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Wi-Fi6とは? 5GやWi-Fi5との違いを初心者にもわかりやすく解説
Wi-Fi6はインターネットを利用するために欠かせない無線通信機器の最新の規格です。導入することで通信の高速化を実現し、効率的なインターネット環境を構築します。本記事では最新のWi-Fi規格である「Wi-Fi6」の特徴や導入するメリットについて解説します。
この記事の目次
Wi-Fi6とは?
Wi-FiとはPCやスマートフォンなどのデバイスをインターネットへ接続するための技術です。有線のケーブルを利用することなくインターネットへの接続を実現する、無線LANの1種といえます。
「Wi-Fi6」は2019年9月に提供がスタートした最新のWi-Fi規格のことで、本来の規格名は「IEEE 802.11ax」といいます。しかし、IEEE 802.11axという名称は覚えにくいため、無線LAN製品の普及を行っている業界団体「Wi-Fi Alliance」によって正式名称が「Wi-Fi6」に変更されました。Wi-Fi6はその名の通り6番目のWi-Fi規格で、これまでの規格と比較して最大通信速度が速いことが特徴です。
Wi-Fi6は以前の規格よりも高速なネットワーク環境を構築するだけでなく、回線の混雑にも強く、複数の機器を同時に接続しても負担なく通信を行うことができます。
さまざまなモノがインターネットに接続される「IoT」の時代において、次世代の通信インフラとして注目されているのです。
「Wi-Fi」はブランド名
Wi-Fiの規格はアメリカのIEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers：米国電気電子学会）によって定められています。
IEEEによって定められた規格のため、正式な規格名は必ず「IEEE」から始まっていましたが、一般層にとって覚えるのが難しい名称であるという欠点がありました。そのため「Wi-Fi Alliance」（当時の名称はWireless Ethernet Compatibility Alliance、通称WECA）によって「Wi-Fi」というブランド名が付けられます。シンプルな名称になり、一般層が覚えやすくなったことで、Wi-Fiの導入が企業や個人の間で広がっていきました。
今回、最新規格であるWi-Fi6の登場を受けて、それ以前の規格である「IEEE 802.11n」や「IEEE 802.11ac」にも「Wi-Fi4（IEEE 802.11n）」、「Wi-Fi5（IEEE 802.11a）」という新呼称が付けられ、覚えやすくなりました。
Wi-Fi6のメリット
Wi-Fi6を導入することで「通信スピードの高速化」「複数端末の同時利用」「消費電力の抑制」「セキュリティ面の強化」というメリットを得ることができます。ここでは各メリットについて従来規格との比較を踏まえて解説をします。
通信スピードが速くなる
インターネット上で、情報の伝達や音声・動画コンテンツの視聴、インターネットゲームのプレイ、Webサービスの活用などを行う時には、大容量のデータ転送が必要です。現在では動画や音楽のサブスクリプションサービスも普及しており、ユーザーからは映像やデータ表示の遅延が起こらない高速なネットワーク環境が求められています。そんな中、Wi-Fi6は以前の規格であるWi-Fi5に比べ、最大通信速度が約1.4倍も高速です。
データ送受信にかかる時間が短縮されることで、8Kや4Kなどの高画質な映像コンテンツの閲覧や、大量の情報通信を必要とするネットゲームの配信も快適になります。さらにテレビ会議やウェビナー、チャットツールなどのネットワークシステムの利用もスムーズになり、ストレスフリーなビジネス環境の構築が実現します。
しかも、Wi-Fi6は2.4GHz帯と5GHz帯と両方の周波数が利用できるため、電波の状況に合わせて適切な周波数に接続を変更することで、より快適なネットワーク利用が行えるのです。
複数端末を接続しても快適に利用できる
現代ではPCやスマートフォンだけでなく、テレビ、冷蔵庫、エアコンといったスマート家電やIoT機器など、ネットワークに接続できるデバイスの数が増えました。
従来の規格のWi-Fiでは複数のデバイスが同時接続をすることで、ネットワークへの接続がしにくくなり、回線の混雑や順番待ちによる遅延が発生するという課題がありました。しかし、Wi-Fi6では「直交周波数分割多元接続（OFDMA）」と呼ばれる無線通信方式の技術を採用したことで、複数デバイスの同時接続が可能となりました。
この直交周波数分割多元接続では同じ周波数帯域での通信でも従来のWi-Fiよりも多くのデバイスが収容できる設計になっており、機器が密集するオフィスだけでなく、空港や駅、ショッピングモールといった通信デバイスが多く集まる環境でも快適に無線通信を利用可能です。
消費電力を抑制できる
消費電力の抑制は、電池交換をせずに数年規模で動き続ける必要があるIoT機器やスマート家電にとって重要なポイントです。Wi-Fi6ではTWT（Target Wake Time）という技術を活用することで、接続している側の機器のバッテリー消費を抑えられるようになりました。
TWTはデータ通信するタイミングをコントロールする技術で、通信する必要がない時は子機側をスリープモードにします。そのため、結果的にバッテリーが長持ちするのです。また、スマートフォンやタブレットのような利用頻度の高いデバイスのバッテリーを長持ちさせられるため、機器そのものの寿命を延ばすことにつながり、買い替えコストを削減できます。
セキュリティが強化される
Wi-Fi6では新しいセキュリティ規格である「Wi-Fi CERTIFIED WPA3（以下WPA3）」が必須条件として組み込まれています。WPA3は、WPA2の後継です。従来のWPA2よりも強固なセキュリティが特徴で、SAE（Simultaneous Authentication of Equals）ハンドシェイクと呼ばれる、同時認証技術を利用することで、オンライン上で発生する攻撃に対して対応します。
さらにWAP3は通信ごとに異なるセッションキーを生成することができるため、前方秘匿性が生まれます。SAEはパスワードの強化もできるため、安全な暗号化通信が行えるようになります。
WPA3には個人向けの「WPA3-Personal」と企業向けの「WPA3-Enterprise」の2種類があります。WPA3-Enterpriseでは暗号化アルゴリズムとして192ビットのCNSA（Commercial National Security Algorithm）も追加されます。この技術はアメリカの国家安全保障局が採用している暗号化アルゴリズムで、高いセキュリティ性が特徴です。
Wi-Fi6のデメリット
Wi-Fi6は技術として登場が新しいこともあり、対応しているルーターやスマートフォン、IoT機器がそのものが少ないため、金額が高額になりやすいデメリットがあります。
現在はWi-Fi6に対応したデバイスは全体的に少ない傾向にありますが、今後発売されるデバイスは標準装備されると想定され、Wi-Fi6自体が普及すれば価格は低下すると予想されます。
Wi-Fi6と従来のWi-Fiの違い
Wi-Fi6は過去の規格と比較して全体的に機能面が向上しています。
シグネチャーによる検出
ここでは「周波数」「最大通信速度」を過去の規格と比較して紹介します。
周波数
Wi-Fi5では5GHz帯でしか利用できませんでしたが、Wi-Fi6は5GHz帯と2.4GHz帯の両方を利用できます。5GHz帯は安定して高速通信ができるという特徴がありますが、障害物に弱く、密集した場所では通信速度の低下が起こります。対して2.4GHz帯は、障害物があっても電波が遠くまで届きますが、他の電波の干渉を受けやすいという特徴があります。
このように一長一短の特徴をもつ周波数帯ですが、Wi-Fi6では利用環境や接続したいデバイスなどに合わせて適切な周波数を選んで接続できます。そのため安定した通信が実現できるのです。
また、将来的には6GHz帯の開放も検討されており、より幅広い周波数帯を選択できるようになる可能性があります。
最大通信速度
Wi-Fi6の最大通信速度は9.6Gbpsで、Wi-Fi5の6.9Gbpsよりも理論値では約1.4倍に高速化しています。Wi-Fi6の特徴として「実効性」が挙げられます。Wi-Fi5までの従来規格では、規格で定めた技術仕様に追いつけていない問題がありました。そのため、理論上の最大通信速度は速くても、実際は800Mbpsに満たない通信速度が通常でした。しかし、Wi-Fi6は実際の使用シーンでの伝送速度の実装地を示すスループットでも高い数値を記録しています。
Wi-Fi6は従来の規格よりも平均スループットが4倍になることを目標に開発されました。この目標が実現されている場合、最大1～2Gbpsという高速通信が体感できます。
Wi-Fi6で新採用された技術
Wi-Fi6では「高速化」「省エネ」「安定性」を実現するために、従来の規格とは異なる新たな技術が採用されました。ここでは新採用された技術について解説します。
OFDMA
前述したように、Wi-Fi6ではOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）という無線通信方式が採用されています。日本語では「直交周波数分割多元接続」と訳され、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）と呼ばれる直交波周波数分割多重によって複数のデバイスを接続できるようにする方式です。
約2MHzを最小単位として分割することで、異なる周波数で同時接続を行えるようになります。そのため多くのデバイスを接続しても混雑することがなく、スムーズで遅延のない無線通信が可能です。OFDMAを採用することで、高密度のネットワーク環境においてトラフィックを最適化し、効率的な通信が行えます。
IoTが普及し、多くのデバイスが同時に接続される環境では、無線電波が複雑に飛び交い、通信が混雑しています。そうした環境下でも、Wi-Fi6は高い通信品質を維持できるでしょう。
MU-MIMO(Multiple Input Multiple Output)
MIMO（Multiple Input Multiple Output）とは送信機と受信機の双方が複数のアンテナを使い、同一の周波数帯で同一通信を行うことで、周波数帯を増やさず通信速度を高速化したり、通信距離を拡大したりできる技術です。
MIMOは送信される電波が合成波となるため、通信情報の演算が複雑化し、アンテナ数が増加すると消費電力が上がるというデメリットがあります。また、接続するデバイス量が増えると通信速度が低下してしまう特徴もありました。
MU-MIMOは「Multi User MIMO」の略称で、MIMOの中でも複数のデバイスに同時にデータ送信できる技術を指します。MIMOのデメリットであった同時接続における通信速度の低下を防ぎ、高速化を維持できます。
MU-MIMOには対象のデバイスに適切に電波送信をするビームフォーミング機能が搭載されています。そのため、MU-MIMOを採用することでデータ干渉の発生を防ぎ、安定性のある通信を実現可能です。
Spatial Reuse
「Spatial Reuse（SR）」は混雑している通信環境での品質を向上する技術です。従来のWi-Fi通信で「CSMA/CA」という、2つ以上の通信が、無線上で干渉し合い衝突することを避ける技術が採用されていました。これによりデータが届かないなどの事故は避けられますが、回線が混み合えば混み合うほどタイムラグが生じてしまいます。
Spatial Reuseは、このようなタイムラグをなくすために、無線通信の伝搬状況を把握して通信に影響を与えない場合に限り、同時通信を可能にする技術です。この技術によって込み入った環境でも効率的に通信を行えるようになりました。そのため、無線LANが飛び交う状況においても通信の品質を下げずに高品質の通信が可能です。
5Gの開始によりWi-Fi6の普及が加速
5GはWi-Fi6と同じく高速で大容量のデータ送受信を実現する通信規格です。2020年の5G提供開始により、Wi-Fi6の普及が期待されています。ここでは5GとWi-Fi6の関係性について紹介します。
そもそも5Gとは
5Gとは「第5世代移動通信システム（5th Generation）」のことで、4Gに続く新しい通信規格です。大容量データの通信速度も高速化でき、効率的に通信を行えます。通信の遅延が小さくなり、信頼度の高い安定した接続が可能です。また、複数のデバイスによる同時接続もできるため、さまざまなテクノロジーを同時にサポートすることができます。
5Gは今後標準化されていき、通信の高速化が進んでいくと見込まれています。
Wi-Fi6と5Gの関係
Wi-Fi6と5Gは、それぞれの弱点を補うような関係性です。Wi-Fi6は限られた空間やエリアでの高速通信に対応した通信規格です。対して5Gは、基地局を経由する特性から広範囲での通信に対応しています。
自宅やオフィス、観光施設、ショッピングモールのような人が集まって複数のデバイスがある空間ではWi-Fi6が活躍しますが、広範囲で長距離間での高速通信が必要な時はWi-Fi6では対応しきれません。そのようなシチュエーションでは5Gによる高速通信が活躍します。
Wi-Fi6を利用する際の注意点
Wi-Fi6を導入する時はWi-Fi6に対応したデバイスやルーターを選ぶ必要があります。また有線でつなぐ場合のLANケーブルはカテゴリ6A以上でなければ性能を万全に発揮することができないので注意が必要です。
Wi-Fi6は下位互換性を持っているため、Wi-Fi6対応のルーターを利用していても非対応のデバイスと通信することができます。そのため環境が整うまで下位互換性を利用すれば通信自体を行うことは可能です。ただし、通信の規格は従来と同様になるため、Wi-Fi6のメリットを享受できません。
まとめ：
Wi-Fi6を導入することで、通信環境の安定的な高速化を実現できます。通信環境が整うことで、作業効率の改善や生産性の向上につながるでしょう。
今後は5Gの普及とともに、Wi-Fi6対応機器も広がっていくと予測されます。
通信速度の改善以外にもWi-Fi6にはさまざまなメリットがあります。Wi-Fi6対応機器を導入し、安心で快適な通信環境を実現してみてはいかがでしょうか。
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