Яка різниця між Wi-Fi 2,4 і 5 ГГц (і яким слід користуватися)?

Якщо ви дивитесь заміна старого маршрутизатора —Можливо, навіть оновлення з комбінованого модуля / маршрутизатора вашого провайдера – Ви можете зустріти такі терміни, як „подвійний діапазон”, що стосується маршрутизатора, який використовує Wi-Fi 2,4 і 5 ГГц. Вам цікаво, що означають ці цифри? Ну, не дивуйся більше.

Яка реальна різниця між 2,4 ГГц та 5 ГГц?

Ці цифри стосуються двох різних “смуг”, які ваш Wi-Fi може використовувати для сигналу. Найбільша різниця між ними – швидкість. За ідеальних умов Wi-Fi 2,4 ГГц підтримуватиме до 450 Мбіт / с або 600 Мбіт / с, залежно від класу маршрутизатора. 5 ГГц Wi-Fi підтримуватиме до 1300 Мбіт / с.

Звичайно, тут є кілька застережень. По-перше, максимальна швидкість, яку ви можете побачити, також залежить від того, який бездротовий стандарт підтримує маршрутизатор – 802.11b, 802.11g, 802.11n або 802.11ac. Ви можете дізнатись більше про те, як ці стандарти впливають на речі, у наших посібниках чи потрібен вам 802.11ac і чи слід вам оновлювати бездротовий маршрутизатор .

Другий великий застереження – важлива фраза, яку ми згадали: «ідеальні умови».

Діапазон 2,4 ГГц – це досить людне місце, оскільки він використовується не просто Wi-Fi. Старі бездротові телефони, дверні відкривання гаражних дверей, монітори дитини та інші пристрої, як правило, використовують діапазон 2,4 ГГц. Більш довгі хвилі, що використовуються в діапазоні 2,4 ГГц, краще підходять для більших діапазонів та передачі через стіни та тверді предмети. Тож, безсумнівно, краще, якщо вам потрібен більший радіус дії на ваших пристроях або у вас багато стін чи інших об’єктів у районах, де вам потрібно покриття. Однак, оскільки стільки пристроїв використовують діапазон 2,4 ГГц, наслідком цього є перевантаження, що може спричинити розрив з’єднань та швидкість, що перевищує очікувану.

Діапазон 5 ГГц набагато менш перевантажений, а це означає, що ви, швидше за все, отримаєте більш стабільні зв’язки. Ви також побачите вищі швидкості. З іншого боку, коротші хвилі, використовувані діапазоном 5 ГГц, роблять його менш здатним проникати крізь стіни та тверді предмети. Він також має менший ефективний діапазон, ніж діапазон 2,4 ГГц. Звичайно, ви також зможете пом’якшити цей коротший діапазон за допомогою подовжувачі дальності або Сітчасті та Fi-системи , Але це означатиме більші інвестиції.

Що таке дво- та трисмугові маршрутизатори?

Хороша новина полягає в тому, що більшість сучасних маршрутизаторів діють як дво- або трисмугові маршрутизатори . Двосмуговий маршрутизатор – це той, який транслює як 2,4 ГГц, так і 5 ГГц сигнал від одного і того ж пристрою, по суті, забезпечуючи вам дві мережі Wi-Fi і найкращі з обох світів. Двосмугові маршрутизатори мають два варіанти:

• Двосмуговий вибір . Двосмуговий маршрутизатор, який можна вибрати, пропонує мережу Wi-Fi 2,4 ГГц і 5 ГГц, але ви можете використовувати лише одну за раз. Ви насправді повинні використовувати перемикач, щоб повідомити йому діапазон, який ви хочете використовувати.
• Одночасний двосмуговий . Одночасний двофункціональний маршрутизатор одночасно транслює окремі мережі Wi-Fi 2,4 ГГц і 5 ГГц, надаючи вам дві мережі Wi-Fi, які ви можете вибрати під час налаштування пристрою. Деякі бренди маршрутизаторів також дозволяють призначати один і той же SSID двом діапазонам, щоб пристрої бачили лише одну мережу, хоча обидва вони все ще працюють. Вони, як правило, трохи дорожчі, ніж обираються двосмугові маршрутизатори, але не набагато. Переваги того, що обидва діапазони працюють одночасно, зазвичай перевищують різницю у вартості.

Тридіапазонний маршрутизатор транслює три мережі одночасно – два сигнали 5 ГГц і один сигнал 2,4 ГГц. Причиною цього є допомога у зменшенні перевантаженості мережі. Якщо у вас є кілька пристроїв, які дійсно сильно використовують з’єднання 5 ГГц, як-от потокове відео з високою роздільною здатністю або навіть відео 4K, можливо, ви виграєте, витративши трохи більше на трисмуговий маршрутизатор.

Чи слід вибирати 2,4 або 5 ГГц для своїх пристроїв?

Насамперед. Якщо у вас є пристрій, що підтримує дротове підключення Ethernet, і вам не буде незручно отримувати кабель до пристрою, ми настійно рекомендуємо за допомогою дротового з’єднання над бездротовим. Дротові з’єднання забезпечують меншу затримку, відсутність розривів з’єднань через перешкоди і просто швидше, ніж бездротові з’єднання.

Тим не менш, ми тут, щоб поговорити про бездротові мережі. Якщо ви зараз використовуєте Wi-Fi 2,4 ГГц і цікавитесь, чи не потрібно оновити до 5 ГГц, це насправді все про те, що з цим потрібно робити. Якщо у вас виникли розриви зв’язку або вам потрібна більша швидкість для перегляду відео чи ігор, то вам, мабуть, потрібно перейти на 5 ГГц. Існує лише стільки швидкості, яку ви можете вийти з мережі 2,4 ГГц, навіть за ідеальних умов. Якщо ви живете в багатолюдному житловому комплексі з десятками бездротових маршрутизаторів, моніторів для немовлят та інших пристроїв діапазону 2,4 ГГц, то вам, безперечно, варто подумати про перехід на діапазон 5 ГГц.

Якщо ви вже використовуєте дво- або трисмуговий маршрутизатор, і у вас є як діапазони 2,4 ГГц, так і 5 ГГц, вам доведеться прийняти деякі рішення, до якого з них слід підключити свої пристрої. Спокусливо просто використати Wi-Fi на 5 ГГц для будь-якого пристрою, який його підтримує, а на іншому використати 2,4 ГГц – і ви можете це зробити, але це не завжди найкраща стратегія.

Натомість подумайте, як ви використовуєте кожен пристрій. Якщо пристрій підтримує лише 2,4 ГГц, ви вже прийняли рішення щодо цього пристрою. Якщо пристрій підтримує обидва, подумайте, чи дійсно вам потрібно використовувати 5 ГГц. Чи потрібен цьому пристрою вища швидкість, чи ви переважно перевіряєте електронну пошту та переглядаєте Інтернет? Чи спостерігається пристрій через розірвані зв’язки в мережі 2,4 ГГц, і чи потрібно це, щоб він був надійнішим? Вам добре з пристроєм з меншим ефективним діапазоном, який поєднується з використанням діапазону 5 ГГц?

Коротше кажучи, ми рекомендуємо використовувати 2,4 ГГц, якщо пристрій не має особливої ​​потреби в діапазоні 5 ГГц. Це допоможе низько використовуваним пристроям конкурувати в діапазоні 5 ГГц і, в свою чергу, утримувати затори.

Сподіваємось, це дає вам інформацію, необхідну для прийняття рішення про те, чи потрібен вам Wi-Fi на частоті 5 ГГц у своєму житті, і як найкраще ним користуватися, якщо потрібно. Також майте на увазі, що незалежно від того, що ви оберете, вам також слід витратити час на оптимізацію бездротових сигналів вибір відповідного каналу на маршрутизаторі . Ви можете бути здивовані різницею, яку може зробити така незначна зміна. А якщо у вас є якісь запитання чи коментарі, будь ласка, приєднуйтесь до обговорення!

Що таке WiFi? Детально про властивості WiFi сигналу

WiFi – бездротовий спосіб зв’язку, заснований на всьому нам знайомому електромагнітному випромінюванні. Сигнал WiFi відносять до радіохвиль, відповідно , він має такі ж властивості, характеристики та поведінку. Радіохвилі, у свою чергу, підкоряються практично тим же фізичним законам, що і світло: поширюються в просторі з такою ж швидкістю (майже 300 000 кілометрів на секунду), піддаються дифракції, поглинання, згасання, розсіювання тощо.

Основні характеристики радіохвилі, а значить і сигналу WiFi – це її довжина та частота (частотний діапазон). Останній параметр означає частоту змінного струму, необхідну отримання хвилі потрібної довжини і використовується для класифікації радіохвиль. Інше визначення частоти – це кількість хвиль, що проходять через певну точку простору за секунду.

Існує розподіл радіохвиль по діапазонах, залежно від частоти, затвердженої Міжнародним союзом електрозв’язку (МСЕ, англійська абревіатура – ITU).

Сфера застосування радіохвиль залежить від частотного діапазону. Це може бути телебачення, радіозв’язок, мобільний зв’язок, радіорелейний зв’язок і т. д. Взагалі радіочастотний ефір зайнятий досить щільно: використання всіх діапазонів буквально розписано:

У тому числі це і бездротовий зв’язок WiFi . Для неї використовуються дециметрові та сантиметрові хвилі ультрависокої та надвисокої частоти (УВЧ та НВЧ) у частотних діапазонах 2,4 ГГц, 5 ГГц та інших рідкісних: 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц .

Головна перевага WiFi-зв’язку відображена у другій її назві – бездротовий зв’язок . Саме відсутність проводів разом з дедалі більшою швидкістю передачі є ключовим моментом при виборі цього способу з’єднання.

Якщо йдеться про домашніх користувачів – бездротовий зв’язок зручний, він дозволяє не прив’язуватися до певного місця в квартирі для входу в інтернет.

Якщо ми говоримо про корпоративний зв’язок, про провайдерські послуги , то іноді прокладання кабелю для передачі даних – це дорого, недоцільно або взагалі неможливо. Наприклад, потрібно роздати інтернет у приватному секторі, прокинути магістральний канал через ущелину, у віддалений населений пункт тощо. У цьому випадку на виручку приходить WiFi. Проблемна територія долається за допомогою бездротового каналу.

ЗВ’ЯЗОК ЧАСТОТИ СИГНАЛУ WIFI ТА ДОВЖИНИ ХВИЛІ

Характеристики довжини хвилі порівняно рідко використовують у параметрах обладнання WiFi. Однак іноді, для розуміння фізичних властивостей і поведінки сигналу бездротового зв’язку в різних умовах непогано розбиратися через частоту і довжину радіохвиль.

Загальне правило: Чим вища частота, тим коротша довжина хвилі. І навпаки .

Формула для розрахунку довжини хвилі:

Довжина хвилі WiFi сигналу (в метрах) = Швидкість світла (м/сек) / Частота сигналу (у герцах).

Швидкість світла м/сек = 300 000 000.

Після спрощення формули отримуємо: Довжина хвилі в метрах = 300/Частота в МГц .

ВЛАСТИВОСТІ WIFI СИГНАЛУ

Поглинання.

Головна умова для створення бездротового лінка на відстань більше сотні метрів – пряма видимість між точками установки обладнання . Простіше кажучи, якщо ми стоїмо поряд з однією точкою доступу WiFi, то наш погляд, спрямований у бік другої точки, не повинен упиратися в стіну, ліс, багатоповерховий будинок, горб і т. д. ( Це ще не все, потрібно також враховувати перешкоди у Зоні Френеля, але про це в іншій статті .

Такі об’єкти просто відображають і поглинають сигнал WiFi , якщо не весь, то левову його частину.

Те саме відбувається і в приміщенні, де сигнал від WiFi роутера або точки доступу проходить через стіни в інші кімнати/інші поверхи. Кожна стіна або перекриття відбирає у сигналу деяку кількість ефективності.

На невеликій відстані, наприклад, від кімнатного роутера до ноуту, радіосигнал ще має шанси, подолавши стіну, все-таки дістатися до мети. А ось на довгій дистанції в кілька кілометрів будь-яке таке послаблення суттєво позначається на якості та дальності WiFi зв’язку.

Відсоток погіршення сигналу вай-фай при проходженні через перешкоди залежить від кількох факторів:

• Довжини хвилі . Теоретично, що більше довжина хвилі (і нижче частота вай-фай), то більше вписувалося проникаюча здатність сигналу. Відповідно, WiFi в діапазоні 2,4 ГГц має більшу проникаючу здатність, ніж у діапазоні 5 ГГц. У реальних умовах виконання цього правила дуже тісно залежить від того, через перешкоду якої структури та складу проходить сигнал.
• Матеріалу перешкоди , точніше, його діелектричних властивостей.

Додаткові втрати при проходженні (dB)

Відсоток ефективної відстані*, %

Нетоноване вікно (відсутнє металізоване покриття)

Вікно з металізованим покриттям (тонуванням)

Стіна 15,2 см (міжкімнатна)

Стіна 30,5 см (несуча)

Бетонна підлога або стеля

Цілісне залізобетонне перекриття

* Відсоток ефективної відстані – ця величина означає, який відсоток від спочатку розрахованої дальності (на відкритій місцевості) зможе пройти сигнал після подолання перешкоди.

Наприклад, якщо на відкритій місцевості дальність сигналу Wi-Fi – до 200 метрів, то після проходження через нетоноване вікно вона зменшиться до 140 метрів (200*70% = 140). Якщо наступною перешкодою для цього сигналу стане бетонна стіна, то після неї дальність складе вже максимум 21 метр (140 * 15%) .

Відзначимо, що вода і метал – найефективніші поглиначі WiFi, тому що є електричними провідниками і “забирають” на себе велику кількість енергії сигналу. Наприклад, якщо вдома на шляху вай-фай від роутера до вашого ноуту стоїть акваріум, то практично, напевно, з’єднання не буде.

Саме тому під час дощу та інших “вологих” атмосферних опадів спостерігається невелике зниження якості бездротового з’єднання, оскільки краплі води в атмосфері поглинають сигнал.

Частково цей фактор впливає і на загасання WiFi передачі у листі дерев, тому що вони містять великий відсоток води.

• Кута падіння променя на перешкоду . Крім матеріалу перешкоди, якою проходить сигнал вай-фай, важливий також кут падіння променя. Так, якщо сигнал проходить через перешкоду під прямим кутом, це забезпечить менші втрати, ніж якщо він падав на нього під кутом 45 градусів. Ще гірше, якщо сигнал проходить через перешкоду під гострим кутом. У цьому випадку, грубо кажучи, можна сміливо множити товщину стіни на 10 та розраховувати втрати WiFi передачі згідно з цією величиною.

Огинання перешкод.

По-науковому ця поведінка променя WiFi називається дифракцією, хоча насправді поняття дифракції набагато складніше, ніж просте “огинання перешкод”.

Загалом можна вивести правило – чим коротша довжина хвилі (вища частота), тим гірше вона огинає перешкоди .

Основується це правило на відомому фізичному властивості хвилі: якщо розмір перешкоди менше, ніж довжина хвилі, вона його огинає. В цілому звідси логічно відбувається, що чим коротше довжина хвилі, тим менше залишається варіантів перешкод, які вона може в принципі обійти, і тому приймається, що її загальна здатність гірше.

Огинання практично означає менше розсіювання хвилі як променя енергії навколо перешкоди, менше втрат сигналу.

Візьмемо популярні частоти 2,4 ГГц (довжина хвилі 12,5 см) та 5 ГГц (довжина хвилі 6 см). Ми бачимо підтвердження правила з прикладу проходження лісового масиву. Стандартні розміри листя, стовбурів, гілок дерев, в середньому будуть менше, ніж 12,5 см, але більше, ніж 6 см. Тому сигнал WiFi 5 ГГц діапазону при проходженні через густе листя “втратиться” практично повністю, в той час як 2, 4 ГГц впорається краще.

Тому WiFi обладнання, що працює в діапазоні 900 МГц, використовується в умовах відсутності прямої видимості сигналу – його довжина хвилі становить 33,3 см, що дозволяє огинати більше перешкод. Однак треба враховувати розміри передбачуваних перешкод і розуміти, що сигнал 900 МГц не зможе обійти бетонну стіну, розташовану перепендикулярно напрямку сигналу. Тут зіграють роль проникаючі можливості хвилі, які, як ми вже казали у сигналів з низькою частотою досить непогані.

Також саме тому для нормальної роботи бездротового обладнання, що використовує частоту 24ГГц (довжина хвилі 1,25 см), необхідна абсолютно чиста видимість, тому що всі перешкоди більше сантиметра будуть відображати і поглинати сигнал.

Як ми вже згадували, щодо проходження сигналу через лісовий масив відіграє роль вміст води в листі, а також довжина хвилі.

Природне згасання.

Як далеко міг би передаватися сигнал WiFi, якщо створити ідеальні умови прямої видимості? У будь-якому випадку не нескінченно, тому що чим більша дальність бездротового “прольоту”, тим більше сигнал загасає сам собою. Відбувається це з двох причин:

• Земна поверхня поглинає частину енергії сигналу. Чим вища частота WiFi, тим інтенсивніше йде поглинання.
• Сигнал WiFi навіть із самої вузькоспрямованої антени поширюється не прямою лінією, а променем. Відповідно, що далі відстань, то ширше стає промінь, тим менша потужність сигналу припадає на одиницю площі, і тим менше енергії сигналу потрапляє до приймаючої антени.

Відображення сигналу.

Сигнал WiFi, як будь-яка радіохвиля, як світло, відбивається від поверхонь і поводиться при цьому аналогічно. Але тут є нюанси – якісь поверхні поглинатимуть сигнал (повністю чи частково), а якісь – відображатимуть (повністю чи частково). Це залежить від матеріалу поверхні, його структури, наявності нерівностей на поверхні та частоти WiFi.

Неконтрольовані відображення сигналу погіршують його якість. Частково – через втрату загальної енергії сигналу (до приймаючої антени, спрощено кажучи, “долітає не все” або долітає після перевідбиття, із затримками). Частково – через інтерференцію з негативним впливом, коли хвилі накладаються в протифазі та послаблюють один одного.

Інтерференція може мати позитивний вплив, якщо хвилі WiFi накладаються одна на одну в однакових фазах. Це часто використовується для посилення потужності сигналу.

Щільність даних.

Частота WiFi впливає також на ще один важливий параметр – обсяг даних, що передаються. Тут існує прямий зв’язок – чим вища частота, тим більше даних за одиницю часу можна передати . Можливо, саме тому перша високопродуктивна РРЛ від Ubiquiti – AirFiber 24 , а також її потужніша модифікація – Airfiber 24HD були випущені на частоті 24 ГГц.

Чому складно дати однозначну відповідь: на яку відстань передаватиме сигнал WiFi обладнання?

Фізичні властивості та поведінка радіохвилі в навколишньому світі досить складні. Не можна взяти один параметр і по ньому розрахувати дальність бездротового сигналу. У кожному даному випадку на дальність впливатимуть різні чинники довкілля:

• Поглинання сигналу перешкодами, земною корою, поверхнею водойм.
• Дифракція та розсіювання сигналу через перешкоди на шляху.
• Відображення сигналу від перешкод, землі, води і хвилі, що виникають в результаті цього інтерференції.
• На великих відстанях – радіогоризонт, тобто викривлення земної кори.

• Зона Френеля і, відповідно – висота розташування обладнання над поверхнею землі.

Саме тому реальна дальність обладнання, як, втім, і пропускна спроможність може дуже сильно відрізнятися в різних умовах.

ДІАПАЗОНИ ТА ЧАСТОТИ WIFI

Як ми вже сказали, для WiFi зв’язку виділено кілька різних частотних діапазонів: 900 МГц, 2,4 ГГц, 3,65 ГГц, 5 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц.

В Україні на даний момент найчастіше застосовуються точки доступу WiFi та антени WiFi 2,4 ГГц та 5ГГц.

Основні відмінності 2,4 ГГц та 5ГГц:

2,4 ГГц. Довжина хвилі 12,5 см. Належить до дециметрових хвиль ультрависокої частоти (УВЧ).

• У реальних умовах – менша дальність сигналу через ширшу зону Френеля, що найчастіше не компенсується тим, що сигнал на цій частоті менше схильний до природного згасання.
• Краще подолання невеликих перешкод, наприклад, густих лісових масивів, завдяки гарній проникаючій здатності та обгинання перешкод.
• Менше щодо каналів, що не перекриваються (всього 3), а значить, “корки на дорогах” – тіснота в ефірі, і як результат – поганий зв’язок.
• Додаткова зашумленість ефіру іншими пристроями, що працюють на цій же частоті, у тому числі мобільних телефонів, мікрохвильових печей тощо.

5 ГГц . Довжина хвилі 6 см. Належить до сантиметрових хвиль надвисокої частоти (НВЧ).

• Більша кількість відносно каналів, що не перекриваються (19).
• Велика ємність даних.
• Велика дальність сигналу у зв’язку з тим, що Зона Френеля менша.
• Такі перешкоди, як листя дерев, стіни хвилі діапазону 5ГГц долають набагато гірше, ніж 2,4.

Діапазони 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц для нас скоріше екзотика, проте можуть використовуватися:

1. Для роботи в умовах коли стандартні діапазони щільно зайняті.
2. Якщо потрібно створити бездротове з’єднання між двома точками за відсутності прямої видимості (ліс та інші перешкоди). Це стосується такої частоти, як 900 МГц (у нашій країні її потрібно використовувати з обережністю, тому що на ній працюють стільникові оператори).
3. Якщо для використання частоти не потрібно отримувати ліцензію у контролюючих органах. Така перевага часто зустрічається у презентаціях закордонних виробників, проте для України це не зовсім актуально, оскільки умови ліцензування нашій країні інші.

У IEEE ведуться розробки щодо прийняття нових стандартів та, відповідно, використання інших частот для WiFi. Не виключено, наприклад, що найближчим часом діапазон 60 ГГц також використовуватиметься для бездротової передачі. Так само, як і можлива ймовірність “віджимання” в майбутньому деяких частот, що зараз належать WiFi, на користь, наприклад, стільникових операторів.