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周波数を使い分けてポケットWiFiの性能を最大限に引き出す方法

投稿日:2019年11月20日 更新日:

周波数を使い分けてポケットWiFiの性能を最大限に引き出す方法

茂畑さん
ポケットWi-Fiをなるべく良い通信状態で使用するには、どうしたら良いでしょうか?
トミー
快適なモバイル通信をするには、電波の周波数特性を少し理解するだけで、性能を最大限に引き出す事ができますよ!

難しい専門用語はなるべく使わずに、詳しく解説しますので、快適通信やポケットWi-Fi選び方の参考にしてみてくださいね。

電波の周波数によって繋がりやすさと通信速度が違う

電波の周波数によって繋がりやすさと通信速度が違う

ご存知の通り光ファイバーなどの固定回線と違って、モバイル(無線)通信は電波を使用して通信をしていますが、ポケットWi-Fiを使った無線通信では、無線区間が2区間あります。

トミー
まずこの2区間をイメージしてください。
ポケットWi-Fiの無線区間は2区間

ポケットWi-Fiの無線区間イメージ

ポケットWi-Fiを使わない場合、最寄り基地局からの無線区間は1区間だけですね。

一方、ポケットWi-Fiは最寄り通信基地局からポケットWi-Fiまでの1区間と、ポケットWi-FiからスマホやPCなどの接続機器間の合計2区間存在します。

トミー
この2区間は使用する電波の周波数が異なります。
茂畑さん
あまり意識してませんでしたが、言われてみれば確かに2区間ありますね。

通信における周波数の基本特性

通信における周波数の基本特性

例えば、私たちの身近に存在する「音」もHz(ヘルツ)という周波数で表されますが、高い音は聞こえやすく、低い音は聞き取りにくいなど特性があります。

電波も周波数の高い低いによって特性があります。

電波の周波数特性

  • 高周波数:障害物に弱いが高速な通信が可能
  • 低周波数:障害物に強いが高周波数と比べると低速

トミー
高速で繋がりやすい電波があれば最高なんですが、繋がりやすさと通信速度は相反してしまいます。

茂畑さん
どちらにもメリット・デメリットがあるんですね。

高周波数電波の特徴

高周波数

  • 電波の直進性が高く障害物に弱い
  • 距離による減衰が大きく遠くまで届きにくい
  • 帯域幅を広く取れるため高速な通信が可能
高周波数電波の特徴

高周波数電波の特徴

低周波数電波の特徴

低周波数

  • 障害物を迂回しやすいため建物の陰などでも比較的繋がりやすい
  • 距離による減衰は少なく遠くまで届く
  • 高周波数と比べると帯域幅は取れないため低速
低周波数電波の特徴

低周波数電波の特徴

電波の周波数は総務省が管理している

電波の周波数は総務省が管理している

電波は自然界に存在するものなので、全人類の共有財産と言えます。

私たちの生活の中で電波はモバイル通信の他に、テレビ・ラジオ・航空無線やレーダーなど本当にさまざまな用途に使用されています。

何の取り決めもなく無秩序に電波を使用してしまうと、混信をしたり大きな混乱を招いてしまいます。

そのため日本では、総務省が周波数の割当などを管理し、大きな混乱が起きないように整備をしています。

出典:総務省 我が国の電波の使用状況より

出典:総務省 我が国の電波の使用状況

トミー
モバイル通信に関わる周波数を表にしてみました。

表の上から高周波数、下に行くほど低い周波数です。

茂畑さん
こうして見ると沢山の周波数があるんですね。
モバイル通信に関わる周波数帯域
28GHz携帯通信事業者用(5G次世代通信用)
5GHzWi-Fi用
4.5GHz携帯通信事業者用(5G次世代通信用)
3.7GHz
3.5GHz携帯通信事業者用
2.5GHz
2.4GHzWi-Fi用
2.1GHz携帯通信事業者用
1.7GHz
1.5GHz
900MHz携帯通信事業者用(プラチナバンド)
800MHz
700MHz

Wi-Fi接続の周波数は2.4GHzと5GHzを選べる

Wi-Fiの電波は、2.4GHzと5GHz帯の電波を使い分ける事ができます。

ただしルーターと接続機器それぞれが接続する周波数に対応している必要があります。

Wi-Fi接続の周波数は2.4GHzと5GHzを選べる

Wi-Fi接続イメージ

Wi-Fi通信規格周波数最大通信速度
IEEE802.11ax2.4/5GHz9.6Gbps
IEEE802.11ac5GHz6.9Gbps
IEEE802.11n2.4/5GHz600Mbps
IEEE802.11a5GHz54Mbps
IEEE802.11g2.4GHz54Mbps
IEEE802.11b2.4GHz11Mbps

2.4GHzのメリットとデメリット

2.4GHz

  • 5GHzと比べると低速
  • 障害物には強い
  • 家電やBluetooth、他の機器も使用する周波数のため電波干渉する

5GHzのメリットとデメリット

5GHz

  • 2.4GHzと比べると高速
  • 壁などの障害物には弱い
  • 他の電化製品との干渉がない
  • 気象レーダーと同じ周波数のため、屋外で使用する場合は制約がある

5GHzは屋内用と屋外用のチャンネルに注意

屋外で5GHzを使用する場合は、気象レーダーなどの電波干渉を起こす電波が周辺に無いか、最低1分間確認をする事が電波法で定められています。

5GHzを使用する場合には、1分間はDFSと呼ばれる機能で周辺電波のチェックが走り、その後使用できるようになります。

トミー
チャンネルを選択できる場合は以下の条件に注意してください。
茂畑さん
5GHzの中でも、さらに細分化されてるんですね。
W52(屋内用)
屋外使用不可!
5.2GHz
36/40/44/48ch
W53(屋内用)
屋外使用不可!
5.3GHz
52/56/60/64ch
W56(屋外用)5.6GHz
100/104/108/112/116/120/124/128/132/136/140ch

2.4Gと5GHzの上手な使い分け方法

基本的には5GHz(屋外用/W56)で接続をして、ルーターと接続機器間の距離がどうしても離れてしまい、接続が悪い場合には2.4GHzの周波数を試してみると良いでしょう。

Wi-FiルーターとPCやスマホなどをセットで持ち歩く場合が殆どだと思いますが、ルーターと接続機器の距離が近い場合には5GHzで通信した方が速度は確実に速いです。

さらに5GHzはWi-Fi専用帯域のため、Bluetoothのワイヤレス・イヤホン(2.4GHzを使用)などとの干渉もしないので良い品質で通信できます。

住環境などの関係で、ルーターと接続機器間の距離がどうしても離れてしまう場合や壁などで隔たりができてしまう場合は2.4GHzの周波数を試してみると良いでしょう。

ルーターと基地局間の周波数は通信キャリアによる

ルーターと基地局間の周波数は通信キャリアによる

通信基地局とポケットWi-Fi間の電波は、契約する通信キャリアが国(総務省)から使用を許可されている周波数を使うことになります。

基地局とルーター間の通信イメージ

基地局とルーター間の通信イメージ

 

免許を与えられている周波数を一覧にしてみると以下の通りです。

3.7GHz〜28GHzは5G用の周波数なので、5Gからモバイル事業に参入する楽天にも割り当てされています。

茂畑さん
5Gでは一番高い周波数を使うんですね?

という事は、一番高速な通信が出来るって事ですか?

トミー
分かって来ましたね!その通りです!
通信事業者への周波数割り当て一覧
周波数WiMAXY!mobileauSoftBankdocomo楽天モバイル
28GHz
4.5GHz
3.7GHz
3.5GHz
2.5GHz
2.1GHz
1.7GHz
1.5GHz
900MHz
800MHz
700MHz
トミー
詳しくは後述しますが、WiMAXは通信モードによってauの電波を使用する事ができ、逆にauもWiMAXの電波を使用する事ができます。

Y!mobileとSoftBankも相互に電波を補完し合いサービス提供をしています。

電波の届きにくい場所ではプラチナバンドが有利

電波の届きにくい場所ではプラチナバンドが有利

ビルの陰や、樹木や山、屋内の入り組んだ場所など、障害物の影響により電波が届きにくい場所では700〜900MHzの低周波数の電波が有利です。

この700〜900MHzの低周波数の電波はプラチナバンドと呼ばれ、障害物を迂回して進む傾向があります。

障害物による遮蔽(しゃへい)の影響を受けにくく、電波が届き難い場所などにも電波を届ける事ができます。

繋がりやすさでは有利な反面、帯域幅(データの通り道)を広く取れないため高周波数に比べると低速というデメリットもあります。

【プロが解説】屋内でポケットWiFiを快適に使うコツを5つご紹介

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高周波数は障害物に弱いけど高速な通信が可能

高周波数は障害物に弱いけど高速な通信が可能

高周波数の電波は直進性が高く、障害物などで反射をしてしまうため入り組んだ場所での使用には向きません。

障害物の影響には弱い反面、帯域幅(データの通り道)を多く取れるため高速な通信が可能です。

4Gの通信では、WiMAXやY!mobileで使用されている2.5GHzや、スマホで使用されている3.5GHzの周波数帯が高速です。

複数の電波を束ねるキャリアアグリゲーション

キャリア・アグリゲーション(CA)のイメージ

キャリア・アグリゲーション(CA)のイメージ

キャリア・アグリゲーション(CA)とは、異なる複数の電波を同時に使用する事によって、繋がりやすさや通信速度などを上げる技術の事をいいます。

電波は周波数によって特性があることは前述しましたが、例えば、繋がりやすい周波数の700MHzと、高速な2.5GHzや3.5GHzを同時に使用すれば、繋がりやすく高速な通信が可能になります。

ルーターの機能説明で「5CC CA対応」という表記があれば、5 Component Carrier Carrier Aggregationという意味なので、5つの周波数を束ねて使用する事ができるという事になります。

使用する周波数は、通信事業者側でエリアやごとに最適化されていますので、ユーザー側で選択する事はできません。

トミー
CA機能のオン・オフはユーザー側のルーターで設定可能です。

ルーターによっては周波数を使い分けできる

WiMAXは2つの通信モードを使用する事ができ、それぞれ使用する周波数が異なります。

WiMAXはエリアも広く速度も速いのですが、2.5GHz〜2.6GHzという比較的高い周波数を使用するため、障害物に弱いという弱点があります。

使用していて繋がりにくいと感じる場合には、au LTEの豊富な周波数を使うハイスピードプラスエリアモードを使用すれば解消される事が多いです。

auの電波を使うハイスピードプラスエリアモードはLTEオプションと呼ばれ、データ使用量は7GB/月の制限があります。

月額1,005円の料金が掛かりますが、WiMAXを3年契約している場合と、auスマートバリューmineに加入している場合は無料です。

ハイスピードモード

  • WiMAXの電波を使用する
  • 周波数:2.5GHz〜2.6GHz

ハイスピードプラスエリアモード

  • au LTEの電波を使用する
  • 周波数:700MHz/800MHz/1.5GHz/1.7GHz/2.1GHz/3.5GHz/3.7GHz/28GHz

※3.7GHzと28GHzは5G用

まとめ:周波数を使い分けて最適化された通信をするためには

最後に要点をまとめてみましょう。

まとめ

  • 高周波数は障害物に弱いが高速な通信が可能
  • 低周波数は障害物に強いが高周波数と比べると低速
  • Wi-Fi接続の周波数は2.4GHzと5GHzを選べる
  • 5GHzは他の電化製品との干渉もなく高品質で通信可能
  • 壁などを隔てて利用する場合は障害物に強い2.4GHzを試してみると良い
  • 基地局とポケットWi-Fi間の使用周波数は契約する通信キャリアによる
  • 田舎や地下鉄、屋内などでは700〜900MHz(プラチナバンド)が繋がりやすい
  • WiMAXやY!mobileで使用される2.5GHz帯域は高速だが障害物に弱め
トミー
周波数の特性は不変なので、迷った時には思い出して頂けると幸いです。

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