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) = 78 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 мощных антенн.
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
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.
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).