Wi-Fiは屋内でどこまで届く？

Wi-Fiは屋内でどこまで届くのか。正直な答えは、箱に書かれた数字ではなく、信号が何を通り抜けるかから始まります。

箱には 300フィートと書いてあったのに、家の奥の寝室はルーターから40フィートしか離れていないのにバッファリングする。誰もあなたをだましてはいません。その数字は、屋外で、一直線に、間に何もない状態で測ったものです。あなたの家はそうではありません。

ここでは、Wi-Fiが家の中で実際に届く距離、損失がなぜ手前に集中するのか、そして自分の間取りを使える半径に変える簡単な計算を説明します。

Wi-Fiはどこまで届く？2つの異なる距離#

「Wi-Fiはどこまで届く？」と聞くと、数倍も違う2つの答えが返ってきます。

1つ目は、端末がまだ接続できる場所です。スマホはおよそ -85 dBmまで接続状態を保ちますが、これはリンクが技術的には生きていても、実用上は役に立たないレベルです。2つ目は、Wi-Fiがまだ使える場所です。信頼できる動画と音声の実用的な下限は約 -67 dBmです。各レベルでできることはdBmスケールと得られることにまとめています。

この差は、聞こえる以上に重要です。2つの間にはおよそ18 dBあり、18 dBは距離を3回倍にする量です。そのため、スマホにネットワークが表示される半径は、ネットワークを使う価値がある半径の数倍になることがあります。ガレージでバーが表示されるのにページを読み込めない理由は、これです。

忘れられがちな非対称性もあります。ルーターはスマホより高い出力と優れたアンテナで送信するため、ルーターの声はスマホの返事より遠くまで届きます。カバレッジは会話の弱い側で決まり、画面の強い読み値だけではルーターがまだあなたの端末を聞ける証拠になりません。

広告の距離は、屋外で最初の半径まで届く距離です。 2,000平方フィートをカバーするという表示は、空の面積を円にしただけです。どちらも物理的な上限として扱い、廊下についての予測だとは考えないでください。

距離を倍にするたび約6 dB失う#

無線エネルギーは、広がる球の表面全体に分散します。半径を2倍にすると表面は4倍になるため、スマホのアンテナに届くエネルギーは元の4分の1です。電力の4分の1は6 dBに相当します。これが逆二乗則で、必要な方程式はこれだけです。

この表から分かることは2つあり、どちらも直感に反します。

損失は手前に集中する。 5フィートから10フィートまで歩くと、40フィートから80フィートまで歩くのとまったく同じだけ信号を失います。最初の部屋は高くつき、家の奥までの距離は安く済みます。

最初の部屋を越えると、距離だけでは説明できない。 平均的な家を空気中だけで横切ると20 dBほど失うことがありますが、レンガの壁1枚だけで16 dB失うことがあります。だからフィート数で数えると家の難しさを見誤り、障害物で数えると正しく順位付けできます。

実際の屋内減衰は、床・家具・人も吸収と遮蔽をするため表より急です。ただし反射によって、自由空間よりも廊下の奥まで信号が届くこともあります。6 dBのルールは計画の道具であり、保証ではありません。

帯域と建物別の正直な屋内距離#

これは、ルーターを開けた場所に置いた平均的な家で、一般的な端末が約 -67 dBm以上を読む半径です。目安として扱ってください。

帯域の列は順位ではなくトレードオフです。2.4 GHzは最も遠くまで届く代わりに運べる量が少なく、6 GHzはその逆です。理由はどの帯域がどの部屋まで届くかで説明しています。家が下2行に当てはまるなら数字はすぐ厳しくなり、対策も変わります。レンガやコンクリートの家のWi-Fiも参照してください。

上下方向では、床の材質ですべてが決まります。根太のある木の床は通常6〜12 dBの損失なので、ルーターの真上の部屋は平気でも、その階の遠い角は平気でないことが多いです。鉄筋コンクリートのスラブは15〜25 dB失い、実際には話がそこで終わります。面積に関係なく、下または上の階に独自のアクセスポイントが必要です。

壁1枚には多くの距離が相当する#

6 dBが距離1回分の倍加に相当するため、障害物をそのままフィートに換算できます。6 dB失う壁は、距離を2倍にしたのと同じです。12 dB失う壁は、距離を4倍にしたのと同じです。

2.4 GHzではこれらをおおよそ半分にしてください。だからガレージのスマートプラグは動き続けるのに、2部屋先のノートパソコンは動かないのです。ドア、根太のある床、コーティングガラス、アルミ箔付き断熱材にもそれぞれ換算値があります。壁に当たる角度で数字がどう変わるかも含む素材別の完全な内訳は、建材別の信号損失にあります。

自宅で使える半径を計算する#

スマホと次のリストがあれば、パンフレットの家ではなく、自宅の数字を10分で出せます。

1. 5 GHzで作業する。 ノートパソコン、スマホ、テレビが実際に使う帯域であり、最初に届かなくなる帯域です。
2. 基準値を読む。 ルーターから約10フィート、見通しのよい場所で読み取ります。-30〜-45 dBmの間になるはずです。AndroidではWi-Fiネットワークの詳細に表示されます。iPhoneでは、代わりにルーターの管理画面から端末自身の信号を読み取ります。
3. 床を -67 dBmに設定する。 それを下回ると通話とストリームが失敗し始めます。
4. 引き算して予算を出す。 基準値が -40 dBmなら、床に達するまで27 dB使えます。
5. 先に壁の分を使う。 ルーターから重要な部屋まで直線を引き、上の表を使って通過する各障害物を引きます。5 dBの間柱壁1枚と13 dBのレンガ壁1枚なら、9 dB残ります。
6. 残りを距離に変える。 残りを6で割って倍加回数を出し、10フィートの基準値をその回数だけ倍にします。9 dBは1.5回の倍加なので、10フィートは約28フィートになります。
7. 現実と比べる。 その線に沿って部屋が45フィート先なら、最初から届くはずがありません。何かを買う前にそれが分かります。
8. 最も厳しい経路で繰り返す。 通りやすい経路ではなく、最悪の経路を使います。カバレッジは失敗する席で判断します。

計算結果を信じる前に3〜5 dBの余裕を足してください。立ち止まっていても信号はそれだけ自然に揺れ、家具、ドア、人も損失を加えます。計算より測定したい場合は、歩いて測る方法とグリッド法をWi-Fiカバレッジのマッピング方法で説明しています。