Esiteks peame selgeks tegema, et 5G-side ei ole sama mis 5 GHz WiFi, millest me täna räägime. 5G-side on tegelikult lühend ingliskeelsest terminist „5. põlvkonna mobiilsidevõrgud“, mis viitab peamiselt mobiilsidetehnoloogiale. Ja meie 5G viitab siin WiFi-standardi 5 GHz sagedusele, mis viitab WiFi-signaalile, mis kasutab andmete edastamiseks 5 GHz sagedusriba.
Peaaegu kõik turul olevad WiFi-seadmed toetavad nüüd 2,4 GHz ja paremad seadmed toetavad mõlemat, nimelt 2,4 GHz ja 5 GHz. Selliseid lairiba ruutereid nimetatakse kahesageduslikeks traadita ruuteriteks.
Räägime allpool WiFi-võrgu sagedustest 2,4 GHz ja 5 GHz.
WiFi-tehnoloogia arengul on 20-aastane ajalugu, alates esimese põlvkonna 802.11b-st kuni 802.11g, 802.11a, 802.11n ja praeguse 802.11ax-ni (WiFi6).
WiFi-standard
Traadita WiFi on lihtsalt lühend. Tegelikult on see 802.11 traadita kohtvõrgu standardi alamhulk. Alates selle loomisest 1997. aastal on välja töötatud üle 35 erineva suurusega versiooni. Nende hulgas on 802.11a/b/g/n/ac-l välja töötatud kuus küpsemat versiooni.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a on algse 802.11 standardi muudetud standard, mis kiideti heaks 1999. aastal. 802.11a standard kasutab sama põhiprotokolli kui algne standard. Töösagedus on 5 GHz, kasutatakse 52 ortogonaalset sagedusjaotusega multipleksimise alamkandjat ja maksimaalne toorandmete edastuskiirus on 54 Mb/s, mis saavutab tegeliku võrgu keskmise läbilaskevõime (20 Mb/s) nõuded.
Kuna 2,4G sagedusala on üha tihedamaks muutumas, on 5G sagedusala kasutamine 802.11a oluline edasiminek. See toob aga kaasa ka probleeme. Edastuskaugus pole nii hea kui 802.11b/g-l; teoreetiliselt on 5G signaale lihtsam blokeerida ja seinte poolt neelata, seega pole 802.11a leviala nii hea kui 801.11b-l. Ka 802.11a võib olla häiritud, kuid kuna läheduses pole palju häirivaid signaale, on 802.11a-l tavaliselt parem läbilaskevõime.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b on traadita kohtvõrkude standard. Kandesagedus on 2,4 GHz, mis pakub mitut edastuskiirust: 1, 2, 5,5 ja 11 Mbit/s. Mõnikord nimetatakse seda ekslikult Wi-Fi-ks. Tegelikult on Wi-Fi Wi-Fi Alliance'i kaubamärk. See kaubamärk garanteerib ainult seda, et kaubamärki kasutavad tooted saavad omavahel koostööd teha, ja sellel pole standardi endaga mingit pistmist. 2,4 GHz ISM-sagedusalas on kokku 11 kanalit ribalaiusega 22 MHz, mis on 11 kattuvat sagedusriba. IEEE 802.11b järeltulija on IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
IEEE 802.11g võeti vastu 2003. aasta juulis. Selle kandesagedus on 2,4 GHz (sama mis 802.11b-l), kokku 14 sagedusriba, algne edastuskiirus on 54 Mbit/s ja neto edastuskiirus on umbes 24,7 Mbit/s (sama mis 802.11a-l). 802.11g seadmed on 802.11b-ga allapoole ühilduvad.
Hiljem töötasid mõned traadita ruuterite tootjad turuvajadustele reageerides välja uued standardid, mis põhinesid IEEE 802.11g standardil, ning suurendasid teoreetilist edastuskiirust 108 Mbit/s või 125 Mbit/s-ni.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n on standard, mille töötas välja 802.11-2007 alusel IEEE poolt 2004. aasta jaanuaris moodustatud uus töörühm ja mis kiideti ametlikult heaks 2009. aasta septembris. Standard lisab tuge MIMO-le, mis võimaldab 40 MHz traadita ribalaiust ja teoreetiliseks maksimaalseks edastuskiiruseks on 600 Mbit/s. Samal ajal laiendab standard Alamouti pakutud aegruumi plokkkoodi abil andmeedastuse ulatust.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac on arenev 802.11 traadita arvutivõrgu side standard, mis kasutab traadita kohtvõrgu (WLAN) sideks 6 GHz sagedusriba (tuntud ka kui 5 GHz sagedusriba). Teoreetiliselt suudab see pakkuda mitme jaama traadita kohtvõrgu (WLAN) sideks vähemalt 1 gigabiti sekundis ribalaiust või ühe ühenduse edastusribalaiust vähemalt 500 megabitti sekundis (500 Mbit/s).
See võtab omaks ja laiendab 802.11n-st tuletatud õhuliidese kontseptsiooni, sealhulgas: laiema raadiosagedusribalaiuse (kuni 160 MHz), rohkemate MIMO ruumiliste voogude (suurendatud 8-ni), MU-MIMO ja suure tihedusega demodulatsiooni (modulatsioon kuni 256QAM). See on IEEE 802.11n potentsiaalne järeltulija.
IEEE 802.11ax
2017. aastal võttis Broadcom juhtrolli 802.11ax traadita kiibi turuletoomisel. Kuna eelmine 802.11ad töötas peamiselt 60 GHz sagedusalas, siis kuigi edastuskiirust suurendati, oli selle leviala piiratud ja sellest sai funktsionaalne tehnoloogia, mis toetas 802.11ac standardit. IEEE ametliku projekti kohaselt on kuuenda põlvkonna WiFi, mis pärib 802.11ac standardi, 802.11ax ning toetavat jagamisseadet on turule toodud alates 2018. aastast.
Erinevus 2,4 GHz ja 5 GHz vahel
Esimese põlvkonna traadita edastusstandard IEEE 802.11 sündis 1997. aastal, seega paljud elektroonikaseadmed, näiteks mikrolaineahjud, Bluetooth-seadmed jne, kasutavad üldiselt 2,4 GHz traadita sagedust, mis tekitab suuremal või vähemal määral häireid 2,4 GHz WiFi-ühenduses. Seega mõjutab see signaali teatud määral, nagu ka hobuvankrite, jalgrataste ja autodega samal ajal liiklevat teed, mis loomulikult mõjutab ka autode sõidukiirust.
5 GHz WiFi kasutab kanalite ülekoormuse vähendamiseks kõrgemat sagedusriba. See kasutab 22 kanalit ja ei sega üksteist. Võrreldes 2,4 GHz kolme kanaliga vähendab see oluliselt signaali ülekoormust. Seega on 5 GHz edastuskiirus 5 GHz võrra kiirem kui 2,4 GHz.
Viienda põlvkonna 802.11ac protokolli kasutav 5 GHz WiFi sagedusala suudab saavutada 80 MHz ribalaiusega edastuskiiruse 433 Mbps ja 160 MHz ribalaiusega edastuskiiruse 866 Mbps, võrreldes 2,4 GHz edastuskiirusega 300 Mbps, mis on oluliselt paranenud.
5 GHz takistusteta
Siiski on 5 GHz WiFi-l ka puudusi. Selle puudused seisnevad edastuskauguses ja takistuste ületamise võimes.
Kuna WiFi on elektromagnetlaine, on selle peamine levimisviis sirgjooneline. Takistustega kokku puutudes tekib läbitungimine, peegeldumine, difraktsioon ja muud nähtused. Nende hulgas on peamine läbitungimine ja signaali väike osa toimub peegeldumise ja difraktsiooni kaudu. Raadiolainete füüsikalised omadused on järgmised: mida madalam on sagedus, seda pikem on lainepikkus, seda väiksem on leviku ajal tekkiv kadu, seda laiem on leviala ja seda lihtsam on takistustest mööda hiilida; mida kõrgem on sagedus, seda väiksem on leviala ja seda raskem on takistustest mööda hiilida.
Seetõttu on kõrgsagedusliku ja lühikese lainepikkusega 5G-signaali leviala suhteliselt väike ning takistuste läbimise võime pole nii hea kui 2,4 GHz.
Edastuskauguse poolest on 2,4 GHz WiFi maksimaalne leviala siseruumides 70 meetrit ja õues 250 meetrit. 5 GHz WiFi maksimaalne leviala siseruumides on vaid 35 meetrit.
Allolev joonis näitab Ekahau Site Survey leviala võrdlust virtuaalse disaineri jaoks 2,4 GHz ja 5 GHz sagedusalade vahel. Kahe simulatsiooni tumedaim roheline värv tähistab kiirust 150 Mbps. Punane värv 2,4 GHz simulatsioonis näitab kiirust 1 Mbps ja punane värv 5 GHz simulatsioonis näitab kiirust 6 Mbps. Nagu näha, on 2,4 GHz pääsupunktide leviala tõepoolest veidi suurem, kuid kiirused 5 GHz leviala servades on suuremad.
5 GHz ja 2,4 GHz on erinevad sagedused, millest mõlemal on WiFi-võrkude jaoks eelised ja need eelised võivad sõltuda võrgu paigutusest – eriti kui arvestada leviala ja takistusi (seinad jne), mida signaalil võib vaja minna katta. Kas see on liiga palju?
Kui teil on vaja katta suuremat ala või saavutada suurem läbitungivus seintesse, on 2,4 GHz parem valik. Ilma nende piiranguteta on 5 GHz aga kiirem valik. Kui ühendame nende kahe sagedusriba eelised ja puudused ning ühendame need üheks, kasutades traadita ühenduse juurutamisel kahe sagedusribaga pääsupunkte, saame traadita ribalaiust kahekordistada, vähendada häirete mõju ja nautida igakülgselt paremat WiFi-võrku.
Postituse aeg: 09.06.2021