Wi-Fiの仕組みを図解でわかりやすく解説｜自宅で快適に使うコツも

「家の中でスマホを使っていると、たまにネットが重くなる……」

「Wi-Fiとインターネット回線って、何が違うの？」

今や暮らしに欠かせない存在となった「Wi-Fi（ワイファイ）」ですが、その仕組みや正しい選び方については、よく知らないという方も多いのではないでしょうか。

Wi-Fiの仕組みを正しく理解すると、自宅の電波状況を改善できたり、自分にぴったりの通信サービスを選べたりと、たくさんのメリットがあります。

そこで本記事では、Wi-Fiの基本的な仕組みから、家庭で使われるWi-Fiの種類、電波を快適につなぐための秘訣まで、図解を交えてわかりやすく解説します。

Wi-Fiとは｜無線LANの規格の一つ

Wi-Fiとは、スマートフォンやパソコンなどを無線でインターネットにつなぐための仕組みです。

たとえば、自宅でスマホを使って動画を見たり、パソコンでWebサイトを閲覧したりするとき、多くの場合はWi-Fiを利用しています。LANケーブルを接続する必要がないため、家の中の好きな場所でインターネットを利用できるのがメリットです。

なお、正確にはWi-Fiは「無線LAN」の規格の一つです。無線LANとは、ケーブルを使わずに機器同士を接続する通信方式のことで、Wi-Fiはその中でも異なるメーカーの機器同士が問題なく接続できるよう定められた共通規格を指します。

Wi-Fiと無線LANの違いを詳しく知りたい方は、以下の記事もご参照ください。

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無線LANとは？無線LAN＝Wi-Fiじゃない？違い・メリット・導入手順をわかりやすく解説

Wi-Fi通信では、無線LAN機器から発せられる電波を利用してデータの送受信を行います。そのため、LANケーブルを使用しなくても、家の中の好きな場所からインターネットへ接続しやすくなります。

また、スマホやパソコン、タブレットなど複数の端末を同時に無線接続できる点も特徴の一つです。ただし、同時に接続できる台数は、無線LAN機器の性能によって異なります。

なお、Wi-Fiに接続する際は、SSIDと呼ばれるネットワーク名を選択して接続先を指定します。通信内容は暗号化されているため、第三者による盗聴や不正利用のリスクを抑えられる仕組みです。

Wi-Fiとインターネット回線は別物

「Wi-Fiがつながっているのに、インターネットにつながらない」といったことが起こることがありますが、これは、Wi-Fiとインターネット回線が全くの別物であるために発生するトラブルです。

Wi-Fiは「スマホやパソコンといった端末とWi-Fiルーターをワイヤレスでつなぐための、家の中だけの電波の通り道」で、インターネット回線は「家と外の世界（Webサイトや動画サーバーなど）をつなぐ、大元の回線（光回線など）」とイメージするとわかりやすいでしょう。

いくら端末とルーターが強いWi-Fi電波でつながっていても、大元のインターネット回線が混雑していたり、障害が起きていたりすると、インターネットにはつながりません。家庭からWi-Fi接続でインターネットを利用するためには、「インターネット回線」と「Wi-Fi」の両方が正常に機能している必要があります。

無線LAN機器には「ホームルーター」や「モバイルWi-Fi」などいくつかの接続方法がありますが、家庭では「光回線+Wi-Fiルーター」で構成されるのが一般的です。

Wi-Fiと光回線の違いについては以下の記事にて詳しく解説していますので、こちらもあわせて参考にしてください。

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【図解付き】光回線とWi-Fiの違いは？どちらがおすすめか解説

家庭で使われる主な接続方法と仕組み

家庭で使われる主な無線LAN機器の接続方法は、主に以下の3つです。

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

ここからは、それぞれの仕組みを詳しく見ていきましょう。

光回線+Wi-Fiルーターの仕組み

光回線+Wi-Fiルーターは、光回線を利用してインターネットへ接続し、家の中にあるスマホやパソコンなどを無線でインターネットに接続できるようにする接続方法です。まずONUが光回線で送られてきた光信号をデジタル信号へ変換し、その後、Wi-Fiルーターがスマホやパソコンなどへ電波を飛ばします。

通信速度が速く安定しやすいため、動画視聴やオンラインゲーム、テレワークなど大容量通信を行う人に適しています。

ホームルーターの仕組み

ホームルーターとは、機器を部屋のコンセントに差し込むだけですぐにWi-Fi環境を構築できる据え置き型のWi-Fi機器です。ホームルーター本体が携帯電話回線（4G/5G）の電波を受信し、スマホやパソコンなどへWi-Fi電波を飛ばすことで、インターネットへ接続します。

工事不要ですぐに利用できる点が大きなメリットですが、通信品質は周辺環境や利用者数の影響を受けやすく、利用場所や時間帯によって通信速度が変動する場合があるのが難点です。また、光回線と比較すると、通信が不安定な傾向が見られます。

そのためホームルーターは、引越しが多い人や、すぐにインターネットを使いたい人に適しています。ただし、自由に持ち運んでどこでも使えるわけではなく、引越しなどの際には住所変更などの手続きが必要です。

ホームルーターの仕組みや特徴については、以下の記事でもまとめています。詳しく知りたい方は、ぜひご一読ください。

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ホームルーター（置くだけWi-Fi）のメリットと向いている人の特徴

モバイルWi-Fiルーターの仕組み

モバイルWi-Fiルーターとは、バッテリーで駆動する、手のひらサイズの持ち運びを前提としたWi-Fi機器です。モバイルWi-Fiルーター本体が携帯電話回線（4G/5G）の電波を受信し、スマホやパソコンなどへWi-Fi電波を飛ばすことで、インターネットへ接続します。

工事不要で使えるうえ、自宅だけでなく、出先でもWi-Fiでインターネットへ接続できる点が特徴です。一方で、通信品質は利用場所や電波状況によって変動しやすい場合があります。また、バッテリー駆動で利用する機器であるため、充電が必要です。

そのため、モバイルWi-Fiルーターは外出先でもWi-Fiを利用したい人や、移動しながらインターネットを使う機会が多い人に向いています。

Wi-Fiの電波が届く範囲や通信速度は？

Wi-Fiの電波が届く範囲や通信速度は、利用するWi-Fiルーターの性能だけで決まるものではありません。ルーターとの距離や障害物の有無など、さまざまな要因によって通信品質は変化します。

ここでは、Wi-Fiの電波が届く範囲や通信速度に影響する主な要因について解説します。

Wi-Fiのつながりやすさは障害物や距離の影響を受ける

Wi-Fiの電波には、ルーターから離れれば離れるほど弱くなる性質があります。さらに、電波が障害物を通り抜けるとき、その材質によっても電波の弱まり方（影響度）が大きく異なります。

特に金属やコンクリート、水は電波を強く遮断してしまうため、電子レンジや水槽などの近くや、鉄製の棚の中などにルーターを設置するのは避けるようにしましょう。

加えて、部屋数が多い住宅や、戸建ての1階から2階へ電波を飛ばしたい場合は、どうしても電波が届きにくくなる箇所が出てきます。

さらに、Wi-Fiで利用される周波数帯によっても、電波の届きやすさは異なります。主に利用されているのは「2.4GHz帯」と「5GHz帯」で、それぞれ特徴が異なるため、利用環境に応じて使い分けることが大切です。

それぞれの特徴については、以下の図解をご参照ください。

なお、近年ではWi-Fi 6Eなどで利用される「6GHz帯」に対応した機器も登場しています。6GHz帯は、5GHz帯と同様に障害物の影響を受けやすいものの、より高速な通信が期待できる周波数帯です。

もし家の中に電波の届かないエリア（死角）がある場合は、以下の周辺機器を導入することで劇的に通信環境が改善する可能性があります。

中継機

中継機は、Wi-Fiの電波を中継して通信範囲を拡げる機器です。既存のWi-Fi環境へ追加しやすいのが特徴で、導入することで、Wi-Fiが届きにくい部屋やWi-Fiルーターから離れた場所での通信環境の改善が期待できます。

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メッシュWi-Fi

家中のどこでも快適にインターネットを利用したい場合は、複数のメッシュWi-Fi機器でWi-Fiが届く範囲を拡げる方法もあります。家全体をカバーしやすく、家の中を移動しているときも接続先を自動で切り替えることで、安定した通信を維持しようとする仕組みです。

メッシュWi-Fiは、2階建て以上の戸建てや、部屋数の多い住宅に適しています。

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通信速度は無線LAN機器の性能や規格によって変わる

Wi-Fiの最大通信速度や通信性能は、無線LAN機器や接続する端末が対応している規格によって異なります。機器や端末が古い規格にしか対応していない場合には、通信速度が十分に発揮されない場合があります。

現在主流となっている規格は、「Wi-Fi 6（IEEE802.11ax）」です。高速かつ安定した通信が可能で、スマホやパソコンを同時に複数接続しても速度が低下しにくいのが特徴です。

また、一世代前の標準規格である「Wi-Fi 5（IEEE802.11ac）」に対応する機器も、今なお広く普及しています。

さらに、近年はWi-Fi 7対応機器も登場しています。Wi-Fi 6よりさらに高速・低遅延な通信が期待できますが、対応ルーターと端末の両方が必要です。

Wi-Fiの規格については、以下の記事をご参照ください。

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【比較表付き】Wi-Fi規格の8つの種類を紹介｜規格の確認方法や選び方も解説

ご自宅のWi-Fi速度を根本からスピードアップさせたいなら、インターネット回線の見直しとあわせて、Wi-Fiルーターを最新の規格のものへアップデートしてみるのも一つの手です。

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自宅でWi-Fiを快適に使うなら「光回線+Wi-Fiルーター」がおすすめ

Wi-Fi環境を快適に整えるためには、回線選びも重要です。光回線なら、通信速度が速く、安定した通信を行いやすいため、動画視聴やオンラインゲーム、テレワークなど大容量の通信を行う家庭にも向いています。

また、スマホやパソコンなどの接続台数が多い環境でも、安定した通信を行いやすい点も特徴です。

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また、Wi-Fi 6に対応した多機能ルーターのレンタルサービスを利用すれば、配線のゴチャつきを抑えながら家中でつながりやすいWi-Fi環境を構築できます。Wi-Fiルーター本体も見直したい方は、こちらもあわせてご検討ください。

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