Преди всичко, трябва да изясним, че 5G комуникацията не е същото като 5Ghz Wi-Fi, за който ще говорим днес. 5G комуникация всъщност е съкращението на мобилни мрежи от 5-то поколение, което се отнася главно до клетъчната мобилна комуникационна технология. А нашето 5G тук се отнася до 5GHz в WiFi стандарта, който се отнася до WiFi сигнала, използващ 5GHz честотната лента за предаване на данни.
Почти всички Wi-Fi устройства на пазара вече поддържат 2,4 GHz, а по-добрите устройства могат да поддържат и двете, а именно 2,4 GHz и 5 GHz. Такива широколентови рутери се наричат двубандови безжични рутери.
Нека поговорим за 2.4GHz и 5GHz в Wi-Fi мрежата по-долу.
Развитието на Wi-Fi технологията има 20-годишна история, от първото поколение 802.11b до 802.11g, 802.11a, 802.11n и до настоящия 802.11ax (WiFi6).
Wi-Fi стандарт
Безжичният WiFi е просто съкращение. Всъщност те са подмножество на стандарта за безжична локална мрежа 802.11. От създаването му през 1997 г. са разработени повече от 35 версии с различни размери. Сред тях са разработени шест по-зрели версии на 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a е преработен стандарт на оригиналния стандарт 802.11 и е одобрен през 1999 г. Стандартът 802.11a използва същия основен протокол като оригиналния стандарт. Работната честота е 5 GHz, използват се 52 ортогонални честотно-разпределителни мултиплексиращи подносещи, а максималната скорост на предаване на сурови данни е 54 Mb/s, което постига средните изисквания за пропускателна способност на действителната мрежа (20 Mb/s).
Поради все по-натоварената 2.4G честотна лента, използването на 5G честотна лента е важно подобрение на 802.11a. Това обаче носи и проблеми. Разстоянието на предаване не е толкова добро, колкото при 802.11b/g; на теория 5G сигналите по-лесно се блокират и абсорбират от стени, така че покритието на 802.11a не е толкова добро, колкото при 801.11b. 802.11a също може да бъде смущаван, но тъй като наблизо няма много смущаващи сигнали, 802.11a обикновено има по-добра пропускателна способност.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b е стандарт за безжични локални мрежи. Носещата честота е 2.4GHz, което може да осигури множество скорости на предаване от 1, 2, 5.5 и 11Mbit/s. Понякога неправилно се обозначава като Wi-Fi. Всъщност Wi-Fi е търговска марка на Wi-Fi Alliance. Тази търговска марка само гарантира, че стоките, използващи търговската марка, могат да си сътрудничат и няма нищо общо със самия стандарт. В 2.4-GHz ISM честотната лента има общо 11 канала с честотна лента от 22MHz, които са 11 припокриващи се честотни ленти. Наследникът на IEEE 802.11b е IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
IEEE 802.11g беше приет през юли 2003 г. Честотата на носещата му честота е 2.4GHz (както при 802.11b), общо 14 честотни ленти, оригиналната скорост на предаване е 54Mbit/s, а нетната скорост на предаване е около 24.7Mbit/s (както при 802.11a). Устройствата 802.11g са съвместими надолу с 802.11b.
По-късно някои производители на безжични рутери разработиха нови стандарти, базирани на стандарта IEEE 802.11g, в отговор на пазарните нужди, и увеличиха теоретичната скорост на предаване до 108Mbit/s или 125Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n е стандарт, разработен на базата на 802.11-2007 от нова работна група, сформирана от IEEE през януари 2004 г., и официално одобрен през септември 2009 г. Стандартът добавя поддръжка за MIMO, позволявайки безжична честотна лента от 40MHz, а теоретичната максимална скорост на предаване е 600Mbit/s. В същото време, чрез използване на пространствено-времевия блоков код, предложен от Аламути, стандартът разширява обхвата на предаване на данни.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac е развиващ се стандарт за безжична компютърна мрежова комуникация 802.11, който използва честотната лента 6 GHz (известна също като честотна лента 5 GHz) за комуникация по безжична локална мрежа (WLAN). На теория, той може да осигури поне 1 гигабит в секунда честотна лента за комуникация по безжична локална мрежа (WLAN) между множество станции или поне 500 мегабита в секунда (500 Mbit/s) за предавателна лента за една връзка.
Той възприема и разширява концепцията за въздушен интерфейс, произлизаща от 802.11n, включително: по-широка радиочестотна лента (до 160 MHz), повече MIMO пространствени потоци (увеличени до 8), MU-MIMO и демодулация с висока плътност (модулация до 256QAM). Той е потенциален наследник на IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
През 2017 г. Broadcom пое водещата роля в пускането на пазара на безжичния чип 802.11ax. Тъй като предишният 802.11ad работеше предимно в честотната лента 60GHZ, въпреки че скоростта на предаване беше увеличена, обхватът му беше ограничен и той се превърна във функционална технология, подпомагаща 802.11ac. Според официалния проект на IEEE, шестото поколение Wi-Fi, което наследява 802.11ac, е 802.11ax, а поддържащо устройство за споделяне е пуснато на пазара от 2018 г.
Разликата между 2.4GHz и 5GHz
Първото поколение стандарт за безжично предаване IEEE 802.11 е създадено през 1997 г., така че много електронни устройства обикновено използват безжична честота 2.4GHz, като например микровълнови фурни, Bluetooth устройства и др., те до известна степен ще пречат на 2.4GHz Wi-Fi, така че сигналът е засегнат до известна степен, точно както път с конски карети, велосипеди и автомобили, движещи се едновременно, и скоростта на движение на автомобилите е естествено засегната.
5GHz WiFi използва по-висока честотна лента, за да намали претоварването на каналите. Използва 22 канала и не си пречи един на друг. В сравнение с 3-те канала на 2.4GHz, това значително намалява претоварването на сигнала. Така скоростта на предаване на 5GHz е с 5GHz по-бърза от 2.4GHz.
Честотната лента на 5GHz Wi-Fi, използваща протокола 802.11ac от пето поколение, може да достигне скорост на предаване от 433Mbps при честотна лента от 80MHz и скорост на предаване от 866Mbps при честотна лента от 160MHz, в сравнение с най-високата скорост на предаване от 300Mbps при 2.4GHz, която е значително подобрена.
5GHz безпрепятствено
Въпреки това, 5GHz Wi-Fi има и недостатъци. Недостатъците му се състоят в разстоянието на предаване и способността за преодоляване на препятствия.
Тъй като Wi-Fi е електромагнитна вълна, основният ѝ метод на разпространение е праволинейно. Когато срещне препятствия, ще предизвика проникване, отражение, дифракция и други явления. Сред тях проникването е основното и ще се случи малка част от сигнала. Отражение и дифракция. Физическите характеристики на радиовълните са, че колкото по-ниска е честотата, толкова по-дълга е дължината на вълната, толкова по-малки са загубите по време на разпространение, толкова по-широко е покритието и толкова по-лесно е да се заобиколят препятствията; колкото по-висока е честотата, толкова по-малко е покритието и толкова по-трудно е да се заобиколят препятствията.
Следователно, 5G сигналът с висока честота и къса дължина на вълната има относително малка зона на покритие и способността му да преминава през препятствия не е толкова добра, колкото 2.4GHz.
По отношение на разстоянието на предаване, 2.4GHz Wi-Fi може да достигне максимално покритие от 70 метра на закрито и максимално покритие от 250 метра на открито. А 5GHz Wi-Fi може да достигне максимално покритие само от 35 метра на закрито.
Фигурата по-долу показва сравнение на покритието на Ekahau Site Survey между честотните ленти 2,4 GHz и 5 GHz за виртуалния дизайнер. Най-тъмнозеленият цвят от двете симулации представлява скорост от 150 Mbps. Червеният цвят в симулацията 2,4 GHz показва скорост от 1 Mbps, а червеният цвят в 5 GHz показва скорост от 6 Mbps. Както можете да видите, покритието на 2,4 GHz AP наистина е малко по-голямо, но скоростите в краищата на покритието от 5 GHz са по-бързи.
5 GHz и 2,4 GHz са различни честоти, всяка от които има предимства за Wi-Fi мрежите и тези предимства може да зависят от това как организирате мрежата – особено когато се има предвид обхватът и препятствията (стени и др.), които сигналът може да трябва да покрие. Дали е твърде много?
Ако е необходимо да покриете по-голяма площ или да имате по-голямо проникване в стени, 2,4 GHz ще бъде по-добър вариант. Въпреки това, без тези ограничения, 5 GHz е по-бърз вариант. Когато комбинираме предимствата и недостатъците на тези две честотни ленти и ги обединим в една, чрез използване на двубандови точки за достъп в безжичното внедряване, можем да удвоим безжичната честотна лента, да намалим въздействието на смущенията и да се насладим на по-добра Wi-Fi мрежа във всички посоки.
Време на публикуване: 09 юни 2021 г.