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Wi-Fi

Wi-Fiとは、電波を用いた無線通信により近くにある機器間を相互に接続し、構内ネットワーク(LAN)を構築する技術。無線LANの規格の一つだが、事実上の唯一の標準としてほぼ同義語として扱われる。

 

LAN(Local Area Network)は室内や建物内、あるいは屋外でそれに準じる数十メートル程度までの比較的狭い範囲内の機器を相互に接続するコンピュータネットワークで、屋内のコンピュータインターネットの接続、オフィス内のコンピュータ間の接続、家庭内のデジタル機器間の接続などで広く普及している。

従来は集線装置を介して各機器を通信ケーブルで接続するイーサネット(Ethernet)などの有線LANが主流だったが、同じ機能を無線通信で実現するWi-Fiが登場し、ケーブルを取り回す必要のない手軽さから広く受け入れられた。また、スマートフォンタブレット端末など携帯型の情報機器のネットワーク接続手段の一つとしても標準的に用いられている。

接続形態

Wi-Fi

Wi-Fiの通信は「アクセスポイント」(AP:Access Point)と呼ばれる据え置き型の中継装置を中心に各機器が接続され、機器間の通信はAPを介して行う接続形態が一般的となっている。これを「インフラストラクチャーモード」という。

無線はケーブル接続と異なり送受信対象を物理的に指定したり制限することが難しいため、周囲の機器は各APに設定されたSSID(正確にはESSID)と呼ばれる固有の識別名を用いてAPを識別する。利用者は近隣にあるAPのSSIDの一覧の中から適切なものを選択して(あるいはSSIDを直接入力・指定して)接続を申請する。

また、APが無くても少数の機器(通常は二台)間であれば相対で通信することができる「アドホックモード」および、改良版の「Wi-Fi Direct」も用意されており、携帯機器と周辺機器の接続などで用いられる。

屋内設置用のAPにはWi-Fi通信機能の他にイーサネットケーブルの差込口(ポート)を持っており、他のネットワークに有線で接続することができる。ルータと繋げばインターネットに接続することができ、AP自身にルータ機能を統合した「Wi-Fiルータ」も家庭用やモバイル回線中継用(モバイルルータ)としてよく用いられる。

伝送規格

規格名制定年周波数帯最高速度
IEEE 802.111997年2.4GHz帯2Mbps
IEEE 802.11a1999年5GHz帯54Mbps
IEEE 802.11b1999年2.4GHz帯11Mbps
IEEE 802.11g2003年2.4GHz帯54Mbps
IEEE 802.11n2009年2.4/5GHz帯600Mbps
IEEE 802.11ac2014年5GHz帯6.9Gbps
IEEE 802.11ax2019年2.4/5GHz帯9.6Gbps
▲ 主なWi-Fi伝送規格

無線によるデータ伝送の方式を規定した伝送規格には、標準化団体IEEEの802.11委員会が策定した規格が用いられている。これまで数年おきにより高速な新しい規格が発表されてきた。

1997年に発表された最初のIEEE 802.11標準は、2.4GHz(ギガヘルツ)帯の電波で2Mbps(メガビット毎秒)をデータ通信が可能だったが、本格的な普及が始まったのは1999年に発表されたIEEE 802.11a(5GHz/54Mbps)およびIEEE 802.11b(2.4GHz/11Mbps)からである。

2003年にはIEEE 802.11g(2.4GHz/54Mbps)、2009年にはIEEE 802.11n(2.4および5GHz/600Mbps)、2014年にはIEEE 802.11ac(5GHz/6.93Gbps)、2019年にはIEEE 802.11ax(2.4および5GHz/9.6Gbps)が策定され、近年は急激に通信速度が向上している。

実際の機器はこれらのうち前後数世代に対応しているものが主流で、製品パッケージの「Wi-Fi CERTIFIED」ロゴに「a/b」「b/g」「a/b/g/n」のように対応規格が記載されている。

セキュリティ

Wi-Fi

機器や回線に物理的に接触する必要がある有線通信と異なり、無線では電波が壁を透過するなどして利用場所の外にまで広がり、それを誰が受信しているか直接知る手段は無いため、一般的な使用法でも傍受や不正接続への備えが不可欠となる。

Wi-Fiでは利用者の認証や通信の暗号化についての技術仕様として「WPA」(Wi-Fi Protected Access)を定めており、多くの機器が標準で対応している。家庭など小規模環境向けの「WPA-Personal」と企業など大規模環境向けの「WPA-Enterprise」がある。

接続時の認証方式としては、事前にAPと機器の間で同じパスフレーズ(長いパスワード)を設定して照合するWPA-PSKPre-Shared Key)方式がよく用いられるが、WPA-EnterpriseではIEEE 802.1X標準に基づくRADIUS認証サーバを利用する方式も選択できる。

通信の暗号化には共通鍵暗号の有力な標準規格であるAES(Advanced Encryption Standard)を採用し、一定の通信量ごとに暗号鍵を切り替えるなどして盗聴を防止する。

「無線LAN」と「Wi-Fi」

一般に利用されている無線LANのほとんどはWi-Fi方式だが、本来「無線LAN」とは無線通信を用いて構築されたLANの総称であり、Wi-Fi以外にもBluetoothやZigbeeなど他方式により構築されたネットワークも形式的には含まれると考えることもできる。

一方、「Wi-Fi」は無線LAN機器がIEEE 802.11シリーズ規格に準拠していることを示すブランド名であり、商標権を所有する業界団体の「Wi-Fi Alliance」(ワイファイアライアンス)が実施する相互接続性などについての認定試験に合格した機器のみがWi-Fi対応をうたう(Wi-Fi CERTIFIEDロゴを表示する)ことができる。

IEEE 802.11シリーズの仕様を採用していてもWi-Fi Allianceによる認定を受けていない機器もあり(著名な例ではニンテンドーDSなど)、規格の完全な準拠や他メーカー製品との相互接続などは保証されない。

この分野の用語

他の辞典による解説 (外部サイト)