ก่อนอื่น เราต้องชี้แจงให้ชัดเจนว่า การสื่อสาร 5G ไม่เหมือนกับ Wi-Fi 5GHz ที่เราจะพูดถึงในวันนี้ การสื่อสาร 5G เป็นคำย่อของเครือข่ายมือถือรุ่นที่ 5 ซึ่งส่วนใหญ่หมายถึงเทคโนโลยีการสื่อสารเคลื่อนที่แบบเซลลูลาร์ และ 5G ในที่นี้หมายถึง 5GHz ในมาตรฐาน Wi-Fi ซึ่งหมายถึงสัญญาณ Wi-Fi ที่ใช้ย่านความถี่ 5GHz ในการส่งข้อมูล
อุปกรณ์ Wi-Fi เกือบทั้งหมดในท้องตลาดปัจจุบันรองรับคลื่นความถี่ 2.4 GHz และอุปกรณ์ที่ดีกว่านั้นสามารถรองรับได้ทั้ง 2.4 GHz และ 5 GHz เราเตอร์บรอดแบนด์แบบนี้เรียกว่าเราเตอร์ไร้สายแบบดูอัลแบนด์
เรามาพูดถึงคลื่นความถี่ 2.4GHz และ 5GHz ในเครือข่าย Wi-Fi ด้านล่างนี้กัน
การพัฒนาเทคโนโลยี Wi-Fi มีประวัติยาวนานถึง 20 ปี ตั้งแต่รุ่นแรก 802.11b ไปจนถึง 802.11g, 802.11a, 802.11n และจนถึงปัจจุบันคือ 802.11ax (WiFi6)
มาตรฐาน Wi-Fi
WiFi เป็นเพียงคำย่อเท่านั้น จริงๆ แล้วมันเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานเครือข่ายไร้สายเฉพาะพื้นที่ 802.11 นับตั้งแต่เริ่มใช้ในปี 1997 มีการพัฒนาเวอร์ชันต่างๆ มากกว่า 35 เวอร์ชัน โดยในจำนวนนั้น 802.11a/b/g/n/ac เป็นเวอร์ชันที่พัฒนามาอย่างสมบูรณ์แล้วถึง 6 เวอร์ชัน
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a เป็นมาตรฐานที่ปรับปรุงใหม่จากมาตรฐาน 802.11 เดิม และได้รับการอนุมัติในปี 1999 มาตรฐาน 802.11a ใช้โปรโตคอลหลักเดียวกันกับมาตรฐานเดิม ความถี่ในการทำงานคือ 5GHz ใช้ซับแครี่แบบมัลติเพล็กซ์ความถี่เชิงตั้งฉาก 52 ตัว และอัตราการส่งข้อมูลดิบสูงสุดคือ 54Mb/s ซึ่งตรงตามข้อกำหนดปริมาณงานระดับปานกลางของเครือข่ายจริง (20Mb/s)
เนื่องจากย่านความถี่ 2.4G มีความหนาแน่นมากขึ้น การใช้ย่านความถี่ 5G จึงเป็นการพัฒนาที่สำคัญของ 802.11a อย่างไรก็ตาม ก็มีปัญหาเช่นกัน ระยะการส่งสัญญาณไม่ดีเท่า 802.11b/g และในทางทฤษฎี สัญญาณ 5G มีโอกาสถูกกำแพงกั้นและดูดซับได้ง่ายกว่า ดังนั้นการครอบคลุมของ 802.11a จึงไม่ดีเท่า 801.11b นอกจากนี้ 802.11a ยังอาจถูกรบกวนได้ แต่เนื่องจากมีสัญญาณรบกวนในบริเวณใกล้เคียงไม่มากนัก 802.11a จึงมักมีประสิทธิภาพในการรับส่งข้อมูลที่ดีกว่า
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b เป็นมาตรฐานสำหรับเครือข่ายไร้สายในพื้นที่จำกัด (LAN) ความถี่พาหะคือ 2.4 GHz ซึ่งสามารถให้ความเร็วในการส่งข้อมูลได้หลายระดับ คือ 1, 2, 5.5 และ 11 Mbit/s บางครั้งมีการเรียกชื่อผิดว่าเป็น Wi-Fi ที่จริงแล้ว Wi-Fi เป็นเครื่องหมายการค้าของ Wi-Fi Alliance เครื่องหมายการค้านี้เป็นเพียงการรับประกันว่าสินค้าที่ใช้เครื่องหมายการค้านี้สามารถใช้งานร่วมกันได้ และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับมาตรฐานแต่อย่างใด ในย่านความถี่ ISM 2.4 GHz มีทั้งหมด 11 ช่องสัญญาณ โดยมีแบนด์วิดท์ 22 MHz ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่ทับซ้อนกัน 11 ย่าน มาตรฐานที่ต่อจาก IEEE 802.11b คือ IEEE 802.11g
IEEE 802.11g
มาตรฐาน IEEE 802.11g ได้รับการอนุมัติในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2546 ความถี่พาหะคือ 2.4 GHz (เช่นเดียวกับ 802.11b) มีทั้งหมด 14 แถบความถี่ ความเร็วในการส่งข้อมูลเริ่มต้นคือ 54 Mbit/s และความเร็วในการส่งข้อมูลสุทธิประมาณ 24.7 Mbit/s (เช่นเดียวกับ 802.11a) อุปกรณ์ 802.11g สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ 802.11b ได้
ต่อมา ผู้ผลิตเราเตอร์ไร้สายบางรายได้พัฒนามาตรฐานใหม่โดยอิงจากมาตรฐาน IEEE 802.11g เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด และเพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลตามทฤษฎีเป็น 108 เมกะบิตต่อวินาที หรือ 125 เมกะบิตต่อวินาที
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n เป็นมาตรฐานที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของ 802.11-2007 โดยคณะทำงานใหม่ที่จัดตั้งโดย IEEE ในเดือนมกราคม 2004 และได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการในเดือนกันยายน 2009 มาตรฐานนี้เพิ่มการรองรับ MIMO ทำให้มีแบนด์วิดท์ไร้สาย 40MHz และความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดตามทฤษฎีคือ 600Mbit/s ในขณะเดียวกัน การใช้รหัสบล็อกเวลาและพื้นที่ที่เสนอโดย Alamouti ทำให้มาตรฐานนี้ขยายขอบเขตการส่งข้อมูลได้มากขึ้น
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac เป็นมาตรฐานการสื่อสารเครือข่ายคอมพิวเตอร์ไร้สาย 802.11 ที่กำลังพัฒนา ซึ่งใช้ย่านความถี่ 6GHz (หรือที่รู้จักกันในชื่อย่านความถี่ 5GHz) สำหรับการสื่อสารเครือข่ายไร้สายในพื้นที่จำกัด (WLAN) ในทางทฤษฎีแล้ว สามารถให้แบนด์วิดท์อย่างน้อย 1 กิกะบิตต่อวินาทีสำหรับการสื่อสารเครือข่ายไร้สายในพื้นที่จำกัด (WLAN) แบบหลายสถานี หรืออย่างน้อย 500 เมกะบิตต่อวินาที (500 Mbit/s) สำหรับแบนด์วิดท์การส่งข้อมูลแบบเชื่อมต่อเดียว
มาตรฐานนี้ใช้และขยายแนวคิดอินเทอร์เฟซทางอากาศที่ได้มาจาก 802.11n ซึ่งรวมถึง: แบนด์วิดท์ RF ที่กว้างขึ้น (สูงสุด 160 MHz), สตรีมเชิงพื้นที่ MIMO ที่มากขึ้น (เพิ่มเป็น 8), MU-MIMO และการดีมอดูเลชั่นความหนาแน่นสูง (การมอดูเลชั่น สูงสุด 256QAM) และเป็นมาตรฐานที่อาจจะมาแทนที่ IEEE 802.11n ได้
IEEE 802.11ax
ในปี 2017 Broadcom เป็นผู้นำในการเปิดตัวชิปไร้สาย 802.11ax เนื่องจาก 802.11ad รุ่นก่อนหน้านี้ทำงานในย่านความถี่ 60GHz เป็นหลัก แม้ว่าความเร็วในการส่งข้อมูลจะเพิ่มขึ้น แต่พื้นที่ครอบคลุมมีจำกัด และกลายเป็นเทคโนโลยีเสริมสำหรับ 802.11ac ตามข้อมูลอย่างเป็นทางการจากโครงการ IEEE Wi-Fi รุ่นที่หกที่สืบทอดมาจาก 802.11ac คือ 802.11ax และอุปกรณ์ที่รองรับก็เริ่มวางจำหน่ายตั้งแต่ปี 2018 แล้ว
ความแตกต่างระหว่าง 2.4GHz และ 5GHz
มาตรฐานการส่งสัญญาณไร้สายรุ่นแรก IEEE 802.11 ถือกำเนิดขึ้นในปี 1997 ดังนั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดจึงใช้ความถี่ไร้สาย 2.4GHz เช่น เตาไมโครเวฟ อุปกรณ์บลูทูธ เป็นต้น ซึ่งจะรบกวนสัญญาณ Wi-Fi 2.4GHz ไม่มากก็น้อย ทำให้สัญญาณได้รับผลกระทบในระดับหนึ่ง เหมือนกับถนนที่มีรถม้า จักรยาน และรถยนต์วิ่งพร้อมกัน ความเร็วในการวิ่งของรถแต่ละคันย่อมได้รับผลกระทบตามไปด้วย
ระบบ WiFi 5GHz ใช้ย่านความถี่ที่สูงกว่าเพื่อลดความแออัดของช่องสัญญาณ โดยใช้ 22 ช่องสัญญาณและไม่รบกวนซึ่งกันและกัน เมื่อเทียบกับ 3 ช่องสัญญาณของ 2.4GHz แล้ว จึงช่วยลดความแออัดของสัญญาณได้อย่างมาก ดังนั้นอัตราการส่งข้อมูลของ 5GHz จึงเร็วกว่า 2.4GHz ถึง 5 เท่า
ย่านความถี่ Wi-Fi 5GHz ที่ใช้โปรโตคอล 802.11ac รุ่นที่ 5 สามารถทำความเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง 433Mbps ภายใต้แบนด์วิดท์ 80MHz และความเร็วในการส่งข้อมูล 866Mbps ภายใต้แบนด์วิดท์ 160MHz ซึ่งเมื่อเทียบกับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดที่ 300Mbps ของย่านความถี่ 2.4GHz แล้ว ถือว่าพัฒนาขึ้นอย่างมาก
5GHz ไม่มีสิ่งกีดขวาง
อย่างไรก็ตาม Wi-Fi 5GHz ก็มีข้อเสียเช่นกัน ข้อเสียเหล่านั้นอยู่ที่ระยะการส่งสัญญาณและความสามารถในการทะลุผ่านสิ่งกีดขวาง
เนื่องจาก Wi-Fi เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วิธีการแพร่กระจายหลักจึงเป็นการแพร่กระจายแบบเส้นตรง เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง จะเกิดการทะลุทะลวง การสะท้อน การเลี้ยวเบน และปรากฏการณ์อื่นๆ ในบรรดาปรากฏการณ์เหล่านี้ การทะลุทะลวงเป็นหลัก และส่วนน้อยจะเกิดการสะท้อนและการเลี้ยวเบน ลักษณะทางกายภาพของคลื่นวิทยุคือ ยิ่งความถี่ต่ำ ความยาวคลื่นยิ่งยาว การสูญเสียระหว่างการแพร่กระจายยิ่งน้อย ครอบคลุมพื้นที่กว้างขึ้น และผ่านสิ่งกีดขวางได้ง่ายขึ้น ส่วนยิ่งความถี่สูง ครอบคลุมพื้นที่แคบลง และผ่านสิ่งกีดขวางได้ยากขึ้น
ดังนั้น สัญญาณ 5G ที่มีความถี่สูงและความยาวคลื่นสั้นจึงมีพื้นที่ครอบคลุมค่อนข้างจำกัด และความสามารถในการทะลุผ่านสิ่งกีดขวางก็ไม่ดีเท่า 2.4GHz
ในแง่ของระยะการส่งสัญญาณ Wi-Fi ความถี่ 2.4GHz สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้สูงสุด 70 เมตรในอาคาร และสูงสุด 250 เมตรในที่โล่งแจ้ง ส่วน Wi-Fi ความถี่ 5GHz สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้สูงสุดเพียง 35 เมตรในอาคาร
ภาพด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบความครอบคลุมของ Ekahau Site Survey ระหว่างย่านความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz สำหรับโปรแกรมออกแบบเสมือนจริง สีเขียวเข้มที่สุดในการจำลองทั้งสองแสดงถึงความเร็ว 150 Mbps สีแดงในการจำลอง 2.4 GHz แสดงถึงความเร็ว 1 Mbps และสีแดงใน 5 GHz แสดงถึงความเร็ว 6 Mbps ดังที่คุณเห็น ความครอบคลุมของ AP ในย่านความถี่ 2.4 GHz นั้นกว้างกว่าเล็กน้อย แต่ความเร็วที่ขอบเขตความครอบคลุมของ 5 GHz นั้นเร็วกว่า
5 GHz และ 2.4 GHz เป็นความถี่ที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละความถี่มีข้อดีสำหรับเครือข่าย Wi-Fi และข้อดีเหล่านี้อาจขึ้นอยู่กับวิธีการจัดวางเครือข่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงระยะทางและสิ่งกีดขวาง (ผนัง ฯลฯ) ที่สัญญาณต้องครอบคลุม มันมากเกินไปหรือไม่?
หากคุณต้องการครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่หรือต้องการสัญญาณทะลุทะลวงผนังได้ดีขึ้น ความถี่ 2.4 GHz จะเหมาะสมกว่า อย่างไรก็ตาม หากไม่มีข้อจำกัดเหล่านี้ ความถี่ 5 GHz จะเป็นตัวเลือกที่เร็วกว่า เมื่อเรารวมข้อดีและข้อเสียของความถี่ทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน โดยใช้จุดเชื่อมต่อแบบดูอัลแบนด์ในการติดตั้งระบบไร้สาย เราสามารถเพิ่มแบนด์วิดท์ไร้สายเป็นสองเท่า ลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวน และเพลิดเพลินกับเครือข่าย Wi-Fi ที่ดีขึ้นโดยรวม
วันที่โพสต์: 9 มิถุนายน 2021