802.11規格を理解する

Wi-Fi は、IEEE が定めた802.11という規格ファミリーによって定義されています。長年にわたり、新しいバージョンによって通信速度と効率が向上してきました。このレッスンでは、初期のアルファベットによる名称から現代の Wi-Fi 6 まで、主要な 802.11 世代を説明します。それぞれの名称、速度、周波数帯を見分けられるようになりましょう。

当初、規格は 802.11b、g、n、ac のようにアルファベットで命名されていました。しかし、これが利用者を混乱させたため、Wi-Fi Alliance はわかりやすい世代名を追加しました。802.11n はWi-Fi 4、802.11ac はWi-Fi 5、802.11ax はWi-Fi 6になりました。試験では、主要な規格について技術的なアルファベットと世代名の両方を知っておく必要があります。

初期の規格が基礎を築きました。802.11b（1999年）は2.4 GHz帯で動作し、最大11 Mbpsに対応しました。ほぼ同時期に登場した802.11aは、5 GHz帯を使用し、最大54 Mbpsに対応しました。異なる周波数帯を使用していたため、両者には互換性がありませんでした。これらは基礎となった規格ですが、現代の用途には遅すぎます。

802.11g（2003年）は2.4 GHz帯で最大54 Mbpsの速度を実現し、重要な点として802.11bとの下位互換性がありました。そのため、古いb対応デバイスもgのネットワークで使い続けることができました。802.11gは、使い慣れた2.4 GHz帯を維持しながら速度を大きく向上させ、802.11nが登場するまで、当時の人気の高い進化規格となりました。

802.11n、つまりWi-Fi 4（2009年）は、大きな飛躍をもたらしました。2.4 GHzと5 GHzの両方の帯域を利用でき、複数のアンテナで複数のデータストリームを同時に送信するMIMO（Multiple Input Multiple Output）が導入されました。これにより、速度は数百Mbpsまで向上しました。Wi-Fi 4はデュアルバンドに対応しており、現在でも多くのデバイスで使われています。

802.11ac、つまりWi-Fi 5（2013年）は5 GHz帯で動作し、ギガビットクラスの速度を実現します。チャネル幅が広げられ、MIMOも改良されました。これには、APが複数のデバイスにより効率よくサービスを提供できるマルチユーザーMIMOも含まれます。Wi-Fi 5は長年にわたって主流の高速規格となり、現在も家庭やオフィスで非常によく使われています。

802.11ax、つまりWi-Fi 6は、現在の主流規格です。2.4 GHzと5 GHzの両方で動作し（Wi-Fi 6Eでは新しい6 GHz帯も追加されます）、単純な速度だけでなく混雑した環境での効率を重視しています。OFDMAなどの技術により、APは多くのデバイスに同時にサービスを提供できます。そのため、多数のクライアントが電波を取り合う環境で、性能が大幅に向上します。

最新のAPは通常、複数の規格を同時にサポートしているため、古いデバイスと新しいデバイスがすべて接続できます。802.11ax対応APでも、Wi-Fi 4対応のノートパソコンにサービスを提供できます。ただし、低速な旧式デバイスに対応するためAPが通信時間を割く必要があるため、同じ帯域に接続している全員の効率が低下することがあります。非常に古い無線機器を時間をかけて入れ替える理由の一つはこれです。

主要な規格について、頭の中に比較表を作っておきましょう。下のスニペットでは、帯域とおおよその最高速度をまとめています。世代名と文字の対応は、Wi-Fi 4 = n、Wi-Fi 5 = ac、Wi-Fi 6 = axです。これら3つに加えて、bとgが2.4 GHzを使用することを知っておけば、Network+試験で問われる802.11規格の大部分をカバーできます。

Wi-Fi 6EはWi-Fi 6を新しい6 GHz帯まで拡張し、混雑していない広い周波数帯を追加します。これは2.4 GHz帯や5 GHz帯が混雑している場所に適しています。次の段階であるWi-Fi 7（802.11be）では、より広いチャネルなどの改良により、スループットがさらに向上します。細かい内容まで覚える必要はありません。新しい世代ほど周波数帯と効率が追加・向上しており、最近の大きな追加が6 GHz帯であることを認識しておきましょう。

802.11規格を知っておくと、デバイスの組み合わせや機器の選択、速度問題のトラブルシューティングに役立ちます。ネットワークが遅く感じられる場合、使用中の規格と帯域が手がかりになります。Wi-Fi 6などの新しい規格は、古い規格よりも混雑に強く対応できます。試験対策として、主要な各規格の文字、世代名、帯域、おおよその速度を覚えておきましょう。

規格に関する知識を確認しましょう。

Wi-Fiは802.11規格で定義されています。初期のb（2.4 GHz、11 Mbps）とg（2.4 GHz、54 Mbps）は低速でした。802.11n = Wi-Fi 4はMIMOを備えたデュアルバンド規格です。802.11ac = Wi-Fi 5は5 GHz帯を使用するギガビットクラスの規格です。802.11ax = Wi-Fi 6は両方の帯域を使用し（6Eでは6 GHz帯が追加されます）、混雑した環境での効率を重視します。それぞれの文字、世代名、帯域、おおよその速度を覚えておきましょう。