În primul rând, trebuie să clarificăm faptul că tehnologia 5G nu este același lucru cu Wi-Fi-ul de 5 GHz despre care vom vorbi astăzi. „Comunicarea 5G” este de fapt abrevierea de la „rețele mobile de generația a 5-a” (5th Generation Mobile Networks), care se referă în principal la tehnologia de comunicații mobile celulare. Iar termenul 5G folosit aici se referă la frecvența de 5 GHz din standardul WiFi, adică la semnalul WiFi care utilizează banda de frecvență de 5 GHz pentru a transmite date.
Aproape toate dispozitivele Wi-Fi de pe piață acceptă acum 2,4 GHz, iar dispozitivele mai bune pot suporta ambele, și anume 2,4 GHz și 5 GHz. Astfel de routere de bandă largă se numesc routere wireless dual-band.
Să vorbim mai jos despre 2,4 GHz și 5 GHz în rețeaua Wi-Fi.
Dezvoltarea tehnologiei Wi-Fi are o istorie de 20 de ani, de la prima generație de 802.11b la 802.11g, 802.11a, 802.11n și până la actualul 802.11ax (WiFi6).
Standardul Wi-Fi
„WiFi wireless” este doar o abreviere. De fapt, este un subset al standardului de rețea locală wireless 802.11. De la înființarea sa în 1997, au fost dezvoltate peste 35 de versiuni de dimensiuni diferite. Printre acestea, 802.11a/b/g/n/ac au fost dezvoltate șase versiuni mai mature.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a este un standard revizuit al standardului original 802.11 și a fost aprobat în 1999. Standardul 802.11a utilizează același protocol de bază ca și standardul original. Frecvența de funcționare este de 5 GHz, se utilizează 52 de subpurtătoare de multiplexare cu diviziune ortogonală a frecvenței, iar rata maximă de transmisie a datelor brute este de 54 Mb/s, ceea ce atinge debitul mediu al rețelei actuale (cerințe de 20 Mb/s).
Datorită benzii de frecvență 2.4G din ce în ce mai aglomerate, utilizarea benzii de frecvență 5G reprezintă o îmbunătățire importantă a standardului 802.11a. Cu toate acestea, aceasta aduce și probleme. Distanța de transmisie nu este la fel de bună ca cea a standardului 802.11b/g; în teorie, semnalele 5G sunt mai ușor de blocat și absorbit de pereți, astfel încât acoperirea standardului 802.11a nu este la fel de bună ca cea a standardului 801.11b. Și standardul 802.11a poate fi interferat, dar deoarece nu există multe semnale interferente în apropiere, standardul 802.11a are de obicei un randament mai bun.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b este un standard pentru rețelele locale fără fir. Frecvența purtătoare este de 2,4 GHz, putând oferi viteze multiple de transmisie de 1, 2, 5,5 și 11 Mbit/s. Uneori este etichetat incorect ca Wi-Fi. De fapt, Wi-Fi este o marcă înregistrată a Wi-Fi Alliance. Această marcă garantată doar că bunurile care utilizează marca pot coopera între ele și nu are nicio legătură cu standardul în sine. În banda de frecvență ISM de 2,4 GHz, există un total de 11 canale cu o lățime de bandă de 22 MHz, care sunt 11 benzi de frecvență suprapuse. Succesorul standardului IEEE 802.11b este IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
IEEE 802.11g a fost adoptat în iulie 2003. Frecvența purtătoarei sale este de 2,4 GHz (aceeași cu 802.11b), cu un total de 14 benzi de frecvență, viteza originală de transmisie este de 54 Mbit/s, iar viteza netă de transmisie este de aproximativ 24,7 Mbit/s (aceeași cu 802.11a). Dispozitivele 802.11g sunt compatibile cu versiunile anterioare ale standardului 802.11b.
Ulterior, unii producători de routere wireless au dezvoltat noi standarde bazate pe standardul IEEE 802.11g ca răspuns la nevoile pieței și au crescut viteza teoretică de transmisie la 108 Mbit/s sau 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n este un standard dezvoltat pe baza standardului 802.11-2007 de către un nou grup de lucru format de IEEE în ianuarie 2004 și a fost aprobat oficial în septembrie 2009. Standardul adaugă suport pentru MIMO, permițând o lățime de bandă wireless de 40 MHz, iar viteza maximă teoretică de transmisie este de 600 Mbit/s. În același timp, prin utilizarea codului bloc spațio-temporal propus de Alamouti, standardul extinde gama de transmisie a datelor.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac este un standard de comunicații pentru rețele de calculatoare fără fir 802.11, aflat în curs de dezvoltare, care utilizează banda de frecvență de 6 GHz (cunoscută și sub numele de banda de frecvență de 5 GHz) pentru comunicațiile în rețeaua locală fără fir (WLAN). În teorie, poate oferi o lățime de bandă de cel puțin 1 Gigabit pe secundă pentru comunicațiile în rețeaua locală fără fir (WLAN) cu mai multe stații sau cel puțin 500 de megabiți pe secundă (500 Mbit/s) pentru o lățime de bandă de transmisie pentru o singură conexiune.
Adoptă și extinde conceptul de interfață radio derivat din 802.11n, incluzând: lățime de bandă RF mai mare (până la 160 MHz), mai multe fluxuri spațiale MIMO (crescute la 8), MU-MIMO și demodulare de înaltă densitate (modulație de până la 256QAM). Este un potențial succesor al standardului IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
În 2017, Broadcom a preluat inițiativa în lansarea cipului wireless 802.11ax. Deoarece standardul anterior 802.11ad funcționa în principal în banda de frecvență de 60 GHz, deși viteza de transmisie a fost crescută, acoperirea sa a fost limitată și a devenit o tehnologie funcțională care a ajutat 802.11ac. Conform proiectului oficial IEEE, Wi-Fi-ul de a șasea generație care moștenește 802.11ac este 802.11ax, iar un dispozitiv de partajare compatibil a fost lansat din 2018.
Diferența dintre 2,4 GHz și 5 GHz
Prima generație a standardului de transmisie wireless IEEE 802.11 a apărut în 1997, așa că multe dispozitive electronice utilizează în general frecvența wireless de 2,4 GHz, cum ar fi cuptoarele cu microunde, dispozitivele Bluetooth etc., acestea vor interfera mai mult sau mai puțin cu Wi-Fi-ul de 2,4 GHz, astfel încât semnalul este afectat într-o anumită măsură, la fel ca un drum cu trăsuri trase de cai, biciclete și mașini care circulă în același timp, iar viteza de rulare a mașinilor este afectată în mod natural.
WiFi-ul de 5 GHz folosește o bandă de frecvență mai mare pentru a reduce congestia semnalului. Folosește 22 de canale și nu interferează între ele. Comparativ cu cele 3 canale de 2,4 GHz, reduce semnificativ congestia semnalului. Astfel, rata de transmisie de 5 GHz este cu 5 GHz mai rapidă decât cea de 2,4 GHz.
Banda de frecvență Wi-Fi de 5 GHz care utilizează protocolul 802.11ac de a cincea generație poate atinge o viteză de transmisie de 433 Mbps sub o lățime de bandă de 80 MHz și o viteză de transmisie de 866 Mbps sub o lățime de bandă de 160 MHz, comparativ cu rata de transmisie de 2,4 GHz a celei mai mari rate de 300 Mbps. A fost mult îmbunătățită.
5GHz fără obstacole
Totuși, Wi-Fi-ul de 5 GHz are și deficiențe. Deficiențele sale constau în distanța de transmisie și capacitatea de a traversa obstacole.
Deoarece Wi-Fi este o undă electromagnetică, principala sa metodă de propagare este propagarea în linie dreaptă. Atunci când întâlnește obstacole, produce penetrare, reflexie, difracție și alte fenomene. Printre acestea, penetrarea este principala, având loc o mică parte a semnalului. Reflexie și difracție. Caracteristicile fizice ale undelor radio sunt următoarele: cu cât frecvența este mai mică, cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât pierderile în timpul propagării sunt mai mici, cu atât acoperirea este mai largă și cu atât este mai ușor să ocolești obstacolele; cu cât frecvența este mai mare, cu atât acoperirea este mai mică și cu atât este mai dificil să ocolești obstacolele.
Prin urmare, semnalul 5G cu frecvență înaltă și lungime de undă scurtă are o arie de acoperire relativ mică, iar capacitatea de a trece prin obstacole nu este la fel de bună ca cea de 2,4 GHz.
În ceea ce privește distanța de transmisie, Wi-Fi-ul de 2,4 GHz poate atinge o acoperire maximă de 70 de metri în interior și o acoperire maximă de 250 de metri în exterior. Iar Wi-Fi-ul de 5 GHz poate atinge o acoperire maximă de doar 35 de metri în interior.
Figura de mai jos prezintă o comparație a acoperirii Ekahau Site Survey între benzile de frecvență de 2,4 GHz și 5 GHz pentru proiectantul virtual. Verdele cel mai închis dintre cele două simulări reprezintă o viteză de 150 Mbps. Roșul din simularea de 2,4 GHz indică o viteză de 1 Mbps, iar roșul din simularea de 5 GHz indică o viteză de 6 Mbps. După cum puteți vedea, acoperirea punctelor de acces de 2,4 GHz este într-adevăr puțin mai mare, dar vitezele la marginile acoperirii de 5 GHz sunt mai rapide.
5 GHz și 2,4 GHz sunt frecvențe diferite, fiecare având avantaje pentru rețelele Wi-Fi, iar aceste avantaje pot depinde de modul în care aranjați rețeaua - în special atunci când luați în considerare raza de acțiune și obstacolele (pereți etc.) pe care semnalul ar putea trebui să le acopere. Este prea mult?
Dacă trebuie să acoperiți o suprafață mai mare sau să aveți o penetrare mai mare în pereți, 2,4 GHz va fi o opțiune mai bună. Cu toate acestea, fără aceste limitări, 5 GHz este o opțiune mai rapidă. Atunci când combinăm avantajele și dezavantajele acestor două benzi de frecvență și le unim într-una singură, utilizând puncte de acces dual-band în implementarea wireless, putem dubla lățimea de bandă wireless, reduce impactul interferențelor și ne putem bucura de o rețea Wi-Fi mai bună.
Data publicării: 09 iunie 2021