Here’s How Wi-Fi Actually Works

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コーヒーショップで携帯電話とノートPCを使う若い女性。 smiling – Tim Robberts-Getty Images

コーヒーショップで携帯電話とノートパソコンを使う若い女性、笑顔 Tim Robberts-Getty Images
By John Patrick Pullen

April 24, 2015 8:28 AM EDT

ほとんどのコンピュータユーザーは、Wi-Fiの仕組みについてほとんど知りません。 実際、多くの人が知っている唯一のことの1つは、時々そうでないことがあるということです。 しかし、わずかな予備知識でも、インターネット接続の高速化に大きく貢献します。

当初は、イーサネット ケーブル(ダイヤルアップを廃止した後、コンピュータをウェブに接続するためのコード)を置き換える方法として開発された Wi-Fi は、デバイス間の相互接続を実現する人気のテクノロジーです。

Wi-Fi Alliance の CEO である Edgar Figueroa 氏は、「ほとんどの人が自宅や職場で使用しているネットワークであるため、インターネットに接続する方法として Wi-Fi を使用することにおそらく最も慣れていると思います」と述べています。 「しかし、Wi-Fiは進化し、今ではビデオケーブル、オーディオケーブル、USBケーブルなど、さまざまなケーブルの代わりとなっています」

最も重要なことは、現在Wi-Fiが世界のインターネット・トラフィックの60%以上を伝送しているということです。 興味深いことに、この偉大な業績は基本的に電波で行われますが、カーステレオより少し複雑です。 車のFM受信機とは異なり、Wi-Fiは基本的に2つのラジオが相互に通信し、より低い電力で、より短い距離にわたって放送します。 この 2 つの無線により、Web ユーザーはインターネットからデータをダウンロードしたり、情報をアップロードしたりできます。ブラウザでアドレスを送信するだけでも、この双方向通信にカウントされます。 このインターネットの言語によって、Wi-Fiは非常に弾力性があり、非常に構造化されています。 「私たちが送受信するすべての通信には、確認のための要件があります」とFigueroaは言います。 「多くの投資とオーケストレーションが必要なのです」。 データを送る代わりに、世界中に小包を送り、配達確認を要求していると想像してください、とFigueroaは言います。 インターネット・プロトコルは、送信されるすべてのバイトに適用されます。

また、データが電波で空中を飛ぶと、他の Wi-Fi 信号、電子レンジから発せられる電波、セメントの壁など、あらゆるものの干渉を受けることになります。 そこで、Wi-Fiの2つの周波数、2.4ギガヘルツと5ギガヘルツが登場します。 Wi-Fiは、両方の周波数で放送することができます。この利点により、信号がすべてのノイズをカットし、ワイヤレスルーターからコンピューターに高速で強力な信号を送出することができます」

「本質的にこれらの周波数は、2種類のFMラジオ局を意味します」とFigueroa氏は述べています。 物理学によれば、周波数が低いほど、伝送はより遠くまで行くことができます。 Wi-Fiでは、2.4ギガヘルツが低い周波数なので、5ギガヘルツ帯よりも遠くにあるコンピュータに到達することができます。 しかし、5ギガヘルツは、より多くの通信を行うことができます。 「2.4ギガヘルツ帯のWi-Fiについて、フィゲロアは次のように語っている。「高速道路が遠くまで続いていても、1車線しかないとしたらどうでしょう。 それに比べて、5ギガヘルツのWi-Fiは、それほど遠くまでは行けませんが、6車線あるので、交通の流れを速くすることができます」
「5ギガヘルツのWi-Fiは、エリア的には家全体をカバーすることができるほどです」と、彼は言います。 「

しかし、コードレス電話の時代から、人々は無線信号の交差に悩まされてきました。 この問題は、今日でも、隣人とその Wi-Fi ネットワークの間で続いています。 これを回避する 1 つの方法は、特定のチャネルで放送するように周波数を設定することです。 専門的に聞こえますが、実はそうではありません。 ほとんどのルーターは、最適なチャンネルを自動的に検出する機能があります。 また、5ギガヘルツ帯のネットワークは、2.4ギガヘルツ帯の周波数で放送されるネットワークよりも多くのチャンネルを持っており、可能であれば、新しい規格を使用するもうひとつの理由です。

パッチ状のWi-Fiを使用している人にとって、ネットワークの微調整は、単にネットワーク拡張器をインストールするより良いアイデアです。 「ネットワーク・エクステンダーは、より一般的になってきています」と、Figueroa氏は言います。 「リピーターなので、2階から来る微弱な信号を1階の環境に取り込み、本質的にその信号を繰り返すのです」。 しかし、これらのエクステンダーの問題は、すでに弱い信号を推進することです。 つまり、ワイヤレス・インターネットが本来の半分の速度でしか送信されていない場合、エクステンダーはその信号を繰り返し、さらに弱い信号自体を押し出してしまうのです。 エクステンダーの隣に立っていて、技術的には強いワイヤレス信号があるため、電話やラップトップでフルバーが表示されていても、インターネットの速度とパフォーマンスは低下し、貧弱なものになります。 ネットワークにアクセスするには、ユーザーは Wi-Fi Protected Access としても知られる WPA2 のパスワードを持つ必要があります(2は、この機能が第 2 世代であることを表しています)。 これは、Wi-Fiネットワークに入るためのパスワードを入れるところです。 もうひとつのセキュリティ機能であるAdvanced Encryption Standard(通称AES)は、米国政府によって開発されたもので、デバイス間のデータ転送を安全に保つためのものです。 「Wi-Fiで行われるすべての通信は、暗号化されており、関係者だけが理解できるという点で独占的です」とFigueroaは言います。

しかし、おそらくWi-Fiの最も重要な特徴は、下位互換性があることでしょう。 このため、すべての古いコンピュータは、新しい超高速ルーターに接続することができます。 「今日、Wi-Fi(ルーター)を買いに行っても、2000年に買ったかもしれないデバイスで動作します」とFigueroaは言います。 「そう言える技術は、それほど多くはありません。」

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