小学生でもわかる!「Wi-Fi(ワイファイ)のしくみ」

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はじめに

「あーっ、あと1回攻撃すれば勝てたのにーっ!」

対戦ゲームのいいところで急に画面がカクッと止まって負けてしまった……。そんな悔しい思いをしたことはありませんか?

家の中でニンテンドースイッチなどのゲーム機で遊んだり、タブレットでYouTubeの動画を見たり、スマホで調べ物をしたりするとき、みなさんは何を使ってインターネットにつないでいますか?

きっと、多くの人が「Wi-Fi(ワイファイ)」を使っているはずです。

でも、よく考えてみると不思議ではありませんか?

昔の黒電話やテレビゲーム機は、壁やテレビと太いコードでしっかりつながっていました。もしコードを抜いてしまったら、テレビの画面は真っ暗になり、ゲームもブツンと切れてしまいます。

それなのに、Wi-Fiを使っているスマホやタブレットには、どこにも線がつながっていません。

部屋のどこに持っていっても、ベッドの上でゴロゴロしながらでも、スイスイ動画が動いて遠くの友達とネット対戦ができます。

  • 線がつながっていないのに、どうして外の世界のデータが届くのでしょうか?
  • 空気の中を、ゲームや動画のデータはどうやって飛んでいるのでしょうか?
  • そして、部屋の壁をどうやって通り抜けているのでしょうか?

目に見えない空気の中で、実はものすごいスピードで「あるもの」が飛び交っています。

今回は、毎日お世話になっている「Wi-Fi」のふしぎな世界を、一緒にのぞいてみましょう!

はると
はると
俺、自分の部屋のベッドでゲームしてても、リビングのテレビと同じようにネット対戦ができるからいつもすげーって思ってたんだよな!でも線がないのにどうやってつながってるんだ?
ひまり
ひまり
私もタブレットで図鑑を調べるときにいつも不思議だったの。コードがないのに遠くの図書館のデータまで一瞬で読めちゃうなんて、まるで目に見えない糸がつながっているみたいよね。

Wi-Fiってなに?正体は目に見えない「電波」!

Wi-Fiの正体、それは目には見えない「電波」です。

電波と聞くと難しそうに感じるかもしれませんが、実は太陽の光と同じ「波の仲間」です。

池の水にポチャンと小石を落とすと、水面に丸い波がサーッと広がっていきますよね。電波も同じように、空間を波のように揺れながら進むエネルギーです。

そして、電波の最大の特技はその「スピード」です。

電波は、1秒間に約30万キロメートルという途方もない速さで進みます。これは、たった1秒の間に地球を7周半もぐるりと回ってしまう速さです!

普段、私たちが聞いているラジオやテレビの放送、パトカーの無線なども電波を使っています。

その電波の仲間の中で、「コンピューター同士が線なしでおしゃべりするために作られた特別な電波のルール」こそが、Wi-Fiなのです。

Wi-Fiのおかげで、私たちは部屋中をコードだらけにすることなく、家中どこでも自由にインターネットを使えるようになりました。

はると
はると
1秒間に地球を7周半!?俺がサッカーのグラウンドを全力ダッシュするより何億倍も速いじゃん!そんな超特急の波が、動画やゲームのデータを背中に乗せて部屋の中を飛んでるのか!
ひまり
ひまり
ふふ、はるとの足じゃ電波には勝てないわね。でも、目に見えない波がどうやってスマホに「写真」や「動画」のデータを届けているのかしら?
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Wi-Fiルーターの役割!データが届く3つのステップ

部屋の隅っこやテレビの横で、小さなランプがチカチカと緑色に光っている四角い箱を見たことがありませんか?

あれこそが、Wi-Fiの基地である「Wi-Fiルーター」です。

インターネットの世界とおうちのスマホをつなぐ、頼もしい「お手紙の配達員さん」であり、言葉を通訳する「翻訳家さん」でもあります。

インターネットの動画やゲームのデータは、もともとは「0」と「1」という数字がびっしり並んだ電気や光の合図です。この合図がスマホに届くまでには、3つのステップがあります。

STEP 1 外からおうちのルーターへ光の速さで届く!
電柱や道路の下に埋められた「光ファイバーケーブル」という特別な線を通り、世界中のインターネットからおうちのルーターへデータが猛スピードで届けられます。
STEP 2 ルーターがデータを「電波の波」に変身させる!
ルーターは届いたデータを、アンテナを使って空気を揺らす目に見えない「電波の波」にパッと翻訳します。そして部屋中にピピピッと電波を発射します!
STEP 3 スマホが波をキャッチして画面に映し出す!
スマホやゲーム機の中に入っている小さなアンテナが電波を受け止めます。そして波の揺れ方を読み取って元のデータに戻し、きれいな動画やゲーム画面をパッと映し出します!

しかも驚くことに、このキャッチボールは一方通行ではありません。

あなたがゲームのコントローラーで「ジャンプ!」のボタンを押すと、スマホからルーターへ「ジャンプしたよ!」という電波が飛び、ルーターが外の世界へ送り届けます。

この超高速のキャッチボールを、1秒間に何千回、何万回も繰り返しているから、ボタンを押した瞬間にゲームのキャラクターが飛び跳ねてくれるのです!

はると
はると
ルーターが波にして投げて、スマホがピタッとトラップして画面に出すキャッチボールなのか!サッカーでいえば、司令塔のパサーが正確なロングパスをフォワードに出す連係プレーみたいだな!
ひまり
ひまり
すごく分かりやすい例えね!しかも目にも留まらない一瞬の間に何万回もパスをつないでいるなんて、ルーターとスマホのチームワークって本当にすごいわね。
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なぜ壁をすり抜ける?ふたつの電波チームのひみつ

ここで、もうひとつの大きな疑問が浮かんできます。

ルーターがリビングに置いてあるのに、ドアを閉めた隣の部屋や、階段を上がった2階の部屋でもWi-Fiがつながるのはなぜでしょうか?

目に見える太陽の光や懐中電灯の光は、壁やドアに当たると遮られて、向こう側には届きませんよね。同じ「波の仲間」なのに、なぜ電波だけが壁を通り抜けられるのでしょうか?

その秘密は、「波のすき間」にあります。

木やガラス、壁紙などの物質を顕微鏡でずっと大きく拡大して見てみると、実は小さな粒(分子)の間に目に見えないすき間がたくさん空いています。まるで金網のフェンスのすき間を小さなピンポン玉が通り抜けるように、電波はその粒のすき間をスイスイとすり抜ける性質を持っているのです。

さらに、Wi-Fiの電波には得意技がちがう「2つのチーム」があります。ルーターの裏側に「2.4GHz(ギガヘルツ)」と「5GHz」という文字が書いてあるのを見たことがある人もいるかもしれません。

遠くまで届く「2.4GHz」
波のゆれが大きく、壁やドアなどの障害物を回り込んで通り抜ける力が強い!
リビングから離れた部屋や、2階の部屋までしっかり届きやすい!
いろんな家電も使っている電波なので、混雑して遅くなることがある。
超高速で力強い「5GHz」
波が細かくギュッと詰まっていて、データを一気に運ぶスピードがものすごく速い!
Wi-Fi専用の電波なので、他の家電に邪魔されず動画もサクサク動く!
壁や家具などの障害物にぶつかると跳ね返りやすく、遠くまで届きにくい。

遠くの部屋で使うときは障害物に強い「2.4GHz」、ルーターの近くで重い動画を見たり対戦ゲームをするときは超高速な「5GHz」というように、電波のチームを使い分けることで快適にネットが楽しめるようになっています。

はると
はると
なるほど!ルーターの近くで対戦ゲームをやるときはスピード重視の5GHzを使って、自分の部屋に持っていくときは壁をすり抜ける2.4GHzに切り替えればいいのか!戦術の使い分けだな!
ひまり
ひまり
ふふ、はると冴えてるわね!ルーターに書いてある暗号みたいなアルファベットや数字には、電波のチーム分けというちゃんとした意味があったのね。
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急に遅くなるのはなぜ?邪魔をする電子レンジと水

「オンラインゲームの途中で急に画面がカクカクして止まった!」 「YouTubeを見ていたら、読み込み中のマークがクルクル回って動かなくなった!」

そんな悔しい経験をしたことはありませんか?

実は、目に見えない電波にも大の苦手な「天敵」がいます。Wi-Fiが急に遅くなったり途切れたりするときは、この天敵たちが邪魔をしていることが多いのです。

天敵1:電子レンジ(同じ電波を出すライバル)

晩ご飯の時間に、家族が電子レンジで温めを始めたとたん、Wi-Fiがプツッと切れたことはありませんか?

実は、電子レンジが食べ物を温めるために使っている電波は、Wi-Fiの「2.4GHz」とまったく同じ種類の電波なのです!

電子レンジが動くと、すき間から漏れた強い電波が部屋の中に飛び出します。すると、Wi-Fiの電波とぶつかり合って大渋滞を起こしてしまい、データがスマホに届かなくなってしまいます。

天敵2:水(電波を飲み込むブラックホール)

電波は「水」にぶつかると、水の中に吸い込まれて消えてしまうという弱点があります。

そのため、リビングに大きな水槽があったり、花瓶や加湿器が置いてあったりすると、電波が水に邪魔されて遠くまで届きにくくなります。

また、金属の棚や大きな姿見(鏡)も電波を強く跳ね返してしまうため、ルーターの周りに金属の物を置くのも苦手です。

Q. ルーターを床に置いちゃダメって本当?
A. 大正解!電波はアンテナからボールのように四方八方に丸く広がっていきます。床の上に直接置いてしまうと、電波の半分が床に吸い込まれたり反射したりして弱くなってしまいます。机や棚の上など、床から1〜2メートルくらいの少し高い場所に置くのが電波を部屋中に届けるコツなんだよ!
はると
はると
電子レンジと水槽がWi-Fiの天敵だったのか!お母さんがおかずをチンした瞬間にゲームが止まった謎がやっと解けたぜ!犯人は電子レンジだったんだな!
ひまり
ひまり
ふふ、理由が分かるとすっきりするわね。ルーターの周りをスッキリ片付けて、水槽の近くを避けたり高い場所に置いたりするようにおうちの人に教えてあげましょうね!
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まとめ

コードがなくても、部屋のどこにいてもインターネットにつながる驚きの通信技術「Wi-Fi」。

その仕組みをまとめると、大切なポイントが見えてきます。

📝 今日のまとめノート
1 Wi-Fiの正体は目に見えない「電波」!1秒間に地球を7周半する光の速さで空間を飛び回っている!
2 Wi-Fiルーターはお手紙の配達員さん!外から届いたデータを電波の波に変えて、スマホと超高速のキャッチボールをしている!
3 電波には「遠くまで届く2.4GHz」と「超高速な5GHz」の2種類があり、場所や使い方で使い分けられる!
4 電波は「電子レンジ」や「水」が大の苦手!ルーターは床に置かず、少し高い場所に置くとつながりやすくなる!
🖍️ ✏️

次にスマホやゲーム機を手に取ったときは、ぜひ空気の中を想像してみてください。

あなたの手元にある画面の向こうでは、目に見えない無数の電波たちが、光の速さで一生懸命データを運んでくれています!

はると
はると
目に見えない電波たちが、部屋の中を猛スピードで飛び回ってパスをつないでくれてるんだな!これからはルーターに感謝して、周りをきれいに片付けるぞ!電波よりも速く宿題を終わらせてゲームするぜ!
ひまり
ひまり
ふふ、その意気よ!でも、電波の速さで終わらせても、計算ミスだらけでやり直しになったらゲームの時間が減っちゃうからね?Wi-Fiのしくみをしっかり知って、これからもルールを守って楽しくインターネットを活用しましょうね!
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