壁はWi-Fiにどれだけ影響する？素材別の信号損失

壁はWi-Fiにどれだけ影響するのか。電波の弱い寝室では、距離よりも重要な答えになることがよくあります。

ルーターは奥の寝室から20フィートしか離れていないのに、その寝室は使えない。悪いのは距離とは限りません。開けた空間では距離を倍にするたび約6 dB、つまり小さな一段分だけ失います。一方、ルーターと寝室の間にあるものは、わずか一歩の間に30 dBを奪うことがあります。廊下から見ると、3 dB失う壁も30 dB失う壁も同じに見えます。

ここでは建材ごとの損失、壁を通過する角度で数値が変わる理由、自分のフロアプランで損失を合計する方法を説明します。

壁はWi-Fiにどれだけ影響する？電波に起きること#

別々の現象が3つ起きるので、分けて考えることが大切です。

吸収。 密度が高く湿った素材は、無線エネルギーをわずかな熱に変えます。水分量が最大の変数です。そのため、新しいしっくい、湿ったレンガ、硬化中のコンクリートスラブ、ぎっしり詰まった本棚は、厚みから想像するより大きな損失になります。これは規模に比例する仕組みで、壁が2倍ならおおよそdBも2倍です。

反射。 導電性の表面は、信号を通す代わりに跳ね返します。厚みはほとんど関係ありません。アルミ箔が数千分の1インチの薄さでも、4インチのレンガより電波を遮ります。波を止めるのは背後の質量ではなく、連続した導電シートだからです。

周波数。 密度の高い素材を通る損失は、周波数が上がるほど増えます。目安として、2.4 GHzで壁が生む損失の1.5〜2倍が5 GHzで発生し、6 GHzではさらに少し増えると考えてください。この事実だけで、どの帯域がどの部屋まで届くかが決まり、帯域別の到達距離比較の核心でもあります。

距離は安く予測しやすい一方、壁は高くつき、ばらつきも大きいものです。鏡張りの収納扉1枚で、距離を倍にする場合の4倍の損失になることがあります。

建材別の信号損失#

すべての行は一般的な範囲と目安であり、測定値ではありません。水分、しっくいの厚み、空洞内に留められたもの、通過角度によって、数値は数dB動きます。6 GHzでは、通常の素材なら5 GHz列におよそ1〜3 dBを加え、金属の行は変えません。金属はすでに不透明だからです。

過小評価されがちな4つの素材#

• 鏡。 鏡はガラスの前に金属シートを置いたものです。寝室の壁一面にある鏡張りの収納扉は、まさに電波を向けたい場所に20 dBの障害物がある状態です。
• Low-Eガラスとコーティングガラス。 省エネガラスには極薄の金属酸化物層があります。そのため、三方がガラスのサンルームは隣のレンガ部屋より悪くなることがあります。これが、内壁がほとんどないのにオープンプランの家にもデッドゾーンがある理由です。
• アルミ箔付き断熱材。 箔面の石こうボードや遮熱シートは、ロフト、ガレージ、新築の外壁で一般的です。これで覆った屋根裏部屋はシールド箱のようになり、階段室だけが出入り口になります。
• 電気式床暖房。 タイルの下に導電性の格子があるため、床暖房を設置した浴室やキッチンは、下の部屋に25 dBの上限を作ることがあります。改装するまでは使えた床が使えなくなる、典型的な理由です。

ルーターと部屋の間にある壁を数える方法#

縮尺がだいたい合ったフロアプランと10分が必要です。

1. 部屋ごとに床をスケッチします。比率は重要ですが、正確な寸法は不要です。
2. ルーターを、置きたい場所ではなく実際に置かれている場所に記します。
3. 問題の部屋で端末を実際に使う場所、机、枕、ソファの端を記します。
4. その2点を直線で結びます。
5. 線が順番に通るすべての面を書き出します。壁でないものも含めます。煙突の張り出し、冷蔵庫、壁際のワードローブ、タイル張りのシャワー、給湯器の収納などです。
6. 上の表からそれぞれに数字を割り当て、明らかに斜めに横切る場合は角度の倍率を適用します。
7. 合計します。それが壁の損失です。
8. 次に2本目の線を引きます。ドア口を通って歩く経路です。同じ方法で採点します。歩く距離は長くても、ほとんどの家では通過する素材が大幅に少なくなります。

この全体に使える予算は小さいものです。ルーターから数フィートなら約 -30 dBmで、5 GHzが安定しなくなるのは -67 dBm付近です。つまり、距離、壁、家具、人に使えるのはおよそ37 dBです。このスケールの各レベルでできることはdBm信号強度チャートにあります。

壁のせいで中継器が役立たない場合#

中継器は、聞こえたものを繰り返します。候補位置ごとに壁を数えると、答えが「いいえ」になることはよくあります。

• 繰り返す価値がない。 問題の部屋側にあるすべてのコンセントがすでに -67 dBmを下回るなら、中継器は弱いリンクをそのまま再送するだけで、スマホは不安定な接続にしがみつきます。中継器自身を置く目標範囲はWi-Fi中継器を置く場所にあります。
• 金属またはアルミ箔の境界。 アルミ箔付きボードで囲まれた部屋や、床暖房マットの上の部屋は、距離の問題ではありません。境界のこちら側に置く場所では直らず、2台目の無線機をケーブル、同軸、電力線で反対側へ届ける必要があります。
• ドア口のない石造壁2枚。 5 GHzでは距離を1フィート進む前に20〜32 dB失い、予算の大半を使います。頑丈な壁の家にはレンガとコンクリートを通すWi-Fiという別の対策があります。
• 部屋に実用的なスループットが必要。 計算上、遠い部屋が -80 dBm付近になるなら、適切に置いたシングル無線中継器でも約半分のスループットで中継します。部屋に届かなかった帯域幅を、どの場所でも取り戻せません。デッドゾーンの本当の原因も参照してください。

ここで「無理」と判断しても費用はかかりません。間違った箱を2回買うよりずっと安上がりです。