を備えたものを指します。

 ルータ機能とは、末端にハブなどを介して複数のPCなどの端末が接続されていても、それぞれのPCが混線することなく、データの経路を自動調整することでインターネットやメールを利用できる仕組みであり、一般には、IPアドレスを自動的に割り当てるDHCPと合わせて使うとネットワーク接続する上では手軽で便利です。

 アクセスポイントというのは、アクセスしてくる子機の『無線』通信をインターネット回線につなぐ役割を担い、その識別子であるSSID、無線通信を安全に行なう為の暗号化通信を行なう場合には、そのパスフレーズによってアクセスを許可する場所・通過点(ポイント)としての単独の機器、もしくは、親機が備える一機能で(あり、需給バランスから専用機よりもそれ用に親機を用意するのが無難な状況)で無線親機とアクセスポイントをある程度の距離をおいて設置することで通信可能エリアを広げる役割も持ちますし、必要ならオフィスや家庭用とゲスト用とか、子機の対応する暗号化方式の違いなどにより用途を使い分けることもできます。

 尚、用途を使い分けるという意味では、無線LANルータ単体とは言え、機器によっては、マルチSSID機能が付いているものがあり、この機能を使うと(無線LANにおける識別子名であり、親機やアクセスポイントに対して1つ割り振られる)1つのSSIDで先のような用途別の振り分けが可能となります。

 無線の中継機とは、親機、または、アクセスポイントの電波の到達エリアを広げることに特化した単独の機器、または、一部の親機などに備わる一機能であり、SSIDは上流の機器のものを受け継ぐ、あくまでも中継するだけという点でアクセスポイントとは異なります。

 例えば、自宅で無線LAN環境を構築したいという場合には、インターネットプロバイダとの契約で無線LANにする(有線ルータ機能付きモデムに無線カードを追加するタイプが多い模様)、もしくは、有線LANで契約している場合でも子機が予め、もしくは、無線LANカードを組み込んだり、USB無線LANアダプタなどを接続することで無線に対応しているという前提で、別途、市販の無線LANルータをLANケーブルで接続することで無線化することができます。

 ちなみに当然余裕があるに越したことはありませんが、他と同時利用せずに『PC1台で』ネット検索、地図検索、メール送受信、インターネットラジオ聴取、動画視聴などの利用なら下り(ダウンロード方向)の実効速度が10Mbpsあれば、十分でしょうが、子機がたくさんあって同時接続する場合には、無謀ながら単純計算するにしても10Mbps掛ける同時接続する子機の台数以上の実効速度が必要でしょう。

 そのおよその実効速度を知る前提としては、少なくとも無線・有線はあるにしてもLAN環境におけるデータ転送量(伝送量)については、ブロードバンド契約回線、外付けの有線・無線LANルータ、PC内蔵の有線・無線LANカード、スイッチングハブ(有線)、LANケーブルのカテゴリ(有線)、USBタイプの有線LANアダプタや無線LANアダプタならUSB規格(USB1.1/2/3...)などの性能などを加味して総合的に判断する必要があります。

 先のように無線化した環境では、基本、無線が前提のスマホやタブレットはもちろん、無線LANカード内臓、または、USB無線LANアダプタ(子機)を接続したノートパソコンやデスクトップパソコン、無線対応のプリンタやスキャナなどの機器を利用することができるようになります。

 また、無線が届きにくい場所がある場合、無線LANルータの位置を始め、ネットワーク環境の見直しで改善できるケースもありますが、それでも改善できない場合には、前述のような中継機やアクセスポイントとして単独の無線機器、または、これら機能を併せ持つ無線機器を追加することで電波の到達エリアを広げることも可能となっています。

無線LAN機器の標準規格に気をつけよう

 このように無線LANで接続する機器類は、同じ規格(IEEE802.11n/b/g/a/acとこれによる2.4GHz帯/5GHz帯)、もしくは、前方互換性(過去の基準「も」満たすもの)のあるものを選定する必要があり、混在する場合、例えば、よりデータ転送量の少ない(≒通信速度の遅い)規格対応機器で通信がなされることになります。

 先ほど、無線LANルータが2.4GHz/5GHzに対応している場合、切り替えが手動か自動かで注意が必要と述べました。

 というのも例えば、無線の親機やアクセスポイント、中継機となる無線LANルータが2.4GHz/5GHzに対応していて、子機として2.4GHzのみ対応する機器と2.4GHz/5GHzに対応する機器を持っている場合、手動だと、どちらか一方の周波数帯でしか使えない為、5GHzにすると2.4GHz帯のみ対応の子機は使えませんし、2.4GHzにすると5GHzのみ対応機種というのはないはずなのでどちらの周波数帯の機器でも使えますが、5GHz対応機器において仮に5GHzで接続した方がより安定する状況であっても2.4GHz固定となってしまうといったことが起こり(得)ますが、自動なら対応する周波数帯が異なる複数の機器を同時利用でき、手動の場合の5GHz対応機器のレアケースも基本、心配する必要がないという違いがあるからです。

 前述の通り、802.11aのみ対応している場合には、更なる区分間では通信ができないとか、802.11nは、2.4GHz/5GHz対応も2.4GHz帯の802.11nと5GHzの802.11nとの間では通信できないという点は注意が必要ですが、無線環境において使う各無線機器がそれぞれ今時点最新の802.11acに対応していれば、特に気にする必要はありません。

 ただし、802.11acのドラフト版に対応しているWave1と今後対応製品が増えてくるはずで機能も向上している802.11ac正式版対応のWave2の特性や機能的な違いは注視する必要があります。

スマホ・タブレット通信料の節約

 多くの場合、スマホやタブレットの回線契約では、通信品質確保もあって一定時間あたりや月あたりといった何らかの形でデータ送受信容量の制限が設けられていると思いますが、こうした公衆無線LANや家庭内のWifi環境は契約回線とは異なるはずなので、そのアクセスポイントにアクセスできれば、そうした制約を受けず、パケット通信料も気にすることなく通信することが可能です。

2.4GHz帯は環境によっては全くつながらない時間帯も

 注意すべき点として2.4GHz帯は『公衆』無線回線として一般的であるばかりでなく、医療機器などあらゆる機器の通信にも利用されますし、あらゆるノイズ(雑音)に遮られる可能性もあることから、オフィスや自宅の周辺環境によってはオフィス内や自宅内でも、その影響を受けることもあります。

 特に大きく影響を受ける環境において2.4GHz帯(IEEE802.11n/b/g)のみ対応の無線機器の場合、平日・土日祝祭日関係なく、9時から17時までや概ね20時から23時といった時間帯は、なかなかつながらない、仮につながっても通信速度が遅い、もしくは、全くつながらないけど、9時前までや17時、18時あたりははあっさり繋がるなんてことも起こり得ます。

 こうした間にも接続したい場合には、外出先なら他に接続可能なアクセスポイントを探してあれば、そこへアクセスすればよいですが、そうでなければ、5GHz対応機器なら5GHz帯で通信、これに対応していない場合には、スマホやタブレットなら契約回線で、有線LANポートのあるPCやノートPCでLANケーブルがあるなら有線でつなぐしかないでしょう。

5GHz帯は混線の心配はないものの

 一方、5GHz帯は、混線による不安定要素は、ほぼ、ないと言われていますが、壁や床などの遮蔽物に弱く、通信エリアは制限されるので無線LANルータや子機の利用エリアは、ある程度制限されるでしょうが、うまく配置すれば、快適な通信環境を確立するのに効果的でしょう。

2.4GHz/5GHz対応機器が無難か

 事前にこうした環境や実状がわかれば、2.4GHzのみ対応の機種を積極的に選択するのもありでしょうが、無線LANを構築・利用するのが初めての場合などは、近隣・近所に駅や役所などの公共の場や企業、病院、スーパー、学校などがたくさんあるかないかといったことは参考になるにしても2.4GHzだけで事足りるかどうか環境を把握しづらいでしょう。

 よって買い足す場合は実情、環境を把握しているでしょうから別にしても、新たに買い揃えるなら親機、アクセスポイントや子機など機器を問わず、2.4GHz/5GHz共に対応した機器(IEEE802.11b/g/n/aはaの4通りの選別が難しいので、より新しいacを含むIEEE802.11b/g/n/a/ac対応)を選定しておくのが無難と言えるでしょう。

 *ただし、2015年10月時点では、802.11ac対応の製品はWave1(acドラフト版)が多いと言っても親機/子機共に出揃っているというほどでもなく、公式リリース対応版としてのWave2対応製品は尚、限定的、Wave2は、通信の安定・強化を図る上においても更なる性能向上や追加機能が含まれるので買い時が難しい時期にあると言えるでしょう。

 ちなみに前述のようにデータ転送量や速度だけみてしまうと契約回線が有線かつADSLの場合など環境によっては、実効値ではなく規格値であるとは言え、2.4GHzの150Mbpsや300Mbpsすらオーバースペックということも十分あり得、その場合、契約回線というバックボーンを変えない限り、ネット検索、メール送受信、インターネットラジオは聴取可能も動画閲覧は厳しい(と言ってもADSLの伝送損失の程度(〜31dB)によっては、またデュアルコア以上のCPUかつ2GB以上のRAMを持つPC1台なら契約回線が12Mbpsでも動画を十分快適に視聴できる)というケースもあり得ますが、仮にバックボーンが極細であることで利用できるサービスに制約があるにしても遮蔽物の少ない適切な設置場所さえあれば、親機、中継機、アクセスポイント、子機などを5GHz対応のac製品にすると、時間帯や周囲の環境に関わらず、より安定してつながる可能性が高いので、その方が、おそらく重要でしょう。

 それにしてもWave2の方が高値になる可能性は高いものの、より広い通信エリアで受信強度も高い。。。Wave2がこなれてくるまでは。。。など悩ましいところですね。

パソコンの性能次第で利用できるサービスが制限されることも

 無線LANにおいてサービスの利用に支障が出るという場合、特に回線バックボーンが極細というケースにおいては、通信環境のみならず、パソコンの性能にも左右されることがあります。

 ここにADSL12Mbps(伝送損失31dB)、speedtest-cli計測値で下り(ダウンロード方向)4.3Mbit/s、上り(アップロード方向)0.75Mbit/s程度という環境下、有線LANならYouTubeやGyao!などの動画、radikoやらじるらじる、icecastなども含めたインターネットやメール送受信など一通り快適に利用できる

 があります。

 ところが、無線LANだと無線通信を行なうのはPC1台という前提で前者は相変わらず快適ですが、後者では、動画はおろか、マップ検索すらもままならず、例えば、Googleニュースの記事を2つ、3つほど別タブで開いてタブが計3つ、4つにもなるとタブの移動すら、実用に耐えないほど、ものすごく時間がかかったりします。

 これは、無線親機と接近させても受信感度が高くても同様です。

 このことから、無線では、かなりの減衰があって有線LANよりも結構、伝送速度が落ちているらしいこと、少なくとも回線のバックボーンがか細い場合、体感上も大きな差が出るほどパソコンのスペックによって快適さが左右されるということがわかりました。

 一般にPCの場合、性能が高いものに交換するならCPUよりもRAMの方が体感上、わかりやすい変化があると言われますが、そうは言ってもシングルコアとデュアルコアとなると後者の方が複数の作業を実際に同時進行できる分、体感できるほどの性能向上が見込める可能性がありそう、一方、処理しきれない分を低速なHDDの一部領域に記憶しておくという仕組みを考えると高速な一時記憶領域であるRAM容量が2倍、4倍になることも相当な向上を見込むことができるはず。。。ということでRAMを1GB、それよりも、どうせなら2GBに増強するだけでもかなり状況が改善される見込みはあり、コスパ的にも後者への期待が高まりますが、必要性が薄いことから、その検証は未だ行っていません。

 ちなみに前者のデュアルコア、RAM2GBのマシンは、HDD破損に伴いHDD交換ついでにRAMも1GBから増強しましたが、1GBでもストレスなく使っていたこともあり、2倍になったところで体感できるほどではありませんでしたが、512MBから増強すれば、まして2GBにして4倍となれば、流石にその差は歴然、体感もできるでしょう。

備考

 それにしても家族で同時にスマホやタブレット、ゲーム機やパソコンを無線LANを介して利用するという場合や母屋と離れているとか、2世帯3世帯住宅含め、土地も広く、木造、鉄筋の差はあれ2階建て3階建てで6畳以上の部屋がたくさんある、延べ床面積がやたらと広いとか、間取りが入り組んでいるとか、同じ集合住宅内の別部屋も含めた利用といった場合は別にしても、何人住まいかに関わらず、70㎡前後(ワンルーム〜3LDK)程度で複数の機器の電源は入っているにしても、そのうち1台しか利用しないという状況では、無線LANもADSL12MB(少なくとも伝送損失31dB程度なら)で十二分に各種サービスを堪能できる可能性が高いということであり、そうでないにしても光だ、100Mbpsだ、ギガビットだというのは、今時点では、まだまだオーバースペックにもほどがあるというケースも多そうですね。

 にも関わらず、NTT東日本・NTT西日本は、2016年6月30日を最後に光サービスが提供できない地域でかつADSLサービスなら提供できる地域を除き、フレッツADSLの新規申し込みを停止すると発表した模様、当然ながら各プロバイダの「フレッツADSLプラン」も同様でしょうし、既存のADSLプランを持つプロバイダが安易に追従しないことを願いますが、KDDI(au)も段階的に、eaccessを傘下に収めたソフトバンクもADSL終了時期を見計らっているようでADSLという選択肢がなくなるのは既定路線のようです。。。

 この背景には、ADSLの新規申し込み自体が激減していることがあるらしいですが、それは、パソコン購入時に回線抱き合わせ販売をしている中で基本、光が前提だったり、確固たる信念をもって乗り換えをしないと決めており、むしろ後に利用状況から判断して50Mbpsから12Mbpsに変更した自身ですら、当時、断るのが面倒くさくなるほど、むしろどこかに苦情申し立てでもしようかと思うほどNTTを始め、光回線を扱う業者の凄まじいまでの電話攻勢でADSLから光への乗り換えを半ば強引に促したりした結果であってユーザーに妥当な比較による選択の余地があったわけでも、ユーザーの利用状況を反映した結果でもないんですよね。

 基本使用料や通信料が同等かそれ以下ならまだしも、50MbpsのADSLと100Mbpsの光や、ましてギガビット光では、そうではないでしょうし、何れもベストエフォートサービスであり、宅内への配線時点で実効速度がどのくらいになるのか、手持ちの機器がそれを十分に活かせるのか、そのためには買い替えを迫られるのか。。。はたまた、新規申し込みは終わってもADSL同士のプランの乗り換えには応じるのかどうか。。。

 移行に長期間かかることが想定されるにしてもIoT、WoTなどあらゆるデジタル家電と無線通信。。。という世界さえ現実味を帯びてきたとは言え、多くの人々がウハウハの時代ならまだしも、そうではないわけで、その為にも!なんていう意見も聞こえてきそうですが、何れにしても時期尚早だと思いますけどね、有線LANにしろ、無線LANにしろ、12Mbpsで十分なユーザーが多数いるであろう状況下で理論値とは言え100Mbpsやギガビット(1000Mbps)の光プランしか選択肢がなくなるというのは。

[追記:2016/07/19]

 とは言っても、その波に抗うことはできず。。。気は進まないものの、ADSL 12Mbpsから光1Gbpsに移行することにしました。

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