夜、家族みんなが 動画を 見たり、ゲームを したり して いる ときに、画面が 止まった ことは ありませんか。

Wi-Fiは、線の かわりに、見えない でんぱを 使います。この でんぱが 通る 空気は、家の 中の きかい みんなで 分け合って います。となりの 家の Wi-Fiと、同じ 空気を 使う ことも あります。

だから、みんなが 話そうと すると、順番じゅんばんを ゆずりあう ことに なります。線の ネットでは、1台ずつ つなぐ 線が あります。話す 順番じゅんばんを 気にしなくて すむので、安定しやすい といわれます。

ただし、線の ネットが いつも ぜったいに 安定、という わけでは ありません。線の 作りが わるいと、線でも 切れる ことは あります。

では、みんなは どうやって 順番じゅんばんを 決めて いるのでしょう。

夜、家族がそれぞれ動画を見たりゲームをしたりしているときに、急に画面が止まった経験はないでしょうか。このとき、Wi-Fiの中では、見えない電波を「順番にゆずりあう」ことが起きていると説明されます。

Wi-Fiは1つのチャネル（電波の通り道）を、ルーターとつながった機器がみんなで共有します。同じチャネルで順番を競って送るのが基本です。ただし、規格によっては、複数の機器が同時に送る仕組みもあります。

これに対して有線LANは、機器とスイッチが1本の線で点と点をつなぎます。各線の送信側が1台だけなので、ぶつかり合う心配が少なくなります［7］。

ただし、有線なら必ず安定、と言える資料はありません。ケーブルの品質やコネクタの不良、規格上限に近い長さでは、有線でも不安定になりえます。「安定しやすい」というのが、資料から言える強さです。

では、共有されている電波の中で、機器はどうやって順番を決めているのでしょうか。

夜、家族が同時に動画やゲームを使い、画面が止まる。この場面の背景には、無線通信が「一つの電波の通り道を、同じ範囲の機器で共有する」性質をもつことがある。Wi-Fiは1つのチャネルをルーターと全端末が共有し、同じチャネルで順番を競う通信が基本である。ただしWi-Fi 6のOFDMAなど、規格によっては複数端末が同時に送る仕組みもあり、「必ず1台だけ」とは言えない。

一方、全二重のイーサネットでは、送信用と受信用の線対が分かれ、各対の送信側は1台だけである。スイッチが1本ごとの線を点対点でつなぐため、競合も衝突も起きない［7］。そのため、共有の苦労は少ない。ただし1000BASE-Tは4対を双方向に使うので、「送受信で線が別」という説明は100BASE-TXまでのものである。

有線LANが常に安定という一次資料はない。ケーブルの品質、コネクタ不良、規格上限に近い長さ（100m級）では不安定になりうる。安定「しやすい」と書くのが、資料から言える強さである。

では、共有されている電波の中で、機器は順番をどう決めているのか。

Wi-Fiには、話す 前の 決まりが あります。まず、でんぱが 空いて いるか 耳を すまします。だれかが 話して いたら、終わるまで 待ちます。

終わっても、すぐには 話しません。少しだけ、ばらばらの 時間を 待ってから 話しはじめます。みんなが 同じ 時間に 話し出すと、ぶつかって しまうからです。

電話や ざつだんで、だれかが 話し終わるのを 待って、少し あいだを おいてから 話すのと にて います。ただし、本当は でんぱの 中で、そんな 細かい やりとりが 目に 見えない 速さで くりかえされて います。

それでも、うまく いかない ことが あります。遠くに いて、おたがいの 声が とどかない 友だちが 2人 いて、まん中の 1人に、同時に 話しかけたら どうでしょう。まん中の 人には 2つの 声が まざって、どちらも 聞きとれません。

無線では、送っている最中に自分の信号がぶつかったことを、信頼できる形で調べにくい性質があります。そこでWi-Fiは、CSMA/CAという手順で衝突を避けます［1］。送る前にまず「電波が空いているか」を確かめ、使われていたら終わるまで待ちます。終わったあとも、すぐ送らずにランダムな時間をおいてから送ります。

みんなが同じ瞬間に送り始めないための工夫です。教室で、先生が話し終えたあと、手を挙げるタイミングが少しずつずれるのに似ています。ただし、実際のやりとりは人間には見えない短い時間で行われます。

それでも失敗することがあります。互いの電波が届かない端末BとCが、どちらにも届く端末Aへ同時に送ると、両方失敗する可能性があります。これを隠れ端末問題といいます［1］。

つまりWi-Fiの順番は、完全なものではありません。端末が増えるほど、待ち時間も、失敗のやり直しも増えやすくなります。

では、順番を競う相手は、家の中の端末だけなのでしょうか。

無線では、送信中に衝突を信頼して検出する手段がない。そのためWi-Fiは、衝突が起きたあとに気づくのではなく、起きる前に避けるCSMA/CAを使う［1］。送る前に電波の使用状況を確かめ、使用中なら終わるまで待つ。さらに、空いた直後に全員が一斉に送るとぶつかるため、ランダムな時間をおいてから送る。

だが、この手順にも限界がある。互いの電波が届かない端末BとCが、どちらにも届く端末Aへ同時に送る場合、BにもCにも相手の送信が聞こえないので、待つ判断ができない。Aでは信号が重なり、両方の送信が失敗しうる（隠れ端末問題）［1］。

この結果、Wi-Fiの性能は、端末の数や配置に左右されやすい。待ち時間と再送が増えるほど、体感の安定は下がると考えられる。ただし、資料には具体的な低下の数値がなく、ここでは仕組みの説明にとどめる。

順番を争う相手は、家の端末だけとは限らない。同じ周波数帯を使う別の機器の存在が、次の問題になる。

Wi-Fiの でんぱには、2.4ギガヘルツ帯たいと いう 道が あります。ここは、めんきょが なくても 使える 道です。

だれでも 使える ぶん、いろいろな きかいが 集まります。電子レンジや コードレス電話、ブルートゥースの きかい、ゲームの きかいの中には、同じ 帯たいを 使う ものも あると いわれます（きしゅに よります）。人が 多い 広場の ように、ぶつかりやすく なります。

電子レンジが この 帯たいを 使うのは、水が この 帯たいの でんぱを うけとりやすいからです。食べ物の 水を 温める のに むいて いるのです。

あとから この 帯たいを 使い始めた のが、Wi-Fiや ブルートゥースです。先に 使って いた きかいの じゃまが 入る ことを、受け入れて 使う 立場だと いわれます。

どれだけ 電子レンジが ネットを 落とすかの 数字は、ここでは 書きません。ただ、同じ 帯たいを 使う きかいが 多いほど、安定しにくく なりやすいと いわれます。

2.4GHz帯はISMバンドの一つで、免許なしで使えます［2］［3］。電子レンジ、コードレス電話、ビデオカメラ、Bluetooth、ラジコン、ゲーム機など、この帯を使う機器もあり（機種によります）、干渉しやすく、通信が不安定になりやすいと解説されています［2］。

この帯には歴史の事情があります。2450MHz付近は、水が電波を吸収しやすい性質をもつため、電子レンジなどのマイクロ波加熱に使われました。無線LANやBluetoothは、あとから利用が認められた機器です。ISM機器からの干渉を受け入れる立場にあり、そのためこの帯は「汚れたバンド」と呼ばれることもあります［3］。

電子レンジがWi-Fiをどれだけ落とすかを示す信頼できる数字は、今回の資料にはありません。ですから、ここでは「干渉源の一例」として紹介するにとどめます。

では、こみあう帯を避けるには、どうすればよいのでしょうか。

2.4GHz帯は、産業・科学・医療用に確保されたISMバンド（アイエスエム）の一つで、免許なしで使える［3］。この帯を使う機器が多いため、干渉しやすく通信が不安定になりやすいと解説される［2］。電子レンジ、コードレス電話、ビデオカメラ、Bluetooth、ラジコン、ゲーム機などが挙げられているが、どの機種も使うわけではなく、機種による。

この帯は歴史的にも事情がある。2450MHz付近は、水が電波を吸収しやすい周波数であるため、電子レンジなどのマイクロ波加熱に採用された。無線LANやBluetoothは、後から使用が認められた通信機器で、ISM機器からの干渉を受け入れる必要がある。そのため「汚れたバンド」とも呼ばれる［3］。

電子レンジは干渉源の一例として挙げ、Wi-Fiへの影響の大きさは断定しない。

干渉を避けるために、機器の側は何ができるのか。それが次の章の問いになる。

Wi-Fiには、でんぱの 通り道を いくつかに 分けた「チャネル」が あります。近くの 家と 同じ チャネルや、近い チャネルを 使うと、ぶつかって おそく なる ことが あります。

ある メーカーは、ほかの きかいの チャネルから 4つ よりも 多く はなす ことを、めやすとして 教えて います。これは その 会社の せいひんの めやすで、どこでも 通用する 決まりでは ありません。

もう 1つは、5ギガヘルツ帯たいと いう、ちがう 帯たいに うつる ことです。こちらは 家電などの じゃまが 少なくて すみます。

ただし、よい ことばかりでは ありません。5ギガヘルツ帯たいは、2.4ギガヘルツ帯たいより、壁かべや ゆかに さえぎられやすい、と いわれます。

また、5ギガヘルツ帯たいの 一部では、気象きしょうレーダーの でんぱを 見つけると、自動で チャネルを かえます。その あいだ、通信つうしんが しばらく 止まる ことが あります。

近くのアクセスポイントが同じ、または近いチャネルを使っていると、電波が干渉して速度が下がることがあります。あるメーカーは、他の設備のチャネルから4チャネル以上離すことを目安に案内しています［4］。ただし、これはその会社の製品向けの目安であり、法則ではありません。

もう一つの方法は、5GHz帯へ移ることです。5GHz帯は家電などの干渉源が少ないとされます［4］。ところが、2.4GHz帯より壁や床にさえぎられやすく、2.4GHz帯のほうが壁を通りやすいと、複数の解説が述べています。ただし、距離は建材や機器で大きく変わるので、数字は書きません。

さらに、5GHz帯の一部（W53・W56）では、気象レーダーなどの電波を検出すると、自動でチャネルを変更します。その間、通信が中断することがあります［4］。

こうして見ると、Wi-Fiは帯やチャネルの混み具合、壁などが関係します。では、線の側は、どうしてこうした苦労が少ないのでしょうか。

干渉を避ける一つ目の手段は、チャネルの選択である。近くのアクセスポイントが同じ、または近いチャネルを使うと、電波が干渉して速度が下がる場合がある。メーカーは、他の設備のチャネルから4チャネル以上離すことを目安に案内している［4］。ただしこれは同社製品の案内であり、一般的な法則ではない。

二つ目は、5GHz帯への移動である。5GHz帯は家電など干渉源が少ない［4］。その一方、2.4GHz帯より壁や床に遮られやすく、2.4GHz帯のほうが壁を通りやすいと複数の解説が一致して述べる。ただし、距離の数値は建材や機器で大きく変わるため、具体的なm数や減衰量は書かない。

さらに、5GHz帯のW53・W56では、気象レーダーなどの電波を検出すると、自動でチャネルを変える（DFS＝動的周波数選択）。その際、通信が一時中断することがある［4］。5.2/5.3GHz帯は屋外での使用が電波法で禁じられている。

以上のように、帯の選択は干渉と到達範囲のトレードオフである。無線は、電波という共有資源を、規則の中で借りて使う形になる。ならば、線の中ではその制約がどう変わるのか。

線の ネットで 使う ケーブルの 中には、細い 線が 2本ずつ ねじって 入って います。この 2本には、はんたいの 向きの 信号しんごうを 流します。

ノイズが 来ると、2本に 同じように のります。ところが、受け取る ほうは 2本の ちがいだけを 読みます。同じように のった ノイズは、小さく なります。

ねじって あるのは、2本が 受ける ノイズを、ほとんど 同じに するためです。同じなら、消しやすく なります。

この 線の 先には、スイッチという 「つなぎ役」の きかいが あります。1本の 線で、スイッチと パソコンなど 1台が、1対1で つながります。Wi-Fiの でんぱは、となりの 家の でんぱと ぶつかる ことが ありますが、線なら ほかの 人と 道を 取り合いません。だから、安定しやすいのです。

ただし、線の 作りが わるかったり、ひどく 長かったり すれば、有線でも 安定しなく なる ことが あります。

有線LANの線には、ツイストペアと呼ばれる、2本1組でねじった線が使われています。ここで信号は、2本に逆向きの形で流されます。受信側は2本の「差」だけを読み取ります［5］。

ノイズは、2本に同じように乗ることが多いので、差をとると小さくなります。線をねじるのは、2本が受けるノイズをほぼ同じにして、打ち消されやすくするためです［5］。英語の技術解説でも、差動信号とツイストペアの組み合わせにノイズを打ち消しやすくなる、と述べています［6］。

この線は、スイッチと機器を1対1でつなぎます。となりの家の電波と空気を取り合う必要がありません。これが、有線LANが落ち着いて通信しやすい理由の一つです［7］。

ただし、ケーブルの品質、コネクタ、長さなどで、有線も不安定になりえます。「いつも完璧」ではなく、「共有の苦労が少ない」と考えると、資料の内容と合います。

ツイストペアケーブルは、2本1組の導線をより合わせた線で、2本に逆位相の信号を流し、受信側はその差分として信号を検出する［5］。ノイズは2本に同じように乗る（コモンモード）ので、差をとると小さくなる。線をより合わせるのは、2本が受けるノイズの影響をほぼ均一にして、打ち消しが働きやすくするためである。

英語の技術解説も、同じ電圧・波形が両方の線に乗れば受信側では見えなくなり、差動信号とツイストペアの組み合わせには優れたノイズ除去能力がある、と述べる［6］。複数の資料が同じ構造を説明していることになる。

この構造にスイッチによる点対点接続が加わると、有線LANは電波の共有という制約から離れる［7］。ただし、ケーブルの品質、コネクタの不良、規格上の長さの上限により、不安定になりうる。有線が「常に」安定という一次資料はなく、「安定しやすい」というのが、資料から言える範囲である。

無線は共有資源の争いに左右され、有線は専用の線とノイズ除去の構造で守られる。この二つの設計思想のちがいが、安定性の差の中心になっている。

おうちの 人と いっしょに、やって みましょう。ルーターの 近くと、壁かべを はさんだ 部屋で、動画を 見て みます。止まりやすい 場所が あれば、紙に メモします。

時間を かえて、夜と 昼でも 見て みます。ちがいが あれば、家族が 使う きかいの 数が かんけい するかもしれません。

ルーターに ついて いる ラベルに、2.4ギガヘルツや 5ギガヘルツと 書いて ある ことが あります。見つかったら、うれしい 発見です。

おうちの人と一緒に、ルーターの近くと、壁をはさんだ部屋とで、同じ動画を見てみましょう。止まりやすい場所があれば、紙にメモします。夜と昼で比べてもかまいません。

ルーターの本体や、おうちの人が持っている機器の説明に、2.4GHzや5GHzの文字が書いてあるかもしれません。見つかったら、メモに書き足します。この数字が、この記事の「帯」の話に出てきたものです。

もう一歩進めるなら、［2］［4］のメーカー資料のチャネルや電波の解説ページを読んで、自分のメモと見くらべて確かめてみてください。ただし、機器の設定を変えるときは、必ずおうちの人と一緒に行ってください。

家庭で行える観察は、場所・時間・帯の三つである。ルーター近くと壁を挟んだ部屋で同じ動画を再生して差を見る。夜と昼で比べる。ルーターの表示や説明資料から、2.4GHz帯・5GHz帯のどちらで接続しているかを確かめる。実験の結果は感覚に頼りがちなので、時刻・場所・使用中の機器数をメモに残すと、比較しやすい。

観察の結果は、場所・時間・使用中の機器数と並べて表にすると、どの条件で止まりやすいかが見えてくる。なお、Wi-Fi 6/6E/7や6GHz帯は、この記事の範囲外とした。

設定の変更は、必ず保護者と行うこと。