Primer de tot, hem d'aclarir que la comunicació 5G no és el mateix que el Wi-Fi de 5 GHz del qual parlarem avui. La comunicació 5G és en realitat l'abreviatura de xarxes mòbils de 5a generació, que es refereix principalment a la tecnologia de comunicació mòbil cel·lular. I el nostre 5G aquí fa referència als 5 GHz de l'estàndard WiFi, que es refereix al senyal WiFi que utilitza la banda de freqüència de 5 GHz per transmetre dades.
Gairebé tots els dispositius Wi-Fi del mercat ara admeten 2,4 GHz, i els dispositius millors poden admetre tots dos, és a dir, 2,4 GHz i 5 GHz. Aquests encaminadors de banda ampla s'anomenen encaminadors sense fil de doble banda.
Parlem de 2,4 GHz i 5 GHz a la xarxa Wi-Fi a continuació.
El desenvolupament de la tecnologia Wi-Fi té una història de 20 anys, des de la primera generació de 802.11b fins a 802.11g, 802.11a, 802.11n i fins a l'actual 802.11ax (WiFi6).
Estàndard Wi-Fi
WiFi sense fil és només una abreviatura. En realitat, són un subconjunt de l'estàndard de xarxa d'àrea local sense fil 802.11. Des del seu naixement el 1997, s'han desenvolupat més de 35 versions de diferents mides. Entre elles, s'han desenvolupat sis versions més madures de 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
L'IEEE 802.11a és un estàndard revisat de l'estàndard 802.11 original i va ser aprovat el 1999. L'estàndard 802.11a utilitza el mateix protocol principal que l'estàndard original. La freqüència de funcionament és de 5 GHz, s'utilitzen 52 subportadores de multiplexació per divisió de freqüència ortogonal i la velocitat màxima de transmissió de dades en brut és de 54 Mb/s, cosa que aconsegueix el rendiment mitjà de la xarxa real. Requisits de (20 Mb/s).
A causa de la banda de freqüència 2.4G cada cop més congestionada, l'ús de la banda de freqüència 5G és una millora important de 802.11a. Tanmateix, també comporta problemes. La distància de transmissió no és tan bona com la de 802.11b/g; en teoria, els senyals 5G són més fàcils de bloquejar i absorbir per les parets, de manera que la cobertura de 802.11a no és tan bona com la de 801.11b. 802.11a també pot patir interferències, però com que no hi ha gaires senyals d'interferència a prop, 802.11a sol tenir un millor rendiment.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b és un estàndard per a xarxes d'àrea local sense fil. La freqüència portadora és de 2,4 GHz, que pot proporcionar múltiples velocitats de transmissió d'1, 2, 5,5 i 11 Mbit/s. De vegades s'etiqueta incorrectament com a Wi-Fi. De fet, Wi-Fi és una marca comercial de Wi-Fi Alliance. Aquesta marca comercial només garanteix que els productes que utilitzen la marca comercial puguin cooperar entre si i no té res a veure amb l'estàndard en si. A la banda de freqüència ISM de 2,4 GHz, hi ha un total d'11 canals amb un ample de banda de 22 MHz, que són 11 bandes de freqüència superposades. El successor de l'IEEE 802.11b és l'IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
L'estàndard IEEE 802.11g es va aprovar el juliol de 2003. La freqüència de la seva portadora és de 2,4 GHz (igual que 802.11b), un total de 14 bandes de freqüència, la velocitat de transmissió original és de 54 Mbit/s i la velocitat de transmissió neta és d'uns 24,7 Mbit/s (igual que 802.11a). Els dispositius 802.11g són compatibles amb versions anteriors de 802.11b.
Més tard, alguns fabricants d'encaminadors sense fil van desenvolupar nous estàndards basats en l'estàndard IEEE 802.11g en resposta a les necessitats del mercat i van augmentar la velocitat de transmissió teòrica a 108 Mbit/s o 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
L'IEEE 802.11n és un estàndard desenvolupat sobre la base de l'estàndard 802.11-2007 per un nou grup de treball format per l'IEEE el gener de 2004 i va ser aprovat formalment el setembre de 2009. L'estàndard afegeix compatibilitat amb MIMO, permetent un ample de banda sense fil de 40 MHz, i la velocitat màxima de transmissió teòrica és de 600 Mbit/s. Al mateix temps, mitjançant l'ús del codi de bloc espai-temps proposat per Alamouti, l'estàndard amplia l'abast de la transmissió de dades.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac és un estàndard de comunicació de xarxa informàtica sense fil 802.11 en desenvolupament, que utilitza la banda de freqüència de 6 GHz (també coneguda com a banda de freqüència de 5 GHz) per a la comunicació de xarxa d'àrea local sense fil (WLAN). En teoria, pot proporcionar almenys 1 Gigabit per segon d'amplada de banda per a comunicacions de xarxa d'àrea local sense fil (WLAN) multiestació, o almenys 500 megabits per segon (500 Mbit/s) per a una amplada de banda de transmissió de connexió única.
Adopta i amplia el concepte d'interfície aèria derivat de 802.11n, incloent-hi: un ample de banda de RF més ampli (fins a 160 MHz), més fluxos espacials MIMO (augmentats a 8), MU-MIMO i desmodulació d'alta densitat (modulació, fins a 256QAM). És un possible successor de l'IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
El 2017, Broadcom va liderar el llançament del xip sense fil 802.11ax. Com que l'anterior 802.11ad estava principalment a la banda de freqüència de 60 GHz, tot i que la velocitat de transmissió va augmentar, la seva cobertura va ser limitada i es va convertir en una tecnologia funcional que donava suport al 802.11ac. Segons el projecte oficial de l'IEEE, el Wi-Fi de sisena generació que hereta el 802.11ac és el 802.11ax, i des del 2018 s'ha llançat un dispositiu de compartició compatible.
La diferència entre 2,4 GHz i 5 GHz
La primera generació de l'estàndard de transmissió sense fil IEEE 802.11 va néixer el 1997, de manera que molts dispositius electrònics generalment utilitzen una freqüència sense fil de 2,4 GHz, com ara forns microones, dispositius Bluetooth, etc., interferiran més o menys amb el Wi-Fi de 2,4 GHz, de manera que el senyal es veu afectat fins a cert punt, igual que una carretera amb carruatges tirats per cavalls, bicicletes i cotxes que circulen alhora, i la velocitat de circulació dels cotxes es veu afectada naturalment.
El WiFi de 5 GHz utilitza una banda de freqüència més alta per reduir la congestió dels canals. Utilitza 22 canals i no interfereix entre si. En comparació amb els 3 canals de 2,4 GHz, redueix significativament la congestió del senyal. Per tant, la velocitat de transmissió de 5 GHz és 5 GHz més ràpida que la de 2,4 GHz.
La banda de freqüència Wi-Fi de 5 GHz que utilitza el protocol 802.11ac de cinquena generació pot assolir una velocitat de transmissió de 433 Mbps amb un ample de banda de 80 MHz i una velocitat de transmissió de 866 Mbps amb un ample de banda de 160 MHz, en comparació amb la velocitat de transmissió de 2,4 GHz de la velocitat més alta de 300 Mbps. S'ha millorat considerablement.
5 GHz sense obstacles
Tanmateix, el Wi-Fi de 5 GHz també té deficiències. Les seves deficiències rauen en la distància de transmissió i la capacitat de superar obstacles.
Com que el Wi-Fi és una ona electromagnètica, el seu principal mètode de propagació és la propagació en línia recta. Quan troba obstacles, produeix penetració, reflexió, difracció i altres fenòmens. Entre ells, la penetració és la principal i es produirà una petita part del senyal. Reflexió i difracció. Les característiques físiques de les ones de ràdio són que com més baixa sigui la freqüència, com més llarga sigui la longitud d'ona, menor serà la pèrdua durant la propagació, més àmplia serà la cobertura i més fàcil serà evitar els obstacles; com més alta sigui la freqüència, més petita serà la cobertura i més difícil serà evitar els obstacles.
Per tant, el senyal 5G amb alta freqüència i longitud d'ona curta té una àrea de cobertura relativament petita i la capacitat de travessar obstacles no és tan bona com la de 2,4 GHz.
Pel que fa a la distància de transmissió, el Wi-Fi de 2,4 GHz pot assolir una cobertura màxima de 70 metres en interiors i una cobertura màxima de 250 metres en exteriors. I el Wi-Fi de 5 GHz només pot assolir una cobertura màxima de 35 metres en interiors.
La figura següent mostra una comparació de la cobertura d'Ekahau Site Survey entre les bandes de freqüència de 2,4 GHz i 5 GHz per al dissenyador virtual. El verd més fosc de les dues simulacions representa una velocitat de 150 Mbps. El vermell a la simulació de 2,4 GHz indica una velocitat d'1 Mbps i el vermell a 5 GHz indica una velocitat de 6 Mbps. Com podeu veure, la cobertura dels punts d'accés de 2,4 GHz és lleugerament més gran, però les velocitats als límits de la cobertura de 5 GHz són més ràpides.
5 GHz i 2,4 GHz són freqüències diferents, cadascuna de les quals té avantatges per a les xarxes Wi-Fi, i aquests avantatges poden dependre de com organitzeu la xarxa, especialment si es té en compte l'abast i els obstacles (parets, etc.) que el senyal pot haver de cobrir. És massa?
Si necessiteu cobrir una àrea més gran o tenir una major penetració a les parets, 2,4 GHz serà millor. Tanmateix, sense aquestes limitacions, 5 GHz és una opció més ràpida. Quan combinem els avantatges i els desavantatges d'aquestes dues bandes de freqüència i les combinem en una, mitjançant l'ús de punts d'accés de doble banda en la implementació sense fil, podem duplicar l'ample de banda sense fil, reduir l'impacte de les interferències i gaudir d'una xarxa Wi-Fi millor en tots els sentits.
Data de publicació: 09 de juny de 2021