Wi-Fi（無線LAN）の通信規格の種類とそれぞれのメリットデメリット
次世代高速通信技術として注目を集めているのは「5G」ですが、その傍らで同様に注目を集めているのが次世代高速無線LAN規格「Wi-Fi6」です。
そもそも無線LAN（Wi-Fi）規格とはなんぞや？という人にはピンとこないかもしれませんが簡単に言えばより高速な通信が可能になる新技術のことです。
新たなWi-Fi通信規格として登場し、既に対応デバイスが続々とラインナップされている状況でもあるので、今回はWi-Fiの通信規格とは何か？種類やそれぞれの特徴を理解した上で新技術「Wi-Fi6」の凄さを知っていきましょう。
Wi-Fi（無線LAN）とは？
「Wi-Fi（無線LAN）」は、ケーブルなどを使用しない無線通信を用いてデータの送受信を行う仕組みのことです。
インターネットを利用する際、固定回線では主にルーターからLANケーブルをパソコンなどに接続して通信を行いますが、Wi-Fi（無線LAN）では電波を使用して通信を行います。
「無線LAN」というのが無線を用いた通信の仕組みなのに対して「Wi-Fi」は無線LANの中でも業界団体の「Wi-Fi Alliance」の定めた標準にしたがって作られ、認定を受けた通信方式のことを指します。
普段何気なく使っている「Wi-Fi」や「無線LAN」という言葉ですが意外に初めて知るような内容が多いのではないでしょうか。
Wi-Fi（無線LAN）には標準的な通信規格が存在する
無線LANの中でも「Wi-Fi Alliance」が定めで標準化した通信規格を「IEEE 802.11」と呼びます。現在普及しているWi-Fi（無線LAN）はこの規格にしたがって作られており、時代とともにバージョンアップを繰り返しています。
では、「IEEE 802.11」という通信規格にはどのような種類があるのか詳しくみていきましょう。
①Wi-Fi（無線LAN）の通信規格の種類
Wi-Fi（無線LAN）の通信規格には、新技術の「Wi-Fi 6」を含む7つの種類があります。
| Wi-Fi Allianceの新呼称 | 無線LAN規格（正式名称） | 通信速度（最大） | 周波数帯 |
|---|---|---|---|
| Wi-Fi 6 | IEEE 802.11ax | 9.6Gbps | 2.4GHz帯/5GHz帯 |
| ー | IEEE 802.11ad | 6.7Gbps | 60GHz帯 |
| Wi-Fi 5 | IEEE 802.11ac | 6.9Gbps | 5GHz帯 |
| Wi-Fi 4 | IEEE 802.11n | 300Mbps | 2.4GHz帯/5GHz帯 |
| ー | IEEE 802.11a | 54Mbps | 5GHz帯 |
| ー | IEEE 802.11g | 54Mbps | 2.4GHz帯 |
| ー | IEEE 802.11b | 11Mbps | 2.4GHz帯 |
「Wi-Fi Allianceの新呼称」とは、正式名称の「IEEE 802.11○」が分かりにくいという背景から新たに定められたものです。
「IEEE 802.11ax」の新呼称である「Wi-Fi 6」は第6世代という意味です。それに対して、第4世代の「Wi-Fi 4」、第3世代の「Wi-Fi 3」が新たに呼称変更となりました。
また、通信規格によって実現可能な通信速度や周波数帯が異なります。周波数帯というのは後ほど詳しく解説しますが「電波の種類」程度の理解で充分です。
②Wi-Fi（無線LAN）の通信規格は受信側/送信側で同一のものが使われる
Wi-Fi（無線LAN）の通信規格において重要なのはデータの送信側の端末と受信側の端末で同一の通信規格が使用されるという点です。
そのため、いくら無線ルーターが高速通信が可能な通信規格に対応していても受信側の端末が対応していなければより遅い通信規格による通信が行われます。
送信側端末の無線ルーターやモバイルWi-Fi、受信側端末のスマホやパソコン、タブレット、ゲーム機などを選ぶときには対応している通信規格を確認しなければなりません。
③主な無線通信端末のWi-Fi規格
では、主な無線通信端末のWi-Fi規格を確認していきます。
| 端末 | 対応Wi-Fi通信規格 |
|---|---|
| Speed Wi-Fi NEXT W06（モバイルWi-Fi） | IEEE802.11ac/11n/11a/11g/11b |
| iPHone11（スマホ） | IEEE802.11ax/11ac/11n11a/11g/11b |
| PlayStation4 | IEEE802.11ac/11m/11a/11g/11b |
| バッファロー WXR-5950AX12R（無線ルーター） | IEEE802.11ax/11ac/11n11a/11g/11b |
表で見ると分かりやすいですが、この中で最新の「Wi-Fi 6（IEEE802.11ax）」に対応しているのは「iPHone11」と「バッファロー WXR-5950AX12R」のみです。
つまり、Wi-Fi 6未対応の「Speed Wi-Fi NEXT W06」と対応している「iPHone11」で無線通信を行っても使用される通信規格は「Wi-Fi 6」ではありません。
④IEEE802.11ax、ac、nの特徴を比較
Wi-Fi通信規格の中でも第4,5,6世代の「Wi-Fi 6（IEEE802.11ax）」「Wi-Fi 5（IEEE802.11ac）」「Wi-Fi 4（IEEE802.11n）」。先ほどの表から抜粋すると以下のようになります。
| Wi-Fi Allianceの新呼称 | 無線LAN規格（正式名称） | 通信速度（最大） | 周波数帯 |
|---|---|---|---|
| Wi-Fi 6（2020年） | IEEE 802.11ax | 9.6Gbps | 2.4GHz帯/5GHz帯 |
| Wi-Fi 5（2014年） | IEEE 802.11ac | 6.9Gbps | 5GHz帯 |
| Wi-Fi 4（2009年） | IEEE 802.11n | 300Mbps | 2.4GHz帯/5GHz帯 |
各Wi-Fi規格間の主な違いとしては「最大通信速度」「使用する周波数帯」の2点です。
最大通信速度は最新のWi-Fi 6で飛躍的にアップグレードされ、Wi-Fi 5のおよそ1.5倍の速度を実現しています。使用する周波数帯は2.4G帯と5GHz帯のデュアルバンドに対応しています。
３つの周波数帯「2.4GHz」「5GHz」「60GHz」の特徴
先ほどの表でも登場した周波数帯。「電波の種類」というイメージでしたが、これらの種類によってどのような違いがあるのでしょうか。ここでは、Wi-Fi通信規格で使用される3つの周波数帯「2.4GHz」「5GHz」「60GHz」の違いについて解説します。
項目ごとの違いについて表に一覧でまとめてみました。
| 2.4GHz | 5GHz | 60GHz | |
|---|---|---|---|
| 通信距離 | 長い | 短い | 非常に短い |
| 電波干渉 | 受けやすい | 受けにくい | 受けにくい |
| 障害物 | 強い | 弱い | 非常に弱い |
| 屋外利用 | 可能 | 不可 | 可能 |
| 対応機器 | 多い | 多い | 非常に少ない |
一般的な周波数帯としては「2.4GHz」と「5GHz」です。両者とも対照的な特徴を持っていることが伺えます。
通信距離が長く、障害物にも強い「2.4Ghz」は「屋外向き」、通信距離が短く、障害物に弱い「5GHz」は「屋内向き」と判断できます。
また、「60GHz」は高周波数帯で通信速度も高いのですが、使い勝手が悪く、対応している機器も少ないため互換性がないというデメリットが目立ちます。
利用用途別のおすすめのWi-Fi規格
現在使用されるWi-Fi規格としては第4世代の「Wi-Fi 4（IEEE 802.11n）」と第5世代の「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）です。「Wi-Fi 6」は次世代のWi-Fi規格でまだ一般的ではありません。
ここでは利用用途別におすすめのWi-Fi規格を挙げていきます。
①スマホゲームをするときは「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）」
スマホでアプリゲームをプレイする時は「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）」がおすすめです。やはり通信速度も速く、11acは多くの端末に対応しています。
「11n」と「11ac」でも最大通信速度がかなり異なるため、その他多くの場合でも11acがおすすめとなります。
ただし、11acの周波数帯は5Ghz帯ですので障害物に弱いです。ですので、モデムやルーターから近い場所で利用すると、より速度が安定します。
②家庭用ゲームをするときは「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）」
家庭用ゲーム機で遊ぶときには基本的に「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）」がおすすめです。ただし、これは使用するゲーム機がどのWi-Fi規格に対応しているかによって異なります。
例えば、11acに対応しているのは現状「PS4」「Nitendo Swich」「Xbox One S/X」です。それ以外のゲーム機で遊ぶときには別の通信規格が用いられます。
③ストリーミング動画などを視聴する時は「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）」
動画配信サービスなどでストリーミング動画などを視聴する際も「Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）」がおすすめです。やはり高速通信が可能な11acでないと動画のような大容量のデータ通信は快適に行えません。
④屋外で利用するなら「Wi-Fi 4（IEEE 802.11n）」
屋外でWi-Fi通信を行う場合には障害物に強く電波距離の長い2.4GHz帯に対応している「Wi-Fi 4（IEEE 802.11n）」がいいでしょう。
また、屋外だけではなく無線ルーターから離れた部屋で通信を行う際も11nが適しています。
新規格「Wi-Fi6（IEEE 802.11ax）」の特徴は？
新しく定められたWi-Fi通信規格「Wi-Fi6（IEEE 802.11ax）」（以下：11ax）はどのような点で従来の通信規格と異なるのでしょうか。ここでは、これから普及していく「11ax」の特徴を紹介します。
①ワイドバンドで5GHz帯での高速通信化
無線通信で主に使われる5GHz帯での通信帯域が従来の「80MHzチャネル」から「160MHzチャネル」に拡大。通信におけるトップスピードが飛躍的に向上します。
②2.4GHz帯での通信速度も大幅に向上
ワイドバンド「160MHzチャネル」と「1024QAM」の組み合わせて2.4GHz帯での通信速度も向上しています。
③同時接続機能もアップグレード
「直交周波数分割多元接続（OFDMA）」を採用することで通信帯域を分割して管理するので、多数のデバイスで同時接続しても効率的な高速通信が実現されました。
④速度や容量の向上に加えて省エネ化も実現
子機側のバッテリー消費を抑える「TWT（Target Wake Time）」技術を採用し、Wi-FI使用時も子機側の消費電力をセーブし、省エネ化を可能にしています。
Wi-Fi6のまとめ
圧倒的なスペックを有する新Wi-Fi通信規格「Wi-Fi 6」。これから無線ルーターだけではなく、スマホやゲーム機、パソコンなどでもWi-Fi 6に対応した端末が登場し、無線通信がより高速かつ快適になるでしょう。
これから普及していくテクノロジーでもあるので今のうちに覚えておきましょう。
