この記事の要点

Wi-Fi は IEEE 802.11 系の無線 LAN 規格。Ethernet の無線版にあたり、リンク層（第 1 層）で動く 世代名は Wi-Fi 4 = 802.11n / 5 = 11ac / 6 = 11ax / 7 = 11be。数字が大きいほど新しい 周波数帯は 2.4GHz（遠いが混む） / 5GHz（速いが遮蔽に弱い） / 6GHz（空いているが対応機器が必要） 有線の CSMA/CD に対し、無線は衝突を検出できないので事前に避ける CSMA/CA を使う 暗号は WPA3 > WPA2 > WPA > WEP。WEP と WPA(TKIP) は破られているので使わない

Wi-Fi とは

Wi-Fi は、IEEE 802.11 として標準化された無線 LAN の総称です。「Wi-Fi」という名前自体は業界団体 Wi-Fi Alliance の登録商標で、相互接続性の認証を通った機器に付けられます。技術的な中身は IEEE 802.11 規格そのものです。

TCP/IP の階層で言えば、Ethernet と同じネットワークインターフェース層（リンク層 / 第 1 層）を担当します。上位の IP から見ると、有線か無線かは意識せずに使えます。実際、アクセスポイントは無線フレームと Ethernet フレームを相互変換するブリッジとして働いていて、MAC アドレスの体系も共通です。

規格と世代の対応

「802.11ac」のような規格名は分かりにくいため、2018 年から Wi-Fi 4 / 5 / 6 という世代名が併用されるようになりました。ルータの箱に書かれている数字はこれです。

規格	世代名	周波数帯	最大速度	策定
802.11b	—	2.4GHz	11Mbps	1999年
802.11a	—	5GHz	54Mbps	1999年
802.11g	—	2.4GHz	54Mbps	2003年
802.11n	Wi-Fi 4	2.4 / 5GHz	600Mbps	2009年
802.11ac	Wi-Fi 5	5GHz	6.93Gbps	2014年
802.11ax	Wi-Fi 6	2.4 / 5GHz	9.6Gbps	2021年
802.11ax	Wi-Fi 6E	2.4 / 5 / 6GHz	9.6Gbps	日本では 6GHz 帯が 2022年9月に解禁
802.11be	Wi-Fi 7	2.4 / 5 / 6GHz	46Gbps	2024年9月

ここに書かれている最大速度は規格上の理論値で、実効速度は良くてもその半分以下です。アンテナ本数（ストリーム数）、チャネル幅、距離、周囲の電波状況すべてに左右されます。カタログの数字がそのまま出ることはありません。

周波数帯の使い分け

速度が出ないときは、まず「どの帯域につながっているか」を疑うのが近道です。性質がはっきり違います。

帯域	届きやすさ	速度	混雑	備考
2.4GHz	遠くまで届く。壁に強い	遅い	混みやすい	電子レンジ・Bluetooth・コードレス電話と干渉。使えるチャネルが少ない
5GHz	短い。壁や床に弱い	速い	やや空いている	気象レーダーとの共用帯があり、検出時は自動でチャネル変更（DFS）が起きて数十秒切れる
6GHz	いちばん短い	速い	空いている	Wi-Fi 6E / 7 対応機器が必要。日本では 2022年9月から利用可能

「電子レンジを回すと Wi-Fi が切れる」のは 2.4GHz 帯の典型的な症状です。5GHz に切り替えるだけで解決することがよくあります。逆に、鉄筋の家で階をまたぐと 5GHz は届かないので、そこは 2.4GHz の出番です。

CSMA/CA — 無線ならではの衝突回避

有線の Ethernet は CSMA/CD（衝突を検出してから再送）でした。無線では、送信中に自分の電波が大きすぎて他局の信号を聞けないため、衝突そのものを検出できません。そこで、あらかじめ避ける CSMA/CA（Collision Avoidance） を使います。

[CSMA/CA の流れ]
 ① キャリアセンス  電波が空いているか聞く
        │ 使われている → 空くまで待つ
        ↓ 空いている
 ② ランダム時間待つ（バックオフ）
        │  ← 全員が同時に送り始めるのを防ぐ
        ↓
 ③ 送信
        ↓
 ④ 受信側から ACK が返る
        │ 返ってこない → 衝突したとみなして再送
        ↓
      完了

[隠れ端末問題]
   A ←→ AP ←→ C      A と C は互いの電波が届かない
   （A から見ると C は「隠れて」いるので、
     キャリアセンスしても空いて見えて衝突する）
   → RTS/CTS で AP に送信許可を取ってから送る方式で回避

ACK を待つ仕組みのため、1 台あたりの実効速度は台数が増えるほど落ちます。同じアクセスポイントに多数の端末がぶら下がる環境で遅くなるのは、帯域を分け合っているだけでなく、この待ち時間が積み重なるためです。

暗号方式 — WEP から WPA3 まで

方式	暗号	安全性	使ってよいか
WEP	RC4	数分で解読される	使わない
WPA	TKIP	WEP の応急処置。既に破られている	使わない
WPA2	AES-CCMP	現在も実用的	可（AES であることを確認）
WPA3	AES-GCMP / SAE	辞書攻撃に強い。前方秘匿性あり	推奨

ルータの設定画面で「WPA2/WPA3 混在」を選べる場合、古い端末を残しつつ新しい端末は WPA3 で繋がります。「WPA2/WPA」のような TKIP を含む設定は、通信速度も落ちるので避けてください。

WPA3 の SAE（Simultaneous Authentication of Equals） は、パスワードを直接やり取りしない鍵交換方式です。WPA2 では、接続時のやり取りを傍受して持ち帰り、あとから総当たりでパスワードを割り出す攻撃が成立しましたが、SAE ではこれができません。

つながらない・遅いときの切り分け

症状	まず疑うところ
特定の時間帯だけ遅い	2.4GHz の混雑。5GHz / 6GHz に切り替える
電子レンジで切れる	2.4GHz の干渉。5GHz へ
数十秒ぷつっと切れる	5GHz の DFS によるチャネル変更。DFS のないチャネル（W52）に固定する
階をまたぐと届かない	5GHz は壁・床に弱い。2.4GHz か中継機・メッシュを検討
速度が規格値の 1/10 以下	ストリーム数・チャネル幅・古い暗号（TKIP）を確認
Wi-Fi は繋がるがネットが見えない	無線区間ではなく上位の問題。IP 取得・DNS・回線側を確認

FAQ

Q: Wi-Fi と無線 LAN は違うものですか？
A: ほぼ同じ意味で使われます。厳密には「無線 LAN」が一般名詞、「Wi-Fi」は Wi-Fi Alliance の認証を通った製品に付く名前です。

Q: Wi-Fi 6 のルータに買い替えれば速くなりますか？
A: 端末側も Wi-Fi 6 に対応していないと恩恵は限定的です。ただし Wi-Fi 6 は多数の端末を同時にさばく仕組み（OFDMA / MU-MIMO）が強化されているため、台数の多い環境では体感が変わります。

Q: 2.4GHz と 5GHz、SSID を分けるべきですか？
A: 分けておくと、どちらに繋がっているかが分かり切り分けが楽です。1 つにまとめる（バンドステアリング）と自動で選ばれますが、意図しない帯域に張り付くこともあります。

Q: 有線の Ethernet と何が根本的に違いますか？
A: 媒体を共有していて衝突を検出できない点です。そのため CSMA/CA・ACK・再送が必要で、同じ表示速度でも実効は有線より落ちます。安定性を優先するなら有線が確実です。