Диапазон частот Wi-Fi

Как происходит передача данных через Wi-Fi

Для передачи информации по Wi-Fi используются радиоволны. В любой радиосистеме есть приемник и передатчик. В сети Wi-Fi их функции попеременно выполняют роутер и подключенное к нему устройство, например, смартфон, ноутбук или смарт-телевизор.
У радиоволны есть несколько важных характеристик, среди которых частота и длина — эти параметры влияют на скорость передачи данных и расстояние, на котором сигнал остается сильным и стабильным. Чем выше частота, тем меньше длина волны.

Чем различаются частоты

Роутеры Wi-Fi для дома и офиса работают на двух частотах — 2,4 Ггц и 5 ГГц. У них разные характеристики и они предназначены для решения разных задач.

Особенности 2,4 ГГц

Этот диапазон охватывает частоты от 2412 до 2472 МГц и делится на 14 каналов, «подчастот», по которым передаются данные между роутером и подключенным устройством. На практике используется только 13 из них.

Каждый канал охватывает небольшую часть диапазона. Его ширина — 20 МГц. Некоторые роутеры поддерживают расширенные каналы 40 МГц. Они передают данные быстрее.

Если один канал занят сразу несколькими роутерами, передаваемые данные могут теряться. Поэтому роутер должен заново передавать потерянные пакеты. Из-за этого ухудшается связь. Такое часто происходит в многоквартирных домах, когда в большинстве квартир работает Wi-Fi.

В этом диапазоне все каналы пересекаются, за исключением следующих:

• при ширине 20 МГц — 1, 6 и 11;
• при ширине 40 МГц — 3 и 11.

Непересекающиеся каналы не мешают друг другу и обеспечивают более высокую скорость передачи данных. В этом диапазоне она может достигать 600 Мбит/с.

Устойчивость сигнала сохраняется на расстоянии до 50-150 м от роутера. Он хорошо проходит через препятствия, например, стены, дым или пар. Но многое зависит от конфигурации помещения, мощности роутера и его антенн — внешние мощнее, чем внутренние.

На этой же частоте работают многие другие устройства:

• микроволновые печи;
• радио- и видеоняни;
• системы дистанционного управления видеонаблюдением и гаражными воротами;
• беспроводные мыши и клавиатуры.

Поэтому роутер, работающий в диапазоне 2,4 ГГц, подвержен воздействию помех, которые ими создаются.

Особенности 5 ГГц

Этот диапазон охватывает частоты от 5160 до 5825 МГц. В России он делится на 33 канала шириной 20 МГц, и 19 из них не пересекаются между собой. Каналы могут быть шире, до 40 или 80 Гц, а у наиболее современных устройств — до 160 Гц. В этом случае скорость передачи данных увеличивается. Но тогда количество каналов уменьшается и возрастает вероятность их пересечения.

Плюс роутеров, работающих в диапазоне 5 ГГц, — очень высокая скорость передачи информации. Существуют роутеры, у которых она превышает 10 Гбит/с. Такие устройства используются в промышленных целях. Домашние и офисные роутеры передают данные  со скоростью 1,2 или 1,3 Гбит/с либо немного выше.

Сигнал роутера, работающего на частоте 5 ГГц, плохо проходит через препятствия, особенно через бетонные или кирпичные стены. Дальность действия — примерно 15–50 м. Этого достаточно для небольшой квартиры, к тому же не будет пересечений с соседским роутером. Никакие другие устройства в этом диапазоне не работают, так что можно не беспокоиться из-за помех.

Как выбрать диапазон частот Wi-Fi

Если важна площадь покрытия, выбирайте 2,4 ГГц. Если скорость важнее — 5 ГГц, особенно если вы живете в многоквартирном доме и не хотите, чтобы ваш роутер тормозил из-за роутеров соседей.

Оптимальное решение — двухчастотный роутер, который работает в обоих диапазонах. С его помощью можно создать две сети:

• 2,4 ГГц — для задач, где не требуются высокая скорость и безупречная стабильность сигнала. Например, чтобы проверять электронную почту, общаться в социальных сетях и мессенджерах;
• 5 ГГц — для задач, где без скорости и стабильности не обойтись: видеоконференций, просмотра фильмов и онлайн-игр.

Что влияет на затухание сигнала

Сигнал Wi-Fi по мере удаления от передатчика затухает. На скорость затухания влияет несколько факторов, в первую очередь — препятствия, их толщина и материалы, из которых они состоят.

Например, радиоволна, прошедшая через 15-сантиметровый слой бетона, ослабнет на 75 %. Если толщина бетонной перегородки составляет 30 см, затухание составит более 80 %.

Радиоволны хорошо проходят через дерево и стекло, плохо — через кирпич, бетон, железобетон и металл.

Сигналы 2,4 ГГц и 5 ГГц по-разному справляются с препятствиями. Здесь работает базовое правило из физики — чем выше частота, тем короче волна и наоборот. Поэтому у частоты 2,4 ГГц радиоволны длиннее и лучше огибают препятствия, чем 5 ГГц.

Соответственно, дальность действия сигнала 2,4 ГГц больше.

Как усилить сигнал

Чем меньше препятствий между роутером и подключенными к нему устройствами, тем лучше. Поэтому желательно не ставить его под столом и не прятать в шкаф.

В современных роутерах часто применяется технология MIMO (Multiple Input Multiple Output, «Множественные входы, множественные выходы»). Она распределяет данные между несколькими антеннами, и они передаются в несколько потоков. Но польза от этой технологии будет только в том случае, если ее поддерживают и передатчик, и приемник.

В домашних роутерах больше внимания обычно уделяется не скорости и мощности сигнала, а расширению зоны покрытия. Поэтому можно использовать специальные устройства-усилители. Они устанавливаются на некотором расстоянии от роутера, принимают его сигнал и ретранслируют дальше с одновременным усилением. Качество сигнала зависит от параметров усилителя.

Заключение

Выбор диапазона частот Wi-Fi влияет на скорость и стабильность сигнала, а также на площадь покрытия и расстояние, на которое передаются данные. В настоящее время используются два диапазона — 2,4 и 5 ГГц. У каждого из них есть определенные преимущества. Поэтому стоит установить двухдиапазонный роутер, чтобы создать две беспроводные сети и пользоваться плюсами каждой из них.