スッキリWi-Fi基礎知識(1) 規格と通信速度 (理論最高速と実際の速度）

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毎日使うWi-Fiなのに、規格が増えて違いが判らなくなってきたので、
カタログが理解できる基礎知識のスッキリ整理をめざしました。

Wi-Fiの歴史　規格と理論最大通信速度

正式規格名 名称（世代） 理論最大
通信速度		 周波数
IEEE 802.11ax
 Wi-Fi 6
2020年		 9.6Gbps 2.4GHz帯/5GHz帯
IEEE 802.11ac
 Wi-Fi 5
2013年		 6.9Gbps 5GHz帯
IEEE 802.11n
 Wi-Fi 4
2009年		 600Mbps 2.4GHz帯/5GHz帯
IEEE 802.11g ③  2003年 54Mbps 2.4GHz帯
IEEE 802.11a ②  1999年 54Mbps 5GHz帯
IEEE 802.11b 11Mbps 2.4GHz帯
IEEE 802.11 ① 1997年 2Mbps 2.4GHz帯


第6世代のWi-Fi 「IEEE 802.11ax」を業界団体「Wi-Fi Alliance」は
5Gなどの他業界のスマートな名前に対抗するため？「Wi-Fi 6」と命名しました。
これに合わせ、現在主流の「IEEE 802.11n」は「Wi-Fi 4」、
「IEEE 802.11ac」は「Wi-Fi 5」とも表記されるようになりました。
名前がIEEE 802.11ax ac nなんて発音大変だし、新旧もわからないですもんね。




最大速度が Wi-Fi 5で6.9Gbps、Wi-Fi 6では9.6Gbpsとすごい速さがでそうですが、
普通ありえないアンテナ本数とスペックのルータとクライアントがそろっての理論値です。
普段使ってる機器や実環境では通信速度はずっと低くなります。
次の章から実際の通信速度について考察します。



理論最大速度はアンテナ数で決まる。実測はさらに遅い


Wi-Fi5,6の規格上は最大8アンテナですが、最近のクライアント（スマホやＰＣ）でもせいぜいアンテナ数は2です。
無線ルータが8アンテナでも、アンテナ数の少ないクライアントの速度に制限されます。

理論最大速度 
規格 アンテナ1 アンテナ2 備考
IEEE 802.11ax
Wi-Fi 6 （5GHz/80MHz）		 600Mbps 1200Mbps 最新の機器
iPhone11以降
IEEE 802.11ac
Wi-Fi 5 （5GHz/80MHz）		 433Mbps 867Mbps 今の主流
iPhone6以降
IEEE 802.11n
Wi-Fi 4 （2.4GHz/40MHz）		 150Mbps - 古い機器やデバイス
iPhone4


実際の通信速度
我が家のWi-Fi6ルータTP-LinkAX10と手持ちクライアントで計測してみました。
Wi-Fi速度はWi-Fi Sweetspotsアプリ、インターネットはfast.comで計測。
クライアント接続規格 Wi-Fi実測 インターネット実測
iPhoneSE Wi-Fi 6 5GHz 690Mbps 110Mbps
iPhoneSE Wi-Fi 6 2.4GHz 102Mbps 63Mbps
Windows
ノートPC		 Wi-Fi 5 5GHz 測定アプリなし 140Mbps
iPhone6 Wi-Fi 5 5GHz 544Mbps 95Mbps
iPhone4 Wi-Fi 4 2.4GHz 23Mbps 10Mbps
クライアントのアンテナ数は２です。（iPhone4はアンテナ1で2.4Gのみ)
PCは2019年製　HP Spectre x360　(Core i7 16Gメモリ)
我が家のフレッツ光1G環境で平日昼間に計測しましたが、
インターネット速度は環境や時間に大きく依存するので参考程度にご覧ください。


考察
iPhoneSEはWi-Fi6なのでWi-Fiはさすがに速いのですが、
インターネット実測ではWi-Fi5だけどPCの方がやはり速いですね。
古いiPhone4ネット遅いです、当時はメールとサイト閲覧できるだけで便利だったのに。


Netflixで最高のUHD画質視聴で推奨される接続速度が25Mbpsなので
Wi-Fi5で接続できればどのクライアントも動画視聴程度は快適です。

複数クライアント同時サポート数が売りのWi-Fi6ですが
Wi-Fi６クライアントが少ない現在メリットが生かせません。


ネット生活の快適さはWi-Fiの速さだけでなく、インターネット速度、ルータの同時接続能力、クライアントの処理能力、利用アプリやサービスの総合力で決まるかんじです。


2.4GHzと5GHzの違いと使い分け


5GHz帯
Wi-Fi専用の電波なので、他の家電との電波干渉が少なく安定した通信が可能。
通信速度が速いので、動画の再生や大きいファイルの転送には利用したい。
障害物には弱く、壁や家具などで電波が遮られると2.4GHz帯に比べて、
つながりにくい。


2.4GHz帯
周波数が低く、電波が遠方まで届きやすい。
壁や床などの障害物にもわりと強い。
古い機器やゲーム機などは2.4Gのみ対応の機器がある。
電子レンジやIHクッキングヒーター、Bluetoothなど、ほかの機器も利用する周波数帯なので
電波が干渉しやすくネット通信の速度低下や切断が起きてしまうおそれがある。


使い分けの推奨案
無線ルータの5GHzに余裕があれば５GHzを優先して使う。
（高速なWi-Fi5を使うには5GHzでの接続が必要）

古い機器やスマートスピーカーなどの低速デバイス、障害物等で電波が届きにくい環境では2.4GHzを試してみる。




重要Wi-Fi知識「SSID」「認証と暗号化」や、　
高速通信を実現するためのあの手この手の技術「チャネルボンディング」「MIMO」「変調方式の多値化」「フレームの多重化」等は別記事で順に整理します。


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