Først av alt må vi gjøre det klart at 5G-kommunikasjon ikke er det samme som 5 GHz Wi-Fi-en vi skal snakke om i dag. 5G-kommunikasjon er faktisk forkortelsen for 5. generasjons mobilnettverk, som hovedsakelig refererer til mobilkommunikasjonsteknologi. Og vår 5G her refererer til 5 GHz i WiFi-standarden, som refererer til WiFi-signalet som bruker 5 GHz-frekvensbåndet til å overføre data.
Nesten alle Wi-Fi-enheter på markedet støtter nå 2,4 GHz, og bedre enheter kan støtte begge deler, nemlig 2,4 GHz og 5 GHz. Slike bredbåndsrutere kalles trådløse dual-band-rutere.
La oss snakke om 2,4 GHz og 5 GHz i Wi-Fi-nettverket nedenfor.
Utviklingen av Wi-Fi-teknologi har en historie på 20 år, fra den første generasjonen av 802.11b til 802.11g, 802.11a, 802.11n, og til dagens 802.11ax (WiFi6).
Wi-Fi-standard
Trådløst WiFi er bare en forkortelse. De er faktisk en delmengde av 802.11-standarden for trådløst lokalnettverk. Siden den ble opprettet i 1997 har det blitt utviklet mer enn 35 versjoner i forskjellige størrelser. Blant dem har det blitt utviklet seks mer modne versjoner av 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a er en revidert standard av den opprinnelige 802.11-standarden og ble godkjent i 1999. 802.11a-standarden bruker samme kjerneprotokoll som den opprinnelige standarden. Driftsfrekvensen er 5 GHz, 52 ortogonale frekvensdelingsmultipleksingsunderbærere brukes, og den maksimale overføringshastigheten for rådata er 54 Mb/s, noe som oppnår den faktiske nettverkskravene for medium gjennomstrømning (20 Mb/s).
På grunn av det stadig mer overfylte 2,4G-frekvensbåndet er bruken av 5G-frekvensbåndet en viktig forbedring av 802.11a. Det medfører imidlertid også problemer. Overføringsavstanden er ikke like god som 802.11b/g; i teorien er 5G-signaler lettere å blokkere og absorbere av vegger, så dekningen til 802.11a er ikke like god som 801.11b. 802.11a kan også bli forstyrret, men fordi det ikke er mange interferenssignaler i nærheten, har 802.11a vanligvis bedre gjennomstrømning.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b er en standard for trådløse lokalnettverk. Bærefrekvensen er 2,4 GHz, som kan gi flere overføringshastigheter på 1, 2, 5,5 og 11 Mbit/s. Den blir noen ganger feilaktig merket som Wi-Fi. Faktisk er Wi-Fi et varemerke for Wi-Fi Alliance. Dette varemerket garanterer bare at varer som bruker varemerket kan samarbeide med hverandre, og har ingenting med selve standarden å gjøre. I 2,4 GHz ISM-frekvensbåndet er det totalt 11 kanaler med en båndbredde på 22 MHz, som er 11 overlappende frekvensbånd. Etterfølgeren til IEEE 802.11b er IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
IEEE 802.11g ble vedtatt i juli 2003. Bærefrekvensen er 2,4 GHz (samme som 802.11b), totalt 14 frekvensbånd, den opprinnelige overføringshastigheten er 54 Mbit/s, og netto overføringshastigheten er omtrent 24,7 Mbit/s (samme som 802.11a). 802.11g-enheter er nedoverkompatible med 802.11b.
Senere utviklet noen produsenter av trådløse rutere nye standarder basert på IEEE 802.11g-standarden som svar på markedets behov, og økte den teoretiske overføringshastigheten til 108 Mbit/s eller 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n er en standard utviklet på grunnlag av 802.11-2007 av en ny arbeidsgruppe dannet av IEEE i januar 2004 og ble formelt godkjent i september 2009. Standarden legger til støtte for MIMO, som tillater en trådløs båndbredde på 40 MHz, og den teoretiske maksimale overføringshastigheten er 600 Mbit/s. Samtidig utvider standarden rekkevidden for dataoverføring ved å bruke romtidsblokkkoden foreslått av Alamouti.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac er en 802.11 trådløs datanettverkskommunikasjonsstandard under utvikling, som bruker 6 GHz-frekvensbåndet (også kjent som 5 GHz-frekvensbåndet) for trådløs lokalnettverkskommunikasjon (WLAN). I teorien kan den gi minst 1 Gigabit per sekund båndbredde for trådløs lokalnettverkskommunikasjon (WLAN) på tvers av flere stasjoner, eller minst 500 megabit per sekund (500 Mbit/s) for en enkelt tilkoblings overføringsbåndbredde.
Den tar i bruk og utvider luftgrensesnittkonseptet som er avledet fra 802.11n, inkludert: bredere RF-båndbredde (opptil 160 MHz), flere romlige MIMO-strømmer (økt til 8), MU-MIMO og demodulering med høy tetthet (modulasjon, opptil 256 QAM). Det er en potensiell etterfølger til IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
I 2017 tok Broadcom ledelsen i lanseringen av den trådløse brikken 802.11ax. Fordi den forrige 802.11ad hovedsakelig var i 60 GHz-frekvensbåndet, var dekningen begrenset selv om overføringshastigheten ble økt, og den ble en funksjonell teknologi som assisterte 802.11ac. I følge det offisielle IEEE-prosjektet er den sjette generasjons Wi-Fi som arver 802.11ac 802.11ax, og en støttende delingsenhet har blitt lansert siden 2018.
Forskjellen mellom 2,4 GHz og 5 GHz
Den første generasjonen av trådløs overføringsstandard IEEE 802.11 ble født i 1997. Mange elektroniske enheter bruker vanligvis 2,4 GHz trådløs frekvens, som mikrobølgeovner, Bluetooth-enheter osv., og vil i større eller mindre grad forstyrre 2,4 GHz Wi-Fi. Signalet påvirkes derfor til en viss grad, akkurat som en vei med hestevogner, sykler og biler som kjører samtidig, og bilenes kjørehastighet påvirkes naturligvis.
5 GHz WiFi bruker et høyere frekvensbånd for å redusere kanalbelastning. Den bruker 22 kanaler og forstyrrer ikke hverandre. Sammenlignet med de tre kanalene på 2,4 GHz reduserer den signalbelastningen betydelig. Dermed er overføringshastigheten på 5 GHz 5 GHz raskere enn på 2,4 GHz.
5 GHz Wi-Fi-frekvensbåndet som bruker femte generasjons 802.11ac-protokoll kan nå en overføringshastighet på 433 Mbps under en båndbredde på 80 MHz, og en overføringshastighet på 866 Mbps under en båndbredde på 160 MHz, sammenlignet med 2,4 GHz-overføringshastigheten med den høyeste hastigheten på 300 Mbps. Dette har blitt kraftig forbedret.
5 GHz uhindret
5 GHz Wi-Fi har imidlertid også mangler. Manglene ligger i overføringsavstanden og evnen til å forsere hindringer.
Fordi Wi-Fi er en elektromagnetisk bølge, er dens viktigste forplantningsmetoder rettlinjet forplantning. Når den møter hindringer, vil den produsere penetrasjon, refleksjon, diffraksjon og andre fenomener. Blant disse er penetrasjon det viktigste, og en liten del av signalet vil oppstå. Refleksjon og diffraksjon. De fysiske egenskapene til radiobølger er at jo lavere frekvens, jo lengre bølgelengde, desto mindre tap under forplantning, desto bredere dekning, og desto lettere er det å omgå hindringer; jo høyere frekvens, desto mindre dekning og desto vanskeligere er det å gå rundt hindringer.
Derfor har 5G-signalet med høy frekvens og kort bølgelengde et relativt lite dekningsområde, og evnen til å passere gjennom hindringer er ikke like god som 2,4 GHz.
Når det gjelder overføringsavstand, kan 2,4 GHz Wi-Fi nå en maksimal dekning på 70 meter innendørs og en maksimal dekning på 250 meter utendørs. Og 5 GHz Wi-Fi kan bare nå en maksimal dekning på 35 meter innendørs.
Figuren nedenfor viser en sammenligning av Ekahau Site Surveys dekning mellom 2,4 GHz- og 5 GHz-frekvensbåndene for den virtuelle designeren. Den mørkeste grønne av de to simuleringene representerer en hastighet på 150 Mbps. Den røde fargen i 2,4 GHz-simuleringen indikerer en hastighet på 1 Mbps, og den røde fargen i 5 GHz indikerer en hastighet på 6 Mbps. Som du kan se, er dekningen til 2,4 GHz-aksesspunkter riktignok litt større, men hastighetene i kantene av 5 GHz-dekningen er raskere.
5 GHz og 2,4 GHz er forskjellige frekvenser, som hver har fordeler for Wi-Fi-nettverk, og disse fordelene kan avhenge av hvordan du arrangerer nettverket – spesielt når du vurderer rekkevidden og hindringer (vegger osv.) som signalet må dekke. Er det for mye?
Hvis du trenger å dekke et større område eller ha høyere penetrasjon inn i vegger, vil 2,4 GHz være bedre. Uten disse begrensningene er imidlertid 5 GHz et raskere alternativ. Når vi kombinerer fordelene og ulempene med disse to frekvensbåndene og kombinerer dem til ett, ved å bruke tobånds tilgangspunkter i trådløs utplassering, kan vi doble den trådløse båndbredden, redusere effekten av interferens og nyte et bedre Wi-Fi-nettverk generelt.
Publisert: 09.06.2021