تفاوت بین ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز

اول از همه، باید روشن کنیم که ارتباط 5G همان وای‌فای 5 گیگاهرتزی نیست که امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد. ارتباط 5G در واقع مخفف شبکه‌های تلفن همراه نسل پنجم است که عمدتاً به فناوری ارتباطات سیار سلولی اشاره دارد. و 5G ما در اینجا به 5 گیگاهرتز در استاندارد WiFi اشاره دارد که به سیگنال WiFi اشاره دارد که از باند فرکانسی 5 گیگاهرتز برای انتقال داده استفاده می‌کند.

تقریباً همه دستگاه‌های وای‌فای موجود در بازار اکنون از فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز پشتیبانی می‌کنند و دستگاه‌های بهتر می‌توانند از هر دو فرکانس، یعنی ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز، پشتیبانی کنند. چنین روترهای پهن‌باندی، روترهای بی‌سیم دو بانده نامیده می‌شوند.

بیایید در مورد فرکانس‌های ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز در شبکه وای‌فای زیر صحبت کنیم.

توسعه فناوری وای‌فای سابقه‌ای ۲۰ ساله دارد، از نسل اول ۸۰۲.۱۱b گرفته تا ۸۰۲.۱۱g، ۸۰۲.۱۱a، ۸۰۲.۱۱n و تا ۸۰۲.۱۱ax فعلی (WiFi6).

استاندارد وای‌فای

وای‌فای بی‌سیم فقط یک اختصار است. آن‌ها در واقع زیرمجموعه‌ای از استاندارد شبکه محلی بی‌سیم ۸۰۲.۱۱ هستند. از زمان تولد آن در سال ۱۹۹۷، بیش از ۳۵ نسخه با اندازه‌های مختلف توسعه داده شده است. در میان آن‌ها، ۸۰۲.۱۱a/b/g/n/ac شش نسخه کامل‌تر توسعه داده شده است.

IEEE 802.11a

IEEE 802.11a یک استاندارد اصلاح‌شده از استاندارد اصلی 802.11 است و در سال ۱۹۹۹ تصویب شد. استاندارد 802.11a از همان پروتکل اصلی استاندارد اصلی استفاده می‌کند. فرکانس کاری 5 گیگاهرتز است، از 52 زیرحامل مالتی‌پلکس تقسیم فرکانس متعامد استفاده می‌شود و حداکثر نرخ انتقال داده خام 54 مگابیت بر ثانیه است که به توان عملیاتی متوسط ​​شبکه واقعی (20 مگابیت بر ثانیه) دست می‌یابد.

با توجه به شلوغی فزاینده باند فرکانسی 2.4G، استفاده از باند فرکانسی 5G پیشرفت مهمی برای 802.11a محسوب می‌شود. با این حال، مشکلاتی نیز به همراه دارد. فاصله انتقال به خوبی 802.11b/g نیست؛ در تئوری، سیگنال‌های 5G راحت‌تر توسط دیوارها مسدود و جذب می‌شوند، بنابراین پوشش 802.11a به خوبی 801.11b نیست. 802.11a نیز می‌تواند دچار تداخل شود، اما از آنجا که سیگنال‌های تداخلی زیادی در نزدیکی وجود ندارد، 802.11a معمولاً توان عملیاتی بهتری دارد.

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b استانداردی برای شبکه‌های محلی بی‌سیم است. فرکانس حامل آن 2.4 گیگاهرتز است که می‌تواند سرعت‌های انتقال چندگانه 1، 2، 5.5 و 11 مگابیت بر ثانیه را فراهم کند. گاهی اوقات به اشتباه به عنوان Wi-Fi نامگذاری می‌شود. در واقع، Wi-Fi علامت تجاری اتحادیه Wi-Fi است. این علامت تجاری فقط تضمین می‌کند که کالاهایی که از این علامت تجاری استفاده می‌کنند می‌توانند با یکدیگر همکاری کنند و هیچ ارتباطی با خود استاندارد ندارد. در باند فرکانسی ISM 2.4 گیگاهرتز، در مجموع 11 کانال با پهنای باند 22 مگاهرتز وجود دارد که 11 باند فرکانسی همپوشانی دارند. جانشین IEEE 802.11b، IEEE 802.11g است.

IEEE 802.11g

استاندارد IEEE 802.11g در ژوئیه ۲۰۰۳ تصویب شد. فرکانس حامل آن ۲.۴ گیگاهرتز (همانند ۸۰۲.۱۱b)، در مجموع ۱۴ باند فرکانسی، سرعت انتقال اولیه ۵۴ مگابیت بر ثانیه و سرعت انتقال خالص حدود ۲۴.۷ مگابیت بر ثانیه (همانند ۸۰۲.۱۱a) است. دستگاه‌های ۸۰۲.۱۱g با ۸۰۲.۱۱b نیز سازگار هستند.

بعدها، برخی از تولیدکنندگان روتر بی‌سیم، استانداردهای جدیدی را بر اساس استاندارد IEEE 802.11g و در پاسخ به نیازهای بازار توسعه دادند و سرعت انتقال نظری را به 108Mbit/s یا 125Mbit/s افزایش دادند.

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n استانداردی است که بر اساس 802.11-2007 توسط یک گروه کاری جدید که توسط IEEE در ژانویه 2004 تشکیل شد، توسعه داده شده و رسماً در سپتامبر 2009 تصویب شد. این استاندارد پشتیبانی از MIMO را اضافه می‌کند که امکان پهنای باند بی‌سیم 40 مگاهرتز را فراهم می‌کند و حداکثر سرعت انتقال نظری آن 600 مگابیت بر ثانیه است. در عین حال، با استفاده از کد بلوک فضا-زمان پیشنهاد شده توسط الموتی، این استاندارد دامنه انتقال داده را گسترش می‌دهد.

IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac یک استاندارد در حال توسعه برای ارتباطات شبکه کامپیوتری بی‌سیم 802.11 است که از باند فرکانسی 6 گیگاهرتز (که با نام باند فرکانسی 5 گیگاهرتز نیز شناخته می‌شود) برای ارتباطات شبکه محلی بی‌سیم (WLAN) استفاده می‌کند. در تئوری، این استاندارد می‌تواند حداقل 1 گیگابیت بر ثانیه پهنای باند برای ارتباطات شبکه محلی بی‌سیم (WLAN) چند ایستگاهی یا حداقل 500 مگابیت بر ثانیه (500 مگابیت بر ثانیه) برای پهنای باند انتقال یک اتصال واحد فراهم کند.

این استاندارد، مفهوم رابط هوایی برگرفته از 802.11n را اتخاذ و گسترش می‌دهد، از جمله: پهنای باند RF وسیع‌تر (تا 160 مگاهرتز)، جریان‌های مکانی MIMO بیشتر (به 8 افزایش یافته)، MU-MIMO و دمدولاسیون با چگالی بالا (مدولاسیون، تا 256QAM). این استاندارد، جانشین بالقوه IEEE 802.11n است.

IEEE 802.11ax

در سال ۲۰۱۷، شرکت برادکام (Broadcom) در عرضه تراشه بی‌سیم ۸۰۲.۱۱ax پیشگام شد. از آنجا که ۸۰۲.۱۱ad قبلی عمدتاً در باند فرکانسی ۶۰ گیگاهرتز بود، اگرچه سرعت انتقال افزایش یافته بود، پوشش آن محدود بود و به یک فناوری کاربردی تبدیل شد که به ۸۰۲.۱۱ac کمک می‌کرد. طبق پروژه رسمی IEEE، نسل ششم وای‌فای که ۸۰۲.۱۱ac را به ارث می‌برد، ۸۰۲.۱۱ax است و از سال ۲۰۱۸ یک دستگاه اشتراک‌گذاری پشتیبانی‌کننده از آن عرضه شده است.

تفاوت بین ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز

اولین نسل از استاندارد انتقال بی‌سیم IEEE 802.11 در سال ۱۹۹۷ متولد شد، بنابراین بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی معمولاً از فرکانس بی‌سیم ۲.۴ گیگاهرتز استفاده می‌کنند، مانند اجاق‌های مایکروویو، دستگاه‌های بلوتوث و غیره، که کم و بیش با Wi-Fi 2.4 گیگاهرتز تداخل خواهند داشت، بنابراین سیگنال تا حدی تحت تأثیر قرار می‌گیرد، درست مانند جاده‌ای که در آن کالسکه‌های اسبی، دوچرخه‌ها و ماشین‌ها همزمان در حال حرکت هستند و سرعت حرکت ماشین‌ها به طور طبیعی تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

وای‌فای ۵ گیگاهرتز از باند فرکانسی بالاتری استفاده می‌کند تا تراکم کانال کمتری داشته باشد. این وای‌فای از ۲۲ کانال استفاده می‌کند و با یکدیگر تداخل ندارند. در مقایسه با ۳ کانال ۲.۴ گیگاهرتز، تراکم سیگنال را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. بنابراین سرعت انتقال ۵ گیگاهرتز، ۵ گیگاهرتز سریع‌تر از ۲.۴ گیگاهرتز است.

باند فرکانسی وای‌فای ۵ گیگاهرتز با استفاده از پروتکل نسل پنجم ۸۰۲.۱۱ac می‌تواند به سرعت انتقال ۴۳۳ مگابیت بر ثانیه تحت پهنای باند ۸۰ مگاهرتز و سرعت انتقال ۸۶۶ مگابیت بر ثانیه تحت پهنای باند ۱۶۰ مگاهرتز برسد، در مقایسه با نرخ انتقال ۲.۴ گیگاهرتز با بالاترین نرخ ۳۰۰ مگابیت بر ثانیه، بهبود چشمگیری یافته است.

5 گیگاهرتز بدون مانع

با این حال، وای‌فای ۵ گیگاهرتز نیز کاستی‌هایی دارد. کاستی‌های آن در فاصله انتقال و توانایی عبور از موانع نهفته است.

از آنجا که وای‌فای یک موج الکترومغناطیسی است، روش انتشار اصلی آن انتشار در خط مستقیم است. هنگامی که با موانع برخورد می‌کند، پدیده‌های نفوذ، انعکاس، پراش و سایر پدیده‌ها را ایجاد می‌کند. در میان آنها، نفوذ اصلی‌ترین پدیده است و بخش کوچکی از سیگنال رخ می‌دهد. انعکاس و پراش. ویژگی‌های فیزیکی امواج رادیویی این است که هرچه فرکانس پایین‌تر باشد، طول موج بلندتر باشد، تلفات در حین انتشار کمتر، پوشش وسیع‌تر و عبور از موانع آسان‌تر است. هرچه فرکانس بالاتر باشد، پوشش کمتر و عبور از موانع دشوارتر است. از موانع عبور کنید.

بنابراین، سیگنال 5G با فرکانس بالا و طول موج کوتاه، ناحیه پوشش نسبتاً کوچکی دارد و توانایی عبور از موانع به خوبی 2.4 گیگاهرتز نیست.

از نظر فاصله انتقال، وای‌فای ۲.۴ گیگاهرتز می‌تواند حداکثر ۷۰ متر را در داخل خانه و حداکثر ۲۵۰ متر را در خارج از خانه پوشش دهد. و وای‌فای ۵ گیگاهرتز تنها می‌تواند حداکثر ۳۵ متر را در داخل خانه پوشش دهد.

شکل زیر مقایسه‌ای از پوشش Ekahau Site Survey بین باندهای فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز را برای طراح مجازی نشان می‌دهد. سبز تیره‌ترین دو شبیه‌سازی نشان دهنده سرعت ۱۵۰ مگابیت در ثانیه است. قرمز در شبیه‌سازی ۲.۴ گیگاهرتز نشان دهنده سرعت ۱ مگابیت در ثانیه و قرمز در ۵ گیگاهرتز نشان دهنده سرعت ۶ مگابیت در ثانیه است. همانطور که می‌بینید، پوشش APهای ۲.۴ گیگاهرتز در واقع کمی بیشتر است، اما سرعت در لبه‌های پوشش ۵ گیگاهرتز سریع‌تر است.

۵ گیگاهرتز و ۲.۴ گیگاهرتز فرکانس‌های متفاوتی هستند که هر کدام مزایایی برای شبکه‌های وای‌فای دارند و این مزایا ممکن است به نحوه چیدمان شبکه بستگی داشته باشد - به خصوص با در نظر گرفتن محدوده و موانعی (دیوارها و غیره) که سیگنال ممکن است نیاز به پوشش آنها داشته باشد. آیا این محدوده خیلی زیاد است؟

اگر نیاز به پوشش منطقه بزرگتری دارید یا نفوذ بیشتری به دیوارها دارید، فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز بهتر خواهد بود. با این حال، بدون این محدودیت‌ها، فرکانس ۵ گیگاهرتز گزینه سریع‌تری است. وقتی مزایا و معایب این دو باند فرکانسی را با هم ترکیب کنیم و آنها را در یک باند واحد قرار دهیم، با استفاده از نقاط دسترسی دو بانده در استقرار بی‌سیم، می‌توانیم پهنای باند بی‌سیم را دو برابر کنیم، تأثیر تداخل را کاهش دهیم و از یک شبکه Wi-Fi بهتر و جامع‌تر لذت ببریم.