Først og fremmest skal vi gøre det klart, at 5G-kommunikation ikke er det samme som det 5 GHz Wi-Fi, vi skal tale om i dag. 5G-kommunikation er faktisk en forkortelse for 5. generations mobilnetværk, som primært refererer til cellulær mobilkommunikationsteknologi. Og vores 5G her refererer til 5 GHz i WiFi-standarden, som refererer til det WiFi-signal, der bruger 5 GHz-frekvensbåndet til at transmittere data.
Næsten alle Wi-Fi-enheder på markedet understøtter nu 2,4 GHz, og bedre enheder kan understøtte begge, nemlig 2,4 GHz og 5 GHz. Sådanne bredbåndsroutere kaldes dual-band trådløse routere.
Lad os tale om 2,4 GHz og 5 GHz i Wi-Fi-netværket nedenfor.
Udviklingen af Wi-Fi-teknologi har en historie på 20 år, fra den første generation af 802.11b til 802.11g, 802.11a, 802.11n og til den nuværende 802.11ax (WiFi6).
Wi-Fi-standard
Trådløst WiFi er blot en forkortelse. Det er faktisk en delmængde af 802.11-standarden for trådløse lokale netværk. Siden dens fødsel i 1997 er der blevet udviklet mere end 35 versioner i forskellige størrelser. Blandt dem er der udviklet seks mere modne versioner af 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a er en revideret standard af den oprindelige 802.11-standard og blev godkendt i 1999. 802.11a-standarden bruger den samme kerneprotokol som den oprindelige standard. Driftsfrekvensen er 5 GHz, der anvendes 52 ortogonale frekvensdelingsmultiplekseringsunderbærere, og den maksimale rå dataoverførselshastighed er 54 Mb/s, hvilket opfylder det faktiske netværks krav til mellemstor gennemløbshastighed (20 Mb/s).
På grund af det stadig mere overbelastede 2,4G-frekvensbånd er brugen af 5G-frekvensbåndet en vigtig forbedring af 802.11a. Det medfører dog også problemer. Transmissionsafstanden er ikke så god som 802.11b/g; i teorien er 5G-signaler lettere at blokere og absorbere af vægge, så dækningen af 802.11a er ikke så god som 801.11b. 802.11a kan også blive forstyrret, men fordi der ikke er mange interferenssignaler i nærheden, har 802.11a normalt bedre gennemløbshastighed.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b er en standard for trådløse lokale netværk. Bærefrekvensen er 2,4 GHz, som kan give flere transmissionshastigheder på 1, 2, 5,5 og 11 Mbit/s. Den betegnes nogle gange fejlagtigt som Wi-Fi. Faktisk er Wi-Fi et varemærke tilhørende Wi-Fi Alliance. Dette varemærke garanterer kun, at varer, der bruger varemærket, kan samarbejde med hinanden, og har intet at gøre med selve standarden. I 2,4 GHz ISM-frekvensbåndet er der i alt 11 kanaler med en båndbredde på 22 MHz, hvilket er 11 overlappende frekvensbånd. Efterfølgeren til IEEE 802.11b er IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
IEEE 802.11g blev vedtaget i juli 2003. Bærefrekvensen er 2,4 GHz (samme som 802.11b), i alt 14 frekvensbånd, den oprindelige transmissionshastighed er 54 Mbit/s, og nettotransmissionshastigheden er omkring 24,7 Mbit/s (samme som 802.11a). 802.11g-enheder er nedadkompatible med 802.11b.
Senere udviklede nogle producenter af trådløse routere nye standarder baseret på IEEE 802.11g-standarden som svar på markedets behov og øgede den teoretiske transmissionshastighed til 108 Mbit/s eller 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n er en standard udviklet på basis af 802.11-2007 af en ny arbejdsgruppe dannet af IEEE i januar 2004 og formelt godkendt i september 2009. Standarden tilføjer understøttelse af MIMO, hvilket tillader en trådløs båndbredde på 40 MHz, og den teoretiske maksimale transmissionshastighed er 600 Mbit/s. Samtidig udvider standarden rækkevidden af datatransmission ved at bruge den rumtidsblokkode, der er foreslået af Alamouti.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac er en 802.11 trådløs computernetværkskommunikationsstandard under udvikling, der bruger 6 GHz-frekvensbåndet (også kendt som 5 GHz-frekvensbåndet) til trådløs lokalnetværkskommunikation (WLAN). I teorien kan den levere mindst 1 Gigabit pr. sekund båndbredde til trådløs lokalnetværkskommunikation (WLAN) på tværs af flere stationer eller mindst 500 megabit pr. sekund (500 Mbit/s) for en enkelt forbindelses transmissionsbåndbredde.
Den anvender og udvider luftgrænsefladekonceptet, der er afledt af 802.11n, herunder: bredere RF-båndbredde (op til 160 MHz), flere MIMO-spatiale strømme (øget til 8), MU-MIMO og demodulation med høj densitet (modulation, op til 256 QAM). Det er en potentiel efterfølger til IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
I 2017 tog Broadcom føringen i lanceringen af den trådløse 802.11ax-chip. Fordi den tidligere 802.11ad primært var i 60 GHz-frekvensbåndet, var dens dækning begrænset, selvom transmissionshastigheden blev øget, og den blev en funktionel teknologi, der understøttede 802.11ac. Ifølge det officielle IEEE-projekt er den sjette generation af Wi-Fi, der arver 802.11ac, 802.11ax, og en understøttende delingsenhed er blevet lanceret siden 2018.
Forskellen mellem 2,4 GHz og 5 GHz
Den første generation af den trådløse transmissionsstandard IEEE 802.11 blev født i 1997. Derfor bruger mange elektroniske enheder generelt 2,4 GHz trådløs frekvens, såsom mikrobølgeovne, Bluetooth-enheder osv., og de vil mere eller mindre forstyrre 2,4 GHz Wi-Fi. Signalet påvirkes derfor i et vist omfang, ligesom en vej med hestevogne, cykler og biler, der kører på samme tid, og bilens kørehastighed påvirkes naturligvis.
5GHz WiFi bruger et højere frekvensbånd for at reducere kanalbelastning. Den bruger 22 kanaler og interfererer ikke med hinanden. Sammenlignet med de 3 kanaler på 2,4 GHz reducerer den signalbelastningen betydeligt. Så transmissionshastigheden på 5 GHz er 5 GHz hurtigere end på 2,4 GHz.
5GHz Wi-Fi-frekvensbåndet, der bruger femte generations 802.11ac-protokol, kan nå en transmissionshastighed på 433 Mbps under en båndbredde på 80 MHz og en transmissionshastighed på 866 Mbps under en båndbredde på 160 MHz, sammenlignet med 2,4 GHz's transmissionshastighed på 300 Mbps, hvilket er blevet betydeligt forbedret.
5GHz Uhindret
5GHz Wi-Fi har dog også mangler. Ulemperne ligger i transmissionsafstanden og evnen til at krydse forhindringer.
Fordi Wi-Fi er en elektromagnetisk bølge, er dens primære udbredelsesmetode ligelinjet. Når den støder på forhindringer, vil den producere penetration, refleksion, diffraktion og andre fænomener. Blandt disse er penetration det primære fænomen, og en lille del af signalet vil forekomme. Refleksion og diffraktion. Radiobølgers fysiske egenskaber er, at jo lavere frekvens, jo længere bølgelængde, jo mindre tab under udbredelse, jo bredere dækning, og jo lettere er det at omgå forhindringer; jo højere frekvens, jo mindre dækning, og jo vanskeligere er det at omgå forhindringer.
Derfor har 5G-signalet med høj frekvens og kort bølgelængde et relativt lille dækningsområde, og evnen til at passere gennem forhindringer er ikke så god som 2,4 GHz.
Med hensyn til transmissionsafstand kan 2,4 GHz Wi-Fi nå en maksimal dækning på 70 meter indendørs og en maksimal dækning på 250 meter udendørs. Og 5 GHz Wi-Fi kan kun nå en maksimal dækning på 35 meter indendørs.
Figuren nedenfor viser en sammenligning af Ekahau Site Surveys dækning mellem 2,4 GHz- og 5 GHz-frekvensbåndene for den virtuelle designer. Den mørkeste grønne af de to simuleringer repræsenterer en hastighed på 150 Mbps. Den røde farve i 2,4 GHz-simuleringen indikerer en hastighed på 1 Mbps, og den røde farve i 5 GHz indikerer en hastighed på 6 Mbps. Som du kan se, er dækningen af 2,4 GHz AP'er ganske vist lidt større, men hastighederne i kanterne af 5 GHz-dækningen er hurtigere.
5 GHz og 2,4 GHz er forskellige frekvenser, som hver især har fordele for Wi-Fi-netværk, og disse fordele kan afhænge af, hvordan du arrangerer netværket - især når du overvejer rækkevidden og forhindringer (vægge osv.), som signalet skal dække. Er det for meget?
Hvis du har brug for at dække et større område eller have højere penetration i vægge, vil 2,4 GHz være bedre. Uden disse begrænsninger er 5 GHz dog en hurtigere løsning. Når vi kombinerer fordele og ulemper ved disse to frekvensbånd og kombinerer dem til ét, kan vi ved at bruge dual-band adgangspunkter i trådløs implementering fordoble den trådløse båndbredde, reducere effekten af interferens og nyde et bedre Wi-Fi-netværk generelt.
Opslagstidspunkt: 9. juni 2021