ההבדל בין 2.4GHz ל-5GHz

ראשית, עלינו להבהיר שתקשורת 5G אינה זהה ל-Wi-Fi של 5Ghz עליו נדבר היום. תקשורת 5G היא למעשה קיצור של רשתות סלולריות מדור 5, המתייחס בעיקר לטכנולוגיית תקשורת סלולרית. וה-5G שלנו כאן מתייחס ל-5GHz בתקן ה-Wi-Fi, המתייחס לאות ה-Wi-Fi המשתמש בפס התדרים של 5GHz להעברת נתונים.

כמעט כל מכשירי ה-Wi-Fi בשוק תומכים כיום בתדר 2.4 גיגה-הרץ, ומכשירים טובים יותר יכולים לתמוך בשניהם, כלומר 2.4 גיגה-הרץ ו-5 גיגה-הרץ. נתבים אלחוטיים דו-פסיים כאלה נקראים נתבים אלחוטיים בעלי פס כפול.

בואו נדבר על 2.4GHz ו-5GHz ברשת ה-Wi-Fi למטה.

לפיתוח טכנולוגיית ה-Wi-Fi יש היסטוריה של 20 שנה, מהדור הראשון של 802.11b עבור 802.11g, 802.11a, 802.11n, ועד ל-802.11ax הנוכחי (WiFi6).

תקן Wi-Fi

WiFi אלחוטי הוא רק קיצור. הם למעשה תת-קבוצה של תקן רשת מקומית אלחוטית 802.11. מאז לידתו בשנת 1997, פותחו יותר מ-35 גרסאות בגדלים שונים. ביניהן, פותחו שש גרסאות בוגרות יותר של 802.11a/b/g/n/ac.

IEEE 802.11a

IEEE 802.11a הוא תקן מתוקן של תקן 802.11 המקורי ואושר בשנת 1999. תקן 802.11a משתמש באותו פרוטוקול ליבה כמו התקן המקורי. תדר הפעולה הוא 5GHz, נעשה שימוש ב-52 תת-גלי ​​נשאים אורתוגונליים של ריבוב תדרים, וקצב העברת הנתונים הגולמיים המרבי הוא 54Mb/s, מה שמשיג את דרישות התפוקה הבינוניות של הרשת בפועל (20Mb/s).

עקב הצפוף הגובר של פס התדרים 2.4G, השימוש בפס התדרים 5G מהווה שיפור חשוב לעומת 802.11a. עם זאת, הוא מביא גם בעיות. מרחק השידור אינו טוב כמו 802.11b/g; בתיאוריה, אותות 5G קלים יותר לחסימה ולספיגה על ידי קירות, כך שהכיסוי של 802.11a אינו טוב כמו 801.11b. גם 802.11a עלול להיפגע, אך מכיוון שאין הרבה אותות הפרעה בקרבת מקום, ל-802.11a יש בדרך כלל תפוקה טובה יותר.

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b הוא תקן לרשתות מקומיות אלחוטיות. תדר הגלאי הוא 2.4GHz, שיכול לספק מהירויות שידור מרובות של 1, 2, 5.5 ו-11Mbit/s. לעיתים הוא מתויג בטעות כ-Wi-Fi. למעשה, Wi-Fi הוא סימן מסחרי של Wi-Fi Alliance. סימן מסחרי זה מבטיח רק שסחורות המשתמשות בסימן המסחרי יוכלו לשתף פעולה זה עם זה, ואין לו שום קשר לתקן עצמו. בתחום התדרים ISM של 2.4GHz, ישנם בסך הכל 11 ערוצים עם רוחב פס של 22MHz, שהם 11 פסי תדר חופפים. יורשו של IEEE 802.11b הוא IEEE 802.11g.

IEEE 802.11g

תקן IEEE 802.11g אושר ביולי 2003. תדר הגל שלו הוא 2.4GHz (זהה ל-802.11b), סך של 14 פסי תדר, מהירות השידור המקורית היא 54Mbit/s, ומהירות השידור נטו היא כ-24.7Mbit/s (זהה ל-802.11a). התקני 802.11g תואמים כלפי מטה ל-802.11b.

מאוחר יותר, כמה יצרני נתבים אלחוטיים פיתחו סטנדרטים חדשים המבוססים על תקן IEEE 802.11g בתגובה לצורכי השוק, והגדילו את מהירות השידור התיאורטית ל-108 מגה-ביט/שנייה או 125 מגה-ביט/שנייה.

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n הוא תקן שפותח על בסיס 802.11-2007 על ידי קבוצת עבודה חדשה שהוקמה על ידי IEEE בינואר 2004 ואושר רשמית בספטמבר 2009. התקן מוסיף תמיכה ב-MIMO, ומאפשר רוחב פס אלחוטי של 40 מגה-הרץ, ומהירות השידור המקסימלית התיאורטית היא 600 מגה-ביט לשנייה. במקביל, באמצעות קוד בלוק מרחב-זמן שהוצע על ידי אלאמוטי, התקן מרחיב את טווח העברת הנתונים.

IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac הוא תקן תקשורת אלחוטית 802.11 המתפתח, המשתמש בפס התדרים 6GHz (הידוע גם כפס התדרים 5GHz) לתקשורת רשת מקומית אלחוטית (WLAN). תיאורטית, הוא יכול לספק רוחב פס של לפחות ג'יגה-ביט לשנייה עבור תקשורת רשת מקומית אלחוטית (WLAN) מרובת תחנות, או לפחות 500 מגה-ביט לשנייה (500 מגה-ביט/שנייה) עבור רוחב פס שידור של חיבור יחיד.

הוא מאמץ ומרחיב את תפיסת ממשק האוויר הנגזר מ-802.11n, כולל: רוחב פס RF רחב יותר (עד 160 מגה-הרץ), יותר זרמי MIMO מרחביים (הוגדל ל-8), MU-MIMO, ודמודולציה בצפיפות גבוהה (אפנון, עד 256QAM). זהו יורש פוטנציאלי ל-IEEE 802.11n.

IEEE 802.11ax

בשנת 2017, חברת Broadcom הובילה את השקת שבב האלחוט 802.11ax. מכיוון ש-802.11ad הקודם היה בעיקר בתחום התדרים 60GHz, למרות שמהירות השידור הוגדלה, הכיסוי שלו הוגבל, והוא הפך לטכנולוגיה פונקציונלית שסייעה ל-802.11ac. על פי פרויקט IEEE הרשמי, ה-Wi-Fi מהדור השישי שיורש את 802.11ac הוא 802.11ax, והתקן שיתוף תומך הושק מאז 2018.

ההבדל בין 2.4GHz ל-5GHz

הדור הראשון של תקן השידור האלחוטי IEEE 802.11 נולד בשנת 1997, ולכן מכשירים אלקטרוניים רבים משתמשים בדרך כלל בתדר אלחוטי של 2.4GHz, כגון תנורי מיקרוגל, התקני בלוטות' וכו', הם פחות או יותר מפריעים ל-Wi-FI של 2.4GHz, כך שהאות מושפע במידה מסוימת, בדיוק כמו כביש עם כרכרות רתומות לסוסים, אופניים ומכוניות שנוסעות בו זמנית, ומהירות הנסיעה של המכוניות מושפעת באופן טבעי.

ה-WiFi של 5GHz משתמש בפס תדרים גבוה יותר כדי להפחית עומס ערוצים. הוא משתמש ב-22 ערוצים ואינו מפריע זה לזה. בהשוואה לשלושת הערוצים של 2.4GHz, הוא מפחית משמעותית את עומס האות. לכן קצב השידור של 5GHz מהיר ב-5GHz מאשר 2.4GHz.

פס התדרים של ה-Wi-Fi בתדר 5GHz המשתמש בפרוטוקול 802.11ac מהדור החמישי יכול להגיע למהירות שידור של 433Mbps ברוחב פס של 80MHz, ולמהירות שידור של 866Mbps ברוחב פס של 160MHz, בהשוואה לקצב השידור הגבוה ביותר של 2.4GHz של 300Mbps שופר משמעותית.

5GHz ללא הפרעה

עם זאת, ל-Wi-Fi בתדר 5GHz יש גם חסרונות. חסרונותיו טמונים במרחק השידור וביכולת לעבור מכשולים.

מכיוון ש-Wi-Fi הוא גל אלקטרומגנטי, שיטת ההתפשטות העיקרית שלו היא התפשטות בקו ישר. כאשר הוא נתקל במכשולים, הוא יגרום לחדירה, החזרה, דיפרקציה ותופעות אחרות. ביניהן, חדירה היא העיקרית, וחלק קטן מהאות יתרחש. החזרה ודיפרקציה. המאפיינים הפיזיים של גלי רדיו הם שככל שהתדר נמוך יותר, אורך הגל ארוך יותר, כך ההפסד במהלך ההתפשטות קטן יותר, כך הכיסוי רחב יותר, וקל יותר לעקוף מכשולים; ככל שהתדר גבוה יותר, כך הכיסוי קטן יותר וקשה יותר לעקוף מכשולים.

לכן, לאות 5G בתדר גבוה ואורך גל קצר יש שטח כיסוי קטן יחסית, ויכולתו לעבור דרך מכשולים אינה טובה כמו 2.4GHz.

מבחינת מרחק שידור, Wi-Fi 2.4GHz יכול להגיע לכיסוי מקסימלי של 70 מטרים בתוך הבית, וכיסוי מקסימלי של 250 מטרים בחוץ. ו-Wi-Fi 5GHz יכול להגיע לכיסוי מקסימלי של 35 מטרים בתוך הבית בלבד.

האיור שלהלן מציג השוואה של הכיסוי של Ekahau Site Survey בין תחומי התדרים 2.4 GHz ו-5 GHz עבור המתכנן הווירטואלי. הירוק הכהה ביותר מבין שתי הסימולציות מייצג מהירות של 150 Mbps. האדום בסימולציית 2.4 GHz מציין מהירות של 1 Mbps, והאדום ב-5 GHz מציין מהירות של 6 Mbps. כפי שניתן לראות, הכיסוי של נקודות גישה של 2.4 GHz אכן גדול מעט יותר, אך המהירויות בקצוות הכיסוי של 5 GHz מהירות יותר.

5 גיגה-הרץ ו-2.4 גיגה-הרץ הם תדרים שונים, שלכל אחד מהם יתרונות עבור רשתות Wi-Fi, ויתרונות אלה עשויים להיות תלויים באופן שבו אתם מסדרים את הרשת - במיוחד כשחושבים על הטווח והמכשולים (קירות וכו') שהאות עשוי להידרש לכסות. האם זה יותר מדי?

אם אתם צריכים לכסות שטח גדול יותר או חדירה גבוהה יותר לקירות, 2.4 גיגה-הרץ יהיה עדיף. עם זאת, ללא מגבלות אלו, 5 גיגה-הרץ היא אפשרות מהירה יותר. כאשר אנו משלבים את היתרונות והחסרונות של שני תחומי התדר הללו ומשלבים אותם לאחד, באמצעות נקודות גישה בעלות שני תחומי תדרים בפריסה אלחוטית, אנו יכולים להכפיל את רוחב הפס האלחוטי, להפחית את השפעת ההפרעות וליהנות מרשת Wi-Fi טובה יותר באופן כללי.