V prvom rade si musíme ujasniť, že 5G komunikácia nie je to isté ako 5 GHz Wi-Fi, o ktorom budeme dnes hovoriť. 5G komunikácia je vlastne skratka pre mobilné siete 5. generácie, čo sa týka hlavne mobilnej komunikačnej technológie. A naše 5G sa tu vzťahuje na 5 GHz v štandarde WiFi, čo znamená WiFi signál, ktorý využíva frekvenčné pásmo 5 GHz na prenos dát.
Takmer všetky Wi-Fi zariadenia na trhu teraz podporujú 2,4 GHz a lepšie zariadenia dokážu podporovať obe, teda 2,4 GHz aj 5 GHz. Takéto širokopásmové smerovače sa nazývajú dvojpásmové bezdrôtové smerovače.
Nižšie si povieme o frekvenciách 2,4 GHz a 5 GHz v sieti Wi-Fi.
Vývoj technológie Wi-Fi má 20-ročnú históriu, od prvej generácie 802.11b cez 802.11g, 802.11a, 802.11n až po súčasný 802.11ax (WiFi6).
Štandard Wi-Fi
Bezdrôtové WiFi je len skratka. V skutočnosti je podmnožinou štandardu bezdrôtovej lokálnej siete 802.11. Od jeho vzniku v roku 1997 bolo vyvinutých viac ako 35 verzií rôznych veľkostí. Medzi nimi bolo vyvinutých šesť vyspelejších verzií štandardu 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a je revidovaný štandard pôvodného štandardu 802.11 a bol schválený v roku 1999. Štandard 802.11a používa rovnaký základný protokol ako pôvodný štandard. Prevádzková frekvencia je 5 GHz, používa sa 52 ortogonálnych frekvenčne delených multiplexných subnosných a maximálna prenosová rýchlosť surových dát je 54 Mb/s, čo dosahuje strednú priepustnosť skutočnej siete (20 Mb/s).
Vzhľadom na čoraz viac preplnené frekvenčné pásmo 2,4 G je použitie frekvenčného pásma 5 G dôležitým vylepšením štandardu 802.11a. Prináša však aj problémy. Prenosová vzdialenosť nie je taká dobrá ako pri 802.11b/g; teoreticky sú signály 5 G ľahšie blokované a absorbované stenami, takže pokrytie štandardu 802.11a nie je také dobré ako pri 801.11b. Sieť 802.11a môže byť tiež rušená, ale pretože v blízkosti nie je veľa rušivých signálov, má 802.11a zvyčajne lepšiu priepustnosť.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b je štandard pre bezdrôtové lokálne siete. Nosná frekvencia je 2,4 GHz, čo umožňuje dosahovať viacero prenosových rýchlostí 1, 2, 5,5 a 11 Mbit/s. Niekedy sa nesprávne označuje ako Wi-Fi. V skutočnosti je Wi-Fi ochranná známka spoločnosti Wi-Fi Alliance. Táto ochranná známka iba zaručuje, že tovary používajúce túto ochrannú známku môžu navzájom spolupracovať a nemá nič spoločné so samotným štandardom. Vo frekvenčnom pásme ISM 2,4 GHz je celkovo 11 kanálov so šírkou pásma 22 MHz, čo je 11 prekrývajúcich sa frekvenčných pásiem. Nástupcom IEEE 802.11b je IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
Norma IEEE 802.11g bola schválená v júli 2003. Nosná frekvencia je 2,4 GHz (rovnako ako 802.11b), celkovo 14 frekvenčných pásiem, pôvodná prenosová rýchlosť je 54 Mbit/s a čistá prenosová rýchlosť je približne 24,7 Mbit/s (rovnako ako 802.11a). Zariadenia 802.11g sú spätne kompatibilné s 802.11b.
Neskôr niektorí výrobcovia bezdrôtových smerovačov vyvinuli nové štandardy založené na štandarde IEEE 802.11g v reakcii na potreby trhu a zvýšili teoretickú prenosovú rýchlosť na 108 Mbit/s alebo 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n je štandard vyvinutý na základe štandardu 802.11-2007 novou pracovnou skupinou vytvorenou organizáciou IEEE v januári 2004 a formálne schválený v septembri 2009. Štandard pridáva podporu pre MIMO, čo umožňuje bezdrôtovú šírku pásma 40 MHz a teoretická maximálna prenosová rýchlosť je 600 Mbit/s. Zároveň štandard rozširuje rozsah prenosu dát použitím časopriestorového blokového kódu navrhnutého Alamoutim.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac je vyvíjajúci sa štandard bezdrôtovej počítačovej siete 802.11, ktorý využíva frekvenčné pásmo 6 GHz (tiež známe ako frekvenčné pásmo 5 GHz) na komunikáciu v bezdrôtovej lokálnej sieti (WLAN). Teoreticky dokáže poskytnúť šírku pásma aspoň 1 gigabit za sekundu pre komunikáciu v bezdrôtovej lokálnej sieti (WLAN) medzi viacerými stanicami alebo aspoň 500 megabitov za sekundu (500 Mbit/s) pre prenosovú šírku pásma pre jedno pripojenie.
Prijíma a rozširuje koncept vzdušného rozhrania odvodený od štandardu 802.11n, vrátane: širšej šírky pásma rádiových frekvencií (až 160 MHz), väčšieho počtu priestorových streamov MIMO (zvýšených na 8), MU-MIMO a demodulácie s vysokou hustotou (modulácia až do 256QAM). Je potenciálnym nástupcom štandardu IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
V roku 2017 sa spoločnosť Broadcom ujala vedenia pri uvedení bezdrôtového čipu 802.11ax. Keďže predchádzajúci 802.11ad fungoval prevažne vo frekvenčnom pásme 60 GHz, hoci sa zvýšila prenosová rýchlosť, jeho pokrytie bolo obmedzené a stal sa funkčnou technológiou, ktorá pomáhala 802.11ac. Podľa oficiálneho projektu IEEE je Wi-Fi šiestej generácie, ktorá zdedila 802.11ac, 802.11ax a podporné zariadenie na zdieľanie bolo uvedené na trh od roku 2018.
Rozdiel medzi 2,4 GHz a 5 GHz
Prvá generácia štandardu bezdrôtového prenosu IEEE 802.11 sa zrodila v roku 1997, takže mnoho elektronických zariadení, ako napríklad mikrovlnné rúry, zariadenia Bluetooth atď., vo všeobecnosti používa bezdrôtovú frekvenciu 2,4 GHz, a preto viac či menej rušia 2,4 GHz Wi-Fi, takže signál je do určitej miery ovplyvnený, rovnako ako cesta s konskými povozmi, bicyklami a autami jazdiacimi súčasne, a rýchlosť jazdy áut je prirodzene ovplyvnená.
5GHz WiFi využíva vyššie frekvenčné pásmo, aby sa znížilo preťaženie kanálov. Používa 22 kanálov a navzájom sa nerušia. V porovnaní s 3 kanálmi 2,4GHz výrazne znižuje preťaženie signálu. Prenosová rýchlosť 5GHz je teda o 5GHz rýchlejšia ako 2,4GHz.
Frekvenčné pásmo Wi-Fi 5 GHz využívajúce protokol 802.11ac piatej generácie dokáže dosiahnuť prenosovú rýchlosť 433 Mb/s pri šírke pásma 80 MHz a prenosovú rýchlosť 866 Mb/s pri šírke pásma 160 MHz, v porovnaní s najvyššou prenosovou rýchlosťou 300 Mb/s pri pásme 2,4 GHz sa výrazne zlepšilo.
5 GHz bez prekážok
5GHz Wi-Fi má však aj nedostatky. Jeho nedostatky spočívajú v prenosovej vzdialenosti a schopnosti prekonávať prekážky.
Pretože Wi-Fi je elektromagnetická vlna, jej hlavnou metódou šírenia je priamočiare šírenie. Keď narazí na prekážky, spôsobuje penetráciu, odraz, difrakciu a ďalšie javy. Medzi nimi je penetrácia hlavným javom a dochádza k malej časti signálu. Odraz a difrakcia. Fyzikálne vlastnosti rádiových vĺn sú také, že čím nižšia je frekvencia, tým dlhšia je vlnová dĺžka, tým menšie sú straty počas šírenia, tým širšie je pokrytie a tým ľahšie je obísť prekážky; čím vyššia je frekvencia, tým menšie je pokrytie a tým ťažšie je to obísť. Obchádzajte prekážky.
Preto má signál 5G s vysokou frekvenciou a krátkou vlnovou dĺžkou relatívne malú oblasť pokrytia a schopnosť prekonať prekážky nie je taká dobrá ako 2,4 GHz.
Pokiaľ ide o prenosovú vzdialenosť, Wi-Fi s frekvenciou 2,4 GHz dokáže dosiahnuť maximálne pokrytie 70 metrov v interiéri a maximálne pokrytie 250 metrov vonku. A Wi-Fi s frekvenciou 5 GHz dokáže dosiahnuť maximálne pokrytie iba 35 metrov v interiéri.
Obrázok nižšie zobrazuje porovnanie pokrytia Ekahau Site Survey medzi frekvenčnými pásmami 2,4 GHz a 5 GHz pre virtuálneho dizajnéra. Najtmavšia zelená z dvoch simulácií predstavuje rýchlosť 150 Mbps. Červená v simulácii 2,4 GHz označuje rýchlosť 1 Mbps a červená v 5 GHz označuje rýchlosť 6 Mbps. Ako vidíte, pokrytie prístupových bodov 2,4 GHz je skutočne o niečo väčšie, ale rýchlosti na okrajoch pokrytia 5 GHz sú rýchlejšie.
5 GHz a 2,4 GHz sú rôzne frekvencie, z ktorých každá má výhody pre siete Wi-Fi a tieto výhody môžu závisieť od toho, ako si sieť usporiadate – najmä ak vezmeme do úvahy dosah a prekážky (steny atď.), ktoré signál musí pokryť. Je to priveľa?
Ak potrebujete pokryť väčšiu plochu alebo mať lepší dosah v stenách, 2,4 GHz bude lepšia. Bez týchto obmedzení je však 5 GHz rýchlejšou možnosťou. Keď skombinujeme výhody a nevýhody týchto dvoch frekvenčných pásiem a spojíme ich do jedného, pomocou dvojpásmových prístupových bodov v bezdrôtovom nasadení môžeme zdvojnásobiť šírku pásma bezdrôtového pripojenia, znížiť vplyv rušenia a vychutnať si lepšiu Wi-Fi sieť v celom rozsahu.
Čas uverejnenia: 9. júna 2021