通信の進化とは、ある種のものをより良く、より速く、より信頼性の高いものにすることです。USB 1はUSB 2に進化し、FireWire 400はFireWire 800へと変化し、10Mbpsのイーサネットは100Mbps、そして1,000Mbpsへと進化しました。選択肢がある場合、それは劣悪で古い選択肢と、最新かつ最高の選択肢のどちらかです。
Wi-Fiの場合はそうではありません。Appleのハードウェアとソフトウェアの実装との間に、現在興味深いトレードオフが生じています。どの周波数帯域を使用するか、それともMac OS Xに決めさせるか、大きな選択肢が与えられます。この選択は、ワイヤレスネットワークから得られる距離、堅牢性、そして速度に大きな影響を与えます。
Wi-Fiは2.4GHzと5GHzの2つの周波数帯域のいずれかで動作します。この2つの帯域は特性が大きく異なり、これまでAppleのAirPortベースステーションは一度に1つの帯域しか使用できませんでした。しかし、2009年3月に発売されたAirPortベースステーションとTime Capsuleは、両方の帯域で同時に動作できるため、接続するデバイスに最適なWi-Fiネットワークを構築する際の難しさが軽減されました。
Appleは、MacとApple TVをネットワーククライアントとして、両方のバンドに対応しています。Intelプロセッサを搭載したMacはほぼすべて両方のバンドで動作し、Core 2 Duo搭載Mac（およびWi-Fi搭載Mac Pro）のほぼすべては最新の802.11n Wi-Fi仕様にも対応しています。（第一世代のIntel Macはデュアルバンドに対応していますが、5GHz帯の古い規格のみに対応しています。）
Apple は、このデュアルバンドのサポートにより、どのバンドを使用するかユーザーが決める必要がないようにし、ベースステーションに対するコンピューターの位置に応じて、速度、一貫性、範囲に最適な周波数をいつでも自動的に選択できるようにしました。
多くの場合、Appleの提案に従うのが最も理にかなっています。しかし、自動選択やその他のオプションを無効にして、より安定したスループットと通信範囲を実現したい場合もあります。2.4GHz帯と5GHz帯でよくある問題と解決策を解説し、両方の帯域でチャンネルを手動で設定する方法や、デュアルバンドベースステーションを同時に使用して2つの異なるネットワークを構築する方法についてアドバイスします。
バンドのトレードオフ
無線ネットワークは、無線ベースステーションが特定の周波数帯域でデータを他のデバイスに送信することで機能します。Appleのベースステーションが使用する周波数帯域はどちらも免許不要です。つまり、個人や組織は許可を得ることなく、この帯域でカバーされる周波数帯域で信号を送信するデバイスを構築できます。
免許不要帯域では、デバイスが不要な干渉を発生しないことが求められます。つまり、通信に必要な最小限の信号しか使用しないことです。（私たちが干渉と考えるものは、実際には特定の受信デバイスが受信したくない他の信号です。）これらの帯域で動作する機器は、干渉耐性も備え、不要な信号に対処して抽出したい情報を選別できる必要があります。
2.4GHzと5GHzのトレードオフは、干渉（ほぼすべて2.4GHz帯）、通信範囲、速度という3つの特性に関係しています。これらはすべて相互に関連しています。干渉が多ければ多いほど、速度と通信範囲は低下します。通信範囲を広くしたいほど、速度は低下します。速度を上げたいほど、干渉を軽減し、アクセスポイントに近づく必要があります。
バンドの問題をこれらのカテゴリに分類して、関連する各プロパティに影響を与えるために何ができるかを確認しましょう。
2.4GHz帯の干渉：2.4GHz帯は「ジャンク」バンドと呼ばれ、非常に汚染された周波数帯域です。産業・科学・医療（ISM）帯で最も頻繁に利用されている帯域の一つで、信号を発する必要がある機器がその帯域内で動作することを許可する広範な規則が定められています。ISM機器は通信には使用されませんが、動作中に電磁信号を生成します。そして、これらの信号が干渉波となります。
2.4GHz帯には他にも多くの競合用途がありますが、5GHz帯には、この帯域を利用する技術がほとんどないという明確な利点があります。干渉が減少することで、ネットワークはより高速かつ広範囲で動作できるようになります。
2.4GHz帯の干渉に関するよくある問題を見ていきましょう。（2007年の記事「AirPort干渉のトラブルシューティング」もご覧ください。一部のトピックは少し古い情報ですが、より一般的なアドバイスが記載されています。）
問題：家庭やオフィスの電子レンジ。電子レンジは2.4GHz帯を使って水分子を加熱し、食品を温めます。電子レンジには、1秒間に24億回振動する約1,000ワットの信号（2.4GHz）を生成する装置が内蔵されています。そして、干渉の問題があります。マイクロ波は電磁波から保護されていますが、それでも大部分しか遮断されません。微量の電磁波が漏れており、ほとんど測定できないものの、非常に低い信号レベルを使用するWi-Fiを妨害するには十分なものです。
解決策：ポップコーン作りはもうやめましょう！そして、ベースステーションをキッチンや休憩室から遠ざけましょう。あるいは、干渉源が少ない5GHz帯を使うのも良いでしょう。
問題：ネットワーク機器と2.4GHz帯。この帯域は、Bluetooth、コードレス電話、ベビーモニター、ビデオカメラなど、共通の用途で使用されています。Bluetoothは長年にわたりWi-Fiとの連携・調整が進められてきましたが、他のデバイスとの相性は必ずしも良好ではありません。英国の周波数規制当局であるOFCOM（英国通信通信省）は先日、競合デバイス、特にワイヤレスカメラやベビーモニターからの干渉が、少なくともロンドンではWi-Fi干渉の大部分の原因となっていることを示す調査結果を発表しました。
解決策: 機器を更新し、5.8GHz の電話または動作のよりよいベビーモニター (現在 Wi-Fi を直接使用するものもあります) に切り替えるか、可能であれば Wi-Fi クライアントが 5GHz を使用するように強制します。
問題：重複しないチャンネルが少ない。さらに事態を悪化させ、干渉の可能性も高めているのは、2.4GHz帯が重複するチャンネルに分割されていることです。重複が多いほど、近接したネットワーク間の干渉が大きくなります。米国では、近接して使用する場合、チャンネル1、6、11のみがほぼ問題なく使用できます。都市部や集合住宅では、数十ものネットワークが同じ周波数帯を使用しようとし、互いに干渉し合うことがあります。Wi-Fiでは、ユーザーのネットワークを他のユーザーに優先させることはできないため、スループットが低下し、場合によってはネットワークが切断されることもあります。
解決策：繰り返しになりますが、5GHzに切り替えることでチャネルの問題は軽減されます。（新しい802.11nハードウェアを5GHz帯で使用させる方法については、この記事の後半で説明します。）これは、5GHz帯では利用可能なチャネルが非常に多く、しかも重複がないためです。（利用可能なチャネルは国によって異なり、5GHz帯の方が2.4GHz帯よりも多くなっています。Appleがリストを公開しています。）
範囲：2.4GHz帯が5GHz帯に対して持つ大きな利点は、その範囲です。5GHz帯で使用される波長は短いため、壁、天井、机、人といった一見固体に見える物体を透過しにくくなります。その反面、5GHz帯では基地局が信号を送信するために使用できる電力に関する規定が異なります。
問題：5GHzの電波範囲は2.4GHzに比べてかなり狭いようです。1部屋離れただけで5GHzの電波が強く届かなかったり、ネットワークが5GHzに設定されているのが見えなかったりすることがあります。
解決策：おそらくベースステーションは自動的に低い番号の5GHzチャンネルを選択しました（または手動で選択しました）。米国では、利用可能な5GHzチャンネルのうち低い4つは、高い番号のチャンネルの5%の電力でしか送信できません。Appleの新しいベースステーションは、利用可能なチャンネルがある場合、デフォルトで高い番号のチャンネルを自動的に選択します。もしベースステーションが5GHz帯で低い番号のチャンネルを選択している場合は、その選択を無効にして、適切な信号強度を得るために手動で高い番号のチャンネルを選択することをお勧めします。
AirPort ユーティリティを使用して強制的に選択することで、これを上書きできます。
- AirPort ユーティリティを起動し、ベースステーションを選択して、「手動セットアップ」をクリックします。
- AirPort アイコンをクリックし、次に「ワイヤレス」タブをクリックします。
- ラジオチャンネル選択メニューから手動を選択します。
- 表示されているチャンネル（例：36（5GHz））を確認してください。チャンネル番号が36～48の場合は、「編集」ボタンをクリックします。
- 149 から始まる、より高い番号のチャネルを選択します。
（これらの手順は、同時デュアルバンド ベース ステーション用です。一度に 1 つのバンドのみに対応する 802.11n ベース ステーションの場合は、手順 3 で Option キーを押しながら「チャンネル」をクリックし、表示されるポップアップ メニューからチャンネルを選択します。802.11n ベース ステーションで 5GHz チャンネル オプションを表示するには、無線モードを「802.11n（802.11a 互換）」または「802.11n のみ（5GHz）」に設定する必要があります。）
チャンネル選択を「自動」に設定している場合、干渉の影響でベースステーションが上位のチャンネルを避けている可能性がありますが、その可能性は低いでしょう。149以上のチャンネルを選択してネットワークに問題が発生する場合は、他の3つのオプション（153、157、161）を順に試してください。それでも問題が解決しない場合は、自動に戻して問題が解決するかどうかを確認してください。
速度：もう1つの変数があります。それは速度です。より正確にはスループット、つまり無線または有線などの媒体を介して伝送できる実際のデータ量として測定されます。Wi-Fiの速度は、コンピューターや携帯端末にクライアントアダプターが接続されている場合、ベースステーションから遠ざかるほど、あるいは干渉によって信号がきれいに受信されないほど、段階的に低下します。
問題: 接続速度が遅い。AirPort ユーティリティで確認すると (「Wi-Fi 速度を確認する」を参照)、802.11n デバイスが 5 GHz で 130 Mbps 以下で接続しています。
解決策：ワイドチャネルが有効になっていることを確認してください。802.11nでは、Wi-Fiベースステーションは通常のチャネルの2倍の周波数帯域を使用するワイドチャネルを介して接続を確立できます。Appleや他のメーカーは、2.4GHz帯での干渉が既に多く、信号をさらに混濁させる可能性があるため、ワイドチャネルの使用を控えています。
しかし、干渉がはるかに少なくチャンネル数が多い5GHz帯では、Appleは自動的にワイドチャンネルを有効にします。最大270Mbps（生データ転送速度の最高値）に達しない場合は、このオプションがオンになっていることを確認してください。
- AirPort ユーティリティを起動し、ベースステーションを選択して、「手動セットアップ」をクリックします。
- AirPort アイコンをクリックし、次に「ワイヤレス」タブをクリックします。
- [ワイヤレス オプション] ボタンをクリックします。
- 「ワイド チャネルを使用する」がチェックされていることを確認します。
- そうでない場合は、ボックスにチェックを入れ、「完了」をクリックし、「更新」をクリックしてベース ステーションを再起動します。
問題: データレートが低い。具体的には、AirPort ユーティリティで確認すると、2.4GHz 帯域と 5GHz 帯域のいずれか、または両方でデータレートが低いことがわかります。
解決策: ベース ステーションがクライアントの接続場所から遠い場合は、ベース ステーションを近づけるか、ネットワークを拡張する 2 番目のベース ステーションを追加できるか確認してください。
干渉も確認してください。干渉源となる可能性のあるものを取り除くか、ベースステーションを干渉源から遠ざけることで速度が改善する場合は、それが問題（そして解決策）です。
バンドの選択を微調整する
AppleはWi-Fiのデフォルト設定を可能な限り最適化していますが、設定を微調整する必要がある場合もあります。チャンネルを手動で設定したり、同時デュアルバンドベースステーションで2.4GHzと5GHzのネットワークを2つの別々のネットワークに分割したりする必要があるかもしれません。
Apple の新しい同時デュアルバンド ベースステーションでは、デフォルトで、同じネットワーク名 (SSID またはサービス セット識別子) を使用して両方のバンドがアクティブになっています (2 つの別々の無線が別々のネットワーク信号を送信しています)。
クライアント側では、Mac OS X 10.5.6 以降と AirPort クライアント アップデート 2009-001 がインストールされている場合、Mac はさまざまな手法を使用して、ネットワークの名前が同じ場合に、同じネットワークの 2.4GHz バージョンに接続するか、5GHz バージョンに接続するかを評価します。
Leopardは、接続しているネットワークと、その周辺にある同名のネットワークの信号強度を監視します。パフォーマンスや信号強度が低下した場合、Leopardは2.4GHzで通信速度を上げるか、5GHzで速度を維持するかを判断します。
2つのバンドと、最適なバンドを選択するクライアントハードウェアの組み合わせは、多くの場合、最適なパフォーマンスを発揮します。しかし、バンドごとに別々のネットワーク名を設定することを推奨する理由は3つあります。
最新バージョンのLeopardはどちらのバンドを選択するかについて賢明ですが、Mac OS Xの旧バージョンや、どちらのバンドでも動作する他社製のハードウェアでは、それほど賢明な方法を採用していません。2.4GHzを選択すると、信号強度が強いときにリンクが非常に遅くなったり不安定になったりする可能性があります。これは、Leopardが切り替えを選択する際に、ネットワークの混雑や干渉が2.4GHzでは測定されないためです。
もう一つの理由は、一部のデバイスを5GHz帯から遮断し、802.11nクライアントが5GHz帯のみを使用するように強制することです。これにより2.4GHz帯の空き容量が確保され、802.11デバイスの速度が向上します。例えば、ほとんどのIntel Core Duo搭載Macは802.11a規格に対応しています（より高速な802.11n規格は、Core 2 Duo搭載Macで導入されました）。古い802.11a/b/gデバイスをお持ちの場合は、802.11nベースの5GHzネットワークの速度低下を防ぐために、2.4GHz帯でデバイスを隔離することをお勧めします。
同様に、最新の機器が5GHzのみを使用し、2.4GHzに落ち込まないように注意しましょう。Appleは、信号パフォーマンスが最適なレベルを下回った場合など、必要な場合にのみ2.4GHzに切り替えようとしますが、混雑したバンドに飛び込むよりも、遅延を確認してから2.4GHzに近づける方が良い場合もあります。
バンドを 2 つに分割するには:
- AirPort ユーティリティを起動し、ベースステーションを選択して、「手動セットアップ」をクリックします。
- AirPort アイコンをクリックし、次に「ワイヤレス」タブをクリックします。
- [ワイヤレス オプション] ボタンをクリックします。
- [5GHz ネットワーク名] ボックスをオンにし、5GHz ネットワークの新しい名前を入力します。
- 「完了」ボタンをクリックし、「更新」ボタンをクリックします。暗号化を含むその他のワイヤレスオプションはすべて変更されません。
AirPort ユーティリティを使用して、802.11a/b/g デバイスが 5GHz 帯域でネットワークに接続しないようにする別の方法があります。ワイヤレス タブの無線モード ポップアップ メニューで、Option キーを押しながらメニューをクリックすると、各スペクトル帯域でサポートされている標準の追加の選択肢が表示されます。
デフォルトでは、完全な下位互換性が選択されています。2.4GHz帯では802.11b/g/n、5GHz帯では802.11a/nがサポートされます。5GHz帯で802.11aを無効にするには、「802.11nのみ（5GHz）- 802.11b/g/n」を選択してください。
前方に明確な信号
各バンドの仕組みを理解することで、ドロップアウトや速度低下がなく安定して動作する、堅牢かつ高速なネットワークを構築できる可能性が高まります。
[ Glenn Fleishman 氏は、主にワイヤレスのネットワークに関する記事を頻繁に執筆しており、『Take Control of Your 802.11n AirPort Network (Take Control Ebooks)』の著者でもあります。 ]
著者: Glenn Fleishman、Macworld 寄稿者
グレン・フライシュマンの最新著書には、『Take Control of iOS and iPadOS Privacy and Security』、『Take Control of Calendar and Reminders』、『Take Control of Securing Your Mac』などがあります。余暇には、印刷とタイポグラフィの歴史に関する執筆活動も行っています。Macworldのシニア寄稿者で、Mac 911を執筆しています。
