インターネットの速度を上げようとしていたときに、ネットワークの世界では帯域幅の理解の仕方が違うことに気づきました。Wi-Fi 帯域幅を 20MHz から 40MHz に上げると速度が上がるとよく言われますが (近隣のネットワークがない場合)、なぜそうなのか、ちょっと混乱してしまいます。間違っているかもしれませんが、私の第一印象は、信号を 2 倍速く送信できるが、必ずしもそうする必要はないということです。帯域幅の上位半分を使用できる可能性があるだけです。そうですよね? わかりません。FM と矩形波が信号とシステムでより多くの帯域幅を必要とする理由はわかります。
誰か、「物理的に」速度が上がる仕組みを説明してくれませんか? 帯域幅が広くなると、なぜより多くのデータが送信されるのでしょうか? 昔ながらの水道管や高速道路の例えはやめてください。水がどのように動いているのか、どのように水が汲み上げられているのかさえよくわからないからです... それとも、利用できる「高速」レーンが増えるという例えでしょうか?
ところで、チャネル 11 は理論的にはチャネル 1 よりも高速ですか? 周波数がわずかに高いためでしょうか?
答え1
まず、私は物理学者でも数学者でもないので、この回答を（技術的な意味で）鵜呑みにしないでください。私が間違っていたら、きっと誰かが訂正してくれるでしょう ;)
フーリエ理論によれば、無線で送信されるビットを表す矩形波などの複雑な信号は、基本的な正弦波信号に分解できます。異なる周波数の 2 つの正弦波があると想像してください。これらを組み合わせると、より複雑な形状になります。
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これはデータ伝送にどう影響するのでしょうか? データのパルスをどんどん高速化すれば (スループットが上がるなど)、パルスはどんどん短くなります。個々の正弦波からこれらの短いパルスを作成するには、スループットが低い信号の場合よりも、個々のコンポーネントを構成するさまざまな波形が必要になります。これらのさまざまな波形には、さまざまな周波数コンポーネント (つまり、Hz 単位の帯域幅) が含まれます。
40MHz チャネルを使用すると、20MHz チャネルよりも多くの異なる周波数 (つまり正弦波) からこれらの複合パルス列を作成できます。これにより、パルスがどんどん短くなり、チャネルのスループットが効果的に向上します。
ここでの現実的なトレードオフは、通信を行うために干渉のない 40 MHz ウィンドウが必要になることです。この広いウィンドウの干渉が 20 MHz ウィンドウよりも高い場合は、20 MHz ウィンドウを使用するとスループットが向上する可能性があります (破損したデータや再送信が少なくなるため)。
理論上、どの WiFi チャネルかはそれほど重要ではありません。正弦波と結果として生じる波形を結び付ける唯一のパラメータは、実際の帯域幅 (Hz) です。この帯域幅は、チャネル 11 でもチャネル 1 でも同じであり、リンクのスループットが高くなることはありません。