Па-першае, трэба ўдакладніць, што сувязь 5G — гэта не тое ж самае, што Wi-Fi 5 ГГц, пра які мы сёння пагаворым. 5G-сувязь — гэта насамрэч абрэвіятура ад «мабільныя сеткі 5-га пакалення», што ў асноўным адносіцца да тэхналогіі сотавай мабільнай сувязі. І наш 5G тут адносіцца да 5 ГГц у стандарце WiFi, які адносіцца да сігналу WiFi, які выкарыстоўвае дыяпазон частот 5 ГГц для перадачы дадзеных.
Амаль усе прылады Wi-Fi на рынку зараз падтрымліваюць частату 2,4 ГГц, а лепшыя прылады могуць падтрымліваць абедзве, а менавіта 2,4 ГГц і 5 ГГц. Такія шырокапалосныя маршрутызатары называюцца двухдыяпазоннымі бесправаднымі маршрутызатарамі.
Давайце пагаворым пра 2,4 ГГц і 5 ГГц у сетцы Wi-Fi ніжэй.
Развіццё тэхналогіі Wi-Fi налічвае 20 гадоў, пачынаючы ад першага пакалення 802.11b, праз 802.11g, 802.11a, 802.11n і заканчваючы цяперашнім 802.11ax (WiFi6).
Стандарт Wi-Fi
Бесправадны Wi-Fi — гэта проста скарачэнне. Насамрэч, гэта падмноства стандарту бесправадной лакальнай сеткі 802.11. З моманту яго з'яўлення ў 1997 годзе было распрацавана больш за 35 версій розных памераў. Сярод іх было распрацавана шэсць больш сталых версій 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a — гэта перагледжаны стандарт першапачатковага стандарту 802.11, які быў зацверджаны ў 1999 годзе. Стандарт 802.11a выкарыстоўвае той жа асноўны пратакол, што і першапачатковы стандарт. Рабочая частата складае 5 ГГц, выкарыстоўваецца 52 паднясучыя з артаганальным падзелам частот, а максімальная хуткасць перадачы неапрацаваных дадзеных складае 54 Мбіт/с, што адпавядае патрабаванням да сярэдняй прапускной здольнасці рэальнай сеткі (20 Мбіт/с).
З-за ўсё большай загружанасці дыяпазону частот 2.4G выкарыстанне дыяпазону частот 5G з'яўляецца важным паляпшэннем 802.11a. Аднак гэта таксама нясе праблемы. Далёкасць перадачы не такая добрая, як у 802.11b/g; тэарэтычна, сігналы 5G лягчэй блакуюцца і паглынаюцца сценамі, таму пакрыццё 802.11a не такое добрае, як у 801.11b. 802.11a таксама можа падвяргацца перашкодам, але паколькі паблізу няма шмат сігналаў перашкод, 802.11a звычайна мае лепшую прапускную здольнасць.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b — гэта стандарт для бесправадных лакальных сетак. Апорная частата складае 2,4 ГГц, што дазваляе забяспечваць розныя хуткасці перадачы: 1, 2, 5,5 і 11 Мбіт/с. Часам яго памылкова пазначаюць як Wi-Fi. Фактычна, Wi-Fi — гэта гандлёвая марка Wi-Fi Alliance. Гэтая гандлёвая марка толькі гарантуе, што тавары, якія выкарыстоўваюць гэту гандлёвую марку, могуць узаемадзейнічаць адзін з адным, і не мае нічога агульнага з самім стандартам. У дыяпазоне частот ISM 2,4 ГГц ёсць 11 каналаў з прапускной здольнасцю 22 МГц, якія ўяўляюць сабой 11 перакрываючыхся частотных дыяпазонаў. Пераемнікам IEEE 802.11b з'яўляецца IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
Стандарт IEEE 802.11g быў прыняты ў ліпені 2003 года. Яго носьбіт — 2,4 ГГц (той жа, што і ў 802.11b), усяго 14 частотных дыяпазонаў, першапачатковая хуткасць перадачы — 54 Мбіт/с, а чыстая хуткасць перадачы — каля 24,7 Мбіт/с (той жа, што і ў 802.11a). Прылады 802.11g сумяшчальныя з 802.11b уніз.
Пазней некаторыя вытворцы бесправадных маршрутызатараў распрацавалі новыя стандарты на аснове стандарту IEEE 802.11g у адказ на патрэбы рынку і павялічылі тэарэтычную хуткасць перадачы да 108 Мбіт/с або 125 Мбіт/с.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n — гэта стандарт, распрацаваны на аснове 802.11-2007 новай рабочай групай, створанай IEEE ў студзені 2004 года, і афіцыйна зацверджаны ў верасні 2009 года. Стандарт дадае падтрымку MIMO, што дазваляе выкарыстоўваць бесправадную прапускную здольнасць 40 МГц, а тэарэтычная максімальная хуткасць перадачы дадзеных складае 600 Мбіт/с. Адначасова, выкарыстоўваючы прасторава-часавы блок-код, прапанаваны Аламуці, стандарт пашырае дыяпазон перадачы дадзеных.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac — гэта стандарт бесправадной камп'ютэрнай сеткі 802.11, які пастаянна развіваецца і выкарыстоўвае дыяпазон частот 6 ГГц (таксама вядомы як дыяпазон частот 5 ГГц) для сувязі па бесправадной лакальнай сетцы (WLAN). Тэарэтычна, ён можа забяспечыць прапускную здольнасць не менш за 1 гігабіт у секунду для сувязі па бесправадной лакальнай сетцы (WLAN) паміж некалькімі станцыямі або не менш за 500 мегабіт у секунду (500 Мбіт/с) для прапускной здольнасці перадачы аднаго злучэння.
Ён выкарыстоўвае і пашырае канцэпцыю радыёчастотнага інтэрфейсу, атрыманую з 802.11n, у тым ліку: большую прапускную здольнасць радыёчастот (да 160 МГц), больш прасторавых патокаў MIMO (павялічана да 8), MU-MIMO і дэмадуляцыю высокай шчыльнасці (мадуляцыя да 256QAM). Гэта патэнцыйны пераемнік IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
У 2017 годзе Broadcom стаў ініцыятарам запуску бесправаднога чыпа 802.11ax. Паколькі папярэдні 802.11ad працаваў у асноўным у дыяпазоне частот 60 ГГц, нягледзячы на павелічэнне хуткасці перадачы, яго ахоп быў абмежаваны, і ён стаў функцыянальнай тэхналогіяй, якая дапамагала 802.11ac. Згодна з афіцыйным праектам IEEE, Wi-Fi шостага пакалення, які наследуе 802.11ac, — гэта 802.11ax, і з 2018 года была запушчана прылада для сумеснага выкарыстання, якая яго падтрымлівае.
Розніца паміж 2,4 ГГц і 5 ГГц
Першае пакаленне стандарту бесправадной перадачы IEEE 802.11 з'явілася ў 1997 годзе, таму многія электронныя прылады, такія як мікрахвалевыя печы, прылады Bluetooth і г.д., выкарыстоўваюць бесправадную частату 2,4 ГГц, таму яны ў большай ці меншай ступені перашкаджаюць працы Wi-Fi 2,4 ГГц, таму сігнал у пэўнай ступені парушаецца, як дарога, па якой адначасова рухаюцца конныя экіпажы, ровары і аўтамабілі, і, натуральна, хуткасць руху аўтамабіляў таксама змяняецца.
Wi-Fi 5 ГГц выкарыстоўвае больш высокі частотны дыяпазон, каб паменшыць перагрузку каналаў. Ён выкарыстоўвае 22 каналы і не перашкаджае адзін аднаму. У параўнанні з 3 каналамі 2,4 ГГц, гэта значна памяншае перагрузку сігналу. Такім чынам, хуткасць перадачы дадзеных у 5 ГГц на 5 ГГц хутчэйшая, чым у 2,4 ГГц.
Дыяпазон частот Wi-Fi 5 ГГц, які выкарыстоўвае пратакол пятага пакалення 802.11ac, можа дасягнуць хуткасці перадачы 433 Мбіт/с пры прапускной здольнасці 80 МГц і хуткасці перадачы 866 Мбіт/с пры прапускной здольнасці 160 МГц у параўнанні з максімальнай хуткасцю перадачы 2,4 ГГц, якая складае 300 Мбіт/с, значна палепшыўся.
5 ГГц без перашкод
Аднак, у Wi-Fi з частатой 5 ГГц ёсць і недахопы. Яго недахопы заключаюцца ў далёкасці перадачы і здольнасці пераадольваць перашкоды.
Паколькі Wi-Fi — гэта электрамагнітная хваля, яе асноўным спосабам распаўсюджвання з'яўляецца прамалінейнае распаўсюджванне. Пры сустрэчы з перашкодамі ўзнікаюць пранікненне, адлюстраванне, дыфракцыя і іншыя з'явы. Сярод іх пранікненне з'яўляецца асноўным, і адбываецца невялікая частка сігналу. Адлюстраванне і дыфракцыя. Фізічныя характарыстыкі радыёхваль такія, што чым ніжэйшая частата, тым большая даўжыня хвалі, тым меншыя страты падчас распаўсюджвання, тым шырэйшае пакрыццё і тым лягчэй абыходзіць перашкоды; чым вышэйшая частата, тым меншае пакрыццё і тым цяжэй абыходзіць перашкоды.
Такім чынам, сігнал 5G з высокай частатой і кароткай даўжынёй хвалі мае адносна невялікую зону пакрыцця, а здольнасць праходзіць праз перашкоды не такая добрая, як 2,4 ГГц.
Што тычыцца адлегласці перадачы, максімальны радыус дзеяння Wi-Fi 2,4 ГГц можа дасягнуць 70 метраў у памяшканні і 250 метраў на вуліцы. А Wi-Fi 5 ГГц можа дасягнуць толькі 35 метраў у памяшканні.
На малюнку ніжэй паказана параўнанне пакрыцця Ekahau Site Survey паміж дыяпазонамі частот 2,4 ГГц і 5 ГГц для віртуальнага дызайнера. Самы цёмна-зялёны колер у двух мадэляваннях азначае хуткасць 150 Мбіт/с. Чырвоны колер у мадэляванні 2,4 ГГц азначае хуткасць 1 Мбіт/с, а чырвоны колер у мадэляванні 5 ГГц — хуткасць 6 Мбіт/с. Як бачыце, пакрыццё кропак доступу 2,4 ГГц сапраўды крыху большае, але хуткасці на мяжы пакрыцця 5 ГГц вышэйшыя.
5 ГГц і 2,4 ГГц — гэта розныя частоты, кожная з якіх мае перавагі для сетак Wi-Fi, і гэтыя перавагі могуць залежаць ад таго, як вы арганізуеце сетку, асабліва калі ўлічваць радыус дзеяння і перашкоды (сцены і г.д.), якія сігнал павінен пакрываць. Ці не занадта шмат?
Калі вам трэба пакрыць большую плошчу або мець большае пранікненне скрозь сцены, 2,4 ГГц будзе лепшым варыянтам. Аднак без гэтых абмежаванняў 5 ГГц — больш хуткі варыянт. Калі мы аб'яднаем перавагі і недахопы гэтых двух частотных дыяпазонаў у адзін, выкарыстоўваючы двухдыяпазонныя кропкі доступу ў бесправадным разгортванні, мы можам падвоіць прапускную здольнасць бесправадной сувязі, паменшыць уплыў перашкод і атрымліваць асалоду ад лепшай сеткі Wi-Fi ва ўсіх адносінах.
Час публікацыі: 09 чэрвеня 2021 г.