Η διαφορά μεταξύ 2,4 GHz και 5 GHz

Καταρχάς, πρέπει να ξεκαθαρίσουμε ότι η επικοινωνία 5G δεν είναι το ίδιο με το Wi-Fi 5Ghz για το οποίο θα μιλήσουμε σήμερα. Η επικοινωνία 5G είναι στην πραγματικότητα η συντομογραφία των δικτύων κινητής τηλεφωνίας 5ης γενιάς, η οποία αναφέρεται κυρίως στην τεχνολογία κινητών επικοινωνιών. Και το 5G μας εδώ αναφέρεται στα 5GHz στο πρότυπο WiFi, το οποίο αναφέρεται στο σήμα WiFi που χρησιμοποιεί τη ζώνη συχνοτήτων 5GHz για τη μετάδοση δεδομένων.

Σχεδόν όλες οι συσκευές Wi-Fi στην αγορά υποστηρίζουν πλέον 2,4 GHz, και καλύτερες συσκευές μπορούν να υποστηρίξουν και τις δύο, δηλαδή 2,4 GHz και 5 GHz. Τέτοιοι ευρυζωνικοί δρομολογητές ονομάζονται ασύρματοι δρομολογητές διπλής ζώνης.

Ας μιλήσουμε για τα 2,4 GHz και 5 GHz στο δίκτυο Wi-Fi παρακάτω.

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας Wi-Fi έχει μια ιστορία 20 ετών, από την πρώτη γενιά του 802.11b έως τα 802.11g, 802.11a, 802.11n, και μέχρι το τρέχον 802.11ax (WiFi6).

Πρότυπο Wi-Fi

Το ασύρματο WiFi είναι απλώς η συντομογραφία. Στην πραγματικότητα, είναι ένα υποσύνολο του προτύπου ασύρματου τοπικού δικτύου 802.11. Από τη γέννησή του το 1997, έχουν αναπτυχθεί περισσότερες από 35 εκδόσεις διαφορετικών μεγεθών. Μεταξύ αυτών, το 802.11a/b/g/n/ac έχει αναπτυχθεί σε έξι πιο ώριμες εκδόσεις.

IEEE 802.11a

Το IEEE 802.11a είναι ένα αναθεωρημένο πρότυπο του αρχικού προτύπου 802.11 και εγκρίθηκε το 1999. Το πρότυπο 802.11a χρησιμοποιεί το ίδιο βασικό πρωτόκολλο με το αρχικό πρότυπο. Η συχνότητα λειτουργίας είναι 5GHz, χρησιμοποιούνται 52 υποφέρουσες ορθογώνιας πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας και ο μέγιστος ρυθμός μετάδοσης ακατέργαστων δεδομένων είναι 54Mb/s, γεγονός που επιτυγχάνει τις απαιτήσεις μέσου απόδοσης του πραγματικού δικτύου (20Mb/s).

Λόγω της ολοένα και πιο πολυσύχναστης ζώνης συχνοτήτων 2.4G, η χρήση της ζώνης συχνοτήτων 5G αποτελεί σημαντική βελτίωση του 802.11a. Ωστόσο, παρουσιάζει και προβλήματα. Η απόσταση μετάδοσης δεν είναι τόσο καλή όσο του 802.11b/g. Θεωρητικά, τα σήματα 5G μπλοκάρονται και απορροφώνται ευκολότερα από τους τοίχους, επομένως η κάλυψη του 802.11a δεν είναι τόσο καλή όσο του 801.11b. Το 802.11a μπορεί επίσης να υποστεί παρεμβολές, αλλά επειδή δεν υπάρχουν πολλά σήματα παρεμβολών σε κοντινή απόσταση, το 802.11a έχει συνήθως καλύτερη απόδοση.

IEEE 802.11b

Το IEEE 802.11b είναι ένα πρότυπο για ασύρματα τοπικά δίκτυα. Η συχνότητα φορέα είναι 2,4 GHz, η οποία μπορεί να παρέχει πολλαπλές ταχύτητες μετάδοσης 1, 2, 5,5 και 11 Mbit/s. Μερικές φορές αναφέρεται λανθασμένα ως Wi-Fi. Στην πραγματικότητα, το Wi-Fi είναι εμπορικό σήμα της Wi-Fi Alliance. Αυτό το εμπορικό σήμα εγγυάται μόνο ότι τα προϊόντα που χρησιμοποιούν το εμπορικό σήμα μπορούν να συνεργαστούν μεταξύ τους και δεν έχει καμία σχέση με το ίδιο το πρότυπο. Στη ζώνη συχνοτήτων ISM των 2,4 GHz, υπάρχουν συνολικά 11 κανάλια με εύρος ζώνης 22 MHz, τα οποία είναι 11 επικαλυπτόμενες ζώνες συχνοτήτων. Ο διάδοχος του IEEE 802.11b είναι το IEEE 802.11g.

IEEE 802.11g

Το IEEE 802.11g εγκρίθηκε τον Ιούλιο του 2003. Η συχνότητα του φορέα του είναι 2,4 GHz (ίδια με το 802.11b), συνολικά 14 ζώνες συχνοτήτων, η αρχική ταχύτητα μετάδοσης είναι 54 Mbit/s και η καθαρή ταχύτητα μετάδοσης είναι περίπου 24,7 Mbit/s (ίδια με το 802.11a). Οι συσκευές 802.11g είναι συμβατές με το 802.11b προς τα κάτω.

Αργότερα, ορισμένοι κατασκευαστές ασύρματων δρομολογητών ανέπτυξαν νέα πρότυπα βασισμένα στο πρότυπο IEEE 802.11g, ανταποκρινόμενοι στις ανάγκες της αγοράς, και αύξησαν τη θεωρητική ταχύτητα μετάδοσης σε 108Mbit/s ή 125Mbit/s.

IEEE 802.11n

Το IEEE 802.11n είναι ένα πρότυπο που αναπτύχθηκε με βάση το 802.11-2007 από μια νέα ομάδα εργασίας που συστάθηκε από το IEEE τον Ιανουάριο του 2004 και εγκρίθηκε επίσημα τον Σεπτέμβριο του 2009. Το πρότυπο προσθέτει υποστήριξη για MIMO, επιτρέποντας ασύρματο εύρος ζώνης 40MHz, και η θεωρητική μέγιστη ταχύτητα μετάδοσης είναι 600Mbit/s. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας τον κώδικα χωροχρονικού μπλοκ που προτάθηκε από τον Alamouti, το πρότυπο επεκτείνει το εύρος μετάδοσης δεδομένων.

IEEE 802.11ac

Το IEEE 802.11ac είναι ένα αναπτυσσόμενο πρότυπο επικοινωνίας ασύρματου δικτύου υπολογιστών 802.11, το οποίο χρησιμοποιεί τη ζώνη συχνοτήτων 6 GHz (γνωστή και ως ζώνη συχνοτήτων 5 GHz) για ασύρματη επικοινωνία τοπικού δικτύου (WLAN). Θεωρητικά, μπορεί να παρέχει εύρος ζώνης τουλάχιστον 1 Gigabit ανά δευτερόλεπτο για επικοινωνίες ασύρματου τοπικού δικτύου (WLAN) πολλαπλών σταθμών ή τουλάχιστον 500 megabit ανά δευτερόλεπτο (500 Mbit/s) για εύρος ζώνης μετάδοσης μίας μόνο σύνδεσης.

Υιοθετεί και επεκτείνει την έννοια της διεπαφής αέρα που προέρχεται από το 802.11n, συμπεριλαμβανομένων: ευρύτερου εύρους ζώνης RF (έως 160 MHz), περισσότερων χωρικών ροών MIMO (αυξημένων σε 8), MU-MIMO και αποδιαμόρφωση υψηλής πυκνότητας (διαμόρφωση, έως 256QAM). Είναι ένας πιθανός διάδοχος του IEEE 802.11n.

IEEE 802.11ax

Το 2017, η Broadcom ανέλαβε την πρωτοβουλία να λανσάρει το ασύρματο τσιπ 802.11ax. Επειδή το προηγούμενο 802.11ad βρισκόταν κυρίως στη ζώνη συχνοτήτων των 60GHZ, αν και η ταχύτητα μετάδοσης αυξήθηκε, η κάλυψή του περιορίστηκε και έγινε μια λειτουργική τεχνολογία που υποστήριζε το 802.11ac. Σύμφωνα με το επίσημο έργο IEEE, το Wi-Fi έκτης γενιάς που κληρονομεί το 802.11ac είναι το 802.11ax και από το 2018 έχει κυκλοφορήσει μια συσκευή κοινής χρήσης που το υποστηρίζει.

Η διαφορά μεταξύ 2,4 GHz και 5 GHz

Η πρώτη γενιά προτύπου ασύρματης μετάδοσης IEEE 802.11 γεννήθηκε το 1997, επομένως πολλές ηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούν γενικά ασύρματη συχνότητα 2,4 GHz, όπως φούρνοι μικροκυμάτων, συσκευές Bluetooth κ.λπ., που θα επηρεάσουν λίγο πολύ το Wi-Fi 2,4 GHz, επομένως το σήμα επηρεάζεται σε κάποιο βαθμό, όπως ακριβώς ένας δρόμος με άμαξες, ποδήλατα και αυτοκίνητα που κινούνται ταυτόχρονα, και η ταχύτητα κίνησης των αυτοκινήτων επηρεάζεται φυσικά.

Το WiFi των 5GHz χρησιμοποιεί ζώνη υψηλότερης συχνότητας για να μειώσει τη συμφόρηση καναλιών. Χρησιμοποιεί 22 κανάλια και δεν παρεμβάλλεται μεταξύ τους. Σε σύγκριση με τα 3 κανάλια των 2,4GHz, μειώνει σημαντικά τη συμφόρηση σήματος. Έτσι, ο ρυθμός μετάδοσης των 5GHz είναι 5GHz ταχύτερος από τα 2,4GHz.

Η ζώνη συχνοτήτων Wi-Fi 5GHz που χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο 802.11ac πέμπτης γενιάς μπορεί να φτάσει σε ταχύτητα μετάδοσης 433Mbps σε εύρος ζώνης 80MHz και σε ταχύτητα μετάδοσης 866Mbps σε εύρος ζώνης 160MHz, σε σύγκριση με τον ρυθμό μετάδοσης 2,4GHz του υψηλότερου ρυθμού των 300Mbps. Έχει βελτιωθεί σημαντικά.

5GHz χωρίς εμπόδια

Ωστόσο, το Wi-Fi των 5 GHz έχει και μειονεκτήματα. Τα μειονεκτήματά του έγκεινται στην απόσταση μετάδοσης και στην ικανότητα υπέρβασης εμποδίων.

Επειδή το Wi-Fi είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, η κύρια μέθοδος διάδοσής του είναι η ευθύγραμμη διάδοση. Όταν συναντά εμπόδια, θα παράγει διείσδυση, ανάκλαση, περίθλαση και άλλα φαινόμενα. Μεταξύ αυτών, η διείσδυση είναι το κύριο και θα συμβεί ένα μικρό μέρος του σήματος. Ανάκλαση και περίθλαση. Τα φυσικά χαρακτηριστικά των ραδιοκυμάτων είναι ότι όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μικρότερη είναι η απώλεια κατά τη διάδοση, τόσο ευρύτερη είναι η κάλυψη και τόσο πιο εύκολο είναι να παρακαμφθούν τα εμπόδια. Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο μικρότερη είναι η κάλυψη και τόσο πιο δύσκολο είναι. Παρακάμψτε τα εμπόδια.

Επομένως, το σήμα 5G με υψηλή συχνότητα και μικρό μήκος κύματος έχει σχετικά μικρή περιοχή κάλυψης και η ικανότητα διέλευσης από εμπόδια δεν είναι τόσο καλή όσο τα 2,4 GHz.

Όσον αφορά την απόσταση μετάδοσης, το Wi-Fi στα 2,4 GHz μπορεί να φτάσει σε μέγιστη κάλυψη 70 μέτρων σε εσωτερικούς χώρους και σε μέγιστη κάλυψη 250 μέτρων σε εξωτερικούς χώρους. Και το Wi-Fi στα 5 GHz μπορεί να φτάσει σε μέγιστη κάλυψη μόνο 35 μέτρων σε εσωτερικούς χώρους.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια σύγκριση της κάλυψης του Ekahau Site Survey μεταξύ των ζωνών συχνοτήτων 2,4 GHz και 5 GHz για τον εικονικό σχεδιαστή. Το πιο σκούρο πράσινο από τις δύο προσομοιώσεις αντιπροσωπεύει ταχύτητα 150 Mbps. Το κόκκινο στην προσομοίωση 2,4 GHz υποδεικνύει ταχύτητα 1 Mbps και το κόκκινο στα 5 GHz υποδεικνύει ταχύτητα 6 Mbps. Όπως μπορείτε να δείτε, η κάλυψη των σημείων πρόσβασης 2,4 GHz είναι πράγματι ελαφρώς μεγαλύτερη, αλλά οι ταχύτητες στα άκρα της κάλυψης των 5 GHz είναι μεγαλύτερες.

Τα 5 GHz και τα 2,4 GHz είναι διαφορετικές συχνότητες, καθεμία από τις οποίες έχει πλεονεκτήματα για δίκτυα Wi-Fi, και αυτά τα πλεονεκτήματα μπορεί να εξαρτώνται από τον τρόπο με τον οποίο διαρρυθμίζετε το δίκτυο, ειδικά όταν λαμβάνεται υπόψη η εμβέλεια και τα εμπόδια (τοίχοι κ.λπ.) που μπορεί να χρειαστεί να καλύψει το σήμα. Είναι υπερβολικό;

Αν χρειάζεται να καλύψετε μεγαλύτερη περιοχή ή να έχετε μεγαλύτερη διείσδυση σε τοίχους, τα 2,4 GHz θα είναι καλύτερα. Ωστόσο, χωρίς αυτούς τους περιορισμούς, τα 5 GHz είναι μια ταχύτερη επιλογή. Όταν συνδυάζουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών των δύο ζωνών συχνοτήτων σε μία, χρησιμοποιώντας σημεία πρόσβασης διπλής ζώνης στην ασύρματη ανάπτυξη, μπορούμε να διπλασιάσουμε το ασύρματο εύρος ζώνης, να μειώσουμε τον αντίκτυπο των παρεμβολών και να απολαύσουμε ένα καλύτερο δίκτυο Wi-Fi σε όλους τους τομείς.