Najprej moramo pojasniti, da komunikacija 5G ni enaka omrežju 5 GHz Wi-Fi, o katerem bomo govorili danes. Komunikacija 5G je pravzaprav okrajšava za mobilna omrežja 5. generacije, ki se nanaša predvsem na tehnologijo celične mobilne komunikacije. In naš 5G se tukaj nanaša na 5 GHz v standardu WiFi, ki se nanaša na signal WiFi, ki za prenos podatkov uporablja frekvenčni pas 5 GHz.
Skoraj vse naprave Wi-Fi na trgu zdaj podpirajo 2,4 GHz, boljše naprave pa lahko podpirajo oba, in sicer 2,4 GHz in 5 GHz. Takšni širokopasovni usmerjevalniki se imenujejo dvopasovni brezžični usmerjevalniki.
Spodaj si poglejmo 2,4 GHz in 5 GHz v omrežju Wi-Fi.
Razvoj tehnologije Wi-Fi ima 20-letno zgodovino, od prve generacije 802.11b do 802.11g, 802.11a, 802.11n in vse do trenutnega 802.11ax (WiFi6).
Standard Wi-Fi
Brezžični WiFi je le okrajšava. Pravzaprav je podmnožica standarda brezžičnega lokalnega omrežja 802.11. Od njegovega nastanka leta 1997 je bilo razvitih več kot 35 različic različnih velikosti. Med njimi je bilo razvitih šest zrelejših različic 802.11a/b/g/n/ac.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a je revidiran standard prvotnega standarda 802.11 in je bil odobren leta 1999. Standard 802.11a uporablja isti osnovni protokol kot prvotni standard. Delovna frekvenca je 5 GHz, uporablja se 52 podnosilcev z ortogonalno frekvenčno delitvijo multipleksiranja, največja hitrost prenosa surovih podatkov pa je 54 Mb/s, kar dosega srednjo prepustnost dejanskega omrežja (20 Mb/s).
Zaradi vse bolj zasedenega frekvenčnega pasu 2,4 G je uporaba frekvenčnega pasu 5 G pomembna izboljšava standarda 802.11a. Vendar pa prinaša tudi težave. Prenosna razdalja ni tako dobra kot pri standardu 802.11b/g; teoretično je signale 5 G lažje blokirati in absorbirati s stenami, zato pokritost standarda 802.11a ni tako dobra kot pri standardu 801.11b. Tudi signal 802.11a je lahko moten, vendar ima 802.11a običajno boljšo prepustnost, ker v bližini ni veliko motečih signalov.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b je standard za brezžična lokalna omrežja. Nosilna frekvenca je 2,4 GHz, kar omogoča več hitrosti prenosa 1, 2, 5,5 in 11 Mbit/s. Včasih je napačno označen kot Wi-Fi. Pravzaprav je Wi-Fi blagovna znamka združenja Wi-Fi Alliance. Ta blagovna znamka le zagotavlja, da lahko izdelki, ki uporabljajo to blagovno znamko, medsebojno sodelujejo in nima nobene zveze s samim standardom. V frekvenčnem pasu 2,4 GHz ISM je skupno 11 kanalov s pasovno širino 22 MHz, kar je 11 prekrivajočih se frekvenčnih pasov. Naslednik IEEE 802.11b je IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
Standard IEEE 802.11g je bil sprejet julija 2003. Njegova nosilna frekvenca je 2,4 GHz (enako kot 802.11b), skupno 14 frekvenčnih pasov, prvotna hitrost prenosa je 54 Mbit/s, neto hitrost prenosa pa približno 24,7 Mbit/s (enako kot 802.11a). Naprave 802.11g so združljive s standardom 802.11b navzdol.
Kasneje so nekateri proizvajalci brezžičnih usmerjevalnikov kot odgovor na potrebe trga razvili nove standarde, ki temeljijo na standardu IEEE 802.11g, in povečali teoretično hitrost prenosa na 108 Mbit/s ali 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n je standard, ki ga je na podlagi standarda 802.11-2007 razvila nova delovna skupina, ki jo je ustanovil IEEE januarja 2004, uradno pa je bil odobren septembra 2009. Standard dodaja podporo za MIMO, kar omogoča brezžično pasovno širino 40 MHz, teoretična največja hitrost prenosa pa je 600 Mbit/s. Hkrati standard z uporabo prostorsko-časovne blokovne kode, ki jo je predlagal Alamouti, širi obseg prenosa podatkov.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac je razvijajoči se standard za brezžično računalniško omrežje 802.11, ki za komunikacijo v brezžičnem lokalnem omrežju (WLAN) uporablja frekvenčni pas 6 GHz (znan tudi kot frekvenčni pas 5 GHz). Teoretično lahko zagotovi pasovno širino vsaj 1 gigabit na sekundo za komunikacijo v brezžičnem lokalnem omrežju (WLAN) z več postajami ali vsaj 500 megabitov na sekundo (500 Mbit/s) za pasovno širino prenosa ene same povezave.
Sprejema in razširja koncept zračnega vmesnika, ki izhaja iz 802.11n, vključno z: širšo RF pasovno širino (do 160 MHz), več prostorskimi tokovi MIMO (povečanimi na 8), MU-MIMO in demodulacijo visoke gostote (modulacija do 256QAM). Je potencialni naslednik IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
Leta 2017 je Broadcom prevzel vodilno vlogo pri lansiranju brezžičnega čipa 802.11ax. Ker je bil prejšnji 802.11ad večinoma v frekvenčnem pasu 60 GHz, je bila kljub povečani hitrosti prenosa njegova pokritost omejena in je postal funkcionalna tehnologija, ki je pomagala 802.11ac. Po uradnem projektu IEEE je šesta generacija Wi-Fi, ki podeduje 802.11ac, 802.11ax, podporna naprava za skupno rabo pa je bila predstavljena od leta 2018.
Razlika med 2,4 GHz in 5 GHz
Prva generacija standarda za brezžični prenos IEEE 802.11 se je rodila leta 1997, zato številne elektronske naprave običajno uporabljajo brezžično frekvenco 2,4 GHz, kot so mikrovalovne pečice, naprave Bluetooth itd., bolj ali manj motijo 2,4 GHz Wi-Fi, zato je signal do neke mere prizadet, tako kot cesta s konjskimi vpregami, kolesi in avtomobili, ki vozijo hkrati, in seveda vpliva na hitrost vožnje avtomobilov.
5GHz WiFi uporablja višji frekvenčni pas za manjšo preobremenjenost kanalov. Uporablja 22 kanalov in se med seboj ne motijo. V primerjavi s 3 kanali 2,4GHz znatno zmanjša preobremenjenost signala. Tako je hitrost prenosa pri 5GHz za 5GHz hitrejša od 2,4GHz.
Frekvenčni pas 5 GHz Wi-Fi, ki uporablja protokol pete generacije 802.11ac, lahko doseže hitrost prenosa 433 Mbps pri pasovni širini 80 MHz in hitrost prenosa 866 Mbps pri pasovni širini 160 MHz, v primerjavi z najvišjo hitrostjo prenosa 2,4 GHz, ki znaša 300 Mbps, se je močno izboljšal.
5 GHz neovirano
Vendar ima 5GHz Wi-Fi tudi pomanjkljivosti. Njegove pomanjkljivosti so v razdalji prenosa in zmožnosti premagovanja ovir.
Ker je Wi-Fi elektromagnetno valovanje, se predvsem širi po ravni črti. Ko naleti na ovire, povzroča penetracijo, odboj, uklon in druge pojave. Med njimi je penetracija glavni pojav, pri čemer se pojavi le majhen del signala. Odboj in uklon. Fizikalne značilnosti radijskih valov so, da nižja kot je frekvenca, daljša kot je valovna dolžina, manjše so izgube med širjenjem, širši je doseg in lažje je obiti ovire; višja kot je frekvenca, manjši je doseg in težje je obiti ovire. Obiti ovire.
Zato ima 5G signal z visoko frekvenco in kratko valovno dolžino relativno majhno območje pokritosti, sposobnost prehajanja skozi ovire pa ni tako dobra kot pri 2,4 GHz.
Kar zadeva razdaljo prenosa, lahko 2,4 GHz Wi-Fi doseže največjo pokritost 70 metrov v zaprtih prostorih in največjo pokritost 250 metrov na prostem. 5 GHz Wi-Fi pa lahko doseže največjo pokritost le 35 metrov v zaprtih prostorih.
Spodnja slika prikazuje primerjavo pokritosti Ekahau Site Survey med frekvenčnima pasovoma 2,4 GHz in 5 GHz za virtualni oblikovalec. Najtemnejša zelena barva v obeh simulacijah predstavlja hitrost 150 Mbps. Rdeča v simulaciji 2,4 GHz označuje hitrost 1 Mbps, rdeča v simulaciji 5 GHz pa hitrost 6 Mbps. Kot lahko vidite, je pokritost dostopnih točk 2,4 GHz res nekoliko večja, vendar so hitrosti na robovih pokritosti 5 GHz večje.
5 GHz in 2,4 GHz sta različni frekvenci, od katerih ima vsaka prednosti za omrežja Wi-Fi, te prednosti pa so lahko odvisne od tega, kako uredite omrežje – še posebej, če upoštevate doseg in ovire (stene itd.), ki jih mora signal pokrivati. Je to preveč?
Če morate pokriti večje območje ali imeti večjo penetracijo v stene, bo 2,4 GHz boljša izbira. Vendar pa je brez teh omejitev 5 GHz hitrejša možnost. Ko združimo prednosti in slabosti teh dveh frekvenčnih pasov v enega, lahko z uporabo dvopasovnih dostopnih točk v brezžični uvedbi podvojimo brezžično pasovno širino, zmanjšamo vpliv motenj in uživamo v boljšem omrežju Wi-Fi v vseh pogledih.
Čas objave: 9. junij 2021