Привет, мой дорогой читатель. Надеюсь, у тебя всё хорошо, и солнышко светит над твоей головой. А сегодня я (маг беспроводных сетей в третьем поколении) поведаю тебе про все тайны частоты Wi-Fi сети. Начнём, наверное, с определения Wi-Fi — это определённый стандарт радиовещания, который используется для распространения нумерованных пакетов данных между двумя или более устройствами. В частности, используется стандарт радиовещания – IEEE 802.11, который был впервые использован компанией Alliance в 1999 году. Сам стандарт был изобретён чуть ранее в 1998 году. Но вы пришли сюда читать про частоту и волны, поэтому поподробнее про них.
Радиоволны
Передача данных происходит путём обычного кодирования, а в последствии перенаправлении кода на передатчик. Он в свою очередь переформатирует электронный сигнал в радиоволну Радиоволна также используется и в передаче информации в мобильной связи, телевидении и также в разогреве еды в микроволновой печи.
У волны, как вы наверное помните из физики, есть три характеристики: частота, амплитуда (или высота), а также длина. Именно первая и определяет канал передачи, а также скорость передачи для отдельных более высоких частот.
В частности, изначально с 2000 по 2009 год использовался только один стандарт с частотой 2.4 ГГц. На данный момент он является самым распространенным, так как имеет высокую скорость передачи данных и больший диапазон распространения.
2.4 ГГц
Как уже и было сказано, пока что это основной и лидирующий стандарт передачи данных. На данной частоте работает 13 каналов. Каждый канал имеет ширину в 20 МГц. Давайте взглянем на диаграмму ниже.
Как видите, есть ещё и 14 канал, но он не используется в современных роутерах и маршрутизаторах. Также начало волн начинается с 2.400 GHz, а заканчивается на 2.500 GHz. Один канал занимает от 20 до 40 МГц. На картинке выше канал имеет как раз ширину волны 20 МГц. Но современные маршрутизаторы могут использовать более широкий канал в 40 МГц.
Если присмотреться, то начало следующего канала начинается с 2.406 МГц, то есть один канал может перекрещиваться с ещё 5 каналами. Если на одном канале сидит очень много роутеров, то сигнал может ухудшаться из-за потери пакетов, появляются лаги, а приёмнику нужно заново отправлять потерянные данные.
Такое часто происходит в многоквартирных домах, когда несколько каналов занимают сразу 2 или даже 3 соседских роутера. На современных аппаратах вся конфигурация подбора каналов происходит в автономном режиме. Когда роутер включается, он ищет максимально отдалённую волну от уже занятых.
ПРИМЕЧАНИЕ! Иногда роутер не может сам выбрать канал, и начинаются прерывания, лаги, падает скорость. Советую прочесть мою статью – где я рассказываю, как правильно выбрать канал и улучшить сигнал.
Также на картинке более ярко выделены каналы, которые не пересекаются — это 1, 6 и 11. В идеале, передача данных в этих каналах будет почти без потерь. Соседние же каналы могут слегка портить связь. Если же стоит настройка с шириной 40 МГц, то канал дополнительно будет пересекаться ещё с пятью другими, что может пагубно влиять на связь.
ВНИМАНИЕ! В Америке использование 12 и 13 каналов запрещено законом. Поэтому, если выбрать в настройках интернет-центра эти диапазоны, то могут быть проблемы с некоторыми устройствами, выпущенными в США.
Как и у любой волны, у подобной есть качество затухания, которое напрямую зависит от частоты. 2.4 ГГц — это дециметровая гипервысокая частота. Длина волны примерно равняется 124.3 – 121.3 мм. При такой частоте скорость передачи данных будет выше, но при этом и радиус вещания не будет страдать.
На 2.4 ГГц работают такие стандарты как:
- 802.11a
- 802.11b
- 802.11g
- 802.11h
- 802.11i
- 802.11n
Чаще всего используются именно b, g и n. Первые два уже устаревают, но все же пока осталось достаточно много устройств, работающих на этих стандартах. Скорость передачи у них от 11 до 54 Мбит/c. Последний N – более новый стандарт, изобретённый в 2009 году. Скорость передачи может достигать 600 Мбит/с при нескольких потоках. На одном потоке максимальная скорость – 300 Мбит/с.
5 ГГц
Данный стандарт был введен совершенно недавно. Диапазон частот варьируется от 5,170 ГГц до 5,905. Используются стандарты типа 802.11a, h, j, n и ac. Как вы заметили, N тоже совместим с данной частотой. Поэтому две сети могу существовать и работать как одно целое. Скорость передачи данных вырастает до нескольких гигабит в секунду. Это обусловлено как раз увеличением частоты в два раза.
С увеличение частоты увеличивается и скорость передачи данных, но растёт затухание. Даже если не будет никаких препятствий, то волна затухнет куда быстрее. Именно поэтому эту частоту чаще используют в небольшом радиусе. Например, для подключения телевизора, компьютера или ноутбук вблизи роутера.
Также большим минусом данной частоты является её неустойчивость к препятствиям. То есть она ещё сильнее затухает от стен, стекла, металла, деревьев чем волна 2.4 ГГц. Для увеличения скорости применяется ещё одна ширина канала – в 80 МГц. На данный момент её использовать вполне реально, так как количество каналов – 180, да и роутеров с поддержкой 5 ГГц не так много. Поэтому каналы у «пятёрки» свободнее.
Затухание сигнала
Напрямую зависит от препятствия. Чем больше ширина препятствия, тем сильнее затухание. Также нужно учитывать и материал. Вот таблица примерного затухания.
| Материал | Ширина (см) | Потери сигнала в dB | (П) Процент потери в диапазоне (%) |
|---|---|---|---|
| Улица без препятствий | 0 | 0 | 0 |
| Железобетон | 5 | 25 | 90 |
| Стекло | 0.5 | 3 | 26 |
| Дерево | 2 | 9 | 45 |
| Бетон | 15 | 20 | 75 |
| Бетон | 31 | 23 | 82 |
Расчёт по этой формуле:
W*(100% – П%) =D
- W – это полный радиус действия волны без препятствий.
- П – это процент потери диапазона.
- D – это окончательный диапазон волны после расчёта.
Приведём пример: дальность действия волны W равна 150 метрам на открытой местности. Мы поставим на пути волны стекло в 1 см. Тогда 150*(100% – 26%*2) = 72 метров. Как вы, наверное, увидели, самым серьезным препятствием – является металл. При правильном использовании его можно использовать как отражатель волны.
Также к более плохой связи можно отнести способность огибать препятствие. И эта характеристика также зависит от длины волны. Так как 2.4 ГГц имеет большую длину волны, то она способна почти без потерь обогнуть более широкое препятствие чем волна 5 ГГц. То есть чем больше длина, тем ниже скорость передачи, но меньше затухание от препятствий.
К затуханию можно приписать также естественную потерю мощности сигнала, которая уменьшается со временем пучка волны. От преград волна, также как и свет, может отражаться. Чем больше отражается волна, тем слабее становится сигнал. Именно поэтому нельзя точно сказать, насколько далеко будет бить тот или иной роутер.
Как усиливается сигнал
В более дорогих моделях используется схема MIMO. То есть передача данных происходит сразу в несколько потоков. При использовании данные разбиваются на число частей схемы MIMO и одновременно отправляются на приёмник. Но приёмник также должен поддерживать эту технологию.
Например, таким образом можно достичь скорости 7 Гбит/с, если использовать схему 8xMU-MIMO. То есть у данного роутера должно обязательно стоять до 8 антенн или больше. Каждая антенна будет отправлять свой сигнал, а в конце они будут складываться.
Дома чаще всего используют именно антенны широкого действия. Они обладают меньшим коэффициентом усиления, но сам пучок имеет больший радиус. Станет более понятно, если вы взгляните на картинку ниже. При увеличении dB пучок становится более узким. Именно поэтому на мощных вай-фай роутерах для увеличения покрытия используют сразу несколько антенн с повышенным КУ.
Для школы надо было написать сочинение, спасибо за подробную статью)
В общем все равно как понимаю, популярнее будет 2.4. 5 ГГц конечно хорошо, но пока такие скорости не нужны и интернета такого нет, только если в локалке пачки передавать
Не знаю, 5 ГГц при должном усилении, тоже хорошо будут работать
Замечания автору по терминологии. Часто идёт путаница понятий и определений. К примеру параметр “длина волны” применяется к понятию дистанции между wi-fi устройствами. Приёмник и передатчик тоже часто путаются. Для точности надо сказать что во всех wifi устройствах одновременно есть и передатчик и приёмник, иначе двухстороннего обмена не будет. Правильнее было бы применить к примеру термины роутер(точка доступа) и абонент(станция).
Ну ведь вы поняли смысл этих слов, написанных в разных местах. Вы должны понимать, что основная масса людей, которые читают это – простые пользователи, а не радиолюбители. Оперируя большим количеством понятий, я только усложняю понимание. Хотя согласен, на счет “дистанции” – это слово можно было применить. У меня была задача дать абстрактное представление всего этого.”Точка доступа” и “абонент” – большинству обычных людей не понятны, поэтому я их исключил. На будущее – не нужно мерить всех по себе…
Очень много ошибок, постоянно путается длина, ширина, скорость. Потом, длина волны у 2.4 ГГц больше, чем у 5 ГГц, у вас наоборот. Про фазу забыли. Нельзя столько ошибок допускать. Плохо.
Короче говоря, Бородач на физике в танках сидел(
Исправил ошибку, спасибо
Поясню про “фазу”:
несколько антенн – создают т.н.
фазированную антенную решётку,
что способна (принципиально)
и изменять диаграмму направленности,
подстраиваясь таким образом для того,
чтобы более мощный сигнал достигал того устройства, что расположено
“слишком плохо”.
Это своего рода вариант повышения отношения сигнал/шум,
благодаря чему и увеличивается скорость пеедачи данных.
Да, согласен, перед автором этой статьи стоит задача “на пальцах” объяснить работу устройств, что используют радиоканал.
Для знакомого с теорией передачи данных – да, хватает недочётов.
Но вообще, считаю, не так плохо изложено.
В конце концов – реально забаненных в Гугле не так много.
странно, длина волны 0.3гм/2.4ггц!=0.1мм. На 3 порядка фуфла нанесли.
Исправил, не по той формуле считал. Если кому надо:
Длина волны в метрах = 300/ Частота в МГц. Или скорость света на частоту. Спасибо за исправление
Добрый день! Не могли бы вы прокомментировать мою ситуацию. Есть новый pci WiFi адаптер Asus ac68. На частоте 5ггц появляется высокий пинг в онлайн играх (танки, Баттерфилд). В этой же частоте при подключении ноутбука пинг в играх нормальный. На компьютере попробовал перейти на 2.4 ГГц. Скорость упала раз в 10 до примерно 25мбит, но пинг стал нормальный. Как думаете, в чем может быть проблема?
Вы драйвера пробовали обновлять?
А где разбор-то 5 ГГц диапазона? Что-то поверхностно проговорили и все?
Как вижу вы в этом разбираетесь. Могли бы и дополнить, если считаете, что статья не полная. По этой теме ещё много чего можно написать.
Ширина канала по картинке получается не 20 МГц а 22 МГц. Заморочили.
Wi-Fi – это широкополосная технология, что значит сигнал в рамках каких-то определенных, а точнее в нашем случае в канале – невозможно. Тут как бы правильно и 20 и 22 МГц. Там нужно смотреть на схему по спектральной плотности мощности. При значениях в 0 dBr канал будет 20 Мгц. При значении -20 dBr канал будет пересекаться на 22 МГц. А при dBr -45 например первый канал будет пересекаться со всеми каналами. На том рисунке просто берется это смещение, а вообще принимается во внимание обычно ширину канала в 20 МГц
Слушайте, к вам такой вопрос. Как изменить частоту диапозона с 2ггц на 5 ггц на смартфоне самсунг?
А для чего? Если для точки доступа – в ее настройках и изменяется. Разумеется, при условии, что ваш Самсунг поддерживает 5 ГГц.
Ничего менять не нужно. У вас телефон или поддерживает, или не поддерживает 5 ГГц. Основным ядром выступает именно роутер, так что все настройки производим на нем.
Как переключить роутер чтобы оба диапазона частоты Wi-Fi работали, не только 2,4 GHz, но и одновременно с частотой 5 GHz? Зайти в настройки по IP-адресу?
Да – зайдите в настройки, далее в раздел “Wi-Fi” или беспроводные сети, и включите вторую частоту.
Спасибо огромное, очень хорошая статья!
Какой смартфон лучше раздаёт интернет.
Лучший смартфон для раздачи интернета – обычный роутер) Остальное все от лукавого.
Никакой.
Если установить подключение 802.11n вместо 802.11bgn что это изменит
Старые устройства должны отпасть в теории, которые на g работают. А так не вижу смысла этого делать.
Роутер одновременно работает на 2.4 и на 5 ГГц, то раздача Wi-Fi на какой частоте будет?
Обычно на обеих частотах и будет. Подключаемся к любой сети. Если там организован тот же SmartConnect, то просто роутер сам выберет физическую частоту, а интернету все равно.
Доброго всем дня, уважаемый подскажите если знаете, как привязать отдельные устройства к своей частоте, у меня Linksys EA4500 почти вся техника телевизоры и остальные подключаются к частоте 5Ггц, телефоны apple то же, но потом через какое то время пишет ошибка нет интернета, и надо переподписать по новой, с 2,4 они работают нормально никак сделать так что бы они к ней только и подключались… Заранее благодарю за ответ
В Web-интерфейсе роутера, в разделе “Wireless” будут настройки (имя и пароль) для каждой из частот – установите разные имена и пароли для двух частот, и подключитесь только к 2,4 ГГц.
Сразу,я-чайник. Как будет работать TV и идти раздача интернета от TV Smart LG,если роутер TL-WR841N(версия 14,1)на 2,4ггц,а планшет(хочу купить Lenovo M10 HD TB-X306X TAB 32Gb 3G/LTE Grey 1280×800/IPS/4×2,3Ghz+4×1,65Ghz/2Gb/5ooomAh/Cam8+5/ A10) на 5ггц ?
Нормально будут работать. На частоте 2.4 ГГц. Если скорость интернета до 100 Мбит/с и это все ваши домашние устройства – ничего плохого не заметите.
Подскажите пожалуйста, перестал стабильно работать WiFi 5Ghz после установки пожарной системы на предприятии “Аргус спектр стрелец-про”, которая работает на частотах ~800-860Mghz. Теоретически возможно, что система создаёт помехи или нет, потому что уж слишком разные диапазоны ?
Я бы провел тестирование, при включенной системе, и при выключенной. Если скорость падает, то скорее всего да – помехи все же есть. Как вариант, я бы на вашем место обновил прошивку роутера. После этого можно попробовать зайти в настройки маршрутизатора и попробовать установить статичный канал – их там должно быть не так много, поэтому просто ставим разные и тестируем, по идее какой-то из каналов должен сработать. Можно попробовать снизить ширину канала с 80 до 40 МГц. Если бы точно назвали модель роутера, я бы помог с более точной инструкцией. Еще можно попробовать установить роутер подальше от системы (если такая возможность есть).
В статье есть пример: 150*(100%-26%*2)=78 часов. Вопрос как так получилось?
Там речь про эффективное расстояние при помещение препятствия в открытой среде. Расстояние не в часах, а все таки в метрах. Но спасибо за замечание, конечная цифра все-таки 72, а не 78. Это поправили. Но помним, что все эти расчеты не про точную физику, а про примерное гадание.
Добрый день ! Видимо в таблице ошибка последнее значения после “Бетон” видимо “Металл”, о чем говорится в абзаце ниже.
Здравствуйте! Уже не могу уточнить, на какой источник ссылался автор при подготовке этой таблицы, но все-таки верю, что и там, и там бетон – т.к. толщина материала разная.
Про “металл” тут скорее отсылка к железобетону, перекрытия из которого порой мешают передаче Wi-Fi сигнала даже в соседнюю комнату.
Ну и помним как в комментарии выше, что это очень примерные расчеты.
Как высчитать расстояние на которое раздает модем телефона redmi 10 s
Никак, потому что слишком много нюансов и погрешностей, которые вы просто не узнаете. Плюс вы не знаете мощность передатчика, который у вас установлен. В теории вы можете обратиться к производителю и выудить у него эту информацию.
Купил беспроводные наушники, чтобы смотреть и слушать передачи по телевизору, но стали создаваться помехи вай-фай ( телик включён от вай фая),что посоветуете. Роутер 2,4 герц.
Поменяйте канал или приобретите роутер с поддержкой 5 ГГц.
Ответьте, пожалуйста, бабушке. Я мало чего поняла из Вашей статьи. У меня вопрос: вай-фай работает на частоте 5 Джи всегда или зависит это от конкретного телефон а?
Отвечаю.
В вашем роутере есть 2 передатчика:
– Один работает на частоте 2.4 ГГц
– Второй работает на частоте 5 ГГц
Если ничего не трогали, обычно они работают сразу вместе, и всем доступны обе сети.
К какой сети подключается телефон? В первую очередь, какие сети поддерживает телефон (новые тоже могут работать на 2.4 (стандарт 802.11n) и 5 ГГц (802.11ac или 802.11ax), некоторые старые поддерживают только 2.4 ГГц, смотреть характеристики).
А далее уже решает сам телефон – нравится ему сегодня 5 ГГц, подключится к ней. Нравится 2.4 – будет там. Исключение – вы вручную указали на телефоне к какой конкретно сети роутера подключаться телефону.
Супер понятное объяснение, спасибо
Всё ты врёшь, СВЧ частоты крайне вредны при любых уровнях. Патаму
что они накапливаются в организме, кроме того в многоквартирных домах очень много всякого WiFi которое суммируется образуя некие зоны высокоуровневые (Узлы СВЧ поля).
Статья вроде как вообще не по этой теме. Но раз такие громкие утверждения – ссылки на научные статьи в студию. Эзотерику и гадание на кофейной гуще с пальцем по ветру не принимаем.
О вреде СВЧ излучений для организма человека в первую очередь и надо писать. Повышение скорости никому не упало, платя своим здоровьем и окружающих людей. Тем более скорость передачи быстрее чем через физику и оптику круговой антенной никогда не добьетесь, не пытайтесь обмануть законы физики. Не лукавьте, речь об интенсивности излучения, иначе говоря о средней мощности рассеиваемой на теле человека. Чем выше частота, тем короче длина волны, тем выше проникающая способность, а значит при прохождении препятствия волна гасит большую часть своей энергии в нем. Для человека же эти излучения вредны в любом виде, особенно при длительном нахождении возле источника излучения. СВЧ греет жидкость в организме человека, а особенно кипятит мозг. Онкологи Вам доступно объяснят о вреде электромагнитных излучений. А все кто твердит о безвредности СВЧ роутеров и прочих вышек, рекомендую Вам прочувствовать всю безвредность на своей шкуре, посидеть хотя бы рабочий день возле генератора СВЧ в экранированном помещении.
Здравствуйте. Давайте по пунктам – что именно вы написали. Скорость по физике и оптике возможно и выше, но Wi-Fi используется локально дома и компьютеры, телевизор и другие устройства по оптике вы к роутеру не подключите, и тут Wi-Fi и 5 ГГц выигрывает витую пару. Интенсивность излучения – это излучаемый, отраженный, переданный или принятый поток излучения на единицу телесного угла. Никакого отношения к SAR (удельный коэффициент поглощения), который вы называете “средней мощности рассеиваемой” – вообще такого понятия нет (при чем тут мощность). “Чем выше частота, тем короче длина волны” – да. “Тем выше проникающая способность” – а вот тут вы ошиблись. Вспомните, как нам на уроках физики говорили – чем длиннее волна (и меньше частота), тем проще она огибает препятствия. Поэтому 5 ГГц быстрее затухает от препятствий, но 2,4 ГГц в этом плане чувствует себя лучше и распространяется дальше. Про гасит, вы опять упомянули параметр SAR. Про вред излучения – скиньте, пожалуйста, ссылку на авторитетное издание, где описано конкретное исследования. Про кипятит мозг, прям улыбнуло. Выше я уже упомянул параметр SAR. Радиоволны хоть и действуют на такни, но минимально и даже на долю градусов разогреть ткань не смогут, там нужно мощность от 800 ВТ. Вы можете провести эксперимент, начать что-нибудь скачивать с интернета, подключенным по Wi-Fi и обхватите руками антенны роутера – вы увидите, что никакого нагревания не будет. Сколько читал тем по онкологии, нигде не было написано о вреде радиоволн. Но могу ошибаться – пришлите ссылку авторитетного издания или врача-ученого онколога, будет интересно почитать. У вас генератор СВЧ с большой мощностью – это одно и тоже, что и домашний роутер? – тогда кефир, содержащий в себе минимальное количество спирта (алкоголя) – это тоже самое что и водка. Я советую вам почитать про мощности, про SAR и про радиочастоты более подробно. Дополнительно почитайте про ионизацию и какие электромагнитные волны её вызывают. Заметьте, я не говорю, что СВЧ безопасны, но пока четких выводов в эту сторону я не увидел. У вас огромные пробелы в знаниях по физике. Также вы плохо знаете, что такое онкология и откуда берется рак. Надеюсь, я вас не обидел. Желаю вам просветления в этих познаниях.
Как электромагнитные волны могут накапливаться? В каких тканях, химических или органических веществах, и из какого научного исследования вы это взяли? В чем именно идет накопление? Что значит высокоуровневые зоны?
У меня вопрос что лучше и надежней – работать на одной частоте или на двух. Будет ли “легче” роутеру на одной частоте (нагрев, “деление” мощности)
Для этого используют более мощное оборудование. Не парьтесь на счет этого и используйте обе частоты.
Спасибо большое! Очень доступно и интересно!
Я пока полностью не поняла как определить интернет и Wi-Fi.Пока для меня загадка.Очень научно всё.А мне надо проще.
Что значит “определить”?
Проще – WI-FI если сказать условно это труба или невидимый кабель передающий интернет на ваше устройство или от него на другое устройство или телевизор!
Очень подробно описано, но не для новичков,которые обладают слабыми знаниями физики и радиоволн. Если прочитать и разбирать по полочкам, неспешно,во многом можно понять принцип работы каждого прибора.
Автору респект а участникам огромное человеческое спасибо, за невольную помощь автору статей, в более гибком и детальном их разъяснении.