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【USB3.0】2.4Ghzの電波干渉が防止できるハブ【電机本舗】

この記事を読むのに必要な時間は約 16 分16秒です。

この記事について
目次

事例に関する参考記事・引用
全体像と解決手法列挙
私のメイン機での実証
結論
2.4Ghz障害対策済み「hwuh3」USB3.0ハブ

USB3.0以降の規格(以降3.1頭を含めて単にUSB3.0と表記します)をお使いの方で、USB3.0機器を接続した場合に無線LANの速度が遅くなる、マウスやキーボードの動きが変になるなどの症状が発生する方がいると思います。(意外と気が付いていない方も多いようですが2.4Ghz帯の電波干渉が原因というのも多い)

マウスカーソル一瞬がフリーズする/ジャンプする、光回線なのに動画が途切れることがある、ダウンロード速度が一定しない/停止するなどの症状に思い当たる場合は確認してみてくださいね。

事態が発生した時にこの記事がお役に立てれば幸いです。

特報:
記事の最後にも記載していますが、現在テスト期間(2017/3/20の発売を予定 4/20まで延長)でモニター募集中とのことで、【2.4GHzノイズ対策済】 USB3.0ハブ 4ポート 2Way電源 のページのモニタに応募ボタンから申し込みモニタに選定されるとなんと無料で入手できますよー!

対象 内容
キーワード USB3.0/3.1、2.4Ghz帯、電波干渉、マウス、キーボード、無線LAN
シールド、解決方法
OS/ソフト・対象機器 USB3.0規格機器
対象読者 2.4Ghz帯の電波干渉による不具合発生者
最終更新日 2017年2月 初版

更新履歴
2017年2月 初版

 

 

事例に関する参考記事・引用

まず最初にUSB3.0機器やその他の機材による「2.4Ghzの電波干渉」についての記事を引用させていただいたものを読んで全容をつかんでみてくださいね。

USB3.0に関する記事:
無線LAN、無線マウス、無線キーボードの調子が悪いときの原因と対策
(かきしちカンパニー Web Magazineさんより)

2.4GHz帯の電波干渉をチェック

無線機器は2.4GHz帯という電波を使用することが多いです。
2.4GHz近辺の電波周波数対は10mW以下の出力であれば
免許不要で利用できるので無線機器でよく利用されます。

良く利用されるので、2.4GHz帯を利用する無線機器
は世に沢山あふれています。無線LAN、無線マウス、
無線キーボードの多くも2.4GHzを利用します。

人間に例えて考えてみると、例えば、
同時に音楽を100曲再生したとしたらどうでしょうか。
100曲を聞き分けるのはかなり難しいと思います。
3曲くらいなら何とかなるかもしれません。
1曲なら気持ちよく聞くことができます。

これは人間の可聴域という限られた周波数帯に
100曲分の音 (信号) をすし詰めにすると、それぞれの
音が干渉 (強め合ったり弱め合ったり) して、目的の
曲を聞き取ることが難しくなるという例えです。

無線LANでも同じことで、2.4GHz帯という限られた
周波数帯に100個もの機器がひしめき合って無線通信
すると、電波干渉によって通信が難しくなります。

パソコン、スマホ、マウス、キーボード、イヤホンマイク、
ルーター、アクセスポイント、電子レンジなど2.4GHz帯を
使用する無線機器は実際に大量に同時利用されています。

無線LANが隣の部屋、キッチン、お風呂、寝室など
から接続できないと不便だと思います。ですから、
2.4GHzの無線LANは多少の距離や障害物があっても、
ある程度は問題なく利用できるようになっています。

家の隅々まで無線LANの電波がきちんと届くということは、
必然的に近隣の住宅にもある程度は電波が届くということです。
一軒につき無線機器が20台だとすれば、周辺の数件にある
無線機器をあわせると100台以上の無線機器が
電波干渉する可能性があるということに繋がります。

2.4GHz帯の無線LANが電波干渉なしで利用できるのは
3 (〜4) つです。一般的にそれ以上の台数のパソコンや
スマホが2.4GHz帯を同時利用していることでしょう。
ですから、電波干渉によって無線LAN、無線マウス、
無線キーボードの調子が悪くなる可能性は無視できません。

そこで5GHz帯の無線LANに切り替えることを考えます。
無線LANルータやアクセスポイント、パソコンやスマホなどの
無線機器が5GHz帯の無線LANに対応している必要があるので
必ずしも切り替えられるとは限りませんが、可能であれば
5GHz帯への切り替えを検討します。

電波がより遠くまで届くためには周波数が低い方が有利です。
回折というのですが、周波数が低い方が障害物をより回り込んで
遠くまで到達するという性質が電波にはあります。

ケータイでプラチナバンドという表現があります。
これはケータイで利用されている電波の周波数帯には
700MHz〜900MHz、1.5GHz、1.7GHz、2GHz帯などがあり、
そのなかでも周波数が低い700MHz〜900MHzは
より電波が周り込むことにより、広い範囲で安定的に
通信ができることに繋がるため、プラチナバンドと
表現されているのだと思います。

無線LANで2.4GHzから5GHzに切り替えたとします。

まず、5GHz帯は2.4GHz帯の4つに対して、最大で19個まで
干渉なしで無線機器を利用できます。

5GHz帯は2.4GHz帯よりも周波数が高いために
より回り込み難くなります。また、5GHz帯はW52、W53、W56
の3つの領域に分けられているのですが、W52とW53は
省令によって屋外での使用が禁止されています。

つまり、電波が障害物を超え難く、屋外に届き難いので、
電波干渉を受ける範囲が狭くなるということになります。
5GHz帯が利用可能であり、電波強度も十分であるなら
無線LANを2.4GHzから5GHzに切り替えると通信が安定します。

Bluetoothや無線のマウスやキーボードは2.4GHz帯を使うことが
多いので、無線LANを5GHz帯に切り替えることは電波干渉の
低減に役立つかもしれません。

また、マウスやキーボードを無線接続するための
レシーバを挿入するUSBポートを変更することでも
電波干渉を軽減できることがあります。

USB 3.0 ハブを利用している場合にはポートの変更、
あるいはハブの設置場所の変更で無線通信が改善する
可能性があります。それはUSB3.0機器から発せられる
2.4GHz帯のノイズの影響を受けている可能性があるからです。

ノイズといえば、明るさ調整可能なLED照明が近くに
あるときも無線通信が影響を受ける場合があります。
明るさを調整するために、高速でLEDを点滅させる
照明ですと、その発生するノイズによって無線が
途切れたり不安定になることがあります。

なお、無線LANルータが IEEE802.11a/b/g/n に
対応しているものであれば5GHz帯が使えます。

 

USB3.0機器から発生するノイズは、2.4Ghz無線LANに悪影響を与えるらしい。
(ぼくんちのTV別館さんより)

結論

USB3.0機器を購入する場合は、デバイス、ケーブル、コネクタ類、すべてにおいてシールドのしっかりした製品を購入するのが望ましい。
無線LAN機器を購入する場合は、5Ghz帯の製品を選択するのが望ましい。
そうでない場合は、無線LANやWi-Fiの受信機は、USB3.0機器(コネクタ、デバイス、ケーブルすべて)から離れた所に設置しよう。
私のPC環境の場合・・・

私のPC環境の場合、・・・

メインPCでは、USB3.0機器の利用時でも通信品質の低下は感じません。
無線LAN子機は延長ケーブルで(20~30cmぼどだけど)USB3.0コネクタやUSB3.0 HDDから離れた所に設置しています。
サブPCは、今年2月から5月下旬までUSB3.0コネクタに無線LAN子機をぶっ刺して使っていました(‘Α`)
なんかもう、この3ヶ月間 普通にネット接続出来ていた事が不思議なレベルですorz
USB2.0ポートに繋ぎなおしてもUSB3.0機器を利用すると体感できるレベルで通信速度の低下が発生します。
色々と(USB3.0関連以外の)対策を施した今でも、何かの条件が揃うと稀に通信断が発生します。
これはやはり、USB3.0機器のノイズの可能性が大きいかもしれません。

 

【2.4GHzノイズ対策済】 USB3.0ハブ 4ポート 2Way電源
(ハイブリッドワークス/電机本舗さんのページ)

 

 

全般に関する記事:
干渉を受けない周波数帯域を使う
(NTTデータ ジェトロニクスさん)

利用する機器が多い2.4GHz帯

2.4GHz帯は、IEEE802.11b/gなどの無線LANで使われますが、他にも家電や医療機器など多くの機器で使われています。例えば、家庭やオフィスで、コードレス電話、Bluetooth、電子レンジなどに使われており、非常に混雑している周波数帯です。

無線は電波同士がぶつかると、干渉してしまい、通信が不安定になったり、速度低下を招いたりします。そのため2.4GHzの無線LANを使っている時、そばにある電子レンジを使うと通信が途切れてしまうといったトラブルが起こることもあります。オフィスならワイヤレスのキーボードやマウスなどによって、無線LANの通信が不安定になるケースも少なくありません。
ただし、5GHz帯に比べると電波が遠くまで届きやすく、壁などの障害物にも強いため、比較的に広範囲で使用することが可能です。

 

全体像と解決手法列挙

全体像
2.4GHz帯は、IEEE802.11b/gなどの無線LAN、コードレス電話、Bluetooth、電子レンジなどに使われており、さらに今回記事内容の中心とするUSB3.0機器でのノイズ発生という問題があります。

USB3.0機器が一般的になる前は、主にコードレス電話や電子レンジが電波干渉問題の発生源でした。特に電子レンジでは、製品によっては 5から10m程度離れた場所にあっても無線LANに悪影響を与えていました。

コードレス電話の場合は、電波出力も弱くパソコン用無線ルーターの 50センチ以内ぐらいに設置されていない場合はあまり問題になっていませんでした。(悪影響がないわけではありません)私の場合は、仕事の都合上電話も手元に必要なため 1.9GHz帯の電波を利用するコードレス電話を使用しています。

さてここで、パソコンを使用するうえで新たな問題が一般的になりました。USB 3.0機器です。このケースの場合は大変強い電波を出して干渉するというわけではないのですが、いかんせん USB 2.0ポートや無線LANアダプター/ユニットと非常に近い距離に設置されることが多いため問題が発生します。

キーボード/マウスの場合は割合にわかりやすいと思いますが、LANの速度への影響は回線スピードテストでUSB3.0機器を接続している場合としていない場合の差を計測してみる、動画などのストリーム配信で10分程度の時間スムーズに再生されるかを同様に確認してみるとよいでしょう。

なお、干渉がひどい場合は「ブラウザでのタイムアウト発生の原因」にもなってきます。

解決手法列挙
こちらは要するに電波干渉が発生しないようにする/なるということが肝になります。

USB3.0に関するもの
・対策済み/シールド済みのUSB3.0ハブや増設ポートを使用する。

・もともと安価なマザーボードを使用している場合には、マザーボード自体のシールドが弱くバックパネルIOのボートに接続して使用している場合でも問題が発生する場合があります。

この場合はそれぞれをバックパネルIOとケース前面のボートに接続して距離をとり解消が図れるか試してみます。それでも駄目な場合はUSB-3.0ポートの利用をあきらめて 2.0ポートで使用するしかない場合があります。

More:
詳細は次項「私のケース」で書きますが、私の場合前面増設ポートで機器ポートが隣接している場合だけ干渉による障害が(はっきりと)発生しました。

Web上の記事ではバックパネルIOでも目に見えて障害が発生したり、バックパネルIOと前面パネルに振り分けても(特にUSB3.0をフロントパネルに接続した場合)障害が発生するというようなものがあります。

実際にメイン機ではないPCでも試行したところ(そう酷くはなかったのですが、ある程度の障害がわかる程度に)発生しました。

これは、メイン機はASUS P9X79 DELUXというLGA2011用のエクステンドATX M/B(発売当初の売価4万円程度)、テスト機はASUS A88XM-PLUSという実売7千円程度のマイクロATX M/Bということで「シールド性能・基板上のユニット配置設計の自由度・電源フェーズの安定度」などの差が影響していると考えられます。

このような場合では、結局はM/B基板上で干渉が発生し、いろいろな手立てを講じてもダメな場合もあるようです。

・モニタなどにUSBポートが搭載されている場合は、キーボード/マウス・無線LANアダプタをそちらに接続して距離を取ってみる。

・有線LAN、有線キーボード/マウスの使用に切り替える。

・無線LANを5Ghz帯に変更する、電波干渉に強いというものなどに買い替える。 …など

USB3.0以外の干渉
・電子レンジ、コードレス電話、無線LANルータの位置関係を変更する・お互いの距離を遠ざける。(無線LANルータとPCはなるべく近づける、ルータの向きを変えて一番電波が強い向きにする・できるだけ高い場所に設置する)

・コードレス電話など1.9Ghzのものに変更する。

・電子レンジなどで極端に電波干渉が発生する場合は、一度電気店に相談してみる。場合によっては、電子レンジが故障しかかってるために電波を盛大に出している場合もあるようです。

More:
電子レンジなどでは製品により国内基準に合致しているはずなのに怪しいものもあるそうです。レビューなどを調べてみるのもよいでしょう。

注:無線LANの干渉では「いたずらに出力を上げても効果は薄い」ケースもあるようです。また、今度は近隣の方に迷惑をかけてしまうこともありますので留意してくださいね。さらに、鉄筋コンクリート以外の集合住宅では「お隣の電子レンジのせいだった…」などということも。

・電源コードを介しての干渉もないことではないとのことです。少なくとも電波発生源となる機器をたこ足配線で使用することは避けましょう。

私のメイン機での実証

メイン機の環境などは以下のようになっています。

PCの概要等
M/B:P9X79 DELUXEフロントパネル:AK-ICR-16AUSB3.0メモリスティック:シリコンパワー64GB
フロントパネル

画面上部右:フロントOI
画面上部左バックパネルIO
画面下中央:M/Bの2.0/3.0ピンヘッダー
フロントIO⇔バックパネルIO、約50㎝
フロントIO⇔ピンヘッダ、約50㎝
バックパネルIO⇔ピンヘッダ、約20㎝
少し見にくいのですが
緑枠部分がUSB2.0
黄枠部分がUSB3.0


上記に加えて、このM/Bでは無線LANユニットに外部アンテナが付属していますのでこの状態で使用します。(上部左の黄色枠)

なお、検証時に感じたのですが機器次第という部分もかなりあるように感じます

USB2.0とUSB3.0間の干渉/障害を検証
USB2.0接続キーボード
Logicool K230をユニファイドユニットで接続、セットポイントはいれていない。

USB3.0メモリスティックと
・フロントIOで同時使用
キーを押し直さなければならないように感じることがまれにあるというレベルで障害発生。音量調節など連続した動作がまれに途切れる。

・バックパネルIOとフロントIOで同時使用
ポートの位置や組み合わせをどのように変更しても問題はない。(または感じられないほど軽微?)

・バックパネルIOで同時使用
ポートの位置や組み合わせをどのように変更しても問題はない。

USB2.0接続マウス
TeckNet Pro ワイヤレス マウス

USB3.0メモリスティックと
・フロントIOで同時使用
ジャンプ・フリーズで全く使い物にならない…。

・バックパネルIOとフロントIOで同時使用
ポートの位置や組み合わせをどのように変更しても問題はない程度。

・バックパネルIOで同時使用
ポートの位置や組み合わせをどのように変更しても問題はない。

USB2.0接続無線LANアダプタ
LAN-W150N/U2 Series
USB3.0メモリスティックと
・フロントIOで同時使用
動画ストリーミングが止まる。

・バックパネルIOとフロントIOで同時使用
ポートの位置や組み合わせをどのように変更しても問題はない。

・バックパネルIOで同時使用
ポートの位置や組み合わせをどのように変更しても問題はない。

M/B搭載の無線LAN
USBメモリを
・フロントIO
USBメモリをフロントIOに接続し、アンテナをそば(10㎝程度)に持って行った状態では若干の障害が発生する。動画ストリーミングには問題がなかったが、USBメモリに5GBの動画ファイルをコピーしながら回線速度を計測するとひどい場合は通常の30%程度の速度しか出なかった。それでも13Mbps程度の計測だったのでストリーミングでは問題が発生しなかった模様です。

・バックパネルIO
問題発生を確認できない。

 

注:フロントパネルのIOに2.4Ghz障害対策済み「hwuh3」USB3.0ハブを経由してMSB3.0メモリスティックを接続した場合は、すべてのケースで問題が発生しなかった。

某社製電子レンジ
こちらは社名/型番を伏せますが、家電量販店で購入したものです。息子が大学入学時に一人用の家電セットに含まれていた海外メーカー製のものです。(息子にテストさせました)

・無線LAN親機と約4メーター離れた場所かつ電源回路が異なるコンセントに接続した状態、さらに通常の無線子機ではなくより強力と思われる専用のイーサネットコンバーターでも無線が切断されてしまいました。

息子はデスクトップを有線接続に変更し、ノートPCやアイフォンを使用する場合は電子レンジを使わないようにしているそうです。

注:Bluetooth接続に関しては検証しませんでした。ただし同様と考えられます。

結論

USB3.0ポートが原因の電波干渉による障害は間違いなくあるようです。

ただし、製品により強い障害を引き起こすようなもの、障害に強いもの/弱いものなど違いもある気がします。(今回もマウスよりキーボードのほうが対障害性が高かった)

新しく発売される製品では対策が取られたものも多くなるのでしょうが、現在手持ちの製品では工夫して使用するほかありません。

幸いにして、USB3.0の製品をUSB2.0のポートに接続すると電波干渉による障害は発生しにくく、その他のまれな障害も少ないようです。

USB3.0の外付けHDDなどスピードが重要な機器ではそうはいきませんので、問題が手持ちの手段で解決しない場合は後述の2.4Ghz障害対策済み「hwuh3」USB3.0ハブのような製品の利用を検討することになるかと思います。

2.4Ghz障害対策済み「hwuh3」USB3.0ハブ

こちらの製品は、現在テスト期間(2017/3/20の発売を予定 4/20まで延長)でモニターとのことです。【2.4GHzノイズ対策済】 USB3.0ハブ 4ポート 2Way電源 のページのモニタに応募ボタンから申し込んでみてくださいね。

電波干渉の詳細なデータ
HWUH3 測定データ(hwuh3data.pdf)

モニタに選定されるとなんと無料で入手できますよー!

なお、【2.4GHzノイズ対策済】 USB3.0ハブ 4ポート 2Way電源 のページに詳細な説明も載っています。

USB3.0/3.1を接続するとWiFiが切れる、Bluetoothが使え なくなるという2.4GHzノイズ(妨害電波)対策を徹底的に施したUSB3.0 4ポート ハブです。

Bluetoothは2.4GHzの電波で無線通信をしています。
WiFiは多くが2.4GHzの電波で無線通信しています。
そしてUSB3.0/3.1は仕様上、2.4GHz帯に妨害電波を出します。これが2.4GHzノイズ問題です。

WiFiで動画を再生しながらBluetoothヘッドホンで 音楽を楽しみながらUSB3.0機器を使用する。
こういう当たり前のことを実現するUSB3.0ハブです。

USB3.0/3.1はその仕様上、2.4GHzのノイズを出します。

2.4GHzを使用するWiFi、Bluetoothがそばにあるとノイズが妨害電波となり機能を狂わしま す。HWUH3はこれをノイズシールドにより封じ込め、快適なWiFi・Bluetoothとの併用を実 現します。

バスパワーとセルフパワー両用です。
スマートフォン用の充電アダプタを使用して給電することが可能です。

おまけ
スマホの方はこちらもどうぞ!充電可能 OTG 4ポートハブ HWMT1【窓タブ支援ソフト付き】は、OTG(USB On-The-Go)対応のタブレット/スマートフォンにて使用でき、加えてBC1.2(Battery Charging Specification)対応の機種でハブと併用して充電が可能です。

充電するとハブが繋がらない。ハブを使うと充電できない。この問題をズバッと解決します。
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詳細機能説明ページ

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