【分かりやすい】3G、4G、LTEとWi-Fiの違い | IT SKILL MAP

【分かりやすい】3G、4G、LTEとWi-Fiの違い

 3G、4G、LTEは移動通信の規格、つまり携帯電話の通信規格。Wi-Fiは無線LANの規格、つまり無線LANルーターの規格です。これらは全て無線通信の規格のことですが、ややこしくて混乱しやすいと思いますので、分かりやすくまとめてみたいと思います。

1.3G、4G、LTEとWi-Fiはまったく違います。

 3G、4G、LTEは移動通信システムと呼ばれ、スマホでの通話、メール、インターネット、及びモバイルルーターでのインターネットなどに利用される電波通信の規格です。
 この通信規格は、キャリア(NTTdocomo、au、SoftBank)との通信に利用する規格であり、言い換えるとキャリアと契約していないとこの通信を利用できないと言えます。
 この規格は移動しながら通信できることが前提の規格なので、通信を行っていた基地局から遠くなり電波が弱まると、一番近く電波の強い別の基地局を、スマホが自動で探索しつなぎ替えます。(ハンドオーバー)
 これにより移動しながらでも連続使用することが可能となりますが、あくまで多数の基地局を作り、電波がとぎれないようにエリア構成されたキャリアのネットワークを利用して初めて実現できることなのです。


 ~ 移動通信システムを利用した通信のイメージ ~ 



 一方、Wi-Fiは各個人及び企業が自身のネットワークを無線化するために自由に使用することができる電波通信の規格です。自身で電波を発信し、自身でその電波をキャッチします。
 この規格は電波の到達範囲が非常に狭く、10m圏内程度での利用に限定されます。移動しながらの通信は、この電波が届く範囲でのみ可能です。従って、局所的な利用しかできないということです。


 ~ Wi-Fi通信のイメージ ~ 


2.移動通信システム

3G、4G、LTE

 3G、4Gの「G」は「Generation」、世代という意味です。つまり、移動通信システムの第3世代規格、第4世代規格を表します。
 現在、高速通信は4Gが主流。4Gエリア外、電話※は3Gがまだ利用されています。
 1G、2G※は過去の規格となりました。3Gについてもサービスを停止し4Gへの移行を促す動きが相次いでいます。


 ※ スマホにVoLTE(Voice over LTE)と呼ばれる機能があれば、より安定した通話が可能な4Gでの音声通話を利用できますが、ない場合は4Gでの音声通話ができませんので、データ通信時は4G、音声通話時は3Gに切り替えて利用します。ちなみにデータ容量の関係で4Gの速度制限がかかったとしても、3Gの音声通話及びVoLTEを利用した4Gの音声通話に支障は出ないようになっています。


 ※ 2Gの中にGSMという規格がありますが、この規格は日本国内では使用されていませんが、海外では一般的で今だ主流の規格です。国際ローミング通信の際は対応に注意が必要です。


 LTE(Long Term Evolution)は実際は3.9Gと呼ばれる第3世代と第4世代の橋渡し的な規格でしたが、ITU(国際電気通信連合)がLTE=4Gとしました。この影響で、実際の4G対応LTEは、LTE advancedと呼ばれます。

 ~ 3G、4Gの通信速度、キャリアサービス名称 ~ 

移動通信システム規格 3G 4G(LTE) 4G(LTE advanced)
理論上最大速度※1 14.4Mbps 326Mbps 3Gbps
NTTdocomo サービス名 FOMA
最大14.4Mbps
Xi
最大150Mbps
PREMIUM 4G
最大225Mbps

最大788Mbps(2017/9~)
実効速度※2 Android:(下り)97Mbps~162Mbps / (上り)18Mbps~28Mbps
iOS:(下り)88Mbps~146Mbps / (上り)17Mbps~27Mbps
NTTdocomo 実効速度計測結果(調査期間2016/10~12)
au サービス名 3G
最大14.4Mbps
4G(LTE)
最大150Mbps
4G(LTE)
最大225Mbps
実効速度※2 Android:(下り)59Mbps~110Mbps / (上り)10Mbps~19Mbps
iOS:(下り)55Mbps~108Mbps / (上り)10Mbps~15Mbps
au 実効速度計測結果(調査期間2017/1~2)
SoftBank サービス名 (HD Voice) SoftBank 4G LTE
最大350Mbps※
SoftBank 4G
最大612Mbps※
実効速度※2 Android:(下り)56Mbps~96Mbps / (上り)21Mbps~29Mbps
iOS:(下り)55Mbps~95Mbps / (上り)17Mbps~28Mbps
SoftBank 実効速度計測結果(調査期間2017/2~3)

 ※1:理論上最大速度:MIMOにおいて4アンテナ(4ストリーム)利用、変調256QAM、キャリアアグリゲーション等の条件での最大速度です。端末側から見るとアンテナ2本がほとんどであり、300Mbpsが最大速度と言えます。
 ※2:実効速度:あまりに公称速度に対しばらつきが出るため、総務省が、各キャリアに依頼し、総務省の制定したガイドラインに基づき、各キャリアが、各地で通信が混雑する時間帯にOSごと実測定した中央値に近い半数値(25%値~75%値の範囲)です。最近キャリアのCMで速度のことを言いませんが、何かあったのかも知れません。
 ※3:SoftBankはMIMOにおいて4アンテナ(4ストリーム)利用、変調256QAM、プラチナバンドのキャリアアグリゲーションと、他社記載に対して基準が違いますので、比較できないです。


 総務省の実効速度調査では、NTTdocomoが最速ということになります。

 一方で、ITmediaが、リサーチ会社(株式会社ネオマーケティング)の調査結果として、下りはソフトバンクが優勢と報じています。(2017/10/26)
 ITmedia(http://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/1710/26/news101.html)


WiMAXも移動通信システムです。

 KDDI(au)のグループ会社、UQコミュニケーションズが展開するUQ WiMAXも、データ通信のみですが、WiMAX規格※に準拠した移動通信システムです。
 4G(LTE)相当のUQ WiMAXと4G(LTE advanced)相当のUQ WiMAX2サービスを提供しています。


 ※正確にはWiMAX規格(IEEE802.16e-2005)に基地局切り替え(ハンドオーバー)の仕様を追加したモバイルWiMAX規格(IEEE802.16e-2005)が正式名称です。
 BWA(Broadband Wireless Access:広帯域移動無線アクセスシステム)とも呼ばれる、無線を用いた移動高速データ通信の標準規格です。室内で利用する無線LAN(IEEE802.11シリーズ)とは異なり、無線基地局から出力される電波によりデータ通信を行います。


UQコミュニケーションズ サービス名 WiMAX
最大40Mbps
WiMAX2
最大440Mbps

 ちなみに、盛んにCMが流れている「UQ mobile」はUQコミュニケーションズがauのMVNO(仮想移動体通信事業者)としてauの4G(LTE)を提供するもので、MiMAXとは関係ありません。


2020年に実用化を目指す、次世代規格5G

 NTTdocomoは、次世代規格5Gの2020年の実用開始を目指しています。その速度は10Gbps以上とのことです。

 5Gの実現に向けて「ファントムセル」と「Massive MIMO」という新しい技術の組み合わせを提案しています。ファントムセルは安定した高速通信を、 Massive MIMOは高い周波数帯の有効活用を実現するとのことです。

 NTTdocomo(https://www.nttdocomo.co.jp/corporate/technology/rd/lecture/5g/index.html)

3.Wi-Fi

 Wi-Fiについては別ページ(無線LANの規格と機器の選び方)にまとめていますので、ご参照下さい。

 Wi-Fiと無線LAN

 Wi-Fiと無線LANは、ほぼ同義語として利用されます。
 もともと無線LANは、IEEE802.11規格による機器間の通信を示す言葉でしたが、昔、同じIEEE802.11規格を採用しているのに、別メーカーの機器とでは通信できないという問題があり、Wi-Fi Allianceという業界団体が、問題なく通信できる機器については、認証マークとして「Wi-Fi CERTIFIED」というロゴを機器に付けることにしました。この後、いつからか、無線LANをWi-Fiと呼ばれるようになりました。


スマホユーザーにとってのWi-Fiの必要性

 企業でスマホを従業員に支給する場合は、公衆Wi-Fiの利用を嫌い、キャリア通信しか許さない設定にすることさえあります。


 その一方、個人ユーザーの場合は、Wi-Fiを積極的に利用し、通信量を抑え、月額費用の節約、通信制限の回避を行います。また場所によってはキャリアでは十分なスピードが出ないので、その場合にWi-Fiを利用します。


 2020年に計画される次世代規格5Gでは、大幅な速度向上によりキャリア側の通信制限、通信量制限の必要がなくなる可能性があります。そうなれば、キャリア側の金額設定次第ですが、スマホユーザーがWi-Fiを使用することはなくなるでしょう。

 一方で、もし公衆無線LAN網が広く形成され、どこででもWi-Fi利用が可能になれば、電話アプリを利用することで、キャリアの移動通信システムと契約しない時代が来るかもしれません。
 今の格安SIMとWi-Fiの組み合わせは、ちょうどこの中間にいる状態だと言えるのではないでしょうか。

Wi-Fi利用を共有するネットワークコミュニティー fon

 約10年前からある仕組みなのですが、fonというネットワークをご存じでしょうか?

 fonとは、自宅の光ファイバー等の有線インターネット回線にfonルータを設置することにより、fonユーザー同士共有するWi-Fiスポットを作り、自分が外出した際は他のfonユーザーのWi-Fiスポットを利用できるという共有ネットワークコミュニティーです。
 一時期、大きな話題となりましたが、現在マスメディアで報道されることはほとんどありません。過去の話になったのでしょうか?それでも引き続きSoftBankではfonルーターが販売されています。(※ただし、在庫がなくなり次第終了と書かれています。)


SoftBank fonルーター(https://www.softbank.jp/mobile/support/fon/)


fon公式サイト(http://fon.ne.jp/)


電話アプリの安全性

 Wi-Fiのデータ通信上で音声通話を行う場合、専用のアプリが必要になります。
 現在メジャーなアプリはLINE及びSkypeです。これら電話アプリの通話はセキュリティー上、安全なのでしょうか?
 結論から言って安全です。LINE、Skypeともに強力なAES方式(AES128、AES256)により、通話内容がデフォルトで暗号化されます。
 セキュリティ上は、個人利用の場合、キャリアの電話と同じように考えて問題ないと思います。

 ただし企業利用の場合、運営会社が暗号化を実施していること、運営会社のサーバーに通話データが残ることを考えると、特にLINEに関しては、個人向けSNSがメインのエンターテイメント企業であり、検討する必要があると思います。
 またSkypeについては、基本的に個人ユーザー向けのアプリであり、Micorsoftはビジネスユーズを想定したSkype Business(旧Lync)というアプリを別に提供しています。(Office365 Businessの付属サービスです。)


海外での利用を考えたキャリア通信とWi-Fi

 LCCの登場により海外旅行がより身近な時代になったと言えます。また、今に始まったことではありませんが、各企業はグローバルに企業活動を行い、海外進出を行います。

 そんなより海外が身近になる中、海外でのスマホの利用を考えると、キャリア(NTTdocomo、au、SoftBank)と契約している場合は国際ローミング通信という相互利用の仕組みにより対応状況は国ごとに違うものの電話、データ通信ともに可能です。ただし、面倒な設定は不要ですが、国際ローミング通信は非常に高額で、緊急時の利用程度に考えるべきです。動画など見てデータ量を消費すると、とんでもない金額になります。


 auは3Gケータイ・3G スマートフォン向け国際ローミング通信を2018年3月31日をもって終了すると発表しました。


 一方で、MVNOいわゆる格安SIMの場合は、各社ごと対応が違うものの、音声通話、データ通信ともに不可。というパターンが多いです。

 この為、海外で頻繁に電話、ネットを利用する場合は、現地国で現地キャリアのSIMを購入します。最近は、各国の空港にSIM販売カウンターがあり、空港にSIM自動販売機がある国すらあります。
 7日間、30日間というツーリストSIMと呼ばれる短期間利用のSIMから、ビジネス用の長期間SIMまで販売され、国にもよりますが非常に安価で販売されていることが多いです。
 設定もカウンターで購入すれば、代わりに設定してもらえますし、ネット上に情報があると思いますので、言葉の壁はあるもののそれほどハードルの高いことではないと思います。
 ただし、スマホがSIMフリーでない場合は、SIMを差し替えできませんので、あらかじめ解除しておく必要があります。
 盛んにCMを流し、海外で使えるWi-Fiルーターを空港で受け取れるというサービスを行う会社がありますが、自身でSIMを調達するのに比べて非常に高額です。このルーター、実際は現地のSIMを仕入れてルーターに差し込んでいるだけです。
 もちろん日本で先に対応しておきたいという人には良いのかもしれませんが、IIJ、楽天モバイル等各社から海外SIMの販売も始まっていますので確認して下さい。

 また利用状況によっては、一切の海外キャリア通信と契約しないという方法もあります。国によっては日本以上に無料Wi-Fiスポットが多く、また大抵のホテルはWi-Fiを設置しているからです。

 海外での通信については、状況によりどの対応が最適か多岐に分かれますが、まずは対象国のインフラ整備状況、キャリア状況に大きく左右されますので、その国の情報を収集するところから始めて下さい。
 最後に、もし実家の父母が携帯電話を持っておらず固定電話のみ、そのような状態であれば、キャリア(NTTdocomo、au、SoftBank)の国際ローミング通信に頼る以外に方法はなく、MVNOを利用してはいけないということになりますので、状況に合わせて検討して下さい。



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