скорость передачи данных в других диапазонах выше что значит
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 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:
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:
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 мощных антенн.
Чем отличаются частоты 2,4 и 5 ГГц Wi-Fi – какую полосу использовать
В чем разница между 2,4 ГГц и 5 ГГц
Эти цифры относятся к двум различным «полосам» частот, которые ваша сеть Wi-Fi может использовать для передачи своего сигнала. Самая большая разница между ними – скорость. В идеальных условиях Wi-Fi 2,4 ГГц поддерживает до 450 Мбит/с или 600 Мбит/с, в зависимости от класса маршрутизатора. 5 ГГц Wi-Fi поддерживает до 1300 Мбит/с.
Конечно, здесь есть некоторые оговорки. Во-первых, максимальная скорость, которую вы можете увидеть, также зависит от того, какой стандарт поддерживает беспроводной маршрутизатор – 802.11b, 802.11g, 802.11n или 802.11ac.
Второе большое предостережение – это важная фраза, которую мы упоминали: «идеальные условия».
Что такое двух- и трёхдиапазонные маршрутизаторы
Хорошей новостью является то, что большинство современных маршрутизаторов как двух- или трёхдиапазонные маршрутизаторы.
Двухдиапазонный маршрутизатор – это тот, который транслирует как сигнал 2,4 ГГц, так и 5 ГГц от одного и того же устройства, предоставляя вам две сети Wi-Fi.
Двухдиапазонные маршрутизаторы выпускаются в двух вариантах:
Трехполосный маршрутизатор транслирует три сети одновременно – два сигнала 5 ГГц и один сигнал 2,4 ГГц. Причина этого заключается в том, чтобы избежать перегрузки сети. Если у вас несколько устройств активно использует соединение с частотой 5 ГГц для трансляции видео высокого разрешения или даже 4K, вам может следует потратить немного больше на трехполосный маршрутизатор.
Выбор между 2,4 или 5 ГГц на моих устройствах
Если ваше устройство поддерживает проводное Ethernet-соединение, и у Вас нет проблем с подключением кабеля к устройству, мы настоятельно рекомендуем использовать проводное соединение вместо беспроводной сети. Проводные соединения обеспечивают более низкую задержку, отсутствие отключения соединений из-за помех и просто более быстрые скорости, чем в случае беспроводного соединения.
Тем не менее, мы здесь, чтобы поговорить о беспроводной связи. Если вы в настоящее время используете Wi-Fi 2,4 ГГц и задаетесь вопросом, нужно ли вам обновляться до 5 ГГц, – это действительно то, что вам нужно сделать. Если вы часто сталкиваетесь с обрывом соединения или вам нужна больше скорости для просмотра видео или игр, вам, вероятно, нужно перейти на 5 ГГц. В сети с частотой 2,4 ГГц вы сможете такую скорость только в идеальных условиях.
Если вы живете в переполненном жилом комплексе с десятками беспроводных маршрутизаторов, детских мониторов и других устройств с диапазоном 2,4 ГГц, то вам обязательно нужно переходить на 5 Ггц.
Если вы уже используете двух- или трёхдиапазонный маршрутизатор, вам нужно будет принять некоторые решения относительно способа подключения ваших устройств. Заманчиво просто использовать 5 ГГц Wi-Fi для любого устройства, которое его поддерживает, и использовать 2,4 ГГц для остальных – вы можете это сделать, но это не всегда лучшая стратегия.
Вместо этого подумайте о том, как вы используете каждое устройство. Если устройство поддерживает только 2,4 ГГц, ваше решение уже принято. Если устройство поддерживает оба варианта, подумайте, действительно ли вам нужно использовать 5 ГГц. Требуется ли этому устройству более высокая скорость или вы только проверяете электронную почту и просматриваете интернет? Испытывает ли устройство сбои соединения в сети 2,4 ГГц, и вам нужно, чтобы оно было более надежным?
Короче говоря, мы рекомендуем использовать 2,4 ГГц, если устройство не имеет конкретной потребности в диапазоне 5 ГГц. Это поможет устройствам с низким уровнем использования конкурировать на частоте 5 ГГц и, в свою очередь, вы избежите перегрузки сети.
Надеюсь, это даст вам информацию, необходимую для принятия решения о том, нужен ли вам Wi-Fi на 5 ГГц в вашей жизни и как лучше всего его использовать. Также имейте в виду, что независимо от того, что вы выберете, вы также должны потратить время на оптимизацию своих беспроводных сигналов, выбрав соответствующий канал на своём маршрутизаторе. Вы можете быть удивлены различием, которое может внести небольшое изменение.
Режимы WiFi — a/b/g/n/ac/ax Стандарты в Работе Беспроводной Сети 2.4 и 5 ГГц — Что Это и Какой Выбрать?
Сегодня поговорим о понятии режимов сети WiFi (802.11). Наверняка при настройке роутера вы видели такой раздел, как «Беспроводной режим работы» с возможностью выбора между стандартами «a, b, g, n» для 2.4 ГГц и 5 ГГц. А в новых двухдиапазонных моделях к ним еще добавились смешанные режимы «ac и ax». Посмотрим, какой из них выбрать и где поменять в настройках роутера TP-Link, Zyxel Keenetic, Asus, Netis, Tenda, Upvel, Huawei и Mercusys
Что такое режимы работы WiFi на 2.4 и 5 ГГц — стандарты и скорость a/b/g/n/ac/ax
Для начала давайте разберемся, что же это такое за режимы wifi — a/b/g/n/ac/ax? По сути, эти буквы являются отображением этапов развития в скорости беспроводной сети. При появлении каждого нового стандарта вай-фай ему давали новое буквенное обозначение, которое характеризовало его максимальную скорость и поддерживаемые типы шифрования для защиты.
Какой выбрать режим работы WiFi a, b, g или n для 2.4 ГГц?
При настройке wifi сети роутера в диапазоне частот 2.4 ГГц мы имеем возможность выбора между режимами b, g и n. Это необходимо для установки максимально возможной скорости интернет соединения. Однако, если выбрать самый современный «n», то можем получить такую ситуацию, при которой какое-нибудь старое устройство не сможет подключиться к wifi сети.
Стоит отметить, что все роутеры, адаптеры и прочее сетевое оборудование, которое поддерживает более новый режим wifi, полностью совместимы и со старыми. Если на коробке написано «Wi-Fi 802.11 AC» или «802.11 AX (WiFi 6)«, то на 100% устройство подойдет для любого wifi в сетях 2.4 и 5 ГГц.
Поэтому в настройках роутера помимо отдельных чаще всего мы имеем в меню режима такой пункт, как «смешанный (b,g,n)» или «mixed» в английской версии панели администратора. Он позволяет предоставить маршрутизатору выбор, какой из предложенных лучше всего подходит для того или иного устройства — ноутбука, смартфона, планшета, ТВ и т.д. Тем самым обеспечивается максимальная совместимость стандартов wifi для работы любого девайса.
Что такое WiFi? Подробно о свойствах WiFi сигнала
на картинке: графическое отображение WiFi волн в городе.
Сфера применения радиоволн зависит от частотного диапазона. Это может быть телевидение, радиосвязь, мобильная связь, радиорелейная связь и т. д. Вообще, радиочастотный эфир занят довольно плотно: использование всех диапазонов буквально расписано:
Связь частоты сигнала WiFi и длины волны
Характеристики длины волны сравнительно редко используются в параметрах оборудования WiFi. Однако иногда, для понимания физических свойств и поведения сигнала беспроводной связи в различных условиях неплохо разбираться в связи частоты и длины радиоволн.
Общее правило: Чем выше частота, тем короче длина волны. И наоборот.
Формула для расчета длины волны:
Длина волны WiFi сигнала (в метрах) = Скорость света (в м/сек) / Частота сигнала (в герцах).
Скорость света в м/сек = 300 000 000.
После упрощения формулы получаем: Длина волны в метрах = 300/ Частота в МГц.
Свойства WiFi сигнала
Поглощение.
То же самое происходит и в помещении, где сигнал от WiFi роутера или точки доступа проходит через стены в другие комнаты/на другие этажи. Каждая стена или перекрытие «отбирает» у сигнала некоторое количество эффективности.
На небольшом расстоянии, например, от комнатного роутера до ноута, у радиосигнала еще есть шансы, преодолев стену, все-таки добраться до цели. А вот на длинной дистанции в несколько километров любое такое ослабление существенно сказывается на качестве и дальности WiFi связи.
Процент ухудшения сигнала вай-фай при прохождении через препятствия зависит от нескольких факторов:
Дополнительные потери при прохождении (dB)
Процент эффективного расстояния*, %
Нетонированное окно (отсутствует металлизированное покрытие)
Окно с металлизированным покрытием (тонировкой)
Стена 15,2 см (межкомнатная)
Стена 30,5 см (несущая)
Бетонный пол или потолок
Цельное железобетонное перекрытие
* Процент эффективного расстояния — эта величина означает, какой процент от первоначально рассчитанной дальности (на открытой местности) сможет пройти сигнал после преодоления препятствия.
Именно поэтому во время дождя и других «влажных» атмосферных осадков наблюдается небольшое снижение качества беспроводного соединения, поскольку капли воды в атмосфере поглощают сигнал.
Частично этот фактор влияет и на затухание WiFi передачи в листве деревьев, т. к. они содержат большой процент воды.
Огибание препятствий.
По-научному это поведение луча WiFi называется дифракцией, хотя на самом деле понятие дифракции гораздо сложнее, чем простое «огибание препятствий».
Основывается это правило на известном физическом свойстве волны: если размер препятствия меньше, чем длина волны, то она его огибает. В целом отсюда логично проистекает, что чем короче длина волны, тем меньшее остается вариантов препятствий, которые она может в принципе обойти, и поэтому принимается, что ее огибающая способность хуже.
Возьмем популярные частоты 2,4 ГГц (длина волны 12,5 см) и 5 ГГц (длина волны 6 см). Мы видим подтверждение правила на примере прохождения лесного массива. Стандартные размеры листьев, стволов, веток деревьев, в среднем будут меньше, чем 12,5 см, но больше, чем 6 см. Поэтому сигнал WiFi 5 ГГц диапазона при прохождении через густую листву “потеряется” практически полностью, в то время как 2,4 ГГц справится лучше.
Также именно поэтому для нормальной работы беспроводного оборудования, использующего частоту 24ГГц (длина волны 1,25 см) необходима абсолютно чистая видимость, потому что все препятствия больше сантиметра будут отражать и поглощать сигнал.
Как мы уже упоминали, в отношении прохождении сигнала через лесной массив играет роль также содержание воды в листьях, а также длина волны.
Естественное затухание.
Как далеко мог бы передаваться сигнал WiFi, если создать ему идеальные условия прямой видимости? В любом случае не бесконечно, потому что чем больше дальность беспроводного “пролета”, тем больше сигнал затухает сам по себе. Происходит это по 2 причинам:
Земная поверхность поглощает часть энергии сигнала. Чем выше частота WiFi, тем интенсивнее идет поглощение.
Сигнал WiFi даже из самой узконаправленной антенны распространяется не прямой линией, а лучом. Соответственно, чем дальше расстояние, тем шире становится луч, тем меньшая мощность сигнала приходится на единицу площади, и тем меньше энергии сигнала попадает в принимающую антенну.
Отражения сигнала.
Интерференция может иметь и положительное влияние, если волны WiFi накладываются друг на друга в одинаковых фазах. Это часто используется для усиления мощности сигнала.
Плотность данных.
Почему сложно дать однозначный ответ: на какое расстояние будет передавать сигнал WiFi оборудование?
Физические свойства и поведение радиоволны в окружающем мире довольно сложны. Нельзя взять какой-то один параметр и по нему рассчитать дальность беспроводного сигнала. В каждом конкретном случае на дальность будут оказывать влияние различные факторы окружающей среды:
Диапазоны и частоты WiFi
Как мы уже сказали, для WiFi связи выделено несколько разных частотных диапазонов: 900 МГц, 2,4 ГГц, 3,65 ГГц, 5 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц.
В Украине на данный момент чаще всего применяются точки доступа WiFi и антенны WiFi 2,4 ГГц и 5ГГц.
Основные отличия 2,4 ГГц и 5ГГц:
2,4 ГГц. Длина волны 12,5 см. Относится к дециметровым волнам ультравысокой частоты (УВЧ).
Диапазоны 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц для нас скорее экзотика, однако могут использоваться:
Для работы в условиях, когда стандартные диапазоны плотно заняты.
Если требуется создать беспроводное соединение между двумя точками при отсутствии прямой видимости (лес и другие препятствия). Это касается такой частоты, как 900 МГц (в нашей стране ее нужно использовать с осторожностью, так как на ней работают сотовые операторы).
Если для использования частоты не требуется получать лицензию в контролирующих органах. Такое преимущество часто встречается в презентациях зарубежных производителей, однако для Украины это не совсем актуально, так как условия лицензирования в нашей стране другие.
В IEEE ведутся разработки по принятию новых стандартов и, соответственно, использованию других частот для WiFi. Не исключено, к примеру, что в ближайшее время диапазон 60 ГГц также станет использоваться для беспроводной передачи. Точно также, как и возможна вероятность “отжатия” в будущем некоторых частот, сейчас принадлежащих WiFi, в пользу, например, сотовых операторов.
Скорость по Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц и 5 ГГц. Реальная скорость, замеры, разница
Вся эта теоретическая информация (максимальная скорость в определенном диапазоне, помехи, мощность сигнала и т. д.) вряд ли как-то может пригодится на практике и помочь определится с выбором маршрутизатора. Исходя из этой информации, мы вряд ли сможем понять, какая реальная скорость будет в диапазоне 2.4 ГГц и 5 ГГц. Насколько она будет отличаться, и есть ли вообще смысл покупать роутер с поддержкой 5 GHz и переходить на стандарт 802.11ac.
Оборудование на котором я делал замеры скорости и другая информация:
Если вас интересуют другие нюансы моего эксперимента, или я что-то упустил – пишите в комментариях.
Сравнение скорости в диапазоне 2.4 GHz и 5 GHz
Прежде чем проверять скорость по Wi-Fi, я решил сделать замеры подключившись по сетевому кабелю. Вот такие результаты:
Так как при падении уровня сигнала скорость интернета тоже падает, я делал замеры в двух местах. Ближе к маршрутизатору и дальше. В статье я так же буду показывать реальную скорость Wi-Fi в двух вариантах:
В статье под номером 1 будут замеры при расположении ноутбука ближе к маршрутизатору, а под номером 2 – дальше.
Реальная скорость Wi-Fi: 2.4 ГГц (802.11n)
2 Отходим от роутера и проверяем скорость. В том же диапазоне 2.4 ГГц. Как видите, скорость немного упала. Пинг подрос. Уровень сигнала тоже немного упал. На скриншоте максимальный сигнал, но иногда одно деление пропадало. Обратите внимание на уровень сети в диапазоне 5 GHz (Marsik_5G) на скриншоте ниже. Сигнал почти отсутствует.
Вместе с уровнем Wi-Fi сигнала падает и скорость подключения.
Реальная скорость Wi-Fi: 5 ГГц (802.11ac)
Получилось даже больше чем по кабелю. Практически всегда скорость загрузки и отдачи в районе 80-90 Мбит/с. Иногда скорость проседала. Но несмотря на это, скорость в диапазоне 5 GHz заметно выше по сравнению с 2.4 GHz.
50 Мбит/с на таком расстоянии, с преградами и таким уровнем сигнала – это хороший результат.
Выводы
Я в очередной раз убедился, что:
Думаю, такой результат будет при использовании любого оборудования. Поэтому, если вы выбираете роутер, то рекомендую все таки смотреть модели с поддержкой двух диапазонов. Даже если вы не планируете сейчас использовать 5 ГГц и переходить на стандарт 802.11ac.
Скорость беспроводного подключения зависит от огромного количества разных факторов. Если, например, взять мой роутер и ноутбук, установить их в другом доме, то там, возможно, скорость была бы совсем другая. От маршрутизатора и устройства, которое мы к нему подключаем, тоже многое зависит. Так же не забывайте, что провайдер не всегда дает заявленную скорость.
В этой статье я хотел примерно показать, в чем отличие двухдиапазонного маршрутизатора от обычного. Какая реальная скорость интернета может быть в обоих диапазонах. Возможно, эта статья поможет вам определится с выбором роутера. Покупать роутер с поддержкой 5 GHz 802.11ac, или нет.
Пишите в комментариях, что вы думаете по этому поводу. Можете измерить скорость через свой роутер и поделится результатами (скриншотами) в комментариях. Думаю, будет интересно и полезно. Только пишите модель роутера, устройство на котором проверяли скорость, и какая скорость по тарифу провайдера. Всего хорошего!