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WiFiチャンネル計画のマスター:シームレスな接続のためのベストプラクティス
適切なWiFiチャネルプランニングは、特に複数のアクセスポイントを使用する場合、迅速で信頼性のあるネットワークを確保するために不可欠です。同一チャネル干渉を最小限に抑えることで、効率を向上させ、シームレスな接続を維持できます。
802.11 無線ネットワーキングの理解: WiFi 計画の基礎
WiFiチャネルプランニングの問題に適切に取り組むためには、まず802.11ワイヤレスネットワーキングの基本概念を説明する必要があります。802.11仕様にはWiFiに割り当てられた無線周波数スペクトルが記載されており、2.4 GHz、5 GHz、および新たに登場した6 GHzのバンドが含まれています。これらは、より多くの容量と少ない干渉を提供することでネットワーク設計を変革しています。
2.4 GHz チャネルプランニング
レガシー802.11b、802.11g、および802.11n仕様は、14のチャンネルに分割された2.4 GHzの周波数帯を利用しています(これらのチャンネルのうち11つのみが北米で一般的に利用されています)各チャンネルは少なくとも20 MHzを占有しますが、チャンネル間の間隔はわずか5 MHzであるため、かなりの重複が生じます。その結果、人が多い環境ではパフォーマンスを低下させる同一チャンネルおよび隣接チャンネル干渉が発生します
チャネル | 周波数 (MHz) | 北米 | 日本 | ほとんどの世界 |
1 | 2412 | はい | はい | はい |
2 | 2417 | はい | はい | はい |
3 | 2422 | はい | はい | はい |
4 | 2427 | はい | はい | はい |
5 | 2432 | はい | はい | はい |
6 | 2437 | はい | はい | はい |
7 | 2442 | はい | はい | はい |
8 | 2447 | はい | はい | はい |
9 | 2452 | はい | はい | はい |
10 | 2457 | はい | はい | はい |
11 | 2462 | はい | はい | はい |
12 | 2467 | いいえ | はい | はい |
13 | 2472 | いいえ | はい | はい |
14 | 2484 | いいえ | 11b のみ | いいえ |
WiFiプランナーは通常、重ならないため2.4 GHz帯でチャネル1、6、11のみを使用します。
しかし、限られた周波数帯域とデバイスの高度な飽和状態により、2.4 GHzは特に無線デバイスが競合する密集した地域で混雑しやすいです。
5 GHz チャンネルプランニング
802.11a、802.11n、および 802.11ac 規格は、広範な 5 GHz 帯を活用し、UNII-1 および UNII-3 領域で最大 25 の非重複チャネルを提供します(米国、カナダ、およびヨーロッパの一部の国で一般的に使用されています)
5 GHz 帯は、UNII-2 領域でもDFS(動的周波数選択)チャネルをサポートしており(レーダーシステムとの干渉を回避するために動的周波数選択が必要な米国、カナダ、およびヨーロッパの一部の国で一般的に使用されています)追加のスペクトルへのアクセスを可能にしますが、デバイスがレーダーシステムを検出し回避する必要があります。
複数の20 MHzチャネルを組み合わせることで最大160 MHzのチャネル幅を可能にするワイドチャネルボンディングは、データスループットを増加させる一方で、ノイズフロアを引き上げ、信号対雑音比(SNR)を低下させ、混雑したネットワークでの競合を増加させます。速度と信頼性のバランスを取るためには、チャネル幅の戦略的な使用が重要です。
6 GHz チャネルプランニング
Wi-Fi 6E標準で導入された6 GHz帯は、大規模な1,200 MHzのスペクトルを追加し、20 MHzで59チャネル、40 MHzで29チャネル、80 MHzで15チャネル、160 MHzで7チャネルをサポートします。2.4 GHzおよび5 GHzとは異なり、6 GHz帯はWi-Fi 6Eおよびそれ以降のデバイスでのみ動作し、レガシー干渉を減少させ、性能を向上させます。
6 GHz帯の主な特徴には以下が含まれます:
- 超広帯域チャネルによる AR/VR のような高帯域幅アプリケーションのサポート。
- 低干渉、非WiFiデバイスが存在しないため。
- 低電力インドア(LPI)および自動周波数調整(AFC)メカニズムにより、スペクトル共有が最適化され、既存のサービスとの干渉が最小限に抑えられます。
6 GHzは理論上の速度が高いですが、その範囲が短く、障害物を通過する際の浸透力が低いため、高密度デバイス環境および障害物が少ない環境に最適です。
WiFiバンドの比較:2.4 GHz、5 GHz、および6 GHz
3つのWiFiバンドは、範囲、速度、干渉の面で大きく異なります:
- 2.4 GHz: 基本的な接続においては最適な範囲と壁の貫通を提供し、より広い空間に適しています。ただし、非WiFiデバイスからのひどい混雑と干渉に苦しむことがあります。
- 5 GHz: 高速かつ干渉が少ないのが特徴で、4Kストリーミングなどの高帯域幅アプリケーションに最適です。範囲が短く、DFS関連の遅延やチャネル競合を緩和するための慎重な計画が必要です。
- 6 GHz: 最新のバンドで、比類のない速度と容量を提供します。干渉を最小限に抑えますが、最新のデバイスが必要で、高周波数のため範囲が限られています。
デュアルバンドまたはトリバンドルーターを使用すると、ユーザーは各バンドの利点を最大限に活用するために、機器の接続ニーズに基づいて機器を割り当てることができます。
最適なパフォーマンスのためのベストWiFiチャネルの選び方
6 GHz、5 GHz、および2.4 GHz WiFiのために最適なチャンネルを選択するには、NetSpotのようなWiFiチャンネルスキャナーが必要です。NetSpotを使用すると、周囲のWiFiネットワークの情報を素早く苦労せずに収集し、WiFiチャンネルの利用状況を一目で確認できます。
NetSpotでWiFiに最適なチャンネルを見つける
NetSpotをダウンロードして起動します。
インスペクターモードを使用して、周囲のWiFiネットワークに関するすべての詳細を収集します。
視覚化したいすべてのWiFiネットワークを選択してください。
「信号レベルとノイズのグラフ」ボタンをクリックします。
2.4 GHz、5 GHz、または 6 GHz チャネルをクリックして、2つのバンドにおけるWiFiチャネルの分布をご覧ください。
利用率の最も低い非重複チャンネルを選びます。これが、1つのアクセス ポイントしかない場合にWiFiの最適チャンネルを選択する方法の簡単さです。しかし、複数のアクセス ポイントで構成されるワイヤレス ネットワークではどうでしょうか?.
共信干渉の最小化: 信頼性の高いWiFiのためのベストプラクティス
効果的なWiFiチャネル計画のためには、以下の技術的な概念を理解することが重要です。
同一チャネル干渉と隣接チャネル干渉
干渉はWiFiのパフォーマンスにおいて重要な役割を果たし、主に2つの形式で発生します。それは、同一チャネル干渉と隣接チャネル干渉です。
同一チャネル干渉は、複数のアクセスポイントが同じチャネルを共有する場合に発生します。このような場合、WiFiのCSMA/CAメカニズムがデバイスが衝突を避けるために順番に送信することを保証します。これにより明確なエラーは最小限に抑えられますが、遅延が発生するためネットワーク全体の速度が低下します。
しかし、隣接チャネル干渉はより問題が大きいです。オーバーラップするチャネルが近くのデバイスにノイズとして解釈され、パケットロスやネットワークの信頼性低下を引き起こします。これら両方の干渉を軽減するために、オーバーラップしないチャネルを選択し、アクセスポイントの配置を慎重に計画することが重要です。
企業や組織がワイヤレスネットワークを展開する際によく犯す一般的なミスの一つが、すべてのアクセスポイントを同じWiFiチャネルに設定することです。このような企業や組織は、すべてのデータが限られた容量の単一チャネルを介して流れるため、スループットに大きな問題を経験します。
目標は、RFセルのカバレッジをオーバーラップさせることでシームレスなローミングを提供しながら、周波数空間のオーバーラップを避けることです。これによりネットワーク速度の低下を防ぎます。
動的周波数選択 (DFS)
効率的なチャネル使用の必要性を拡充するために、5 GHz帯には動的周波数選択 (DFS) が組み込まれています。この機能により、アクセスポイントは動的にレーダー信号を検出し、代替チャネルに切り替えて追加のスペクトラムを解放します。DFSはチャネル計画の柔軟性を高めますが、いくつかの課題を導入します。
チャネル変更中にデバイスがレイテンシを経験することがあり、一部のクライアントはDFSサポートを全く持たないため、互換性のギャップが生じる可能性があります。レーダーが多い地域でのネットワークは、利用可能なスペクトラムの活用とすべてのデバイスがシームレスに動作することのバランスをとるDFS計画が必要です。
チャネルボンディングと幅の最適化
ネットワークがより高いデータレートを要求する中で、チャネルボンディングが複数の小さなチャネルを単一の広いチャネルに統合する方法として登場しました。この技術は特に混雑の少ない環境でスループットを大幅に向上させることができます。しかし、より広いチャネルはノイズフロアを上げ、特に高密度の展開では競合を増加させます。
ほとんどのセットアップでは、20 MHzや40 MHzなどの狭いチャネルが速度と安定性の最適な妥協を提供し、混雑した地域での信頼性の高い接続を確保しつつ、効率的なスペクトラム使用を維持します。
これらの技術的な考慮事項に注意を払うことで、ネットワークプランナーは最も厳しい環境でも速度、信頼性、容量のバランスが取れた堅牢なWiFiシステムを設計することができます。
各アクセスポイントの範囲を特定する
各アクセスポイントのカバレッジを特定し、シームレスなローミングを可能にするために、十分な重複を持ってエリア全体をカバーするように配置する必要があります。
これは、NetSpotの調査モードを使用することで簡単に行なえます。このユーザーフレンドリーなWiFi熱マッピング機能を使用すると、マップ上のすべての調査済み無線ネットワークの詳細な情報を持つインタラクティブなヒートマップを作成することができます。
NetSpotでWiFiサイト調査を作成する
NetSpotをダウンロードして起動します。
ツールバーの目立つボタンを使用して調査モードに切り替えます。
WiFiサイトサーベイプロジェクトに名前を付けて、調査したいエリアのマップをインポートしてください。
全域をカバーするまで一箇所から別の箇所へ移動します。
完了したら、右上隅にあるヒートマップボタンをクリックしてください。
NetSpotによって提供された詳細なデータを装備し、カバレッジが重なる2つのアクセスポイントが同じWiFiチャネルを使用しないようにアクセスポイントを構成します。すでに説明したように、2.4 GHzチャンネルは1、6、および11に保つべきです。これらは少なくとも北アメリカでは、重ならない唯一の3つのチャンネルです。
5 GHz帯域では、選択できるチャンネルがはるかに多く、ほとんどの最新のアクセスポイントは最適なチャンネルを自動的に設定できるため、チャンネル間干渉を回避しやすくなり、完璧なカバー範囲と優れた容量を実現することができます。
6 GHz帯域を取り入れたネットワークでは、NetSpotを使用してチャンネル分布やデバイス接続の正確な可視化が可能です。この帯域のクリーンなスペクトラムは、高帯域幅と低遅延が必要な環境、たとえば高機能なオフィス設置やデバイスの使用が密集しているエリアに最適です。
調査に6 GHzを含めることで、次世代アプリケーションの利点を十分に活用しつつ、すべての帯域でバランスの取れた構成を維持することができます。NetSpotの知見を活用することで、干渉を最小限に抑え、容量を最大化し、2.4 GHz、5 GHz、および6 GHz帯域でシームレスな接続を確保するネットワークを設計できます。
最後の考え: 高性能WiFiネットワークの構築
ワイヤレスネットワークを展開する際には、チャネルの重複と干渉に対処することが重要です。NetSpotのようなツールは、同一チャネルおよび隣接チャネルの干渉を特定し、信号強度、ノイズ、および2.4 GHz、5 GHz、6 GHzのバンド間のチャネル分布を視覚化することで、これを簡単にします。ヒートマップ機能を使用すると、NetSpotはチャネルプランニングを最適化し、干渉を最小限に抑え、密集した環境でも信頼性の高いシームレスな接続を確保します。
これらの広いチャネルの主な利点は、より多くのデータを運ぶことができることです