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.