パソコンからインターネットにつながる仕組みが分からなさすぎたので少し深掘りしてみた

最近、友人から「パソコンでインターネットにつながる仕組みってどうなってるんだろう？」と聞かれ、意外と自分でも詳しく説明できないことに気づきました。ブラウザを開いてサクッと検索できるのは当たり前ですが、その背後で何が起きているのでしょうか？

パソコンやスマホで当たり前のように使っているインターネットですが、その仕組みって意外と知らないことが多いですよね。私もふと、「光回線とかWi-Fiって結局どうなってるの？」と気になって調べ始めたのがこの記事のきっかけです。

今回の記事では、光回線が家まで届いてから、Wi-FiでスマホやPCにデータが届くまでを初心者目線でわかりやすくまとめてみました。ぜひ気軽に読んでみてください。

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1. インターネットの起源：すべては物理的な接続から始まった

インターネットの始まりは1960年代後半、アメリカ国防総省が開発したARPANETというネットワークです。当時は大学や研究機関が専用のケーブルでつながり、データをやり取りしていました。

初期のネットワークは、わずか4つのノード（コンピュータ）が物理的に接続されていただけですが、これが現在のインターネットの起源です。

その後、データ通信の範囲を広げるために、電話回線を利用した接続が発明されました。モデムを使って、デジタル信号を電話回線用のアナログ信号に変換する技術が生まれ、遠く離れた拠点とも通信が可能になりました。この仕組みはインターネットの普及を後押しし、やがて光回線などの高速通信技術へと進化していきます。

2. 家庭まで届く光回線：データの運び手は光信号

現代のインターネット接続の要となるのが 光回線 です。光ファイバーケーブルを通じて、データは「光信号」という形で送られてきます。

光回線の特徴はその圧倒的な高速性と安定性にあります。光信号は光の速度に近い速さでデータを運び、同時に大量の情報を送ることができます。この仕組みによって、動画配信やオンラインゲームなどの大容量通信もストレスなく楽しむことができるのです。

ただし、光信号はそのままではパソコンやスマートフォンが理解できません。そこで登場するのが、光回線終端装置:ONUです。この装置が光信号を「デジタル信号」に変換し、家庭内で利用できる形にします。

3. ルーターの役割：ネットワークの交通整理役

光回線からデジタル信号に変換されたデータは、次にルーターへと送られます。ルーターの役割は、家庭内で複数のデバイスが同時にインターネットを利用できるように、接続を管理し、分配することです。

• IPアドレスの割り当て: 各デバイスに一意のIPアドレスを割り当てることで、どのデバイスがどのデータを受け取るべきかを管理します。
• 中継役: インターネットから届いたデータを正しいデバイスに送り、逆にデバイスから送られるデータをインターネットへ中継します。
• セキュリティ管理: ルーターにはファイアウォール機能が備わっており、不正なデータ通信を防ぐ役割も果たしています。

ルーターがあるおかげで、家庭内のスマートフォン、パソコン、スマート家電が同時にインターネットに接続できるのです。

4. Wi-Fiの仕組み：データを電波に乗せて届ける技術

ルーターが家庭内のデバイスにインターネット接続を分配する際、有線接続だけでなく、Wi-Fiを使った無線接続も可能です。Wi-Fiの仕組みは次の通りです。

1. デジタル信号を電波信号に変換: ルーターがデジタル信号をWi-Fi電波に変換し、家庭内に送信します。
2. 電波信号を再びデジタル信号に変換: パソコンやスマートフォンはWi-Fiの電波を受信し、再びデジタル信号に変換します。
3. データのやり取り: デジタル信号として処理されたデータが、ウェブページの表示やアプリの動作に使われます。

Wi-Fiは便利な技術ですが、物理的な制約もあります。たとえば、ルーターから遠い場所では電波が弱まり、通信速度が低下します。また、壁や家具などの障害物があると、電波が遮られることがあります。

5. 光回線からパソコンに届くまでをおさらい

最後に、光回線からパソコンまでデータが届くまでの流れをもう一度まとめてみます。

1. 光信号が家庭まで届く: 光ファイバーを通じて光信号としてデータが送られてくる。
2. 光信号をデジタル信号に変換: ONUが光信号をデジタル信号に変換する。
3. ルーターがデータを分配: デジタル信号を家庭内の各デバイスに分配。
4. Wi-Fiで無線接続: デジタル信号をWi-Fi電波に変換して送信。
5. デバイスが電波信号を再びデジタル信号に変換: パソコンやスマートフォンが電波を受信してデータを処理。

まとめ：インターネットの仕組みを知ることでより身近に

パソコンやスマートフォンがインターネットにつながる仕組みは、複雑なようでいて、実は「光信号 → デジタル信号 → 電波信号」という一連の流れで動いています。

インターネットが当たり前に使える今だからこそ、その仕組みを知ることはとても面白い発見の連続です。今回まとめた内容も、私自身が調べていく中で改めて「こうなっていたんだ！」と気づかされることばかりでした。

まだまだ勉強中の身ではありますが、これからコンピュータやネットワークについて少しずつ理解を深めていきたいと思っています。