まず最初に、5G 通信は、今日説明する 5Ghz Wi-Fi と同じではないことを明確にする必要があります。5G通信とは実際には第5世代モバイルネットワークの略称で、主にセルラー移動通信技術を指します。ここでの 5G は WiFi 標準の 5GHz を指し、データ送信に 5GHz の周波数帯域を使用する WiFi 信号を指します。
現在、市場にあるほぼすべての Wi-Fi デバイスは 2.4 GHz をサポートしており、より優れたデバイスは 2.4 GHz と 5 GHz の両方をサポートできます。このようなブロードバンドルーターはデュアルバンド無線ルーターと呼ばれます。
以下の Wi-Fi ネットワークの 2.4 GHz と 5 GHz について説明します。
Wi-Fi テクノロジーの開発には、第 1 世代の 802.11b から 802.11g、802.11a、802.11n、そして現在の 802.11ax (WiFi6) に至るまで、20 年の歴史があります。
Wi-Fi規格
WiFiワイヤレスは単なる略語です。これらは実際には、802.11 ワイヤレス ローカル エリア ネットワーク標準のサブセットです。1997年の誕生以来、サイズの異なる35以上のバージョンが開発されてきました。その中で、802.11a/b/g/n/ac はさらに 6 つの成熟したバージョンが開発されています。
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a は、元の 802.11 標準を改訂した標準で、1999 年に承認されました。802.11a 標準は、元の標準と同じコア プロトコルを使用します。動作周波数は5GHz、52個の直交周波数分割多重サブキャリアを使用し、生データの最大伝送速度は54Mb/sで、実際のネットワークの中程度のスループットを実現します。(20Mb/秒) の要件。
2.4G 周波数帯域はますます混雑しているため、5G 周波数帯域の使用は 802.11a の重要な改善点です。しかし、それは問題ももたらします。伝送距離は 802.11b/g ほど良くありません。理論的には、5G 信号は壁によってブロックされ吸収されやすいため、802.11a のカバレッジは 801.11b ほど良くありません。802.11a も干渉を受ける可能性がありますが、近くに干渉信号があまりないため、通常は 802.11a の方がスループットが優れています。
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b は、ワイヤレス ローカル エリア ネットワークの標準です。キャリア周波数は 2.4GHz で、1、2、5.5、11Mbit/s の複数の伝送速度を提供できます。誤って Wi-Fi というラベルが付けられる場合があります。実際、Wi-Fi は Wi-Fi Alliance の商標です。この商標は、商標を使用した商品が相互に連携できることを保証するものであり、規格そのものとは何ら関係ありません。2.4 GHz ISM 周波数帯域には、帯域幅 22 MHz の合計 11 チャネルがあり、11 の重複周波数帯域です。IEEE 802.11b の後継は IEEE 802.11g です。
IEEE 802.11g
IEEE 802.11g は 2003 年 7 月に制定されました。キャリアの周波数は 2.4GHz (802.11b と同じ)、合計 14 の周波数帯域、本来の伝送速度は 54Mbit/s、正味伝送速度は約 24.7Mbit/s です。 s (802.11a と同じ)。802.11g デバイスは 802.11b と下位互換性があります。
その後、一部の無線ルーター メーカーは市場のニーズに応えて IEEE 802.11g 規格に基づいた新しい規格を開発し、理論上の伝送速度を 108Mbit/s または 125Mbit/s に高めました。
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n は、2004 年 1 月に IEEE によって設立された新しいワーキング グループによって 802.11-2007 に基づいて開発された標準であり、2009 年 9 月に正式に承認されました。この標準では、MIMO のサポートが追加され、40 MHz の無線帯域幅が可能になり、理論上の最大伝送速度は600Mbit/sです。同時に、Alamouti によって提案された時空間ブロック符号を使用することにより、この規格はデータ伝送の範囲を拡大します。
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac は、開発中の 802.11 ワイヤレス コンピュータ ネットワーク通信規格であり、ワイヤレス ローカル エリア ネットワーク (WLAN) 通信に 6 GHz 周波数帯域 (5 GHz 周波数帯域とも呼ばれる) を使用します。理論的には、複数ステーションのワイヤレス ローカル エリア ネットワーク (WLAN) 通信の場合は少なくとも 1 ギガビット/秒の帯域幅、または単一接続の送信帯域幅の場合は少なくとも 500 メガビット/秒 (500 Mbit/s) の帯域幅を提供できます。
802.11n から派生したエア インターフェイスの概念を採用し、拡張しています。これには、より広い RF 帯域幅 (最大 160 MHz)、より多くの MIMO 空間ストリーム (8 に増加)、MU-MIMO、高密度復調 (変調、最大 256QAM) が含まれます。 ）。これは、IEEE 802.11n の後継となる可能性があります。
IEEE 802.11ax
2017 年、Broadcom は 802.11ax ワイヤレス チップの発売を主導しました。従来の802.11adは主に60GHZの周波数帯を使用していたため、通信速度は向上しましたが、カバー範囲は限られており、802.11acを補助する機能的な技術となりました。IEEE の公式プロジェクトによると、802.11ac を継承する第 6 世代 Wi-Fi は 802.11ax であり、2018 年から対応共有デバイスが発売されています。
2.4GHzと5GHzの違い
第一世代の無線伝送規格 IEEE 802.11 は 1997 年に誕生したため、電子レンジや Bluetooth デバイスなどの多くの電子機器は一般に 2.4 GHz の無線周波数を使用しており、多かれ少なかれ 2.4 GHz Wi-Fi と干渉します。馬車や自転車、車が同時に走る道路と同じように、信号もある程度の影響を受け、当然車の走行速度にも影響が出ます。
5GHz WiFi はより高い周波数帯域を使用して、チャネルの混雑を軽減します。22 チャンネルを使用し、相互に干渉しません。2.4GHzの3チャンネルと比べて、電波の混雑が大幅に軽減されます。したがって、5GHzの伝送速度は2.4GHzよりも5GHz高速です。
第 5 世代 802.11ac プロトコルを使用する 5 GHz Wi-Fi 周波数帯域は、最高の 2.4 GHz 伝送速度と比較して、80 MHz の帯域幅で 433 Mbps の伝送速度、160 MHz の帯域幅で 866 Mbps の伝送速度に達します。 300Mbpsの速度が大幅に向上しました。
5GHz 障害物なし
ただし、5GHz Wi-Fi には欠点もあります。その欠点は、伝送距離と障害物を通過する能力にあります。
Wi-Fi は電磁波であるため、主な伝播方法は直線伝播です。障害物に遭遇すると、透過、反射、回折などの現象を引き起こします。このうち、浸透が主であり、信号のごく一部が発生します。反射と回折。電波の物理的特性としては、周波数が低くなるほど波長が長くなり、伝播時の損失が少なくなり、到達範囲が広くなり、障害物を回避しやすくなります。周波数が高くなるほど、適用範囲が狭くなり、作業が難しくなります。障害物を回避してください。
そのため、高周波かつ短波長の5G信号はカバーエリアが比較的狭く、障害物を通過する能力も2.4GHzほど良くありません。
伝送距離に関しては、2.4GHz Wi-Fi は屋内で最大 70 メートル、屋外で最大 250 メートルの通信範囲に達します。また、5GHz Wi-Fi は屋内で最大 35 メートルしか到達できません。
以下の図は、仮想設計者に対する 2.4 GHz と 5 GHz の周波数帯域間の Ekahau Site Survey のカバー範囲の比較を示しています。2 つのシミュレーションのうち最も濃い緑色は、150 Mbps の速度を表します。2.4 GHz シミュレーションの赤色は 1 Mbps の速度を示し、5 GHz の赤色は 6 Mbps の速度を示します。ご覧のとおり、2.4 GHz AP のカバレッジは確かに若干広いですが、5 GHz カバレッジの端での速度は高速です。
5 GHz と 2.4 GHz は異なる周波数であり、それぞれ Wi-Fi ネットワークにとって利点があります。これらの利点は、特に信号が必要とする範囲と障害物 (壁など) を考慮した場合のネットワークの配置方法によって異なります。カバーするのは多すぎますか？
より広いエリアをカバーする必要がある場合、または壁への侵入を高める必要がある場合は、2.4 GHz の方が適しています。ただし、これらの制限がなければ、5 GHz の方が高速なオプションです。これら 2 つの周波数帯域の長所と短所を組み合わせて 1 つにすると、ワイヤレス展開でデュアルバンド アクセス ポイントを使用することで、ワイヤレス帯域幅が 2 倍になり、干渉の影響が軽減され、オールラウンドに優れた Wi-Fi を楽しむことができます。 -Fiネットワーク。
投稿時間: 2021 年 6 月 9 日