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5GHz Wi-Fi能否在物联网时代重获新生?

2020-11-04 11:45 次阅读

入手iPhone12的用户,不知道是否发现了一项新功能?

即在iPhone12上开启个人热点功能后,将默认以5GHz频段的Wi-Fi信号分发。为什么值得一提?因为此前的iPhone都是只能2.4GHz频段的信号。

当然,苹果也提供了一个最大化兼容性的选项,开启后会转回2.4GHz频段,但官方也提示这样可能会降低网速。

5GWi-Fi热点是什么鬼?此5G非彼5G

当前,几乎所有市面上的Wi-Fi设备均支持2.4GHz频段,部分路由设备则可以同时支持2.4GHz和5GHz频段,这样的宽带路由器称为双频无线路由器。

在日常生活中,我们连接Wi-Fi热点的时候可能看到一些Wi-Fi热点会带有xx-5G的字样。对于这个5G,很多人难免误以为是我们日常生活中听到的5G网络,但其实并非如此!

那么两者又有何区别呢?

严格意义上,5GWi-Fi这个叫法不是很规范。所谓5GWi-Fi,是指运行在5GHz无线电波频段,应该写作“5GHzWi-Fi”。

那么,是否运行在5GHz频段的Wi-Fi就是5GHzWi-Fi了?

答案是否。

5GHz Wi-Fi能否在物联网时代重获新生?

WiFi协议、运行频率与通道宽度对照表

从以上表格看来,其实运行在5GHz频段的Wi-Fi协议标准包括:

802.11a(第一代)

802.11n(第四代,同时运行在2.4GHz和5GHz双频段)

802.11ac(第五代)

802.11ax(第六代,同时运行在2.4GHz和5GHz双频段)

5GHzWi-Fi的最大特征是更高的无线传输速度,业界认为5GHzWi-Fi的入门级速度是433Mbps,因此结合支持频段以及传输速率两点来看,只有采用802.11ac/ax协议的Wi-Fi才是真正5GHzWi-Fi。

然而,在大多数情况下,当我们提到“5G”时,一般是指第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝通信技术,也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

5GHz和2.4GHz的Wi-Fi热点的区别

目前,绝大多数Wi-Fi客户端设备工作在2.4GHz频段。在这个频段只有三个非重叠的信道可用,因此每个Wi-Fi客户端设备和基础设施设备(如接入点(AP))必须工作在这三个信道中的一个信道上。当两个工作在同一信道上的Wi-Fi客户端设备或接入点设备相互靠得较近时,其中一个设备的发射信号将成为另一个设备的干扰或噪声。虽然一个Wi-Fi客户端设备只在一个信道上发射信号,但其它无线设备可能在整个频段上造成干扰。

2.4GHz频段也是微波炉、婴儿监视器、某些无绳电话和蓝牙使用的频段,这在一定程度上使信号受到影响,就好比一条马路上,同时有马车、自行车和汽车同时在运行,汽车的运行速度自然受到影响。

随着Wi-Fi不断普及,确保2.4GHz频段上的可靠连接越来越具挑战性。幸运的是,还有另外一个频段可供Wi-Fi使用,即5GHz频段。

要说5GHzWi-Fi热点在哪些方面有别于2.4GHzWi-Fi:

信道

5GHz频段可以提供22个Wi-Fi信道(北美有23个),彼此之间相互并不干扰。由于很少有设备工作在5GHz,这个频段要相对干净许多;各国/地区5GHz信号分布情况如下:

5GHz Wi-Fi能否在物联网时代重获新生?

各国/地区5GHz信号分布情况

资料来源:《802.11Wi-FiPhysicalLayerandTransmitterMeasurementsPoster》

传输速率

运行在5GHz频段的Wi-Fi信号峰值带宽更大;

多径传播

当Wi-Fi发射信号碰到物体发生反射并以不同时间到达目的地时,会产生多径传播现象。多径传播通常会对Wi-Fi工作产生负面影响,因为传输信号的接收方必须筛选并排序信号的多份拷贝,因为其中一些信号的到达顺序是乱的。因此,5GHz频段中的多径传播效应要比2.4GHz频段更加显著;

传输距离

相对2.4GHzWi-Fi,运行在5GHz频段的Wi-Fi信号也存在着缺点,比如传输距离短,其覆盖范围远不及2.4GHz,一般2.4GHzWi-Fi在室内最大能达到70米覆盖,室外最大能达到250米覆盖。而5GHzWi-Fi在室内最大只能达到35米覆盖。当然,大多数情况下,连接热点的机器距离开热点的机器都比较近,5GHz可以说很有用武之地。同时穿越障碍物的能力也弱于2.4GHz。

5GHzWi-Fi与物联网

一直以来,伴随着802.11ax被纳入WiFi6正规军、WiFi6标准发布等话题而来的就是WiFi6与5G之间的较量。5G虽早已在起跑线上,但5G高频段信号更难走进室内,同时运营商的传统室内分布系统在5G时代还将面临大规模的升级改造或替换,因此,面向不断发展的视频和物联网业务,这个世界将需要不断变强的WiFi来分流和填补5G覆盖缺口

Wi-Fi作为一项成熟的无线IP传输技术,外加其具有短距离无线传播技术、带宽高、易组网等优势,在物联网行业早已被广泛使用。5GHzWi-Fi作为Wi-Fi6(802.11ax)其中的一个选择,Wi-Fi6的未来也将在一定程度上代表着5GHzWi-Fi的未来。

基于5GHzWi-Fi更多信道、更高传输速率等特点,将在物联网行业大放异彩,在城市密集使用、企业级应用、运营商网络分流中将得以凸显。
责编AJX

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