Обзор современных беспроводных технологий. Обзор современных беспроводных технологий Разница между 2 4 ггц и 5ггц

Дата: 24.02.2024

Различие Wireless-N и Wireless-G. История

В 2002 году было знаковое событие – на рынке домашних устройств появился новый беспроводной стандарт Wireless-G. В то время Wireless-G обещал рост скорости около 5-ти раз по сравнению с устаревшим Wireless-B, и, за долгое время своего господства, стал стандартом для того, что большинство людей понимали под словом “Wi-Fi”. Все было однозначно и просто. К примеру, покупая Wireless-G адаптер, пользователь понимал, какую скорость можно ожидать от этого устройства, а так же то, что она точно будет совместима с его Wireless-G маршрутизатором.

Некоторое время назад был принят стандарт Wireless-N, который опять же, в свою очередь, обещает почти пятикратное увеличение скорости по сравнению с Wireless-G. Однако, получив похожее название, только сменив “G” на “N”, стандарт по сути существенно отличатся в идеологии совместимости по сравнению с Wireless-G.

Что такое беспроводная частота

Попробуем представить данные или пакеты, как автомобили, которые движутся в обоих направлениях из пункта A (Ваш компьютер) в пункт B (беспроводная точка доступа). Частоту можно представить, как невидимую «дорогу» или «шоссе», которая проложена от Вашего маршрутизатора до Вашего компьютера. Одновременно в наших квартирах, зачастую, существуют множество разных пересекающихся и непересекающихся «дорог».

Например, от радио-телефона до базы, от радио-управляемой машинки до пульта управления и пр. Также есть однонаправленные поля, то есть «машины», которые едут в одном направлении зачастую даже без цели, как, например, излучения микроволновой печи, которые, исходя от печи, являются радиопомехами.

Что такое пересечение частот

Представьте, что Вы сидите у себя дома и наблюдаете на своем ноутбуке несколько Wireless-G сетей, которые работают одновременно. Это, прежде всего, означают, что по Вашей «дороге» кроме Ваших «машин» едут еще и другие «машины». Только едут они от компьютера соседей в другую точку доступа, которая, к примеру, стоит у Ваших же соседей. Вы используете для пропускание пакетов или «проезда автомобилей» одну и ту же «дорогу», то есть частоту. Более того, в силу того, что беспроводная среда является распределенной, то «автомобили» очень часто могут сталкиваться, если им не хватает места на «дороге».

Что такое беспроводные каналы

Для того, чтобы машинам было легче ездить по дороге люди придумали разделять дороги на полосы. Аналогично и в случае радиоволн, частоту разделяют на каналы. Двигаясь по разным полосам, машины не мешают друг другу, а значит, нет столкновения и нет ухудшения трафика.

Соответственно, если сосед настроит свою точку доступа на другой канал, то Вы вдвоем будете соединяться на одной и той же частоте, но будете работать по разным каналам, то есть по одной и той же «дороге» «автомобили» будут ехать по разным полосам и не будет столкновений. А это значит, не будет потери трафика.

В чем главные отличия 2.4 ГГц от 5 ГГц?

Частота 2.4 ГГц – узко и загружено

Частота 2.4 ГГц является наиболее используемой в данный момент для передачи информации по Wi-Fi связанно это прежде всего с тем, что и древний стандарт Wireless-B и недавно ушедший Wireless-G работают на этой частоте. Это, прежде всего, означает, что если Вы видите у себя дома несколько беспроводных сетей, то большая вероятность, что они работают именно на частоте 2.4 ГГц. Вне зависимости от того, используете ли Вы Wireless-B, Wireless-G или 2.4 Wireless-N – вы двигаетесь по одному и тому же шоссе.

Прежде всего, это означает, что «дорога 2.4» крайне перегружена «автомобилями» и столкновения фактически неизбежны, что вызывает потерю скорости и иногда, качества передачи данных. Особенно это может быть заметно, если мы начинаем использовать приложения, завязанные на передачу данных в реальном времени, к примеру, потокового видео или аудио (голосовые звонки). В этом случае нам очень нужно, чтобы «машины», которые везут видео или речевую информацию не терялись и не сталкивались.

Главным фактором, почему технологии движутся в сторону 5 ГГц, остается то, что «дорога 2.4» является довольно узкой. Действительно, согласно стандарту, частоту 2.4 можно разделить только на три непересекающихся канала. Таким образом, шоссе 2.4 может быть разделено только на три полосы. Таким образом, если Вы открываете у себя ноутбук и видите больше трех точек доступа, работающих на частоте 2.4 ГГц, это означает, что как минимум две из них уже вещают на пересекающихся каналах.

Еще дополнительным негативным фактором для 2.4 Гц является наличие «побочных шумов» в беспроводном канале, которые ухудшают проходимость канала. Примером может служить микроволновые печи, которые, фактически, сейчас есть в каждом доме.

5 ГГц – хорошо, но не распространено

Касательно 5 ГГц, то данное «шоссе» по стандарту может разделено на 19 непересекающихся «полос», то есть частота может быть разделена на 19 непересекающихся каналов, что делает эту дорогу крайне привлекательной в использовании, особенно в многоквартирных домах.

Также нужно сказать, что сейчас большинство производителей беспроводного оборудования только начали серьезную работу над устройствами в стандарте 5 ГГц и доля их на рынке мала. Это означает, что вероятность того, что у Ваших соседей есть тоже точка доступа 5 ГГц гораздо меньше, нежели того, что у них есть точка доступа 2.4 ГГц.

Таким образом, если переходить к нашей модели с дорогами, то частота 5 ГГц предоставляет в данный момент highway - 19-ти полостную трассу, которая почти не загружена. Именно поэтому, когда стоит выбор устройства для передачи трафика, зависящего от задержек, то лучше выбрать именно устройства с поддержкой 5 ГГц. Помимо всего прочего, зачастую скорость передачи даже при чистых каналах без пересечений у 5 ГГц несколько выше.

Недостатком 5 ГГц является пока его не сильная распространенность, что не всегда позволяет воспользоваться именно частотой 5 ГГц. Однако, большинство адаптеров или роутеров , поддерживающих 5 ГГц также поддерживают и 2.4 ГГц, что делает эти устройства совместимыми с другими стандартами.

" onclick="window.open(this.href," win2 return false > Печать

Гаджетов с Wi-Fi становится всё больше и больше. Сети 2.4 гГц уже плохо работают из-за большого количества устройств? Вы тоже это заметили? Даже при использовании 1, 5, 9 и 13-ого канала невозможно получить приемлемую ёмкость и суммарную производительность сети? Ну что-же есть хорошая новость. Диапазон 5гГц практически полностью свободен сейчас. И кроме того там каналов доступных для размещения точек доступа значительно больше. Целых 19 для размещения с шириной в 20 мГц с минимальным пересечением. Практически любое устройство Apple может использовать 5 гГц с 802.11A/N стандартом. Кроме того именно в этом диапазоне они предпочитают работать если есть возможность выбирать. Новейший стандарт Wi-Fi 802.11AC может использовать ширины каналов в 20/40/80 мГц. Новые MacBook предпочитают работать с шириной канала 80 мГц если это возможно. Диапазон 2.4 гГц иссяк в 2017 году и новый стандарт Wi-Fi не поддерживает его. Ну что-же теперь есть повод раскрутить директора на новые точки доступа с поддержкой 802.11A/N/AC (шутка). 802.11AC начал появляться в устройстах Apple в 2013 году, а теперь им оснащают все продукты. Скоро за компанией из Купертино "подтянутся" и другие вендоры.

Проведём исследование совместимости Wi-Fi устройств с частотами 5гГц. При использовании iPhone 5s c MikroTik hAP AC lite я заметил, что он не подключатся к сети при смене частоты на точке доступа. Сначала я решил что это региональность не та, поэтому решил написать соответствующую статью. Версия Router OS 6.38.5

Зайдём в MikroTik на вкладку с интерфейсами и откроем wlan2. Выберем регион Belarus.

Покажу скрин с MikroTik выбора частоты для нашего региона. Он огромен:

На столе была протестирована возможность подключения со всеми вариантам частот. Дипазоны 5180-5320, 5500-5700 разрешены для использования в нашей стране. 19 не пересекающихся каналов шириной 20 мГц (width) выделены жирным. Для региона unaited state 2 по секрету сказать дополнительно предлагается диапазон 5705-5825 мГц. Apple iPhone 5s оказался способен работать и в нём без изменения региона (Беларусь). Как видно частоты хватит всем:-)

Выставим ширину канала 20/40 мГц Ce и продолжим исследование. Интересным оказалось то что смартфон смог подключиться к сети только в диапазоне 5180-5320, 5500-5580. Что это ошибка в ПО? Или в нашем регионе запрещены широкие каналы в диапазонах 5600-5700, 5705-5825? В любом случае это надо иметь ввиду. Выходит у нас есть только 6 а не 9 непересекающихся каналов шириной 40 мГц. Мы ведь хотим чтобы все устройства смогли заработать с сетью 5 гГц?

Выставим ширину канала 20/40/80 мГц Ce. Теперь мы смогли подключиться, только когда частота точки доступа была выставлена 5180, 5260, 5500. Итого только 3 непересекающихся канала в которых можно получить максимальную совместимость с iPhone 5s настроенным на Белорусский регион.

При использовании частоты 5260-5580 мГц следует обратить внимание что точка доступа Wi-Fi включается не сразу, а с задержкой 60 секунд. Для 5600-5640 задержка видимо ещё больше.

Судя по надписи и вспоминая историю развития Router OS можно предположить, что идёт поиск сигналов радара и если они будут обнаружены точка доступа не включится. В диапазоне 5705-5825 - такого нет.

Напомню что каналы 12 и 13 разрешённые у нас для диапазона 2.4 гГц не могут быть использованы некоторыми устройствами привезеными из других регионов. Возможна и обратная ситуация: устройство сертифицированное для нашего региона может не подключиться к диапазану у нас не разрешённому. MacBook Air с Белорусским регионом не смог увидеть сеть в диапазоне 5600-5640*, поэтому, чтобы обеспечить максимальную совместимость с клиентскими устройствами советую не использовать эти частоты. Также следует ограничить использование каналов шириной 20/40 и 20/40/80 мГц только для 5120-5300, 5500-5580 мГц. Это позволит всем устройствам разработанным и сертифицированным для нашего региона подключиться (их ведь большинство).

* - MacBook в отличии от iPhone берут код региона по устаревшему протоколу 802.11d и совместимость с сетями Wi-Fi может быть иной.

И для тех кто хочет чтобы его ноутбук работал даже с теми сетями которые неправильно сконфигурированы, рекомендуем в настройках сетевого адаптера выбрать поддержку всего диапазона частот. В центре управления сетями и общим доступом можно настроить модуль Wi-Fi:

Согласно Белорусского законодательства использовать клиентские устройства которые могут работать в диапазонах не разрешённых в нашей стране не запрещено. А вот точки доступа эксплуатировать не на тех частотах нельзя.

p.s. Производительность какая у 802.11AC? Я своими глазами видел пропускную способность между клиентом и точкой доступа до 160 Mbps с шириной канала 80 мГц схемой MIMO 1x1 по SMB протоколу. B 802.11AC стандарте ограничены не только частоты и ширины каналов для определённых регионов, но и разного рода технологии. В большинстве стран СНГ запрещена технология формирования луча влияющая на производительность.

Обучение: Как настроить MikroTik с нуля?

Научитесь работать с оборудованием MikroTik и RouterOS по видеокурсу « ». Проходите уроки в комфортном темпе и когда удобно – все материалы остаются у вас бессрочно. В курс входит 162 видеоурока, 45 лабораторных работ, вопросы для самопроверки и конспект. Пройдя курс, вы сможете настроить маршрутизатор MikroTik с нуля, даже если у вас не будет в наличии реального оборудования. Начало курса можно посмотреть бесплатно, оставив заявку .

Прочитано 30295 раз Последнее изменение Понедельник, 11 Март 2019 22:47

Совсем недавно в России и в Украине был анонсирован новый стандарт Wireless-N. Если в случае Wireless-G стандарт фактически оставался неизменным, а технология однотипна, то в новом стандарте 802.11N (Wireless-N) есть масса нюансов, которые влияют на скорость передачи данных через беспроводной канал. Эта статья - попытка на простых примерах рассказать, что означают частотные различия между 2.4 и 5 ГГц при работе Wireless-N оборудования.

Различие Wireless-N и Wireless-G. История.

В 2002 году было знаковое событие - на рынке домашних устройств появился новый беспроводной стандарт Wireless-G. В то время Wireless-G обещал рост скорости около 5-ти раз по сравнению с устаревшим Wireless-B, и, за долгое время своего господства, стал стандартом для того, что большинство людей понимали под словом “Wi-Fi”. Все было однозначно и просто. К примеру, покупая Wireless-G адаптер, человек понимал, какую скорость можно ожидать от этого устройства, а так же то, что она точно будет совместима с его Wireless-G маршрутизатором.

Некоторое время назад после долгой разработки был принят стандарт Wireless-N, который опять же, в свою очередь, обещает почти пятикратное увеличение скорости по сравнению с Wireless-G. Однако, получив похожее название, только сменив “G” на “N”, стандарт по сути существенно отличатся в идеологии совместимости по сравнению с Wireless-G.

Постараемся простым языком пояснить отличия разных Wireless-N устройств. В данной статье мы только затронем частОты, не касаясь количества и комбинаций приемников\передатчиков, о которых мы расскажем позже. В этой статье мы специально уходим от заумных технических терминов. Более того, некоторые термины, как то частота пропускания, широта канала, мы сознательно опускаем либо отождествляем, ибо ине не влияют существенно на наше изложение.

Что такое беспроводная частота

Что такое пересечение частот

Что такое беспроводные каналы
Для того, чтобы машинам было легче ездить по дороге люди придумали разделять дороги на полосы. Аналогично и в случае радиоволн, частоту разделяют на каналы. Двигаясь по разным полосам, машины не мешают друг другу, а значит, нет столкновения и нет ухудшения трафика.

В чем главные отличия 2.4 ГГц от 5 ГГц?

Частота 2.4 ГГц - узко и загружено

Частота 2.4 ГГц является наиболее используемой в данный момент для передачи информации по Wi-Fi связанно это прежде всего с тем, что и древний стандарт Wireless-B и недавно ушедший Wireless-G работают на этой частоте. Это, прежде всего, означает, что если Вы видите у себя дома несколько беспроводных сетей, то большая вероятность, что они работают именно на частоте 2.4 ГГц. Вне зависимости от того, используете ли Вы Wireless-B, Wireless-G или 2.4 Wireless-N - вы двигаетесь по одному и тому же шоссе.

Недостатком 5 ГГц является пока его не сильная распространенность, что не всегда позволяет воспользоваться именно частотой 5 ГГц. Однако, большинство адаптеров или роутеров, поддерживающих 5 ГГц также поддерживают и 2.4 ГГц, что делает эти устройства совместимыми с другими стандартами.

Wireless-N у Linksys

В продуктовой линейке Linksys появляется все больше устройств с поддержкой частоты 5 ГГц. Во-первых это сетевые адаптеры Linksys WUSB600N и Linksys WMP600N, которые могут работать как на 2.4, так и на 5 ГГц. Точки доступа Linksys WAP610N и мост Linksys WET610N также поддерживает как 2.4, так и 5 ГГц.
Что касается маршрутизаторов, то тут есть маршрутизатор Linksys WRT320N, который поддерживает либо 2.4, либо 5 ГГц, как и все перечисленные выше устройства, а также флагман - модель Linksys WRT610N. Linksys WRT610N поддерживает одновременную работу двух передатчиков - 2.4 и 5 ГГц, что позволяет использовать максимально имеющийся функционал беспроводной сети.

До сих пор, немало пользователей подключены к интернет посредством Ethernet-кабеля, но сейчас прилично набрали обороты ноутбуки, планшеты и смартфоны, которым беспроводная технология Wi-Fi просто необходима. Раньше скорость беспроводного подключения оставляла желать лучшего, да и надежность «хромала». На данный момент все современные Wi-Fi-адаптеры соответствуют стандарту IEEE 802.11n, что позволяет передавать по беспроводной сети HD-контент, правда не всегда передача такого типа данных комфортна на устройствах данного стандарта.

В теории мы имеем следующую пропускную способность устройств:

до 150 Мбит/с при использовании 1 антенны
до 600 Мбит/с при использовании 4 антенн

На практике реальная скорость в 1.5 — 2 раза ниже заявленной.

Выбирая роутер, в первую очередь, опирайтесь на поддержку стандарта Wi-Fi 802.11n, так как он наиболее современный и имеет совместимость с оборудованием предыдущих поколений: 802.11 a, 802.11 b и 802.11 g. Следующим стандартом, который придет на смену 802.11 n будет - 802.11 аc или 5G Wi-Fi.

На данный момент, уже можно приобрести сетевое оборудование с поддержкой Wi-Fi 802.11 ас , которое производители выпускают на ранок с пометкой «draft». Никаких проблем с совместимостью устройств вы испытывать не будете, тем более, что аналогичная история была со стандартом 802.11 n. Стандарт Wi-Fi 802.11 n сейчас наиболее популярен. Плюс ко всему, он не исчерпал свой потенциал. Скорость передачи данных достаточна для большинство пользователей.

Преимущества роутера с поддержкой стандарта Wi-Fi 802.11 ас

высокая пропускная способность
большой радиус действия
пониженное энергопотребление

Одной из причин появления технологии Wi-Fi 802.11 ac - достижение пропускной способности в 1 Гбит/с. Что немаловажно, сохранена совместимость с сетевым оборудованием предыдущих поколений. Для повышения скорости передачи данных стандарт Wi-Fi 802.11 ac был переведен на частоту 5 ГГц. Как вы знаете, устройства с поддержкой 802.11 n работают на частоте 2,4 ГГц. Чтобы совместить технологии, оборудование стандарта Wi-Fi 802.11ac способно переключаться на частоту 2,4 ГГц. Многие уже видели в продаже, а некоторые в настоящее время пользуются двухчастотными роутерами .

Важно учесть, что радиоволны на частоте 2,4 ГГц лучше огибают препятствия, тем самым распространяются на большие расстояния, но данный частотный диапазон подвержен помехам от различной бытовой техники. Помимо этого, в данном диапазоне частот не получается разместить достаточное число каналов шириной 80-160 МГц каждый. А именно двукратное увеличение ширины канала позволило повысить пропускную способность технологии Wi-Fi 802.11ac. Исходя из этого, частота 5 ГГц становится более рациональным вариантом. Ведь помимо увеличенной ширины каналов удвоилось и их максимальное количество — с 4-х для стандарта Wi-Fi 802.11n до восьми для 802.11ac.

Если взять во внимание, что пропускная способность одного 160-МГц канала равна 866 Мбит/с, то пиковая скорость передачи данных стандарта Wi-Fi 802.11ac с 8-ю антеннами — около 7 Гбит/с. Для большинства устройств с поддержкой Wi-Fi 802.11 ac ширина каналов будет ограничена 80 МГц, а их количество — тремя. В результате мы получаем пропускную способность 1,3 Гбит/с.

Что такое бимформинг?

Технология формирования направленного сигнала , так называемый бимформинг , появилась еще до утверждения финальных спецификаций Wi-Fi 802.11n, но даже с переходом на 802.11 ac она остается необязательной. Тем не менее сам по себе бимформинг является уже полностью сформированной технологией, что позволяет избежать проблем с несовместимостью сетевого оборудования от разных производителей. Бимформинг способен минимизировать затухание сигнала после того, как радиоволны наталкиваются на различные препятствия.

Принцип работы технологии

Передатчик определяет примерное местонахождение приемника и направляет сигнал в строго заданном направлении, что сказывается на повышении радиуса действия точек доступа Wi-Fi, а обязательным условием явл яется лишь наличие у передатчика нескольких антенн, направленных в разные стороны.

Энергопотребление wi-fi 802.11 ac

Каждый пользователь смартфона или планшета сталкивался с быстрой разрядкой аккумулятора мобильного устройства при активном использовании беспроводного соединения. Теоретически контроллеры Wi-Fi 802.11ac потребляют в 6 раз меньше электроэнергии для передачи данных на аналогичной скорости, что и 802.11n. На практике цифры гораздо скромнее, но результаты заметны. Кроме того, увеличенная пропускная способность технологии Wi-Fi 802.11ac позволяет быстрее загружать данные из интернета и по завершении уходить контроллеру в спящий режим, для понижения энергопотребления. В скором будущем, в мобильных устройствах (смартфонах и планшетах) будут использоваться энергоэффективные контроллеры Wi-Fi 802.11ac со скоростью передачи данных от 433 Мбит/с до 866 Мбит/с.

Контроллеры Wi-Fi 802.11 ac

Выпущенные на данный момент контроллеры Wi-Fi 802.11ac поддерживают от 1-го до 4-х 80- мегагерцевых каналов с пропускной способностью 433 Мбит/с каждый, поэтому их пиковая скорость передачи данных равна лишь 1,7 Гбит/с. Сейчас, вы можете купить wi-fi роутер с поддержкой Wi-Fi 802.11ac, но, правда, с ограниченной до 1,3 Гбит/с скоростью от компаний NETGEAR, TP-Link, D-Link, ASUS, Belkin и Buffalo.

В статье разберем достоинства и недостатки Wi-Fi 5 ГГц и 2,4 ГГц, что бы вы могли понять что это за технология и что выбрать. Существует масса стандартов и технологий Wi-Fi, названия которых принято брать из букв латинского алфавита: а, b, g, n, ас. Первые четыре наиболее распространенные и встречаются в большинстве Android-устройствах, а теоретическая пропускная способность может колебаться от 11 до 450 мбит/с. Тогда как (ас) только начинает внедряться, но скорость может достигать до 1300 мбит.

На практике, скорость скачивания на устройстве может редко превышать больше 25 мбит, что является следствием ограничения маршрутизатора и создаваемых помех исходящих от соседних точек доступа.

Достоинства и недостатки Wi-Fi 2,4 ГГц

Большинство домашних роутеров недорогие и используют самую распространенную частоту 2,4 ГГц (b, g, n). Как следствие сеть очень перегружена, ведь она имеет три отдельных канала, а при передаче данных используется и вовсе один, которым так же пользуются соседи. В этом частотном диапазоне работает ряд бытовой техникой вроде микроволновой печи или телефона, что может создавать дополнительные помехи.

Из-за этого возникают задержки при передаче пакетных данных, особенно на дальних дистанциях и относительно не высокая скорость. В тоже время можно выделить и несколько ключевых её достоинств:

Достоинства и недостатки Wi-Fi 5 ГГц

Частота 5 ГГц (а, ас) для передачи данных почти не используется. Стандарт (а) устарел, а (ас) только сейчас внедряется в новые смартфоны и планшеты, поэтому многие пользователи могут просто не знать о его возможностях, так как для этого требуется наличие роутера, поддерживающего данную частоту. К счастью такие маршрутизаторы имеют обратную совместимость, а за счет двух антенн раздача может происходить на частоте 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Число используемых каналов в диапазоне 5 ГГц – 19, благодаря чему передача данных существенно возрастает, а эфир значительно свободнее. В качестве примера, количество доступных точек доступа (слева 5 ГГц, справа 2,4 ГГц):

В тоже время, несмотря на свою не загруженность сети и высокую пропускную способность, имеется несколько потенциальных недостатков. Прежде всего, зона действия значительно меньше, поэтому использование Wi-Fi интернета в дальнем углу соседней комнаты может быть осложнена. Второе это посторонние предметы, которые на пути сигнала могут создавать помехи, как результат, сигнал, проходя через стенку, существенно ослабевает.

Для стабильной и бесперебойной сети, особенно если устройство находится в прямой зоне видимости, лучше использовать частоту 5 ГГц. Если дистанция до роутера чересчур большая и сопровождается преградами в виде нескольких стен, то 2,4 ГГц. В настройках можно указать автоматическую смену диапазона и не думать о ручном переключении. Единственное условие – иметь соответствующий маршрутизатор, а используемый смартфон или планшет должен поддерживать нужную частоту.

Статья была Вам полезна?

Поставьте оценку - поддержите проект!