Wi-Fiの技術的な仕組み

規格と周波数

Wi-Fiの規格と周波数について、主要な情報を表に示します。

OFDM、OFDMA

Wi-Fi無線伝送方式における。OFDMとOFDMAの主な特徴について解説します。

OFDM

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing ⁄ 直交周波数分割多重）とは、802.11aの規格で使用されていた変調方式です。

OFDMの特徴

• データを複数のサブキャリアに分割して並列伝送
• チャネル全体の使用率を高め、無線伝送速度を向上させる。
• 1つのチャネル内のサブキャリアを同時に使用

OFDMA

OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access ⁄ 直交周波数分割多元接続）とは、Wi-Fi6（802.11ax）で新たに導入された変調方式の技術です。

OFDMAの特徴

• OFDMを改良し、チャネルをさらに小さなサブチャネルに分割
• 約2MHzを最小単位(リソースユニット:RU)として分割
• 異なる周波数を利用して複数のユーザーが同時に通信可能

OFDMAの主な利点

OFDMAの採用により、Wi-Fi 6は複数デバイスの同時接続に強く、IoTデバイスの増加や高密度な通信環境にも対応できるようになりました。
これにより、オフィスや公共施設など、多くのデバイスが集中する場所でも安定した通信を実現します。

SISO、MIMO

Wi-Fi無線伝送方式における、SISOとMIMOの主な特徴について解説します。

SISO

SISO（Single Input Single Output）とは、最も基本的な無線通信方式です。

SISOの特徴

• 送信側と受信側でそれぞれ1本のアンテナを使用
• シンプルな構成で低コスト
• データ伝送速度は比較的遅い
• 電波の干渉や遮蔽の影響を受けやすい

MIMO

MIMO（Multiple Input Multiple Output）とは、複数のアンテナを使用する高度な通信方式です。

MIMOの特徴

• 送信側と受信側で複数のアンテナを使用
• データのスループットやリンク距離を大幅に改善
• 周波数帯域の利用効率が高い
• フェージング（電波の減衰）を低減し、リンクの信頼性を向上

MIMO（Multiple Input Multiple Output）は、Wi-Fi4（IEEE 802.11n）以降のWi-Fi規格で採用されており、最新のWi-Fi7（IEEE 802.11be）では16 × 16 MU-MIMO（Multi-User Multiple Input Multiple Output）をサポートしています。

性能比較

TKIP、AES

Wi-Fi暗号化方式における、TKIPとAESの主な特徴について解説します。

TKIP：

TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）とは、古い暗号化方式であるWEP（Wired Equivalent Privacy）を改良して作られました。

TKIPの特徴

• WEPよりも高い暗号強度
• 各パケットごとに異なる暗号キーを使用し、セキュリティを向上
• WEPの基本的な仕組みを引き継いでいるため、完全に安全とは言えない

AES：

AES（Advanced Encryption Standard）とは、現在のWi-Fi通信で、最も高い暗号強度を持つ暗号化方式です。

AESの特徴

• TKIPをさらに改良し、より堅固なセキュリティを提供
• 128ビットの鍵長を使用し、非常に強力な暗号化を実現
• 現代の無線通信では、最も推奨される暗号化方式

TKIPとAESの比較

セキュリティを重視する場合、AES暗号化を使用することが強く推奨されます。
多くの最新のWi-Fi機器は、AESをサポートしているため、より安全な無線通信環境を構築することができます。