Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц – полный разбор WiFi диапазонов

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 WiFi 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 в первые 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 передачи информации в мобильной связи, телевидении и также в разогреве еды в микроволновой печи.

Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц - полный разбор WiFi диапазонов

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 до 2009 года 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 длину в 20 Мгц. Давайте взглянем на диаграмму ниже.

Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц - полный разбор WiFi диапазонов

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 длину 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.

Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц - полный разбор WiFi диапазонов

Такое часто происходит в многоквартирных домах, когда несколько каналов занимает 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 частоты, 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 5, что может пагубно влиять на связь.

ВНИМАНИЕ! В Америке использование 12 и 13 частоты – 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 0.1 мм. При такой частоте скорость передачи данных будет выше, но при этом и радиус вещание не будет страдать.

На 2.4 ГГц работают такие стандарты как:

  1. 802.11a
  2. 802.11b
  3. 802.11g
  4. 802.11h
  5. 802.11i
  6. 802.11n

Чаще всего используется именно b, g и n. Первые два более старые и уже устаревают, но все же пока осталось, достаточно много устройств, работающих на этих стандартах. Скорость передачи у них от 11 до 54 Мбит в секунду. Последний N – более новый стандарт, изобретённый в 2009 году. Скорость передачи может достигать 600 Мбит в секунду при нескольких потоках. На одном потоке максимальная скорость – 300 Мбит в сек.

5 ГГц

Данный стандарт был введен совершенно недавно. Диапазон частот варьируется от 5, 170 ГГц до 5,905. Используется 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 увеличение 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 в близи 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 5ГГц 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.

МатериалШирина (см)Потери сигнала в dB(П) Процент потери в диапазоне (%)
Улица без препятствий000
Железобетон52590
Стекло0.5326
Дерево2945
Бетон152075
Бетон312382

Расчёт по этой формуле:

W*(100% – П%) =D

  • W – это полный радиус дейсвтия волны без препятсвтий.
  • П – это процент потери диапазона.
  • D – это окончательный диапазон волны после расчёта.

Приведём пример: если длина волны W ровна 150 метров 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 метал. 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 меньший размер 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, так же естественную потерю мощности сигнала, которая уменьшается со временем пучка волны. От преград волна также, как и света может отражаться. Чем больше отражается волна, тем слабее становится сигнал. Именно поэтому нельзя точно сказать, насколько далеко будет бить тот или иной роутер.

Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц - полный разбор WiFi диапазонов

Как усиливается сигнал

В более дорогих моделях используется схема MIMO. То есть передача данных происходит сразу в несколько потоков. При использовании данные разбивается на число частей схемы MIMO и одновременно отправляется на приёмник. Но приёмник также должен поддерживать эту технологию.

Например, таким образом можно достичь скорости 7 Гбит в секунду если использовать схему 8x MU-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 почек становится более узким. Именно поэтому на мощных вай-фай роутерах для увеличения покрытия используют сразу несколько мощных антенн.

Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц - полный разбор WiFi диапазонов

Бородач
Автор статьи
Бородач 310 статей
Сенсей по решению проблем с WiFiем. Обладатель оленьего свитера, колчана витой пары и харизматичной бороды. Любитель душевных посиделок за танками.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
WiFiGid
Комментариев: 5
  1. Аватар
    Анна

    Для школы надо было написать сочинение, спасибо за подробную статью)

  2. Аватар
    Олег

    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 :smile:

  3. Аватар
    Игорь

    Не знаю, 5 ГГц при должном усилении, тоже хорошо будут работать

  4. Аватар
    Сергей

    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).

    1. Бородач
      Бородач (автор)

      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…

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:
Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector