速い電波と遅い電波？

質問

周波数帯域によって伝達速度の速い電波と遅い電波があるのは何故なのでしょうか？
例えば最近話題になっているWimaxですが10～66GHZの帯域で
Maxで70Mbpsの通信が可能とのことですが
この通信速度と言うのは10～66GHZの帯域だから出る速度なのでしょうか？
それとも特殊な速い電波（？）を使うと言うことなのでしょうか？
電波は目に見えないのでよくイメージが沸きません。
どなたか詳しい方いらっしゃいましたらご教授下さい

回答No.7

sanori

イメージが湧かないとのことですので、たとえ話がよいですかね。
私の得意分野です。

野球で、ピッチャーからキャッチャーまでの距離は、２０メートル程度。
ピッチャーは、必ず時速１４５キロの球を投げるとします。
秒速で言えば　４０ｍ／ｓ。
したがって、投げてからミットに収まるまで０．５秒。
１０秒間隔で次々投げると、キャッチャーには当然１０秒間隔で球が来る。
１秒間隔で次々投げると、キャッチャーには当然１秒間隔で球が来る。

ここからが問題。

０．１秒間隔で次々投げると、キャッチャーには当然０．１秒間隔で球が来る。
このとき、ピッチャーとキャッチャーの間に、常に等間隔で５個の球が走っている状態になる。
それらの間隔は、４メートル。
（なぜかと言えば、上述したとおり、投げてからミットに収まるまで０．５秒かかるので。）

０．０１秒間隔で次々投げると、キャッチャーには当然０．０１秒間隔で球が来る。
このとき、ピッチャーとキャッチャーの間に、常に等間隔で５０個の球が走っている状態になる。
それらの間隔は４０センチメートル。

ここで、
・球の速さ（１４０ｋｍ／ｈ＝４０ｍ／ｓ）　→　電波の速さ（光速）
・投げる間隔　→　周波数
・１個１個の球　→　１個１個のデータ・情報
・ピッチャーとキャッチャーの間にある球同士の間隔　→　波長
というふうに置き換えて考えてみてください。

つまり、
一方通行の通信の場合は、電波が伝わるスピードは、
単位時間当たりに送ることができる情報量とは関係ないのです！

単純考えですと、10～66GHz ならば 10～66Gbps（10000～66000MHZ）の
データが送れそうですけど、そうはいかないみたいですね。
この辺については、私は詳しいことは分かりません。
ただ、
デジタル信号の通信は、一方通行ではなく、キャッチボールでしょうね。
一方が他方から電波信号を受け取ったら、それを回路やＰＣで処理して別の信号を投げ返して、
それで初めて通信が成り立っているはずです。

なお、
空気中の光速は、真空中に比べて約３％しか遅くないので、あまり関係ありません。
（本題と関係ありませんが、水中では２５％ぐらい遅く、ガラス中では三十数％遅いそうです。）

回答No.6

ymmasayan

皆さんの言われている通りなのですがイメージがわかないということなので。

電波の周波数というのは１秒間の波の数です。
波の１個の有り無しで情報を送ることをイメージすると波の周波数が高いほど沢山の情報が送れますね。

ところが厄介なことに沢山の情報を送ろうとすると実際には必要な周波数帯幅が広がってしまいます。
これは数式で証明できるのですが、簡単に言えば高速で走る列車同士は大きく間隔を空けないとすれ違えないとでも言いましょうか。

沢山の情報を乗せても周波数帯幅をいかに広げなくて済むかという研究が絶え間なく続いています。

圧縮も一つの技術ですが圧縮・伸張によって信号が大きく遅れるというのが難点です。
テレビから時報の秒針が消えたのもこれが原因です。

回答No.5

shintaro-2

例えばAM放送の場合、隣接する放送局の周波数は９kHz違います。この場合、最大９kHzの帯域を取れます。

これに対してＦＭ放送の場合、隣接する放送局の周波数は２００kHz違います。この場合は最大２００kHzの帯域を取れます。

ＡＭ放送に比べ、ＦＭ放送の音が良いのは、このように情報をたくさん送るための帯域幅があって、実際情報を送るからです。

一般に周波数の高い電波の方が、帯域幅をとりやすくなります。

同様に地上アナログ放送は、ＦＭ放送よりも幅の広い帯域（６ＭＨｚ）があり、音よりも情報量の多い映像を送ることができます。

地上デジタル放送はアナログと同程度の帯域幅ですが、デジタルデータなので圧縮することにより、ハイビジョンデータを送ることができるわけです。

ちなみに早い電波は存在しませんが、光がガラスの中でスピードが遅くなるように、電波も真空でないところでは、真空中の電波に比べて遅くなってます。

お礼

大変よく分かりました。
ありがとうございました。

回答No.4

noname#42569

>Maxで70Mbpsの通信が可能とのことですが
>この通信速度と言うのは10～66GHZの帯域だから出る速度なのでしょうか？
簡単に言うとそうですね。
通信速度は周波数帯域・送受信方式に依存します（簡単に言いますと）

>それとも特殊な速い電波（？）を使うと言うことなのでしょうか？
これは違いますね。
電波・太陽光線含め、全ての電磁波は秒速30万kmですので、
進む速度の違う電波は理論上ありえません。

お礼

大変よく分かりました。ありがとうございました。

回答No.3

aquamarin1

電波の届く早さに違いはありません、どちらも同じ速さです
周波数（数字）の大きい電波は物に邪魔され易いけれど多くの情報を載せやすい
低いのは逆にいろんな場所に届き易い
Wimaxという技術に詳しくなくて申し訳ありませんが７０Mbpsも出せるのは相当な技術の効率化が図られた結果でしょう

補足

よく分かりました。ありがとうございました。

回答No.2

colocolo62

伝達速度が早い・遅いではありません。
伝送速度が早い・遅い（大きい・小さい）＝単位時間当たりに送れる情報量が多い・少ないなのです。

これは、無線の方式によって、違ってきます。
大雑把に言うと、使う電波の帯域幅が広いほど、伝送速度が大きくなります。

お礼

よく分かりました。どうもありがとうございました。

回答No.1

harepanda

速いというのは、速度が速いわけではありません。
周波数の高い電波は、一定時間内の情報伝達量が多いだけです。

お礼

よく分かりました。どうもありがとうございます。