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我が家のホームネットワーク環境は12年前に構築したものです
最近、色々と問題が発生してきたので、見直しを行いました
そのレポートを紹介します
まず初めに、我が家のホームネットワークの構成と、それが抱える課題についてお話ししますので、
「うちの状況と似ている」と思った方は、以降に書かれているレポートを参考にしてもらえればと思います
既存のホームネットワーク構成
我が家のホームネットワーク環境は以下の通りです
自宅建物
マンションに住んでいます
インターネット回線
インターネット回線は以下の光回線を使っています
- 契約コース：@nifty光 with フレッツ 東日本 光ネクスト（マンションプラン2）
残念ながらマンションの宅内配線がVDSL回線を使用しているため、100Mbpsが限界速度です
我が家では下りで40Mbps〜80Mbps、上りは25〜35Mbpsといったところです
Wi-Fiルータ
インターネット回線はWi-Fiルータを経由して宅内のWi-Fi端末に接続されています
Wi-Fiルータは2009年10月20日リリースのAirMac Extreme 802.11n (第 4 世代) で、製品型番はMC340J/A、モデル番号はA1354となります
主なスペックは以下の通りです
- IEEE 802.11a/b/g/n
- 2.4GHzと5GHz（同時対応）
- Wi-Fi Protected Access™（WPA/WPA2）
MIMOは第5世代から実装されているので、このモデルにはついていません
IPoE接続にも対応していません
接続端末
全部で23台のWi-Fi端末が接続されています
パソコンはIEEE 802.11acを備えています
スマホはIEEE 802.11acとIEEE 802.11axを備え、MIMO対応となっています
よって、Wi-Fiルータの方が低スペックとなっています
パソコン、スマホ以外に、プリンタ、スキャナ、スマートスピーカーといった端末も繋がっています
課題
我が家のホームネットワークが抱える課題は以下の2つがありました
- 電波強度
- 速度・応答の安定性
電波強度の問題はホームネットワーク内の課題で、速度・応答の安定性はホームネットワーク外、すなわちインターネット回線の課題です
ホームネットワーク内の電波強度
まず電波強度についてですが、Wi-Fiルータと離れた部屋に問題がありました
その部屋に入ってドアを閉めてしまうとWi-Fiが切れることがあるのです
そのような部屋ではzoomが使えなため、パソコン用には暫定的に有線LANを敷設しました
しかし、スマホに有線LANを繋げるわけにはいきませんので、電波強度の課題には手を打てていません
なお、速度については特に問題はありません
インターネット回線の下り速度が40Mbps〜80Mbpsなので、AirMac Extreme（第4世代）でも十分だからです
よって、電波強度の問題を優先的に解決したいと思っています
インタネット回線の速度・応答の安定性
次にインターネット回線の速度・応答の安定性についてですが、在宅勤務を行うようになってからインターネットが遅いと感じることがあります
これまであまり意識していなかったのですが、終日自宅にいると時間帯によって遅くなることがわかるのです
このインターネット回線の遅さは、会社側の設備の問題なのか、会社と自宅の間のネットワークの状態なのかはっきりしたことは言えないのですが、自分でできることがあれば改善し、速度を安定させたいと思っています
応答性能についてですが、ブラウザを使って再読み込みをするときに、応答がないことが時々ありました
ブラウザを再起動すると改善することがあるのですが、全く改善しないこともあるので、安定的な応答となるように改善したいと思っています
以上のように、インターネット回線については、速度と応答の安定性に課題がありました
最近の技術動向
我が家のホームネットワークは12年前に構築したものです
IT技術は数年で技術革新が起きるので、我が家が抱える課題を解決する方法が、この12年の間に出現していることは十分に考えられます
そこで、12年前にはなかった最近の技術を調べて、どのような見直し方法があるのか考えてみました
調査の対象はWi-Fiルータとインターネット回線です
Wi-Fiルータ
最近の製品には、Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)、MU-MIMO、ビームフォーミング、バンドステアリングといった、AirMac Extreme（第4世代）にはない機能があります
ビームフォーミング
この電波をある特定の方向へ絞り、ビームのように集中させる技術です
この技術があれば、我が家に必要な電波強度を高められそうです
この技術はIEEE 802.11nでも規定されていたのですが、ほとんど利用されておらず、AirMac Extreme（第4世代）にも実装されていません
IEEE 802.11acでは標準サポートとなっており、最近のWi-Fiルータに標準実装されていそうです
ハンドステアリング
定期的に周囲の電波強度や対応帯域を判別し、2.4GHz帯と5GHz帯の混雑していない周波数帯へ自動で振り分ける機能です
マンションに住んでいることもあり、多くのWi-Fiルータや家電製品の放つ電波が飛び交っています
混雑していない周波数帯への自動切り替えができる機能は、我が家の課題である電波強度に効きそうです
Wi-Fi EasyMesh™️
Wi-Fi Allianse™️の標準規格で、つなぐだけで親機と中継機同士が互いに通信しあい、網目状にネットワークを構築する機能です
これにより部屋の隅々までも電波を届かせることができるため、電波強度の問題が解決できます
Wi-Fiルータを複数台購入する必要がありますが、ビームフォーミングやバンドステアリングで効果が出ない時はこの機能を使うことができまそうです
MIMO
複数のアンテナと送受信機を使用して同一周波数で同時送信し、スループットや安定性を向上させる技術です
我が家のホームネットワークの課題は、スループットというより電波感度にあるので、この技術はあまり必要ではありません
MU-MIMO
同時に一対多の通信を行う技術で、IEEE 802.11ac Wave2で導入されました
これもMIMOと同様、我が家の課題解決にはあまり必要ではない技術です
我が家のWi-Fiルータには23台のWi-Fi端末が接続しているので、これらが同時接続してくる場面では有効かもしれません
光回線
光回線は12年前にもあり、これを使ったインターネット回線は現在でも主流なので、大きな技術革新はなさそうです
しかしながら12年前にはなかった接続方式が現れ、回線速度の安定化をもたらしそうです
IPoE接続
IPoE接続は回線事業者側のネットワークと直接接続し、IP通信を行う通信方式です
従来方式のPPPoE接続は、フレッツ網内の網終端装置を経由してインターネットに接続するため、網終端装置がボトルネックになります
新方式のIPoE接続は、網終端装置を経由しないので、時間による混雑の影響を受けにくく、安定した速度が得られます
見直しの方針
我が家のホームネットワークには冒頭に述べてような課題があるのですが、最近の技術動向を調べてみると、その課題を解決できる技術が揃っていることがわかりました
そこで、これらの技術を使ってホームネットワークを見直します
ホームネットワークを見直すにあたり、前提条件と見直し方針を考えます
前提条件
現在契約しているインターネット回線はVDSL回線にも関わらず、下りで最大80Mbpsの速度が出ているので、十分なポテンシャルを持っています
よって、今回は変更しないことを前提条件にします
Wi-Fiルータにはプリンタ、スキャナ、スマートスピーカーといったWi-Fi端末がつながっていますが、これらの端末はそれ自体でWi-Fiの設定を変えることができません
設定変更にはスマホやパソコンを必要するため、変更作業に手間がかかります
よって、Wi-Fi端末の設定変更を必要としないことを前提条件とします
見直し方針
電波強度の改善
2つの課題のうち、電波強度は、ビームフォーミングとバンドステアリングの機能によって解決できそうです
したがって、この機能を持つ最新ルータに置き換えることによって電波強度の課題を解決します
なお、この2つの技術で解決できないことを想定して、Wi-Fi EasyMesh機能を使うことも考慮に入れます
最新ルータの導入にあたっては、Wi-Fi端末の設定を変更させないために、AirMac Extreme（第4世代）の無線設定をそのまま引き継ぐような置き換えを行います
回線速度・応答の改善
我が家で使っているインターネット回線は、12年前に契約した時にはPPPoE接続しかありませんでした
現在では以下のVPN事業者のサービスを利用してIPv6 IPoE（v6サービス）を提供しているようです
- 接続事業者：NTTコミュニケーションズ株式会社（OCNバーチャルコネクト）
回線速度は最大で80Mbpsなのですが、時間帯によっては40Mbpsに落ちます
IPoE接続は時間による混雑の影響を受けにくく、安定した速度が得られるということなので、インターネット回線の速度・応答の安定性は、現在契約している事業者のIPoE接続によって解決させます
現在使用しているAirMac Extreme（第4世代）はIPoE接続ができないため、事業者が推奨するWi-Fiルータへの置き換えによってIPoE接続させます
Wi-Fiルータの選定
見直し方針によって、我が家の2つの課題「電波強度」、「速度・応答の安定性」はWi-Fiルータを入れ替えることで解決できそうです
そこで、Wi-Fiルータの機種の選定を行います
選定の条件
選定にあたっては見直し方針に従い、以下の条件を満たすWi-Fiルータを探します
- ビームフォーミング
- バンドステアリング
- Wi-Fi EasyMesh
- インターネット回線事業者が推奨するIPoE接続
- 接続台数が30以上
選定候補
Wi-FiルータのシェアNo.1のバッファローの製品から候補を挙げることにしました
バッファローでは条件をつけて製品を見つけることができます（こちら）
さらにインターネット回線事業者が推奨しているOCNバーチャルコネクトサービス（IPoE接続）対応Wi-Fiルータの中から選びます
接続台数はkakaku.comにある情報を元にしました
すると、以下の製品に絞られました
- WXR-6000AX12Sシリーズ
- WXR-5700AX7Sシリーズ
- WSR-5400AX6Sシリーズ
この中から価格のもっと安いWSR-5400AX6Sシリーズに決めました
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 | バッファロー WSR-5400AX6S/DCG [無線LANルーター 11ax/ac/n/a/g/b 4803 573Mbps WiFi6/Ipv6対応] 価格:13,980円 |
Wi-Fiルータの設定
既存のAirMac Extreme（第4世代）を入れ替えるために、購入したWSR-5400AX6Sの設定をします
あっさりとインターネット回線に接続
まず、事前にAirMac Extremeの設定内容を書き出しました
- Macアドレスフィルタリング
- SSIDとパスワード
- セキュリティの種類（WPAパーソナルなど）
その後、WSR-5400AX6Sのセットアップガイドの「新規設置編」を見ながら設定しました
LANケーブルと電源ケーブルの接続をマニュアルの通りに実施し、Wi-Fiの接続は使わず、パソコンを有線LAN接続したところ、あっさりインターネットに接続できました
Wi-Fiルータ本体の設定は初期設定のままで、設定変更は一切行わないませんでした
簡単ですね
これならITに詳しくなくても設置できそうです
AirMac Extremeでは、PPPoE接続のためのアカウント名とパスワードを入力する必要があったのですが、その入力すら必要がありませんでした
これは、WSR-5400AX6SがIPoE接続を自動で検知し、PPPoE接続を使わずにプロバイダ接続したものと思われます
これでインターネット回線の接続は完了しました
設定の引き継ぎ
次はホームネットワーク内のWi-Fi端末とWSR-5400AX6Sとの接続を行います
23台のWi-Fi端末の設定を変更したくないので、AirMac Extemeの設定をそのままWSR-5400AX6Sに引き継ぎます
具体的には、事前に書き出した以下の内容を使って、WSR-5400AX6Sに設定します
- Macアドレスフィルタリング
- SSIDとパスワード
- セキュリティの種類
添付の説明書には設定方法の解説がないので、バッファローのサイトからユーザマニュアルをダウンロードし、そこに記載されていた、ブラウザ経由でルータ本体にアクセスして設定する方法で設定しました
ルータ本体へのアクセスは以下のURLを使います
http://192.168.11.1/login.html
ルータの設定が終わった後、23台のWi-Fi端末の中から幾つかピックアップし、インターネットにアクセスできることを確認しました
ルーターの設定を引き継ぐことによって、Wi-Fi端末は同じSSIDのネットワークに接続するので、Wi-Fi端末の設定をし直すことなく作業が完了しました
StationRadar
バッファローが提供しているスマホアプリ「StationRadar」でもブラウザ経由と同様の設定ができます
メニューの中に「デバイスコントロール」があり、Wi-Fiルータに接続されているWi-Fi端末の一覧を表示することができます
Wi-Fi端末 のそれぞれに端末名称を付けたり、アイコンを設定することができます
アイコンの種類はブラウザ経由で行うよりStationRadarの方がたくさんあります
しかし、ブラウザ 経由には無いアイコンをStationRadarで設定した後に、ブラウザ経由でデバイスコントールの一覧を表示すると、そのWi-Fi端末が表示されないというバグがあります
この辺りはメーカーに改善して欲しいところです
バンドステアリングLite
SSIDは以下の3つを設定できます
- SSID 1：WPA2 Personal、WPA/WPA2 Personal、および認証を行わない無線用の SSID
- SSID 2：WPA3 Personal、WPA2/WPA3 Personal用のSSID
- SSID 3：WEP専用のSSID
それぞれについて2.4GHzと5GHzの設定ができるので、合計6つのSSIDを作ることができます。
AirMac Extremeでは、WPA2 Personalの2.4GHzと5GHzの2つのSSIDを設定していましたので、そのSSIDを上記のSSID 1に移行します
そしてAirMac ExtremeにはなかったWPA3のSSIDを新規に設定します
WEPを使うWi-Fi端末は使用していないので、SSID 3は未使用です
| 2.4GHz | 5GHz | |
| SSID 1 | home-network | home-network-5 |
| SSID 2 | home-network-WPA3 | home-network-5-WPA3 |
| SSID 3 | 未使用 | 未使用 |
バンドステアリングを有効にすると、SSID1の2.4GHzと5GHzのSSIDを使うことになります
SSID名は共通としなければなりません
我が家の場合は、2.4GHzで使っていた「home-network」を使うことにしました
よって、以下のようなSSID一覧となります
| 2.4GHz | 5GHz | |
| SSID 1 | home-network | home-network |
| SSID 2 | home-network-WPA3 | home-network-5-WPA3 |
| SSID 3 | 未使用 | 未使用 |
home-network-5のSSIDを使っていたWi-Fi端末は無線LANへの接続変更が必要となります
これで「home-network」に接続したWi-Fi端末は、バンドステアリング機能によって、2.4GHz帯と5GHz帯の混雑していない周波数帯へ自動で振り分けられます
ネット脅威ブロッカー
このWi-Fiルータには「ネット脅威ブロッカー」というセキュリティ機能が1年間使用できるライセンスがついています
ネットの書き込みに、この機能が原因で速度が遅くなるといったネガティブな書き込みが幾つかあったので、この機能を使うことに抵抗がありました
その後もネットを検索し続けたのですが、上述のネガティブな書き込みが大勢でないことから、一度有効化して、その後、速度低下の現象が現れたら有効化をオフにしてみることにしてみることにしました
Wi-Fiルータ本体にブラウザでアクセスして、有効化のためのライセンスキーを入れたのですが、「有効に失敗しました」とエラーが出てしまいます
その後の対処方法がわからず、バッファローのサポートにLineのチャットで連絡を取りました
チャットをしている間に、ネット脅威ブロッカーのマニュアルを見ていると、StationRadarというiOSアプリで有効化する方法が書かれていたので、それを試してみたら、有効化に成功しました
この方法はライセンスキーを入力する必要もなく有効化できました
効果
以上でホームネットワークの見直しが完了しましたので、2つの課題の改善効果を評価してみました
電波強度
バンドステアリングがどのように効いているのかを試すために、電波強度が弱い部屋での受信状況を確認してみました
Wi-Fiルータのあるところからスマホを持って、電波強度が弱い部屋に入ります
入った後、部屋のドアを閉めると、スマホのWi-Fi感度が最大より1段下がります
しばらく放置していると、Wi-Fi感度が1段上がり、最大のWi-Fi感度に復帰ことがわかりました
きちんとバンドステアリングが効いているのだろうと思います
これまで起きていたWi-Fi切断の問題は起きていません
これで電波強度の課題が解決できたことが確認できました
速度・応答の安定性
インターネット回線の速度が安定したかどうかを確認するために、Wi-Fiルータを置き換える前後で速度を測ってみました
測定方法は「みんなのネットワーク回線速度」で行いました
AirMac Extreme（置き換え前）の速度
| 測定結果 (日曜日13:27) | 測定結果 (月曜日7:21) | 測定結果 (月曜日17:36) | |
| 接続方式 | PPPoE | PPPoE | PPPoE |
| Jitter | 105.31ms | 6.19ms | 6.98ms |
| Ping | 12.0ms | 10.0ms | 10.0ms |
| 下り | 47.83Mbps(少し速い) | 83.1Mbps(速い) | 68.81Mbps(速い) |
| 上り | 24.0Mbps(普通) | 34.88Mbps(普通) | 29.37Mbps(普通) |
WSR-5400AX6S（置き換え後）の速度
| 測定結果 (日曜日14:37) | 測定結果 (月曜日7:06) | 測定結果 (月曜日17:17) | |
| 接続方式 | IPoE + IPv4 over IPv6 (OCNバーチャルコネクト) | IPoE + IPv4 over IPv6 (OCNバーチャルコネクト) | IPoE + IPv4 over IPv6 (OCNバーチャルコネクト) |
| Jitter | 0.99ms | 3.53ms | 1.0ms |
| Ping | 8.0ms | 9.0ms | 9.0ms |
| 下り | 81.65Mbps(速い) | 81.33Mbps(速い) | 79.29Mbps(速い) |
| 上り | 32.75Mbps(普通) | 27.28Mbps(普通) | 36.08Mbps(普通) |
比較結果
Wi-Fiルータを置き換える前の下り速度は48〜83Mbpsとばらついていたのですが、置き換えた後の速度は、曜日・時間帯に関係なく80Mbps前後の安定した速度に改善されていることがわかります
応答については、Pingも8〜9msと早くなりました
Pingは10msでも十分早いことはこちらにも書かれているのですが、それより1〜3ms早くなっています
Jitter値はPing値の揺らぎを示す値ですが、これも抑えられており、安定していることが分かります
総じて下りと上りの速度がAirMac ExtremeのPPPoE接続より安定していることがわかりました
また、ネット驚異ブロッカーによる速度低下についてですが、以下が有効化した後の速度の結果となります
| 接続方式 | IPoE + IPv4 over IPv6 (OCNバーチャルコネクト) |
| Jitter | 0.95ms |
| Ping | 8.0ms |
| 下り | 81.03Mbps(速い) |
| 上り | 35.01Mbps(普通) |
特に速度低下の現象が見られなかったので、そのまま有効化しておこうと思います
今後の予定
12年前のWi-Fiルータと比べると最新のWi-Fiルータは、速度が速いだけでなく色々な機能がついています
お陰で我が家のホームネットワークが抱える課題も改善できました
電波強度も改善されたので、追加のルータを購入してWi-Fi EasyMeshを構築する必要がなくなりました
インターネット回線の速度と応答も今のところ安定していますので、見直したホームネットワーク環境で使い続ける予定です
なお、auひかりにはタイプGというオプションを使うと、VDSLでも早くなるというサービスがあります
このサービスが自分のマンションでも使えるかを確認することができるページが用意されているので、興味のある人はお調べください