インターネット接続は、ワイヤレスルーターを介して可能になります。Wi-Fiにアクセスすると、ワイヤレスルーターに接続され、互換性のあるデバイスがインターネットにアクセスできるようになります。

変調とデータ伝送 :
Wi-Fiデータを送信するプロセスは、信号変調から始まります。送信されるデジタルデータは、変調された無線周波数信号に変換されます。この変調では、位相変調(PSK)や振幅(ASK)などのさまざまな手法を使用してデータビットを表すことができます。

周波数とチャンネル :
Wi-Fi ネットワークは、主に 2.4 GHz および 5 GHz 帯域の免許不要の無線周波数帯域で動作します。これらの帯域は、Wi-Fi デバイスが通信できる特定の周波数範囲であるチャネルに分割されます。Wi-Fiチャネルを使用すると、過度の干渉なしに複数のネットワークを共存できます。

マルチアクセス :
複数のデバイスが同じチャネルを共有し、同時に通信できるようにするために、Wi-Fi は Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance(CSMA/CA)などの複数のアクセス技術を使用します。データを送信する前に、Wi-Fi デバイスはチャネルのアクティビティをリッスンします。アクティビティが検出されない場合は、データを送信できます。それ以外の場合は、ランダムな瞬間を待ってから再試行します。

カプセル化とプロトコル :
Wi-Fiネットワークを介して送信されるデータは、Wi-Fiプロトコル標準(IEEE 802.11など)に従ってフレームにカプセル化されます。これらのフレームには、送信側と受信側の MAC アドレス、フレームのタイプ、データ自体などの情報が含まれています。管理フレーム、制御フレーム、データフレームなど、さまざまなタイプの通信には、さまざまなタイプのフレームが使用されます。

認証とリンク :
デバイスがWi-Fiネットワーク経由で通信するには、Wi-Fiアクセスポイント(AP)またはルーターを認証してペアリングする必要があります。これには通常、デバイスとアクセス ポイント間の認証およびアソシエーション メッセージの交換が含まれ、デバイスはネットワークへのアクセス権限を証明するためのクレデンシャル(パスワードなど)を提供します。

暗号化とセキュリティ :
Wi-Fiネットワーク内のデータを暗号化することは、権限のない人物が機密情報を傍受して読み取るのを防ぐために不可欠です。Wi-Fi Protected Access 2 (WPA2) や WPA3 などのセキュリティ プロトコルは、堅牢な暗号化方式を使用してこの保護を提供するように設計されています。

WPA2は長い間、Wi-Fiネットワークの主要なセキュリティ標準でした。AES(Advanced Encryption Standard)などの高度な暗号化プロトコルを使用して、ネットワーク上で転送されるデータを保護します。しかし、コンピュータ攻撃とテクノロジーの進化に伴い、新しい暗号化とセキュリティの方法が必要になりました。

そこで、Wi-Fiセキュリティプロトコルの最新版であるWPA3の出番です。WPA3は、より堅牢な暗号化技術やブルートフォース攻撃に対する保護の強化など、前任者よりもいくつかの改善をもたらします。また、特に多くのデバイスが同時に接続する環境で、Wi-Fiネットワークのセキュリティを向上させる個別データ保護などの機能も導入されています。

Wi-Fiネットワークでは、暗号化に加えて、認証技術を使用してユーザーやデバイスの身元を確認することもできます。たとえば、企業ネットワークでは、証明書ベースの認証システムやユーザー名とパスワードを実装して、許可されたユーザーのみがネットワークにアクセスできるようにすることができます。

したがって標準化されたWi-Fiテクノロジーは、その特性と速度が時間の経過とともに、また使用とともに進化してきました。識別子802.11を持つ各WiFi規格の後には、その世代を表す文字が続きます。
Aujourd’hui, on considère que les normes 802.11 a/b/g sont quelques peu dépassées. Depuis ses origines en 1 9 9 7, les normes Wi-Fi se sont succédées pour laisser place tout récemment, fin 2019 à la norme Wi-Fi 6E (802.11ax).

ネットワークにはさまざまなモードがあります。

「インフラストラクチャ」モード
Wi-Fi カードを搭載したコンピュータを、ハブとして機能する 1 つ以上のアクセスポイント (AP) を介して相互に接続できるようにするモード。過去には、この方法は主に企業で使用されていました。この場合、このようなネットワークを設置するには、対象エリアに定期的に「アクセスポイント」(AP)端末を設置する必要があります。端末とマシンは、通信できるようにするために、同じネットワーク名(SSID = Service Set IDentifier)で設定する必要があります。企業におけるこのモードの利点は、アクセスポイントの強制的な通過を保証することです : したがって、誰がネットワークにアクセスしているかを確認できます。現在、ISP、専門店、大型店は、設定が非常に簡単で、「インフラストラクチャ」モードで動作するワイヤレスルーターを個人に提供しています。

「アドホック」モード
Wi-Fiカードを搭載したコンピューターを、アクセスポイントなどのサードパーティ製のハードウェアを使用せずに直接接続できるようにするモード。このモードは、追加の機器なしでマシンを相互にすばやく相互接続するのに最適です(たとえば、電車内、路上、カフェなどで携帯電話間でファイルを交換する場合など)。このようなネットワークの実装は、マシンを「アドホック」モードで構成し、チャネル(周波数)の選択、すべての人に共通のネットワーク名(SSID)、および必要に応じて暗号化キーで構成されます。このモードの利点は、サードパーティのハードウェアを必要としないことです。ダイナミックルーティングプロトコル(OLSR、AODVなど)により、範囲がネイバーに限定されない自律メッシュネットワークを使用できます。

ブリッジモード
ブリッジ アクセス ポイントは、1 つ以上のアクセス ポイントを相互に接続して、2 つの建物間などの有線ネットワークを拡張するために使用されます。接続は OSI レイヤ 2 で行われます。アクセスポイントは「ルート」モード(「ルートブリッジ」、通常はインターネットアクセスを分散するもの)で動作し、他のアクセスポイントは「ブリッジ」モードで接続し、イーサネットインターフェイスを介して接続を再送信する必要があります。これらの各アクセスポイントは、オプションでクライアント接続の「ブリッジ」モードで構成できます。このモードでは、「インフラストラクチャ」モードのように顧客を歓迎しながら橋を架けることができます。

「レンジエクステンダー」モード
「リピーター」モードのアクセスポイントでは、Wi-Fi信号をさらに繰り返すことができます。ブリッジ モードとは異なり、イーサネット インターフェイスは非アクティブのままです。ただし、"ホップ" が追加されるたびに、接続の待機時間が長くなります。リピーターは、接続の速度を低下させる傾向もあります。実際、そのアンテナは信号を受信し、同じインターフェースを介して再送信する必要があり、理論的にはスループットが半分になります。

WiFi 6Eは、6GHz WiFiとも呼ばれ、ワイヤレスネットワークの分野における大きな進歩を表しています。802.11ax規格に基づくこの新しい規格は、WiFiネットワークの機能とパフォーマンスに革命をもたらす多くの可能性と利点を提供します。

まず第一に、802.11ax WiFi規格からWiFi 6Eへの移行は、WiFiのさまざまな世代を説明するために使用される用語の明確化と簡素化を示しています。この標準化により、ユーザーや専門家がWiFiテクノロジーをよりよく理解することができます。

WiFi 6Eの主な機能の1つは、特に6GHz帯域での新しい周波数の導入です。この調和により、無線スペクトルの使用に新たな可能性が開かれ、より多くのチャネルが提供され、干渉が減少します。5945~6425MHzの新しい6GHz周波数帯域は、高速WiFiネットワークの展開にかなりのスペースを提供します。

パフォーマンスの面では、WiFi 6Eはいくつかの革新をもたらします。MiMo(Multiple Inputs, Multiple Outputs)は、WiFiデバイスに複数のアンテナを追加して、複数のデータストリームを同時に処理する能力を向上させる技術です。これにより、ワイヤレス接続の速度と信頼性が大幅に向上します。

さらに、WiFi 6Eは、OFDMA(直交周波数分割多元接続)やMu-MIMO(マルチユーザー、複数入力、複数出力)などの機能により、パフォーマンスに大きなメリットをもたらします。OFDMAは、チャネルをより小さなサブチャネルに分割することで無線スペクトルをより効率的に使用し、ネットワークトラフィックの管理を改善し、ネットワーク容量を増やすことができます。一方、Mu-MIMOは、WiFiアクセスポイントが複数のデバイスと同時に通信することを可能にし、特に人口密度の高い環境で、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させます。

最後に、TWT(Target Wake Time)テクノロジーにより、接続されたデバイスのバッテリー寿命も向上します。この機能により、デバイスはいつスタンバイする必要があるか、いつウェイクアップしてWiFiホットスポットと通信する必要があるかを判断できるため、消費電力が削減され、バッテリー寿命が延びます。