Wi-Fiはどんな仕組みなのか|メリットやデメリットなども紹介

2022.06.02

現在は、インターネットを利用するために多くの人がWi-Fiを利用しています。

Wi-Fiにはメリットが複数あり、とても便利に利用できますが、その仕組みはどうなっているのでしょうか。

「Wi-Fiを普段使っているけれど、仕組みまで考えたことはなかった」「Wi-Fiには、自分が知らないメリットもあるかも知れない」と思う人もいるでしょう。

本記事では、Wi-Fiの仕組み、メリットとデメリットなどを紹介します。
ぜひ参考にしてください。

Wi-Fiとは何か

「Wi-Fi(ワイファイ)」は、無線LANの規格の1つです。

無線LANは、LANケーブルを使わず、電波を使って機器同士を接続したり、インターネットに接続したりする方法です。

無線LANは有線LAN(LANケーブルを使った有線接続)よりも便利な側面があったのですが、使われはじめたばかりの頃には規格が統一されておらず、メーカーの異なる機器同士は接続できないなどの問題もありました。

しかし現在では、ほとんど全ての無線LAN対応機器がWi-Fiに準拠しており、機器同士の接続やインターネット接続が容易にできるようになっています。

Wi-Fiの仕組み

スマホやタブレット、PC、ゲーム機などの端末をWi-Fiを使ってインターネットなどに接続したい場合、Wi-Fiルーターが必要になります。

Wi-Fiルーターは、Wi-Fiに対応した電波を周囲に飛ばす装置です。スマホやタブレット、PC、ゲーム機といったWi-Fi対応機器がこの電波を受信し、Wi-Fiルーターを介してインターネットなどに接続する仕組みになっています。

Wi-Fiルーター自体も、有線(光回線など)もしくは無線(基地局からの電波)でインターネットに接続しており、インターネットとWi-Fi対応機器との中継役を果たします。

Wi-Fiのメリット

Wi-Fiには、有線接続にはない複数のメリットがあります。ここからは、Wi-Fiのメリットについて確認していきましょう。代表的なメリットは以下の5つです。

・スマホ契約の通信量が節約できる
・電波の届く範囲ならどこでも利用可能
・高速通信ができる
・複数の機器を同時接続しやすい
・配線で散らかることがない

それでは1つずつ見ていきましょう。

スマホ契約の通信量が節約できる

Wi-Fiを利用すれば、スマホ契約の通信量が節約できます。

無制限プランを除き、各大手キャリアや格安SIMのプランでは、1ヶ月に利用できる通信量の上限が決められています。

この上限を超えた場合、通信速度が制限され、高速通信ができなくなるため、インターネットを快適に使うのが難しくなってしまうでしょう。

しかし、Wi-Fiを介してスマホをインターネットに接続した場合、そこで受信したデータ量は大手キャリア・格安SIM側でカウントされません。

自宅や職場などではWi-Fiを使ってインターネットを利用し、外出先などでだけ、大手キャリアや格安SIMの電波を使うという人も多いです。

この方法なら、大手キャリア・格安SIMの通信を使ったデータ受信量を抑えることができ、通信制限によってインターネットが快適に使えなくなる可能性が下がります。

電波の届く範囲ならどこでも利用可能

既述のとおり、Wi-Fiは無線接続です。そのため、電波の届く範囲であれば、どこからでもインターネットに接続できます。

逆に有線接続の場合、LANケーブルの伸びる範囲でしか、端末をインターネットに接続できません。

モデムなどから離れた場所でインターネットを利用したい場合、長いLANケーブルを用意する必要が生じます。

接続方法インターネットなどの利用可能範囲
Wi-Fi電波の届く範囲
有線LANケーブルの届く範囲

両者を比べてみると、現実的に、Wi-Fiの方が有線接続よりも利用可能範囲が広いことがわかります。

これを覆すには、相当に長いLANケーブルを用意しなくてはなりません。

高速通信ができる

Wi-Fiの2つ目のメリットは、高速通信が可能な点です。

Wi-Fiルーターにも種類があり、モバイル型のWi-Fiルーターの場合はデータ利用量が設定されていることが多いです。

例えば「3日間で15GBまで利用可能」といったルールがあり、データ量がその範囲を超えると速度制限がかかります。

しかし、モバイル型でないWi-Fiルーターでインターネット接続する場合、データ通信量が無制限に使えるものが多いです。

もちろん、Wi-Fiだからと言って有線接続よりも速度が遅いわけでもありません。

つまり、契約するプランの内容にもよりますが、速度制限を気にすることなく高速通信をいつでも利用できることになります。

複数の機器を同時接続しやすい

複数の機器を同時接続しやすいのもWi-Fiのメリットです。

Wi-Fiを利用しない有線接続の場合、接続する機器ごとにLANケーブルを用意しなくてはなりません。

それに対してWi-Fiを利用する場合には、何台接続しようとLANケーブルは不要です。Wi-Fiの電波さえキャッチできればすぐに接続できるため、有線接続に比べて複数の機器を同時接続しやすいと言えます。

配線で散らかることがない

Wi-Fiを利用する場合、LANケーブルは不要です。

しかし有線接続の場合は既述のとおり、機器ごとにLANケーブルを用意しなくてはなりません。

インターネットなどに接続したい機器が多ければ多いほどLANケーブルが必要になるため、部屋が配線で散らかってしまう可能性が高いでしょう。

Wi-FiではそもそもLANケーブルが不要なため、配線で部屋が散らかることはありません。

Wi-Fiのデメリット

Wi-Fiには複数のメリットがありますが、もちろんデメリットもあります。

Wi-Fiについての代表的なデメリットについても、確認しておきましょう。

・セキュリティ面のリスクがある
・トラブルの原因が特定しにくい
・電波の通信が不安定になることがある

セキュリティ面のリスクがある

Wi-Fiには、有線接続にはないセキュリティ面のリスクがあります。

それは、Wi-Fiを利用した無線接続に、第三者が悪意を持ってアクセスしてくることです。

有線接続であれば、LANケーブル内に第三者が介入することはできません。

しかしWi-Fiの場合、データのやり取りは全て電波で直接おこなわれます。

セキュリティ対策が不十分な場合、Wi-Fiでやり取りされたデータは第三者に傍受される可能性があります。

トラブルの原因が特定しにくい

Wi-Fiの場合、目に見えない電波によってインターネットと接続されることになります。

そのため、何かトラブルが発生した場合、原因が特定しにくい状況になってしまいます。

インターネット接続に不具合が生じた場合、原因は基本的に以下のいずれかに該当するでしょう。

・端末(スマホやタブレット、PCなど)の不具合
・端末とルーター・モデム間の問題
・プロバイダや通信回線の問題(接続障害やメンテナンスなど)

有線接続の場合、LANケーブルがしっかりつながっていれば、問題の原因は基本的に端末か、プロバイダや通信回線にあることがわかります。

しかしWi-Fiを使っている場合、仮に問題が端末とルーター・モデム間にあると特定できたとしても、その問題の原因には複数の可能性があります。

・Wi-Fiルーターと端末の間に障害物がある
・天気の影響を受けている
・ほかの電化製品の電波干渉を受けているなど

これらのなかから本当の原因を特定することは簡単ではありません。

電波の受信が不安定になることがある

Wi-Fiの電波は、ほかの電波や天候、障害物などによって影響を受けます。

その結果、速度が遅くなる、接続が切れてしまうといったトラブルが起こってしまう可能性があります。

有線接続の場合、LANケーブルさえ繋げばほかの電波や天候、障害物などの影響を受けることはありません。

Wi-Fiの利用方法

実際にWi-Fiを使う方法には、以下の3種類があります。

・固定回線にWi-Fiルーターを導入する
・ホームルーターを設置する
・モバイルルーターを利用する

1つずつ見ていきましょう。

固定回線にWi-Fiルーターを導入する

まず、固定回線にWi-Fiルーターを導入する方法です。

この方法では、まずご自宅などに固定回線(光回線など)を引き、固定回線のモデムとWi-Fiルーターを繋ぎます。

これにより、固定回線を使った高速通信でWi-Fiが利用可能になります。

ただし、固定回線の月額料金が高めなこと、固定回線を引くには工事が必要な点には注意してください。

ホームルーターを設置する

Wi-Fi通信専用のホームルーターを置くという方法もあります。

ホームルーターにはSIMカードが入っており、固定回線などに接続しなくても、モバイル回線を使って通信が可能です。

ただコンセントに差すだけでWi-Fiが利用可能です。もちろん、工事も必要ありません。

利用料金も、固定回線やモバイルWi-Fiに比べて割安のことが多いです。

ただし、ホームルーターはそれなりの大きさがありバッテリーも内蔵されていないため、持ち運びには適していません。

モバイルルーターを利用する

3つ目は、モバイルルーターを使う方法です。

モバイルルーターもホームルーターと同様、SIMカードが入っており、モバイル回線を使って通信します。

ホームルーターとの違いは、サイズが小さいこと、バッテリーが内蔵されていることです。

モバイルルーターのメリットは、持ち運びができる点です。

外出先でも、モバイルルーターを持って行けばWi-Fiが利用可能になります。

デメリットは、ホームルーターに比べて月額料金が高めなこと、「3日で15GBまで」といった通信制限が設けられている場合があることです。

公共のWi-Fiを使う

最後は、公共のWi-Fiを使う方法です。現在は、駅やカフェ、コンビニなど、さまざまな場所に無料で使えるWi-Fiが設置されています。

Wi-Fiが使いたい状況になったら、Wi-Fiが設置された場所に行って利用するのも良いでしょう。

しかし、公共のWi-Fiにはセキュリティ上のデメリットもあります。

公共のWi-Fiは通信が暗号化されていない場合が多く、通信内容を第三者に傍受されてしまう可能性があります。

また、「なりすましアクセスポイント」といって、公共のWi-Fiによく似た名前の偽のWi-Fiを用意し、間違ってそちらにアクセスすると通信内容を傍受されたり、端末をハッキングされたりするケースがあるので注意してください。

Wi-Fiを利用するうえでの注意点

とても便利なWi-Fiですが、利用するうえで注意すべき点もあります。
ここからは、それらの注意点について見ていくことにしましょう。

自宅などで利用する場合

まずは、自宅などでWi-Fiを利用する場合の注意点を見てみましょう。

主な注意点は以下の2つです。

• Wi-Fiルーターの設置場所
• セキュリティ対策

せっかく自宅にWi-Fiを導入しても、Wi-Fiルーターの設置場所によっては速度が遅くなる、通信が切れてしまうといった状況になり、快適に使えません

Wi-Fiを快適に使うためには以下の条件を満たすようにするのがおすすめです。

• 障害物(金属や水槽など)が近くにない場所に設置する
• 電化製品(電子レンジなど)が近くにない場所に設置する
• 部屋の中央に、少し高さをつけて設置する

まず、電波を反射したり吸収したりする障害物は避けて設置しましょう。壁が障害物となってしまうこともあるため、なるべく端末を利用することの多い部屋に設置してください。

また、近くに電化製品がない場所を選びましょう。電波干渉を起こし、通信が遅くなったり不安定になってしまう可能性があるからです。

Wi-Fiルーターは全方向に電波を発信するため、部屋の中央になるべく高さをつけて設置するのがおすすめです。

次にセキュリティ対策ですが、不正なアクセスや情報漏洩を防ぐため、以下の2点はおこなっておきましょう。

• Wi-Fiルーターのファームウェアを最新バージョンに更新しておく
• IDやパスワードを複雑なものにしておく

スマホやPCには、OS(WindowsやMacOS、iOSやAndroidなど)という基幹となるソフトウェアが入っていますが、Wi-Fiルーターにもファームウェアという基幹ソフトウェアが入っています。

OSと同様、ファームウェアも不具合などがないよう、アップデートされることがあります。古いバージョンのファームウェアはセキュリティ面が弱い可能性があるので、常に最新バージョンにアップデートして使ってください

また、Wi-FiのIDやパスワードは初期設定のまま使うのではなく、なるべく複雑な文字列に変更してから使いましょう

公共のWi-Fiを利用する場合

公共のWi-Fiを利用する際に気を付けなくてはならないのは、セキュリティ面です。 無料で使えて便利ですが、不特定多数の人が利用することもあり、以下の点への注意が必要です。

• 暗号化されていない(ネットワーク名に鍵マークが表示されない)公共Wi-Fiは使わない
• 詳細不明のネットワークには接続しない
• URLが「https」で始まっているサイトにだけ接続する
• ログインが必要なページでパスワード・IDを入力しない
• 個人情報を扱うアプリを利用しない
• 自動接続はオフにする
• VPNを利用する

暗号化されていないネットワークに接続すると、送受信した情報を傍受されるリスクが高まります。必ず暗号化されたWi-Fiだけを使うようにしてください。

また、なりすましのネットワークもあるため、ネットワーク名が正しいかどうかを確認してから接続しましょう。

Webサイトには、URLが「http」で始まっているものと「https」で始まっているものがありますが、前者は通信情報が暗号化されませんのでアクセスを避けた方が安全です。

このほか、ログインが必要な画面でIDやパスワードを入力すると、その情報を盗まれる可能性があります。ログインが必要なサイトは自宅などのWi-Fiやモバイル通信で利用しましょう。

同様に、個人情報を扱うアプリも通信内容が傍受される可能性があるので、利用を控えるのが無難です。

自分が気付かないうちに公共のWi-Fiに接続されてしまい、セキュリティ対策ができなくなる可能性があるため、自動接続はオフにしておきましょう。

有料のものが多いですが、VPNを利用するのもセキュリティ対策としては効果的です。

Wi-Fiの種類とおすすめの人

Wi-Fiには次の3種類がありました。

• 固定回線+Wi-Fiルーター
• ホームルーター
• モバイルWi-Fi

それぞれの特徴を踏まえ、おすすめの人を紹介します。

まず、固定回線+Wi-Fiルーターは、以下の人におすすめです。

• 通信速度を優先したい人
• いつでも安定した通信がしたい人
• 容量の制限なしに使いたい人
• 複数の端末・複数人で使いたい人

固定回線のメリットは、速度が速いこと、通信が安定していること、容量制限がないことです。これらを優先したい人は固定回線を選ぶのがおすすめです。

また固定回線は、複数の端末(スマホやタブレット、PCなど)での利用や、複数人で同時に利用する場合にも安定感があります。 続いて、ホームルーターがおすすめなのは以下の人です。

• すぐにインターネットを利用開始したい
• 回線工事ができない・したくない
• 工事費用・月額料金を節約したい
• 光回線のエリア外で使いたい
• 引っ越しが多い

ホームルーターはコンセントに挿すだけですぐにインターネットが利用可能です。固定回線を引くのには時間がかかるため、すぐに利用開始したい人におすすめです。

また、なかには住居の事情で固定回線の工事ができない人やしたくない人も多いでしょう。このような方にもホームルーターはおすすめです。

さらに、ホームルーターは工事費用が不要であり、固定回線・モバイルWi-Fiと比べて月額料金が安いことが多いです。そのため、費用を抑えたい人にもおすすめできます。 光回線のエリア外で使いたい人、引っ越しが多い人にもおすすめです。

最後に、モバイルWi-Fiがおすすめなのは以下の人です。

• すぐにインターネットを利用開始したい
• 回線工事ができない・したくない
• 工事費用を節約したい
• 外出先でも使いたい
• スマホの料金を安くしたい

モバイルWi-Fiもホームルーターと同様、工事不要ですぐに利用ßできます。

最大のメリットは、外出先でも利用できる点でしょう。モバイルルーターを持ち歩いていれば、どこでもスマホをWi-Fiに接続できます。そのため、スマホのプランをデータ量の小さなプランに変更し、スマホの料金を節約することが可能です。

Wi-Fiルーターの選び方

ここからは、Wi-Fiルーターの選び方を紹介します。現在は多くのWi-Fiルーターが販売されているので、迷ってしまう人が多いでしょう。

以下の選び方を参考に、ぜひ自分にぴったりのWi-Fiルーターを見つけてください。

• 利用環境に合わせて選ぶ
• 通信速度を確認する
• 同時接続可能台数を確認する
• 価格を確認する
• 便利な機能が搭載されているか確認する
• 初期設定がしやすいか確認する

それでは1つずつ見ていきましょう。

利用環境に合わせて選ぶ

自宅やマンションなど、利用環境に合わせてWi-Fiルーターを選びましょう。

複数の部屋がある一戸建ての家だと、広範囲に電波の飛ぶWi-Fiルーターが適しています。
ワンルームのマンションであれば、通信可能範囲の広さよりも、最大速度を優先した方が快適に使えるでしょう。

各Wi-Fiルーターの情報には、利用環境の間取りの目安が記載されていることが多いので、チェックしてみましょう

通信速度を確認する

最大通信速度も確認しましょう。

せっかく通信速度の速い回線に申し込んでいても、回線の通信速度よりも最大通信速度の遅いWi-Fiルーターを選んでしまうと、十分な速度が出ません

無線での最大通信速度を確認し、必要な速度が出るものに絞り込みましょう。

同時接続可能台数を確認する

複数の端末で使いたい人や、複数人で使う可能性のある人は、同時接続台数にも注意しましょう。

それぞれの家族が端末を複数台持っている場合には、最大でどれだけの接続数が必要か、正確に計算してください。

装置される接続台数よりも少し多目のものを選んでおくと安心です。

価格を確認する

価格ももちろん重要です。

• 自分が必要とする機能・性能が揃っていること
• その機能・性能に見合う価格であること

この2点を満たしているか確認しましょう。

不要な機能・性能のあるWi-Fiルーターを高額で買うのは無駄ですし、安さを重視して必要な機能・性能のないものを選べば、快適に使えません

便利な機能が搭載されているか確認する

Wi-Fiルーターのなかには、以下のような便利な機能を搭載しているものもあります。

• ビームフォーミング機能
• メッシュWi-Fi
• MU-MIMO

ビームフォーミング機能は、特定の方向や端末に電波を飛ばす機能です。通常、Wi-Fiの電波は全方向に飛びます。

しかし、ビームフォーミングを使うことで電波の方向が限定され、離れたところにある端末で利用できる、通信速度が安定するといったメリットが発生します。

メッシュWi-Fiは、親機となるWi-Fiルーターのほかに中継機を設置し、Wi-Fiのネットワークを網の目のように広げる機能です。

Wi-Fiルーター(親機)が設置された部屋とは別の部屋、別の階であっても、安定した通信が可能になります。

MU-MIMOは、複数の端末に同時にデータを送信する機能です。通常のWi-Fiルーターの場合、複数の端末で利用する際には1つ1つの端末に順番にデータを送信します。

そのため、利用台数が増えるにしたがって、送受信の速度が下がってしまいます。 MU-MIMOを搭載しているWi-Fiルーターであれば、利用台数が増えても高速通信が可能です。

複数の端末で高速通信が使いたい方は、MU-MIMO搭載のWi-Fiルーターを検討してみるのも良いでしょう。

初期設定がしやすいか確認する

Wi-Fiは便利ですが、「初期設定が面倒そう」という理由で見送っている人もいるかも知れません。

確かに、Wi-Fiルーターの初期設定は、慣れていない人にとっては面倒に感じられるでしょう。

しかし、なかには初期設定が簡単にできるWi-Fiルーターもあります。

「ワンタッチ接続機能」に対応しているWi-Fiルーターであれば、ルーターと端末をほんの少し操作するだけで接続・設定が完了します。初期設定を煩わしく感じる人は、ぜひワンタッチ接続機能の有無もチェックしてWi-Fiルーターを選んでみてください。

まとめ

本記事では、Wi-Fiの仕組み、メリットとデメリット、利用方法や注意点などを紹介してきました。
デメリットや注意すべき点はあるものの、全体的に見ればWi-Fiはとても便利なものです。

本記事を参考に、自分にぴったりのWi-Fi環境を手に入れ、快適にインターネットを楽しんでください。

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