ゲーム向けの Wi-Fi: 帯域、チャネル、ケーブルしか効かないとき
Wi-Fi では、通信時間が共有され、フレームが再送されるので、Ping が揺れ動きます。Windows 11 で帯域とチャネルを確認する方法、ルーターで変えること、Wi-Fi 6、6E、7 が変えるもの、そしてケーブルしか効かないときを説明します。
「ケーブルなら Ping は 15 なのに、Wi-Fi では 15 から 80 の間で跳ねます」。「朝は問題ないのに、毎晩悪くなります」。「ときどきゲームが 1 秒固まって、全員がテレポートします」。これらに共通しているのは、高い平均ではなくばらつきで、無線の接続では、ばらつきには 1 つずつ確認できる原因があります。
無線の接続が揺れる理由
- 共有される通信時間。 同じチャネルのデバイスは順番に送信し、それには近所のネットワークも含まれます。Cisco の 802.11ax のホワイト ペーパーは、1 つの空間で 1 つのチャネルを共有することを「802.11 の CSMA ベースのネットワークを含む、あらゆる無線システム」にとっての課題と呼び、自分のアクセス ポイントのクライアントや、重なり合う近くのネットワークのクライアントによる競合が増えるにつれて、達成できるスループットが下がると述べています (Cisco)。パケットが順番を待っている間、その待ち時間がジッターです。
- 2.4 GHz の干渉。 Microsoft は、電子レンジやコードレス電話などの家庭のデバイスや Bluetooth のデバイスも 2.4 GHz 帯を使うと注記しています (Microsoft サポート)。
- 再送されるフレーム。 Wi-Fi は送ったフレームに確認応答を期待し、それが来ないとフレームをもう一度送り、再試行の上限を超えると捨てます。Windows 自身の Wi-Fi の統計は 3 つすべてを数えています: 再送が必要だったフレーム、届かなかった確認応答、再試行の上限の後に失敗したフレームです (Microsoft Learn)。再試行されたパケットは遅れて届き、捨てられたパケットは届きません。
- アダプター自身のスキャン。 接続している間、Windows は、プログラムが止めるよう求めない限り、バックグラウンドのスキャンをオンのままにします。メディア ストリーミングについての Microsoft の Wi-Fi ドライバーのルールは、接続の「遅延や帯域幅に悪影響を与えうる」ものの例としてスキャンを挙げています。それが Ping に何をするかは、w0a の Wi-Fi スキャンの抑制 とともに Ping が高い・ラグ スパイクが起きる で扱っています。これは Process Manager ページの ゲーム モード のスイッチの一部で、オンにするまではオフです。ゲームの実行中、各無線アダプターのバックグラウンドのスキャンをオフにするよう Windows に求めます。
何に接続しているかを確認する
- 設定 > ネットワークとインターネット > Wi-Fi > (自分のネットワーク) のプロパティ は、ネットワーク バンド (チャネル) の横に帯域とチャネルを表示します。複数の帯域が表示される場合、その接続では Multi-Link Operation に対応しています (Microsoft サポート)。
netsh wlan show driversは サポートされる無線の種類 を一覧にします: 802.11ax は Wi-Fi 6/6E、802.11be は Wi-Fi 7 を意味します。- Microsoft の netsh のリファレンスによると、
netsh wlan show networks mode=bssidは、アダプターが受信できる各アクセス ポイントを、信号の強さ、無線の種類、チャネルとともに一覧にします。自分のチャネルを何台が共有しているかを数えてください。
2.4、5、6 GHz
Microsoft による 3 つの帯域の比較:
| 帯域 | 長所 | 短所 |
|---|---|---|
| 2.4 GHz | 届く範囲が広く、壁を通りやすい | 遅く、重ならないチャネルが少なく、混雑しやすい |
| 5 GHz | 速く、重ならないチャネルが多く、混雑しにくい | 届く範囲が狭く、壁を通りにくい |
| 6 GHz | 混雑が少なく、遅延が小さい | ほかの帯域より届く範囲が狭く、壁を通りにくい。ルーター、アダプター、そのドライバーのすべてが Wi-Fi 6E に対応している必要がある |
Microsoft は「強い 6 GHz の接続は、ゲーム、ストリーミング、ビデオ通話に最適です」とまで書いています。決め手になる言葉は 強い です: 壁をいくつか隔てると、5 GHz の接続のほうが安定していることもあり、どちらなのかを示せるのは自分の家での測定だけです。
チャネル、幅、レーダー
Microsoft の Wi-Fi のトラブルシューティングのページは、干渉を減らすためにルーターのチャネルを変えることを勧めており、netsh の一覧で近所がどのチャネルを使っているかがわかります。Microsoft の家の間取りのガイドは、2.4 GHz では重ならないチャネル 1、6、11 のどれかを選び、重なりの影響が小さい 5 GHz では、自分の信号の強さに対してアクセス ポイントが最も少ないチャネルを選ぶよう述べています。2.4 GHz について、同じガイドは、一部の古いアダプターとドライバーは 40 MHz のチャネル幅でうまく動かないと注記し、信号が強くチャネルが空いているのに接続が安定しない場合は 20 MHz を勧めています。Wi-Fi 6 の 160 MHz や、Wi-Fi 7 の 6 GHz 帯での 320 MHz のような広いチャネルは、帯域幅を増やします (Wi-Fi Alliance)。
5 GHz 帯の一部はレーダーと共有されています。欧州の規格 ETSI EN 301 893 (バージョン 2.2.1、2024 年) では、5,250-5,350 MHz または 5,470-5,725 MHz に一部または全部が入るチャネルを使うルーターは、Dynamic Frequency Selection (DFS) を行わなければなりません: 使う前にそのチャネルにレーダーがないかを確認し (標準の確認では 60 秒、5,600-5,650 MHz では 10 分)、レーダーを検出したら 10 秒以内にクライアントにそこでの送信をやめさせ、少なくとも 30 分はそのチャネルを避けなければなりません。ルーターのチャネルの一覧で一部の 5 GHz のチャネルに DFS の印がある場合、それがこれらのチャネルです。試合の途中で検出されると、ルーターが移る間、接続が途切れるので、良好な接続がランダムなタイミングで切れる場合は、それらの範囲の外のチャネルを試してください。上の数値は欧州の規格のものです。
Wi-Fi 6、6E、7 が変えるもの
- OFDMA (Wi-Fi 6): Wi-Fi Alliance によると、これは「チャネルを効果的に共有して、ネットワークの効率を高め、遅延を下げます」。
- OBSS パケット検出 (802.11ax): アクセス ポイントとそのクライアントが、通常はある程度離れたほかのネットワークからのフレームを無視できるようにします。Cisco は、アクセス ポイントやクライアントが「友好的な (または不正な) 近隣によって TXOP を遅らされる可能性がずっと低くなる」ので、これが「遅延のばらつきを大幅に減らす」としています。TXOP は送信の機会のことです。
- 6 GHz (Wi-Fi 6E と 7): Microsoft はこれを「混雑の少ない周波数帯」と説明しています。
- Multi-Link Operation (Wi-Fi 7): Microsoft によると、デバイスが「ネットワークの混雑を避け、接続を維持するために」複数の帯域を同時に使えるようにします。Wi-Fi 7 には Windows 11 バージョン 24H2 以降が必要です。
Microsoft は、ルーター、PC のアダプター、Windows を要件として挙げているので、新しいルーターだけでこれらの機能が PC に来るわけではありません。どれかが自分のネットワークで Ping をどれだけ変えるかは、ここでは測定していません。
置き場所、中継器、メッシュ
Microsoft のチェックリスト: PC とアクセス ポイントの間の壁を減らす。近いほうがよい「が、すぐ隣ではない」。アクセス ポイントは隅や机の下ではなく、家の中央寄りの高い場所に置く。金属製のファイル キャビネットのような、干渉するものを探す。どちらの端も動かせない場合、Microsoft はネットワークの中継器を勧めています。無線でルーターにつながる中継器やメッシュのノードは、途中に 2 つ目の無線の接続を加え、共有される通信時間について上に書いたことはすべて、それにも当てはまります。ノードがケーブルでつながっている場合は、その 2 つ目の無線の接続はなくなります。
ケーブルしか効かないとき
ケーブルは経路から電波を取り除きます: 共有される通信時間も、空中での再送も、レーダーもありません。ギガビットのポートのために特別なケーブルは必要ありません: IEEE 802.3ab は、4 対のカテゴリ 5 のケーブルでのギガビット イーサネット (1000BASE-T) を定義しました。ケーブルが届かない場合は、有線の代わりが 2 つあります: PLC アダプター (IEEE 1901 は建物の電力線でのネットワークを扱います) と、既存の同軸ケーブルを再利用する MoCA です。その遅延の測定はここでは引用していないので、Wi-Fi と同じ方法でテストしてください。
無線の接続そのものが何を加えているかを見るには、ipconfig を実行して デフォルト ゲートウェイ (ルーター) を書き留め、そのアドレスを続けて ping /n 100 を実行します。Wi-Fi で 1 回、できればケーブルでも 1 回です。ルーターは 1 ホップ先なので、そこでばらつくのはルーターまでの接続で、インターネットではありません。平均だけでなく、時間のばらつきの大きさを比べてください。
役に立たないこと
- PC の TCP やアダプターの設定。 どれも通信時間や干渉を変えません。ネットワークの調整 も、自分のチェック ボックスについて同じことを述べています。
- より速いインターネットのプラン。 変わるのはプロバイダーまでの回線で、PC とルーターの間の電波ではありません。
- PC のアダプターも必要な機能のための、新しいルーターだけ。
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