無線(Wi-Fi)— 電波で飛ばす道

中級の解説は準備中のため、中級の内容を表示しています。

概要 — まず全体をつかむ

初級では無線を「電波で飛ばす道」と捉えました。中級では、規格と周波数帯・共有媒体ゆえの順番待ち・つなぎ方の安全を見ます。

詳細 — 1段階ずつ追う

これは何をする係?

端末の無線NICとアクセスポイント(※1 親機) の間を電波でつなぐのは同じですが、その電波はみんなで分け合う共有媒体です。有線のように1台ずつ専用の線を持てないので、誰かが送っている間は他は待つという調整が要ります。

登場人物メモ:

  • ※1 アクセスポイント(AP) — 電波を中継する親機。家では多くルーターと一体。複数APで家中を覆い、端末が近いAPへ乗り換えるのがローミング
  • ※2 チャネル — 周波数帯をさらに区切った「レーン」。近所と同じレーンを使うと干渉する

どう飛んでいる?

  1. 端末の無線NICが、送る前に電波が空いているか確認する(キャリアセンス)
  2. 空いていれば送信、埋まっていれば少し待つ = CSMA/CA(衝突を避ける順番待ち)
  3. APが受け取り、SSID(ネットワーク名)ごとのグループとして扱う
  4. 通信は WPA2/WPA3 で暗号化され、そこから先は有線と同じく外へ運ばれる
アニメーション『無線(電波で共有)』を開く
無線(Wi-Fi)— アクセスポイントから電波で飛ばす📱スマホ💻ノートPC📲タブレット🖥️デスクPC📶AP(親機)アクセスポイント=多くは家庭用ルーターに内蔵◎ うれしい点・配線が要らない・持ったまま移動できる・複数の端末を同時に△ 電波ならではのクセ・皆で共有=混むと遅い・障害物や距離で弱まる・他の電波と干渉する

有線のCSMA/CD(ぶつかってから検知)と違い、無線はぶつかる前に避ける設計です。電波は送信と受信を同時にしづらく、衝突を「見て」検知できないためです。

規格と周波数帯

  • 規格の世代 — 802.11n=Wi-Fi4、802.11ac=Wi-Fi5、802.11ax=Wi-Fi6。世代が新しいほど速く、混雑にも強い
  • 2.4GHz帯 — 遠くまで届き壁に強いが、機器が多く干渉しやすい(混雑レーン)
  • 5GHz/6GHz帯 — 帯域が広く速いが、距離や障害物で弱まりやすい
  • チャネル選び — 近所と重ならないチャネルにすると干渉が減る
  • SSIDとセキュリティ — 合言葉(パスフレーズ)と暗号化方式(WPA2/WPA3)で盗み見を防ぐ
  • ローミング — 複数APを同じSSIDで並べ、移動しても切れずに近いAPへ乗り換える

⚠️ うまくいかないとき

  • 混雑で遅い — 同じチャネルに機器が多く、CSMA/CAの順番待ちが延びる
  • 干渉 — 電子レンジ、近所のWi-Fi、Bluetoothなどが同じ帯域とぶつかる
  • 電波が弱い・届かない — 距離、壁、階をまたぐ。5GHzは特に弱まりやすい
  • セキュリティ不一致 — 暗号化方式やパスフレーズが合わず繋がらない
  • AP切替の谷間 — ローミング設定が悪く、遠いAPに掴まったまま遅くなる

関連する知識

理解度チェック

そのまま解けます(成績は保存されません)。無料アカウントを作ると、学習の記録と進捗の山登りが始まります。

1. 2.4GHz帯と5GHz帯を比べたときの説明として正しいのは?

2. 有線が独立した線で送れるのに対し、Wi-Fiが「順番待ち」で遅くなりやすいのは、電波がどんな媒体だから?

3. 無線で送信する前に「電波が空いているか確認する」動作を何と呼ぶか。

4. 有線のCSMA/CD(ぶつかってから検知)に対し、無線のCSMA/CAの考え方として正しいのは?

5. 複数のアクセスポイントを同じSSIDで並べ、移動しても切れずに近いAPへ乗り換える仕組みは?

6. 規格「802.11ax」は、次のどの世代の通称か。

7. 無線で「空いているか確かめてから送り、埋まっていれば待つ」衝突回避の方式を英字で書くと「CSMA/◯◯」。◯◯に入る英字2文字は何か。

8. 無線LANのネットワーク名(電波のグループ名)を、英字4文字で何と呼ぶか。