通信速度って測ったことある？

投稿日時: 投稿者:

皆さんお久しぶりです。😊

withコロナが浸透してきた今日この頃ですが、夏休みはいかがお過ごしだったでしょうか？社会人の皆様、夏休みがあるのは学生だけだぞ！などと激高なさらないでください。

筆者の私は自粛期間中に趣味になったアニメ鑑賞のおかげで充実した夏休みになりましたよ～。✨

どうものめりこみすぎなのか、妄想がとまりません。何とは言いませんが、5つ子美少女の家庭教師を依頼されないかな～とか、古き良き日本の田舎でからかい上手な女の子と青春をおくれないかな～とか、素敵な手紙を書く両手が義手の機械人形のような少女と出会わないかな～とか、なにかと夢心地でございます。

…非常に人を選ぶような話題を失礼しました。しかし、何も全く関係のない話をしているわけではないのです。アニメ鑑賞をするには動画サイトが欠かせません。そして高画質で見ようと思ったらWi-Fi環境も大切になってきますよね。👌

そこで今回のテーマは「通信速度って測ったことある？」です。

皆さんはおうちのWi-Fiなどの通信速度を測ったことはありますか？家庭によって設置しているWi-Fiルーターの機種はそれぞれだと思いますが、環境によって通信速度が異なることが多いようです。ですから、人によっては動画サイトを閲覧することが困難だったりするわけですね。私のように毎日ネット〇リックスにお世話になっている人間にとってはそこそこのスペックが欲しいものです。そこでWi-fiの通信速度というのが重要になってくるわけですねぇ～。今回は、研究室付近で実際に学内に飛んでいるWi-Fiのスペックを確認することで測定の仕方やその結果について考察していきたいと思います！🙌

  • 何を見れば性能が分かる？
  • どれくらいの性能があればいい？
  • 実際に測ってみた！
  • なぜ性能の差が発生するのか
  • まとめ

何を見れば性能がわかる？

Wi-Fiの通信速度を確認する指標は主に3つあります。「上りの速度」、「下りの速度」、「ping値」です。まずは具体的にどうこうではなく、この3つの数値がどういうものなのかをざっくりご説明しますね！

上りの速度というのはスマホやパソコンなどの端末からルーターにデータを送る場合が該当しますので、例えばSNSに写真や文章を投稿する際の速度の指標になります。

一方の下りの速度ですが、こちらは逆にルーター側から端末にデータを送る際の速度を表したものになります。動画投稿サイトの閲覧、SNSの閲覧、メールの受信など、外部からの情報を自分の端末にもらう際の速度指標になります。

これらはともに単位がbpsとなっています。これは決して「バーベキュー　パーティー　しようぜ」の略称ではありません。bit per secondの略称で、つまり1秒間に何ビット送ることができるかということを表しています。ちなみにビットというのは01信号の数を表していますから、例えば4ビットであれば0001や1101などが該当するわけですね。

そして最後にping値ですが、これは通信を行う際にホスト(サーバー)と通信可能な状態かという確認や、ホストの動作確認を行う際に発生する遅延時間を示したものになります。ちなみにピンち、と読みます。レイテンシと呼ばれたりもしますね。先ほど説明した上り速度と下り速度が実際にデータをやり取りするときだけの速度を表したものとするならばping値は通信全体にどの程度の時間がかかるものなのかを表したものになります。ですから、値が小さいほど早いということは言うまでもありませんね。

しかし逆に、上り速度や下り速度がいくら早くてもping値があまりに大きければ（こういったケースはあまりないとは思いますが…）結局遅くなってしまうわけですね。ping値だけにピンチってわけですか。おあとがよろしいようで。😒

では、3つの数値がどういったものなのかはおおよそお分かりいただけたと思いますので、次はどれくらいの数値が必要なのかを調査していきましょう！

どれくらいの性能があればいい？

まずは上り速度です。下の表1をご覧ください。文字、写真、動画となっていくごとに目安の数値も大きくなっている様子が確認できますね。皆さんも何となくは想像がついていたとは思いますが、やはり動画のアップロードというのは非常に重たいことがわかります。ところで、さっきは単位がbpsって言ってたのにMbpsってなんやねん！と思われたかがいらっしゃるかもしれません。これは決して「まっけんゆうみたいなイケメンと　バーベキュー　パーティー　してみたい」という意味ではありません。このMはメガという数学的な接頭辞の一つで100万を表します。つまり、1Mbpsといわれたら1秒間に100万ビット送ることができるということですね。電波というのが如何に高速なのかがわかります…。

表1　上り速度の目安
（引用元：https://www。nojima。co。jp/support/koneta/54502/#hikaris_2）

用途 速度
メールやＳＮＳのメッセージ送信 1Mbps
ＳＮＳの写真投稿 3Mbps
ＳＮＳやYouTubeなどの動画投稿 10Mbps

しかし、ユーチューバーでもない限り動画のアップロード速度を過敏に気にされる方はあまりいないでしょう…笑

どちらかというと皆さんが気になるのは下りの速度ですよね。お待たせしました。表2をご覧ください。ここでは動画をオンラインで視聴することを考えたときに、画質によってどれくらいの性能が必要なのかに焦点を当てました。画質によってとても差があることは明白ですね。最低画質の360pから最高画質の4Kには20倍以上の速度差があることが確認できます。毎日4K動画を見るなんていう叶姉妹のような生活を送っている人はそうはいないかもしれませんが、フルハイビジョン(1080p)はよく使う方も多いでしょうから、やはり10Mbpsはあると安心のようですね～。

表2　下り速度の目安

動画の解像度 推奨される持続的な速度
４K 20Mbps
HD 1080ｐ 5Mbps
HD 720p 2.5Mbps
SD 480p 1.1Mbps
SD 360p 0.7Mbps

最後はping値です。msはミリセカンド、すなわち0.001秒を表していますから、表3において「かなり速い」に分類されるためには0.015秒以下である必要があるということになりますね。しかし、なかなか秒数を言われたところでピンとは来ない（ping値だけに…しつこいですか？）と思いますから、実際に測定を行ってみましょう！

スピード評価 ping値
かなり速い 15ms以下
速い 16ms~35ms
普通 36ms~50ms
遅い 51ms~100ms
かなり遅い 101ms以上

 

実際に測ってみた！

図1をご覧ください。こちらは有線LANを接続しているデスクトップパソコンで回線速度を計測した時の画面になります。今回はfast.comさんを利用させていただきました。こちら、なんとpowerd by Netflixさんなんだとか…。ほんとにいつもお世話になっております。登録料が高いとか言われていますが、私はあなたの味方ですよ！これからも友達を勧誘し続けます！

さて図1に戻りまして、一番でかでかと書かれているのが下り速度になりますね。値を見てみるとなんと64Mbps…。表2と照らし合わせると4Kも余裕サクサクなことがわかりますねぇ…。実は一般的に有線LANは無線LANよりも安定していて大容量なんです。端末を動かさないのであれば有線はとても有効ですよ～。

次に右下の黄色で囲ったのが上り速度になります。アップロードするときの指標でしたね。こちらも表1の数値と比べると余裕な様子がわかります。

そして青と緑で囲ったものがping値（レイテンシ）です。青のほうが自分一人で回線を使用した場合のping値であるのに対し、緑は同じオフィスや家にいる人と同時にその回線を使った時のping値を表しています。やはり回線も複数人で使うと遅くなってしまいますからね。それでも11msという数字と表3を比べてみると「かなり速い」となっていることがわかります。素晴らしいです、学校の有線LAN！！


【図1　実際に測ったfast.comの画面（クリックすると見やすくなります）】

やった～これでめでたしめでたし………とはいきません。

我々は無線の研究室ですからね。有線で喜んでいるわけにはいきません…笑

特別Wi-Fiの研究をしているわけではありませんが、無線を勉強させていただいている身としては無線LANの速さを測らないわけにはいきません。そこでノートパソコンでこのfast.comを開いて研究室内外を歩き回って測定してまいりました。結果が図2になります！


【図2　場所ごとの下り回線速度計測結果】

今回は研究室と同じフロアの廊下、そして階段までで調査を行いました。無線ルーターを図のように研究室の上側に設置し、部屋のあらゆるポイント、廊下、踊り場で下りの回線速度の計算を行っております。

結果からわかる通り、部屋の中と廊下ではほとんど回線速度が同じであることが分かります。そして階段に近づくと少し低下し、最終的に踊り場では1Mbpsを下回る結果とりました。

正直筆者としてはルーターに近いところでは回線速度が非常に大きく、遠ざかるごとに距離に比例して下がっていくのでは？と考えておりました。もしかしたら同じ考えの人もいるかもしれませんね。

しかしよく考えてみると、ルーターの送信電力が一定であれば1秒間に届けることができるデータ量は一定ですから、十分な受信電力強度を満たしていればデータの強弱に関わらず届くデータの量は同じです。イメージが浮かばない人は図3をご覧いただければある程度ご理解いただけるかと思います。上二つ（送信電力が強い場合と普通の場合）は必要以上の電力で受信できているので、送られたデータを完璧に受け取れました。しかし、その情報量自体は同じです。ちなみに、一番下の送信電力が弱い場合では、所望の電力を満たしていないので一部の電波が損失し、送る予定だったデータが届きませんでした。

以上が実験の結果と考察になりますが、本実験はあくまで簡易的に行ったものになります。ルーターは私たちの研究室のみでなく上下階の研究室や同フロアの他研究室にもあるでしょうから、それの影響を受けている可能性も十分にあります。あくまでご参考程度に、ということをお断りしておきます。


【図3　送信電力強度と伝わるビット量の関係】

なぜ性能の差が発生するのか

ここまでいろいろとWi-Fiの性能についてみてきましたが、実を言うとWi-Fiの出力電力というのは上限が決められています。ですから電力という観点では性能は変わらないはずなのです。しかし、ふたを開けてみると「うちのWi-Fi遅いからさ～」みたいな会話が結構聞かれますよね。その原因はいろいろとあるのですが主に「周波数」、「アンテナ」、「ドアや壁による遮蔽」があります。

まずは周波数ですが、Wi-Fiの規格は2.4GHz帯と5GHz帯があります。周波数が高いほど多くの情報を運べますが、その分電波が届く距離が短くなってしまいます。電波は十分に届いているのに回線が遅いと感じていたら、もしかしたら周波数が原因かもしれません。

次にアンテナです。ルーターにはいろいろな種類がありますが図4のようにアンテナが外付けのものと内蔵されているものがあります。当然ですがアンテナが外部にあるほうがよく、また本数が多いほど性能は上がります。そのほかにもビームフォーミングといって端末がいる場所を特定してそこに向かって集中的に電波を送ることで性能を改善する技術が内蔵されているようなルーターも最近はあるようですね。

最後は遮蔽です。家の中にルーターを一つ設置すれば大体の家庭では家全体を網羅できますが、ルーターからだいぶ離れた部屋ではつながりにくいと感じる方もいるかもしれません。Wi-Fiもやはり電波ですから、扉や壁で遮蔽されるとその分減衰して弱くなってしまいます。こういったケースに対応して中継器などもあるようですから、気になる方は調べてみてくださいね。


【図4　無線LANルーター（左：アンテナ外付け　右：アンテナ内蔵）】

まとめ

というわけで今回は電波強度について実験も交えてお話をしてきました。普段我々は基地局を介した通信を扱うことが多いですが、面白そうでしたのでこんなトピックをご用意させていただきました。

皆様が快適なWi-Fiライフを送れますよう祈るばかりでございます。

それでは今日はこの辺で！

参考記事

・Nojima「快適なインターネット回線速度は？目安や平均、速度テスト計測、遅い時の対処方法を解説！」
https://www.nojima.co.jp/support/koneta/54502/

・フジログ通信「WiFiの距離はどれくらい届く？通信範囲を広げる方法も紹介」
https://fuji-wifi.jp/column/?p=4203