無線LAN（Wireless LAN）の IEEE 802.11 と Wi‐Fi

IEEE 802.11（アイ・トリプル・イー 802.11）通信規格の種類

空を舞う最新技術と、私たちの日常生活に欠かせない通信インフラ。一見すると接点がないように思える無人航空機(ドローン)と無線LANですが、実はこの2つの技術には深い関わりがあります。近年、ドローンの活用範囲が急速に拡大する中、その操縦や データ転送において無線LAN技術が重要な役割を果たしています。無人航空機の操縦や画像伝送、テレメトリでは実際に無線LANが使用されていないものでも、無線LANが使用しているISMバンドの周波数帯とその周辺の周波数の電波が利用されている場合が多いので、無線LANを学ぶことは、これらの無線技術を理解するうえで大変有用で、より効率的で安全な運用につながるのではないかと思います。この「見えない技術」を味方につけることで、ドローン活用の幅は大きく広がるはずです。無線LANには、どのような技術的進歩があるのかを見ていきたいと思います。

IEEE 802.11（アイ・トリプル・イー 802.11）の「IEEE」

IEEE（アイ・トリプル・イー）は、正式名称を Institute of Electrical and Electronics Engineers（米国電気電子学会または米国電気電子技術者協会）といい、1963年に米国電気学会（AIEE）と無線学会（IRE）が合併して発足しました。本部はアメリカのニューヨークにありますが、名称に「米国」とついているものの、実際は世界中に会員を持つ国際的な学会です。

IEEEは通信・電子・情報工学を専門とし、電気、電子工学、コンピューターなどの分野における技術の標準規格を定めています。これらの規格の多くは、ISO（国際標準化機構）により国際標準として採用されており、私たちが日常的に使用するパソコンや通信機器にも適用されています。

IEEE の略称は、正式名称の頭文字から取られており、「アイ・トリプル・イー」と発音されます。同学会により標準化された規格の名称は「IEEE」で始まるのが特徴です。

具体的な規格の例としては、LAN関連の規格を策定する「IEEE802委員会」があります。この委員会は、Ethernetの「IEEE 802.3」や無線LANの「IEEE 802.11」など、さまざまな重要な通信規格を策定しています。

Wi-Fi（IEEE 802.11）の主な特徴

IEEE 802.11の規格の標準化されてから、時間経過とともに、進化を遂げ、現在８世代目が準備されています。
Wi-Fiの機器はIEEE 802.11の規格をベースにしていますが、IEEE 802.11の世代に対応させるよう、IEEE 802.11の4世代目にあたるIEEE 802.11nをWi-Fi 4、５世代目の IEEE 802.11acをWi-Fi 5のようにWi-Fiでも携帯電話のG４、G5のように世代を表すようになりました。これは、Wi-Fi 4以降で、表すようになり、１、２、３世代のものは、単なる「Wi-Fi」 のままで、世代の表記はありませんでした。

● IEEE 802.11a・IEEE 802.11b
1997年にIEEE 802.11規格が標準化された後、1999年に2.4GHz帯を使用したIEEE 802.11b、5GHz帯を使用したIEEE 802.11aがそれぞれ規格化されました。
IEEE 802.11b（2.4GHz）の通信速度はIEEE 802.11a（5GHz）に劣るものの、11aの対応機器が少なく、5GHz帯の伝播特性のものもあり、障害物にも弱いことから、IEEE 802.11bがより多く利用されました。

● IEEE 802.11g
IEEE 802.11bと互換性を持ちつつ、通信速度を向上した通信規格で、汎用的に使用できる2.4GHzの周波数帯を使用していながら、通信速度は最大54Mbpsまで向上しています。

● IEEE 802.11n(Wi-Fi 4)
IEEE 802.11nは、新技術をもとに通信速度を大きく向上させた通信規格で、主に「MIMO(Multiple Input Multiple Output)」と「チャネルボンディング」と言われる2つの新技術が用いられています。「MIMO」は複数のアンテナを同時に使用することでデータ送受信量を増加させる技術で、「チャネルボンディング」は複数の帯域（チャンネル）を統合して通信速度を向上させる技術で、2つの技術を組み合わせることで高速化を実現しています。

● IEEE 802.11ac(Wi-Fi 5)
最大通信速度は最大6.9Gbpsまで向上しました。「ビームフォーミング」と呼ばれる技術が標準化され、電波干渉を減らし、安定的な通信が可能になりました。

● IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)
通信速度は最大9.6Gbpsと1.4倍に向上しました。理論値の向上自体は飛躍的なものではありませんが、実効速度が大幅に改善しました。多数のユーザーが使用し電波が混み合う環境でも、安定した通信が可能で、スマートフォンやパソコンなどの端末側の消費電力を抑えられるメリットもあります。

IEEE 802.11axは802.11acの後継で、Wi-Fi AllianceによってWi-Fi 6（2.4GHzおよび5GHz）およびWi-Fi 6E（6GHz）として販売されています。高密度環境におけるWi-Fi 6クライアントの全体的なデータレートの改善により、高効率Wi-Fiとしても知られています。個々のクライアントの場合、前身の（802.11ac）に対するデータレート（PHY速度）の最大の改善はわずか39％ですが、802.11acの4倍のエリアあたりのスループットを提供することが目標でした。したがって高効率という事になります。この目標の背後には、企業のオフィス、ショッピングモール、密集した住宅アパートなどの密集した環境に無線LANを効率よく展開することでした。 これは、802.11acのような空間多重化とは対照的に、周波数領域での多重化であるOFDMAと呼ばれる技術によって実現されています。これは、 Wi-Fiに適用されたセルラー技術と同等です。

● IEEE 802.11be(Wi-Fi 7)

IEEE 802.11beはIEEE 802.11ax（Wi-Fi 6)の後継規格として標準化中の無線LANの通信規格です。Wi-Fi アライアンスにてWi-Fi 7として認定されています。ベースとなる技術は802.11axであり、2.4 GHz帯、5 GHz帯 に加え、6 GHzでの利用を想定し、静止状態および歩行者の速度での移動する利用環境下をターゲットとしています。ドラフト版が2021年3月、2024年初頭を目処に確定版の仕様をリリースする計画となっています。

これは、 802.11axに基づいて構築されており、 2.4、5、6GHzの周波数帯域で静止速度と歩行速度を備えた屋内および屋外でのWLAN操作に重点を置いています。
スループットは理論上の最大値46Gbit/sに達すると考えられていますが、実際の速度はそれよりはるかに低い通信速度でしか利用できないようです。

802.11be修正案の開発は進行中で、最初の草案は2021年3月に、最終版は2024年末までに発表される予定です。それにもかかわらず、2022年には、すでに草案標準に基づいた多数の製品が発表され、2024年1月に、Wi-Fi AllianceはWi-Fi 7デバイスを認定する「Wi-Fi Certified 7」プログラムを導入しました。最終的な批准は2024年末まで見込まれていませんが、技術要件は基本的に完了しており、2024年2月時点ですでに「Wi-Fi 7」を名乗る製品が発売されています。

● IEEE 802.11bn(Wi-Fi 8)

IEEE 802.11bn は、超高信頼性 (UHR)と呼ばれ、次期IEEE 802.11標準となる予定です。 Wi-Fi 8とも呼ばれます。名前が示すように、802.11bn はWi-Fiの信頼性の向上を目指しています。 802.bn では、802.11be 以下で使用される 6GHz を超えるチャネルに、より高度なアンテナが必要になります。42.5GHz と 71GHz は見通し通信が基本であり、電波は壁を貫通できません。また屋外では、衛星通信 と同様に、雨によって減衰します。

802.11bn の目標は 100 Gbps の速度を達成することです。これは、最高 40 Gbps の銅線イーサネットよりも高速です。したがって、アクセス ポイントまでの配線のボトルネックを防ぐため、アクセス ポイントをシングル モード ファイバーなどで配線する必要があります。

世代	規格	策定時期	二次変調方式	周波数帯	公称最大速度	空間ストリーム	チャンネル幅	日本国内での運用状況
1	IEEE 802.11	1997年6月	DSSS / FHSS	2.4 – 2.5 GHz	2 Mbps	1	22 MHz	免許不要
2	IEEE 802.11a	1999年10月	OFDM	5.15 – 5.35 GHz	54 Mbps		20 MHz	5.15 – 5.35 GHz: 屋内の利用に限り免許不要
				5.47 – 5.725 GHz				5.47 – 5.725 GHz: 屋内外に限らず免許不要
	IEEE 802.11b		DSSS / CCK	2.4 – 2.5 GHz	11 Mbps / 22 Mbps		22 MHz	免許不要
3	IEEE 802.11g	2003年6月	OFDM		54 Mbps		20 MHz
	IEEE 802.11j	2004年12月		4.9 – 5.0 GHz				要免許、電力など一定制限内の端末のみ免許不要
				5.03 – 5.091 GHz
4	IEEE 802.11n	2009年9月		2.4 – 2.5 GHz	65 Mbps – 600 Mbps	1 – 4	20 / 40 MHz	製品によって上限の公称速度が異なり、最小では65 Mbps、最大では600 Mbps 2.4 GHz帯: 屋内外に限らず免許不要
				5.15 – 5.35 GHz				5.15 – 5.35 GHz: 屋内の利用に限り免許不要
				5.47 – 5.725 GHz				5.47 – 5.725 GHz: 屋内外に限らず免許不要
5	IEEE 802.11ac	2014年1月		5.15 – 5.35 GHz	292.5 Mbps – 6.93 Gbps	1 – 8	80 / 160 MHz	5.15 – 5.35 GHz: 屋内の利用に限り免許不要
				5.47 – 5.725 GHz				5.47 – 5.725 GHz: 屋内外に限らず免許不要
	IEEE 802.11ad	2013年1月	シングルキャリア / OFDM	57 – 66 GHz	4.6 Gbps – 6.8 Gbps	–	最大9 GHz	免許不要
6	IEEE 802.11ax	2021年2月	OFDMA	2.4 GHz帯	9.6 Gbps	1 – 8	20/40/ 80/ 160 MHz
				5 GHz帯
6E				6 GHz帯				5.925–6.425 GHz: 2022年9月2日より利用可能
7	IEEE 802.11be	2024年12月予定	OFDMA	2.4 GHz帯	46 Gbps	1-16	20/40/80/160/320 MHz	6 GHz帯は日本では未割り当て
				5 GHz帯
				6 GHz帯
8	IEEE 802.11be	2028年予定		2.4/5/6、42.5GHz 、71GHz	100 Gbps	1-16

チャネルと周波数

2.4 GHz (802.11b/g/n/ax/be)  は、ISM帯域の一つである、2.400-2.500 GHzの周波数帯を利用しています。
ISMバンドについての詳細は以下にまとめてあります
免許不要の無線局 と ISMバンド(Industrial Scientific and Medical Band)

2.4GHzの範囲で14のチャネルが指定されており、チャネル14の直前の12MHzのスペースを除いて、お互いに5MHz間隔で離れています。
802.11a/n/acは、より厳しく規制されている4.915-5.825 GHzの帯域を使用しています。これらは一般的には「2.4GHzおよび5GHz帯」と呼ばれています。それぞれの周波数帯は、ラジオやTVのチャンネルと放送帯域が細分化されているのと同様に、中心周波数と帯域幅でチャネルに細分化されています。

2.4GHz帯域は、2.412GHzを中心とする第1チャネルから始まり、5MHz間隔で14チャネルに分割されています。後半のチャネルには、一部で使用に制限があります。または使用できません。
5.725~5.875 GHz帯の チャネル番号は、国ごとの規制の違いにより直感的ではありません。

レガシーの802.11および802.11bのDSSS方式と802.11a/b/g/nで使用されるOFDM方式の２つの通信方式がありますが、これらの変調方式は帯域使用の特性が異なるため、占有する帯域幅も異なります。

レガシーの802.11および802.11bで使用されるDSSS方式(および11gの11b互換レート)は、22MHzの帯域幅を使用します。これは、符号化システムで使用される11MHzのチップレートに由来します。ガードバンドは規定されていません。チャネル定義では、1、6、11の間に3MHzの間隔が設けられています。

802.11a/b/g/nで使用されるOFDM方式は、16.25MHzの帯域幅を占有します。公称帯域幅は20MHzに切り上げられ、チャネル幅の倍数になるとともに、帯域の端での信号の減衰に対応するためのガードバンドが設けられています。 このガードバンドは主に、チャネル全体を占有しがちな古いルーター用に用意されていますが、ほとんどの最新のWi-Fiルーターはそうした過度のチャネル占有の問題はありません。

2つのネットワークが同じ帯域を使おうとしたり、その帯域が重複したりすると混信や干渉が発生します。使用される2つの変調方式は、帯域使用の特性が異なるため、占有する帯域幅も異なります

重複する周波数を同じ場所で使用すれば通常は動作しますが、干渉が発生して遅延が生じる可能性があり、特に利用が集中すると深刻な影響を受ける場合があります。特定の周波数の組み合わせを使えば、同じ場所で干渉なく同時に使用できます。間隔を空ける必要性は、プロトコルに依存する基本的な帯域占有と、距離による干渉信号の減衰の両方に影響されます。最悪の場合でも、使用するチャネルの間隔を3または4チャネルを空けると、干渉は最小限に抑えられます。さらに離れた距離ならより狭いチャンネル間隔でも使用できます。 この「干渉」は、実際のビットエラーではなく、無線送信機が互いにはなれていることで解決しています。ビットエラーにつながる干渉はまれです。規格の要件は、送信機がノイズフロアより3dB高いレベルの他の信号をデコードした場合、または非デコード時のノイズレベルがしきい値(Wi-Fi 5以前では-76~-80dBm)を超えたときに、送信を中止する機能が備えられています。

2.4GHz帯域では2つの20MHzチャネルを結合して40MHzチャネルを形成することが許可されています。これらは一般に、プライマリの20MHzチャネルの中心と隣接するセカンダリの20MHzチャネルの中心(例えば1+5、9+13、13-9、5-1)で表されます。プライマリの20MHzチャネルは、信号伝達と下位互換性のために使われ、セカンダリは最高速度でデータを送信する際にのみ使用されます。

2.4GHz帯のチャンネル

ch	F0　(MHz)	DSSS						OFDM													ヨーロッパ	北米	日本
		周波数 範囲 (MHz)	チャンネル					周波数 範囲 (MHz)	チャンネル				中心周波数 インデックス
			22 MHz						20 MHz				40 MHz
1	2412	2401–2423	1	2	3	—	—	2402–2422	1	2	3	—	3	—	4	—	5	—	—	—	可	可	可
2	2417	2406–2428				4		2407–2427				4							6		可	可	可
3	2422	2411–2433					5	2412–2432	5					7							可	可	可
4	2427	2416–2438	6					2417–2437		6						8					可	可	可
5	2432	2421–2443		7				2422–2442			7							9			可	可	可
6	2437	2426–2448			8			2427–2447				8								10	可	可	可
7	2442	2431–2453				9		2432–2452	9				11								可	可	可
8	2447	2436–2458					10	2437–2457		10					—						可	可	可
9	2452	2441–2463	11					2442–2462			11						—				可	可	可
10	2457	2446–2468		12				2447–2467				12							—		可	可	可
11	2462	2451–2473			13			2452–2472	13					—							可	可	可
12	2467	2456–2478				—		2457–2477		—						—					可	avo ide dB	可
13	2472	2461–2483					—	2462–2482			—							—			可		可
14	2484	2473–2495	14					—													不 可	不 可	11b  のみ

2.4 GHzバンドでは、結合された40 MHzチャンネルは主要および二次の20 MHzチャンネルによって一意に名付けられます（例：9+13）。5 GHzバンドでは、より広いバンドの中心と主要な20MHzチャンネルによって表されます。例えば、42です。

アメリカでは、チャンネル12と13での802.11の運用は低電力条件下で許可されています。アメリカの2.4 GHz Part 15バンドは、信号の50dB帯域幅が2,400–2,483.5 MHzの範囲内にある限り、スペクトラム拡散運用を許可しており、これはチャンネル1から13を完全に包含しています。連邦通信委員会（FCC）の文書では、チャンネル14のみが禁止されており、低利得アンテナを持つ低電力送信機はチャンネル12と13で合法的に運用できることが明確化されています。しかし、チャンネル12と13は、隣接する制限周波数帯2,483.5–2,500 MHzでの潜在的な干渉を避けるため、通常は使用されません。この帯域は「47 CFR § 15.205」で定められた厳格な放射制限の対象となっています。「FCC命令16-181」によると、「許可されたアクセスポイントデバイスは、Globalstarネットワーク運用センターの管理下で動作している場合にのみ2483.5–2495 MHz帯で動作でき、クライアントデバイスは許可されたアクセスポイントの管理下で動作している場合にのみ2483.5–2495 MHz帯で動作できる」とされています。

チャンネル14は、日本ではDSSSおよびCCKモード（条項18、別名802.11b）でのみ有効です。OFDM（つまり802.11g）は使用できません。（IEEE 802.11-2007 § 19.4.2）

このように国によって、これらの周波数範囲内の許可されるチャンネル、許可されるユーザー、最大電力レベルに関して、独自の規制を適用しています。運用者は、これらの規制がいつでも変更される可能性があるため、最新の情報ではない可能性があることから、地域ごとによく調べることが必要です。世界の大部分は、周波数帯の最初の13チャンネルの使用を許可していところが多いです。

2.4 GHz帯におけるチャネル間隔

802.11は、チャネル中心周波数を指定するだけでなく(第17項で)、各チャネルにおいて許容される電力分布を定義する周波数帯幅の許容範囲も指定しています。許容範囲では、中心周波数から±11 MHz、つまり実効的にチャネル幅が22 MHzになる周波数で、ピーク振幅から最低20 dB減衰することが要求されています。その結果、無線LAN親局は4つまたは5つおきのチャネルしか重複なく使用できません。

チャネルの可用性は国によって規制されており、各国がさまざまなサービスに対して無線スペクトルを割り当てる方法に部分的に制約されています。極端な例としては、日本は802.11bのすべての14チャネル、802.11g/n-2.4の1~13チャネルの使用を許可していますが、一方でスペインは当初10チャネルと11チャネルしか許可しておらず、フランスは10、11、12、13チャネルしか許可していませんでした。ただし現在ヨーロッパでは1~13チャネルが許可されています。北米と中南米の一部の国では1~11チャネルしか許可されていません。

周波数帯幅の許容範囲は、中心周波数から±11MHzまでの出力電力制限しか定義していないため、チャネルのエネルギーはこれらの制限を超えて広がらないと考えられがちです。しかし、より正確に言えば、任意のチャネル上の重複信号は、チャネル間の分離を考慮すると、他の任意のチャネル上の送信機に対して干渉が最小限に抑えられるように十分に減衰されるべきです。無線機同士の近接問題により、送信機は「重複していない」チャネル上の受信機に影響(感度低下)を与える可能性がありますが、それは被害受信機の極めて近く(およそ1m以内)にいるか、許容レベルを超える出力で動作している場合に限られます。逆に、重複チャネル上の十分に遠方の送信機は、ほとんどまたは全く影響を与えません。

送信デバイス間に必要なチャネル分離の程度をめぐって混同が生じることがよくあります。802.11bは直接シーケンス拡散スペクトル(DSSS)変調に基づいており、チャネル帯域幅は22MHzでした。その結果、「重複しない」3つのチャネル(1、6、11)がありました。一方、802.11gはOFDM変調に基づいており、チャネル帯域幅は20MHzでした。このことから時折、802.11gでは4つの「重複しない」チャネル(1、5、9、13)があると考えられがちです。しかし、IEEEの802.11標準(2012年)の17.4.6.3項「運用チャネルの番号付け」には、「複数セルネットワークトポロジでは、中心周波数間の距離が少なくとも25MHzあれば、異なるチャネルを使用する重複セルまたは隣接セルが同時に干渉なく動作できる」と記載されているように、そうではありません。

これは、チャネルの技術的な重複から、重複チャネルの非使用が推奨されるということを意味するわけではありません。チャネル1、5、9、13を使用する構成(ヨーロッパでは許可されていますがアメリカ北部では許可されていません)で見られる相互チャネル干渉量は、3チャネル構成とほとんど変わりませんが、さらに1チャネル追加されています。

2.4 GHz ISMバンドにおける802.11の重複しないチャネル

しかしながら、より狭い間隔(例えばアメリカ北部では1、4、7、11)のチャネル間の重複は、特にユーザがAPセルの境界付近で送信する場合に、信号品質とスループットの許容できない劣化を引き起こす可能性があります。

2.4Ghz channel to frequency map

チャンネル	中心周波数	チャンネル幅	周波数帯域幅	重複チャンネル
1	2.412 GHz	2.401–2.423 GHz	5 MHz	2-5
2	2.417 GHz	2.406–2.428 GHz	5 MHz	1,3-6
3	2.422 GHz	2.411–2.433 GHz	5 MHz	1–2,4-7
4	2.427 GHz	2.416–2.438 GHz	5 MHz	1–3,5-8
5	2.432 GHz	2.421–2.443 GHz	5 MHz	1–4,6-9
6	2.437 GHz	2.426–2.448 GHz	5 MHz	2–5,7-10
7	2.442 GHz	2.431–2.453 GHz	5 MHz	3–6,8-11
8	2.447 GHz	2.436–2.458 GHz	5 MHz	4–7,9-12
9	2.452 GHz	2.441–2.463 GHz	5 MHz	5–8,10-13
10	2.457 GHz	2.446–2.468 GHz	5 MHz	6–9,11-13
11	2.462 GHz	2.451–2.473 GHz	5 MHz	7-10,12-13
12	2.467 GHz	2.456–2.478 GHz	5 MHz	8-11,13-14
13	2.472 GHz	2.461–2.483 GHz	5 MHz	9-12, 14
14	2.484 GHz	2.473–2.495 GHz	12 MHz	12-13

2.4GHz帯域には14チャンネルが指定されており、チャンネル14の手前の12MHzのスペースを除いて、お互いに5MHz離れています。

2つのネットワークが同じ帯域で動作しようとしたり、帯域が重複したりすると干渉が発生します。使用されている2つの変調方式には帯域使用の特性が異なり、したがって占有する帯域幅も異なります。

従来の802.11および802.11bで使用されているDSSS方式(および11gの11b互換レート)は、22MHzの帯域幅を使用します。これは、使用されている符号化システムの11MHzチップレートに由来します。ガードバンドは規定されていませんが、チャンネル定義によりチャンネル1、6、11の間に3MHzのスペースがあります。

802.11a/b/g/nで使用されているOFDM方式は16.25MHzの帯域幅を占有します。公称帯域幅は20MHzに切り上げられ、チャンネル幅の倍数となり、バンドの端で信号が減衰するためのガードバンドが確保されています。このガードバンドは主に、フルチャンネル占有に陥りがちな古いルータのモデムチップセットに対応するために使用されます。ほとんどの最新のWi-Fiルータは過剰なチャンネル占有には陥りません。

2.4GHz帯域のWireless LANチャンネルのグラフィック表現。米国ではチャンネル12と13は通常使用されません。その結果、一般的な20MHz割り当ては1/6/11となり、11bと同じです。

無線LAN（Wireless LAN）と　Wi-Fi（ワイファイ）

Wi-Fi(ワイファイ)は、アメリカのIEEE(アイ・トリプル・イー、Institute of Electrical and Electronics Engineers)(米国電気電子学会)が策定した国際標準の無線LAN規格IEEE 802.11(アイ・トリプル・イー802.11)に基づくプロトコルファミリです。Wi-FiはWi-Fi Allianceという業界団体による相互運用性認定テストを正常に完了し、互換性を保証する製品のみがWi-Fi機器として正式にWi-Fiの名称使うことが許されています。

Wi-Fiは、デバイスのローカルエリアネットワークやインターネットアクセスに一般的に使用され、近くのデジタルデバイスが無線でデータをやり取りできるようにします。世界で最も広く使用されているコンピュータネットワークで、デスクトップ/ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、スマートTV、プリンタ、スマートスピーカーなどをリンクし、ワイヤレスルータにインターネットに接続するために、家庭および小規模オフィスネットワークで世界中で利用されています。また、喫茶店、ホテル、図書館、空港などの公共の場所でも、モバイルデバイス用にフリーWi-Fiなどの公共インターネットアクセスサービスが提供されています。Wi-Fiを使うと、デジタルデバイスが無線で通信できインターネットに接続可能で、世界で最も広く利用されている無線ネットワーク技術です。

「Wi-Fi」は非営利のWi-Fi Allianceの商標であり、相互運用性認定テストを正常に完了した製品に「Wi-Fi Certified(Wi-Fi認定)」という用語とWi-Fiのロゴの表記を許しています。2017年現在、Wi-Fiアライアンスは、世界中の800社以上の企業で構成されており、2019年現在、毎年30億5000万台以上のWi-Fi対応デバイスが世界中で出荷されています。

参考：Wi-Fi - Wikipedia

Wi-Fiアライアンス
https://www.wi-fi.org/

Wi-Fiと無線ＬＡＮの名称の相違点

Wi-Fiと無線LANはよく同義語として使われますが、厳密には次のような違いがあります。

無線LANとは、LANやインターネットを無線で接続する通信技術の総称です。Bluetooth(IEEE 802.15.1)やその他の無線通信規格も広い意味での無線LANに含まれます。

一方、Wi-FiはIEEE 802.11規格に基づく特定の無線LAN技術を指します。したがってWi-Fiは無線LANのひとつの方式ということができます。また、Wi-Fi Allianceによる互換性認証を受けた製品でなければ、Wi-Fiの名称を使うことはできません。

つまり、すべてのWi-Fiは無線LANですが、すべての無線LANがWi-Fiではない、という関係です。

Wi-Fiの歴史

Wi-Fiの起源は、1992年にオーストラリアの連邦科学産業研究機構（CSIRO）で天文学者のジョン・オサリヴァン氏が行った研究に遡ります。

オサリヴァン氏は、原子程度の大きさのブラックホールの爆発で発生する電波を検出する実験のため、ノイズの影響を受けにくい無線LANのプロトタイプを開発しました。この実験自体は失敗したものの、その技術は後にWi-Fiとして実用化されることになりました。 

つまり、宇宙観測の研究から派生した技術が、オサリヴァン氏の手によってWi-Fiの基礎を築くことになったというわけです。Wi-Fi誕生のきっかけは天文学者の創意工夫にあったと言えます。

ほぼ同時期の1991年頃、オランダのNCR社とAT&T社が共同で、レジでの使用を目的とした802.11の前身規格「WaveLAN」を開発しました。
NCR社のVic Hayes氏はIEEE 802.11の議長を10年間務め、ベル研究所のBruce Tuch氏と共に標準化のためIEEEに働きかけました。Hayes氏とTuch氏は、802.11bおよび802.11aという最初のIEEE 802.11規格の設計に深く関わりました。

802.11 プロトコルの最初のバージョンは、1997年にリリースされ、最大2Mビット/秒の接続速度でしたが、1999年に802.11bにアップデートされ、11Mビット/秒のリンク速度が可能になり、人気を博しました。
1999年には、Wi-Fi Allianceが業界団体として設立され、販売されているほとんどの製品がWi-Fi商標を付けるようになりました。

1999年、Apple Inc.がノートパソコンiBookシリーズにWi-Fiを採用したことが商業的なブレークスルーとなりました。これはWi-Fiネットワーク接続を提供する最初の大衆向け製品で、Appleはこれを「AirPort」というブランド名で販売しています。

2009年4月、14のテクノロジー企業がオーストラリア連邦科学産業研究機構(CSIRO)の特許を侵害したとしてCSIROに10億ドルを支払うことに合意しました。オーストラリアはWi-Fiがオーストラリアの発明であると主張し、当時はちょっとした論争になりました。 CSIROは2012年にWi-Fiの特許侵害でさらに2億2000万ドルの和解金を獲得し、米国のグローバル企業はさらに10億ドルと見積もられるロイヤルティをCSIROのライセンス権に支払うよう求められました。 2016年に、CSIRO無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）試作テストベッドはオーストラリア国立博物館で開かれたA History of the World in 100 Objectsへのオーストラリアの貢献として展示されました。

Wi-Fiという名称は、ブランドコンサルティング会社のインターブランドによって1999年8月ごろに商業名として作成されました。
Wi-Fi Allianceはインターブランドに「IEEE 802.11b Direct Sequence」という技術用語よりも覚えやすくキャッチーな名前の作成を依頼しました。インターブランド社が提案した10の候補の中から、Wi-Fiが選ばれたとWi-Fi Alliance設立メンバーのフィル・ベランジェ氏は述べています。このようにWi-Fiというブランド名は、専門的な用語ではなく、一般の人にも親しみやすい名前を意図して命名されたことが分かります。

Wi-Fi Allianceは、ブランド名決定後しばらくの間、「The Standard for Wireless Fidelity」という広告のキャッチコピーを使用していました。Wi-Fi Allianceは時に「Wireless Fidelity Alliance Inc」とも呼ばれていました。
WiFi、Wifi、Wi-Fiなどの表記ゆれがあるものの、Wi-Fi AllianceはWi-Fiのつづり方を正式に認定していません。IEEEはWi-Fiと関連する団体ですが別組織で、IEEEのウェブサイトでは「WiFiはワイヤレスフィデリティ(Wireless Fidelity)の略称」と説明されています。

米国特許商標庁　商標電子検索システム(TESS)のWi-Fiの登録商標

Trademark Electronic Search System (TESS)
Trademark Electronic Search System (TESS)

Wi-Fi 名前の由来

Wi-Fiは "Wireless Fidelity "の略ではない

Wi-Fi Allianceの設立メンバーで、Wi-Fiの名付けを主導したフィル・ベランガー[Phil Belanger]氏は次のように述べています。

「Wi-Fiは略語ではなく、頭字語でもありません。特別な意味はありません。

Wi-Fiの名前とロゴはインターブランド社が考案したものです。当時のワイヤレスイーサネット互換性アライアンス(現Wi-Fi Alliance)は、技術用語よりキャッチーな名前とロゴを使って製品の互換性とマーケティング活動に使用する名前とロゴを考案するために、インターブランド社に依頼したところ、Wi-Fiというネーミングが提案されました。」

このように、Wi-Fiの名称自体に特別な意味はなく、分かりやすさと記憶性を意図したブランド名であることが関係者側のコメントからもうかがえます。

インターブランドは、「Prozac」「Compaq」「oneworld」「Imation」など、皆さんが耳にしたことがあるようなブランド名を数多く生み出したマーケティング会社です。

「ワイヤレス・フィデリティ」という言葉を耳にするのは、グループの同僚たちが、何の説明もなしに「Wi-Fi」という名称を、使用することを恐れていたからです。彼らは、ブランディングやマーケティングを理解していなかったのです。そこで私たちは妥協し、「The Standard for Wireless Fidelity」というキャッチフレーズを名前と一緒に付けることにしました。しかし、これは間違いであり、人々を混乱させ、ブランドを希薄化させるだけでした。最初の1年ほど（2000年頃）は、このキャッチフレーズが使用されました。その後、Wi-Fiが成功し、大企業のマーケティング担当者やビジネス担当者が役員に就任すると、アライアンスはこのキャッチフレーズを取りやめました。

このキャッチフレーズは、後から考案したものです。インターブランドから提案された10種類の名称の中からWi-Fiという名称を選んだ後です。このキャッチフレーズも、当初の6人の理事が考案したもので、何の意味もない。タグラインを分解してみると、すぐに崩れてしまいます。"標準"？Wi-Fiアライアンスは、常に規格の開発に関与しないよう細心の注意を払っています。Wi-Fiアライアンスは、IEEE 802.11という規格の、相互運用性の認証とブランディングに重点を置いています。標準規格を作成することはありません。IEEEと競合することもありません。IEEEと競合するわけでもなく、彼らの努力を補完するものです。だから、Wi-Fiが標準になることはありえない。そして「Wireless Fidelity」、これは何を意味するのでしょうか？何の意味もありません。「Wi」と「Fi」に合う2つの単語を考え出そうとした不器用な試みでした。それだけです。

と述べられています。

出典：WiFi isn't short for "Wireless Fidelity" | Boing Boing

余談：「Hi-Fi」とは

「Hi‐Fi」は、高忠実度の意味の「High Fidelity」の略で、音響機器で、再生音が原音に近いことを表します。また、原音に忠実に再生する装置を示す場合もあります。
1930年代に米国RCAビクター社が、従来のSP録音より遥かに音質のよい『RCA Victor High Fidelity Recording』を発表し、他社に先駆けてハイファイ録音のレコードを売り出しました。当時はコロムビアやポリドールなど、他社も各々『Viva-Tonal Recording』や『Polyfar Recording』など高音質の録音方法を開発し発売していましたが、結局「High Fidelity」という言葉が世間に定着するようになりました。1950年代以降、様々なオーディオメーカーが「原音により忠実」という意味の「ハイ・フィデリティー（High Fidelity）」や「Hi‐Fi」という言葉をマーケティングに使用するようになり、さらに一般にも広まりました。

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