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今更聞けない?!LTEとかwi-fi、無線LANについてわかりやすく説明してみた

      2016/07/09

2000年代に入って無線技術は劇的に進化し様々なシーンにおいて多様化されています。

LTE、3G、4Gやwi-fi、bluetooth、無線LANって実際わかっているようでよくわからない。特に無線は目に見えないのでイマイチピンとこない人も多いんではないでしょうか?

私自身も現在通信に関する仕事をしていますが無線技術に関してはよくわからないことが多かったです。(今もよくわからないw)

なので今回はそのわかりにくい現代の無線通信について初心者でもわかるように解説します。

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 携帯電話の通信網

携帯電話の通信は2000年代に入って劇的に進化しました。今の俗に言うガラケーやスマホ世代の若い子たちが当たり前と思っている画像送信さえ15年くらい前では最新機能でした。

3G、4G、LTEはすべて携帯電話の通信網を指します。ここではそれぞれの細かい特徴などは解説しませんので興味があればググって見てください。

3G

現代の携帯電話の通信網は3G(第3世代移動通信システム)が主流です。3Gはrd Generationの略ですね。3Gという語句は国際基準です。

3世代ということはつまり1世代、2世代があるわけですが今は使われていない方式なので3Gからお送りします。

3Gは2001年頃から開始し、改良されつつ現在まで長く使われている回線です。

携帯機種で言うとドコモのFOMAやauのWIN等でサービスが開始されました。

LTEとは

Long Term Evolutionの略。直訳すると長期的な進展という意味です。

LTEとは3Gと将来登場する4Gの中間的技術のため厳密には3.9Gと表記するのが正しいです。

しかし国際電気通信連合がLTEを4Gと呼称することを認可したため現在はLTE=4Gと呼ばれています。本当は違うんだよーと言いたいw

LTEはもともと3Gと4Gの橋渡し的な立ち位置で誕生しました。

たとえば3Gのサービスが開始されたばかりの時、FOMAに変えたけど料金は高いしエリアは狭いしで使い物にならないという事態が起こりました。

なので今回3Gと4Gの両方の互換性を持たせた通信網を作ろうって生まれたのがLTEです。

前回の反省を踏まえてまず3GもLTEもどっちもいけるよっていう技術を普及させ、LTEが全国に行き渡ってから4Gに切り替えて行こうと現在頑張っております。

予備知識 移動通信って何なの?

携帯電話の電波って何なの?って感じですよね。

電波は各通信会社が整備する基地局と呼ばれるものから送受信しています。よく山の方を見るといくつか鉄塔が建っていますよね。アレです。

携帯電話の基地局は山にある鉄塔だけでなくマンションやビルの屋上にも設置されています。(提供者はショバ代を貰えるとか)

Aさんの携帯電話から送信された情報がA局で受信され、B局で受け取りBさんに送信されるイメージです。

送信される電波って何なの?って聞かれると正直私も現代の通信技術を正確に説明できるほどの知識はないです。結構複雑です。

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予備知識2 災害時電話が繋がらない理由

例えば地震などの大きな災害の時、携帯電話、固定電話が繋がらなくなることってありますよね。

ニュースで電話の基地局がやられた等の報道もないのにどうしてって思いませんか?

実は原因はtwitterのバルス祭りと同じです。

ネットのサーバと同じように電話網でも回線が殺到しすぎると自動で落ちるようになっています。放って置くと機械が壊れちゃいますので。

 

wi-fi、無線LANとは

wi-fiとはWi-Fi Allianceによって決められた現在主流である無線LAN規格の名称です。なのでwi-fiの前に無線LANから解説します。

無線LANとは

LAN(Local Area Network)を無線化した物です。LANとはローカルエリア、つまり社内や宅内のネットワークを意味します。

下の図で終端装置より右側がLANです。

回線

 

無線LANとは図のLAN側の配線を無線化(電波化)したものを言います。

といっても終端装置に無線機能は普通ないのでルータから先になります。

そして現在の一般的な無線LANはIEEE 802.11(IEEEアイトリプルイーというアメリカの学会が決めた規格)が主流です。Wi-Fi Allianceによってwi-fiと名称付けされた規格です。

つまり無線LANはIEEE 802.1が主流→IEEE 802.1=wi-fi、主流の無線LAN=wi-fiというわけですね。

wi-fiの種類

IEEE 802.1の後ろにaやnなどのアルファベットが付きます。

IEEE 802.1a、IEEE 802.1b、IEEE 802.1g、IEEE 802.1n等多々あります。

中でも現在(2014年2月)で主流なのはgとnです。しなみに今年1月acという規格が発売開始しました。めっちゃ早いらしいです。

gとnの大きな違いは通信速度と周波数帯域です。

gの速度は約最大50Mくらい、後に出たnは最大600Mとか言われています。

もう一つ大きな違いである周波数帯域、gは2.4GHz帯に対しnは2.4GHzと5GHz帯を選ぶことが出来るようになっています。メリットについては後述します。

これらは同じwi-fiでもそれぞれ違いがあり、また送信側と受信側がそれぞれ対応していないと通信できません。

ルータや無線LANアダプタ等を買うときは注意が必要です。といってもだいたい主流な物は全部対応しています。

5GHz帯のメリット

電波には必ず周波数が存在します。

周波数は電波というだけあってこんな感じの波になっています。

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周波数帯域によって波幅が変わってきます。厳密に言うと○○Hzとかは1秒間に○○往復する周波数という意味です。(確かw)

実はこの波、似た周波数を流すと混線しやすいです。

つまり2.4GHzの無線LANと別の機器で2.4GHzの周波数を流すと繋がりにくくなる事態が起きます。

例えば電子レンジ、電子レンジの周波数は2.45GHzなので無線LANの周波数とかなり近いです。そのため混線しやすく例えば無線LANルータとノートPCの間で電子レンジを使うとインターネットが繋がりにくくなったりします。(我が家もなっていた)

他にも少し前に発売されたコードレス電話やワイヤレスインターホン等も2.4GHzが多かったです。(最近は1.9GHzが多い)

無線LANの使用帯域を5GHzにすればこれら電化製品に干渉を受けにくく通信が安定します。(ちなみに我が家は場所替えで対策)

その他の無線通信

ここまででだいたい携帯電話と無線LANのことがわかってきて語れるようになったんじゃないかと思います。

次にそれ以外の無線通信について簡単に説明しましょう。と言っても下記二点しか思いつかなかった。

赤外線通信

携帯電話での赤外線通信はもはや化石もんですね。今もやってるんでしょうか?

赤外線は古くから使われていて主にリモコンや車のキーロック等幅広く使われています。

ちなみに携帯電話の赤外線通信はIrDAという規格が使われており、家庭用リモコンとは全く違う通信方式です。

Bluetooth

なぜか格好いい響きのbluetooth、主に簡易なデータをやり取りするのに向いています。

主にワイヤレスのヘッドセット等オーディオ関係、ゲーム機等で使われていることが多いですね。

 

無線通信まとめ

無線技術は日々新しい技術が登場し、同時に様々な施設で導入化が進んでいます。

県の公立中高校でも無線LANを導入する所が増えてきました。

シェアを伸ばしているスマートフォン、タブレットはぞれぞれLANポートがなく無線LANが基本です。

これからの時代無線通信の知識は必須ですね。というわけでこれからも通信系の記事取り入れていこうかなとか思っています。では今日はこのへんで。

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