【新感覚ネスペ勉強】ややこしい『チャネルボンディング』をパパっと理解！

はじめに

今回は、『チャネルボンディング』という概念を理解していきましょう！参考書などでよく目にする文言を深掘りして行きます！

【ここで扱うトピック】

1. チャネルボンディングの大枠は？
2. そもそもチャネルってなに？
3. チャンネルという概念の必要性は？
4. なんで、１チャネル22MHzなの？
5. そもそも2.4GHz帯域とは？
6. 1～14チャネルの幅は？

などなど様々な、チャンネルボンディングに纏まつわる疑問を解決していきます！

チャネルボンディングの大枠

チャンネルボンディング（Channel Bonding）は、複数のチャンネルを束ねて使うことで、データ転送速度を向上させる技術です。ただし、チャンネルの利用が増えることで、干渉のリスクもあるため、環境に応じた最適な使用が求められます。

チャンネルとは

無線通信では、データは「電波」を使って送受信されます。この電波は、特定の周波数の範囲で送られます。その周波数の範囲を「チャンネル」と呼びます。

たとえば、Wi-Fiでよく使われる2.4GHz帯には、14個のチャンネル が存在します。各チャンネルは約20MHz幅で、特定の周波数帯に割り当てられています。

＊『チャネルという概念がいまいち理解できねぇー』という方はこちら⤵

＊『なんで、１チャネル22MHZなの？計算と違うじゃん！』と鋭い疑問を抱いた方はこちらへ⤵

チャネルボンディングの仕組み

通常、1つのチャンネルを使ってデータを送りますが、この方法だとデータ転送速度に限界があります。チャンネルボーディングは、複数のチャンネルを同時に使ってデータを送ることで、この限界を突破する技術です。

例えば、2つのチャンネルを同時に使うと、1つのチャンネルの2倍のデータを送ることができるため、データ転送速度が倍増します。具体的には、Wi-Fiの規格であるIEEE 802.11nや802.11acでこの技術が使用されており、40MHzや80MHz幅のチャンネルを使用することで、より高速な通信が可能になります。

チャンネルボーディングのメリットとデメリット

• メリット:
  • 高速なデータ転送: 1つのチャンネルよりも多くのデータを一度に送ることができるため、通信速度が速くなります。
• デメリット:
  • 干渉のリスク増大: 同時に使えるチャンネル数には限りがあるため、特に周りに多くのWi-Fiネットワークがある場所では、他のデバイスとの干渉が増える可能性があります。ーー
  • 電波利用効率の低下: 他のデバイスが利用できるチャンネルが減少するため、全体の通信環境が悪化する可能性があります。

ユースケース

例えば、家庭内で4K動画のストリーミングや、大容量のファイルを複数のデバイスで同時にダウンロードする場合、チャンネルボーディングを利用することで、高速で安定した接続が期待できます。

そもそもチャネルってなに？

無線通信では、データは「電波」を使って送受信されます。この電波は、特定の周波数の範囲で送られます。その周波数の範囲を「チャンネル」と呼びます。

では、チャンネルの必要性を見ていきましょう！

1. 干渉の防止

無線通信では、電波を使ってデータを送受信しますが、同じ周波数を複数のデバイスが同時に使うと、信号がぶつかり合って干渉が起きます。これにより通信が不安定になり、データが正しく伝わらなくなる可能性があります。

チャンネルという概念は、これを防ぐために存在します。各デバイスが異なるチャンネル（つまり異なる周波数帯域）を使うことで、信号が互いに干渉せず、スムーズな通信が可能になります。

2. 効率的な周波数の利用

無線通信では、利用できる周波数帯域が限られています。この限られた帯域を効率よく使うために、チャンネルとして帯域を区分けし、異なるデバイスが異なるチャンネルを使って通信することで、同時に多くのデバイスが通信できるようになります。

例えば、Wi-Fiの2.4GHz帯は14のチャンネルに分かれています。各デバイスがこれらのチャンネルを使い分けることで、家庭内やオフィス内で多数のデバイスが同時に通信できるようになります。

3. 信号の区別

チャンネルは、異なるデバイスや通信の種類を区別するためにも使われます。例えば、無線LANとBluetoothが同じ周波数帯域を使っている場合でも、異なるチャンネルを使用することで、これらの通信が干渉せずに並行して動作することができます。

4. 通信の最適化

特定の環境や状況に応じて、最適なチャンネルを選択することで、通信品質を向上させることができます。たとえば、周りのネットワークが混雑している場合、空いているチャンネルを選んで通信することで、より安定した接続が得られます。

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なんで、１チャネル22MHzなの？

結論から言うと、「1チャネルが22MHz」というのは、無線通信の規格を作る際に「これが最適だ」という判断で決められたものです。厳密な計算から出たものというよりも、技術要件や効率性、干渉のバランスを考えて選ばれた値だと考えてください。

では、それがどういうことなのかを見てみましょう！

そもそも2.4GHz帯域とは？

• Wi-Fiで使用される2.4GHz帯域は、厳密には2.400GHzから2.500GHzの範囲です。この範囲は、約100MHzの幅（0.1GHz）を持っています。
• 単に「2.4GHz」という1つの周波数を指しているわけではなく、「2.4GHz付近の広い範囲」 を指しています。
• 「2.4GHz帯域」という名前はあくまで便宜上の呼び方です。

チャンネル１～１４のリスト

以下に、Wi-Fi 2.4GHz帯のチャネル1〜14の中心周波数と周波数範囲をまとめた表を示します。

チャンネル番号	中心周波数 (GHz)	周波数範囲 (MHz)
1	2.412	2.401 〜 2.423
2	2.417	2.406 〜 2.428
3	2.422	2.411 〜 2.433
4	2.427	2.416 〜 2.438
5	2.432	2.421 〜 2.443
6	2.437	2.426 〜 2.448
7	2.442	2.431 〜 2.453
8	2.447	2.436 〜 2.458
9	2.452	2.441 〜 2.463
10	2.457	2.446 〜 2.468
11	2.462	2.451 〜 2.473
12	2.467	2.456 〜 2.478
13	2.472	2.461 〜 2.483
14	2.484	2.473 〜 2.495

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まとめ

要するに…

チャネルボンディングとは、複数のチャネルを束ねることで、データをより高速に、かつ大容量で送信できるようにする技術です。通常、Wi-Fiなどの無線通信では、各チャネルが特定の周波数帯域を占有して通信を行いますが、チャネルボンディングを利用すると、複数のチャネルをまとめてより広い帯域幅として利用することができます。これにより、データの通信速度が向上し、一度に多くの情報を送受信できるようになります。しかし、チャネルボンディングを使用することで、近隣の他の無線ネットワークやデバイスとの干渉が発生しやすくなるリスクもあります。そのため、チャネルボンディングを適用する際には、環境や他の通信機器との干渉を考慮する必要があります。

おわりに

本日はここまでです。今日は『チャネルボンディング』という参考書などでよく目にする単語を深掘りしてきました！

全体を一気にまとめてやろうとするより、今回みたいに一つに絞って１つずつ着実に勉強していく方が頭に残りやすいです。

何事も継続は力なりですから、焦らず一歩ずつ着実に進んでいきましょう！それを続けていけば気づいた時には、ものすごいスペシャリストになっているはずです！では、さらばじゃ！