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2019年5月20日 星期一

2.4 GHz vs 5 GHz WiFi: What is the difference?



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來源:超能网  作者:王智勇


目前手機和路由器廠商在宣傳的時候,經常都會使用「雙頻」等概念,我們在連接WiFi網路的時候,也經常會看到2.4G和5G的字樣,同時許多情況下是否支持5G WiFi,也成為了人們是否選擇某款手機的重要參考依據。

也許在許多人的認知當中,5GHz頻段可以全方面碾壓2.4GHz頻段,但實際情況可能並非如此。那麼我們下面就來聊聊路由器的2.4GHz頻段和5GHz頻段,並討論一下它們各自有什麼優劣,適合在哪種環境當中使用。


按照IEEE 802.11及其改進標準的規定,無線局域網所使用的載波頻率,分為2.4GHz頻段和5GHz頻段兩部分,每一部分又以一定的頻率間隔,來劃分為若干信道。

這些信道被稱之為WLAN信道, 每個信道對應的頻率,實際上是該信道的中心頻率。至於信道的使用分配,則由每個國家自己制訂政策。與2.4GHz頻段相比,5GHz頻段的頻寬更大,延遲更低,同時網路也更加穩定,那麼我們直接把2.4GHz頻段去掉不就好了其實也不盡然,不然現在市面上就不會有那麼多的雙頻路由器了。

2.4GHz頻段可分為14個WLAN信道,除了第14號信道與第13信道間隔了12MHz外,其餘每個信道之間的間隔均為5MHz,而IEEE 802.11標準規定,每一個信號都需要佔用20MHz(實際上是22MHz)的頻寬,相當於5個WLAN信道,因此當無線路由器佔用2.4GHz頻段的某個信道時,以該信道為中心共計5個WLAN信道,都會納入到該路由器所使用的範圍內。

舉例說明,當路由器佔用2.4GHz頻段的第4號信道時,其實際上已經佔用了第2至第6號共計5個信道,因此在2.4GHz頻段下實際佔用的信道,比需要使用的信道要多出一些,所以2.4GHz頻段更加容易佔滿。


2.4G WiFi和5G WiFi各有什么优劣
2.4GHz

5GHz頻段的範圍,比起2.4GHz無疑要寬廣得多,覆蓋範圍實際上是4.9GHz到5.8GHz,信道的劃分也更多樣化,不過有一個標準是不變的,那就是信道對應的中心頻率提升5MHz,信道的編號就加1,這點與2.4GHz頻段信道劃分的標準,基本一致的。

目前支持5GHz頻段的無線路由器,多數使用的是低36號信道到第165號信道,對應頻率為5.17GHz之5.825GHz,單從頻道數來說,即使要考慮地區和設備的相容性問題,5GHz實際可以使用的信道,也比2.4GHz要多出許多。

2.4G WiFi和5G WiFi各有什么优劣
5GHz频段

但是5GHz的穿牆能力比2.4Ghz要弱一些,一般的說法是由於電磁波的物理特徵決定的,波長越長衰減越小,同時有利於繞過障礙物繼續傳播。5G頻段憑借頻率較高的優點,可以攜帶更多的數據,但是波長短,因此5GHz穿越障礙物時衰減更大。當然你這麼理解也沒什麼問題,但是我們有更加科學的解釋方法。

2.4GHz和5GHz頻段的電磁波主要傳播方式都是直線傳播,在碰到障礙物時會產生穿透、反射、衍射等多種現象,其中穿透是主要現象,只有小部分的信號會發生反射和衍射。然而電磁波信號在穿透障礙物時會損失大量的能量,有時候尚未穿透障礙物,能量就已經消耗殆盡,結果接收端收到的是通過反射和衍射而來信號,簡單來說就是繞過了障礙物的信號。

5GHz頻段的電磁波,比2.4GHz頻段電磁波,有更強的穿透力,但相比之下反射和衍射的能力就不如後者了。當兩種頻段的電磁波,在碰到障礙物的時候,5GHz信號幾乎全部能量都會用在穿透上,而2.4GHz信號則有部分會產生反射和衍射,繞過了障礙物繼續傳播。

因此5GHz信號,雖然選擇了路程最短的傳輸路徑,但是在傳輸過程中的會有很大的能量損失,2.4GHz信號走得路徑會更長一些,但是保留下來的能量卻更多,在我們看來就是信號強度更強了。

總而言之,如果路由器和設備,隔著一堵比較厚的牆,可能5GHz頻段的信號就已經很弱了,2.4GHz頻段則可以正常使用。如果隔著兩堵牆的話,可能2.4GHz頻段尚可勉強使用,但是5GHz可能就搜不到信號了。

2.4G WiFi和5G WiFi各有什么优劣

在2.4GHz和5GHz頻段,都可以正常使用的情況下,5GHz頻段的表現會更好。前面說了5GHz頻段的頻率更高,所以可以攜帶更多的資訊,並且由於網路環境比較好,所以可以提供頻寬更大且更穩定的網路。

而2.4GHz頻段因為頻率較低,並且目前使用2.4GHz頻段的設備比較多,許多雙頻路由器,也會同時使用2.4GHz頻段和5GHz頻段,所以如果周人使用2.4GHz頻段的人比較多,那麼網路的穩定性就會比較差,再加上2.4GHz的穿牆性能比較好,所以在公寓等使用場景當中,網路干擾會比較多。這段話說簡單點就是在下載、流媒體、語音和線上遊戲的時候,使用5GHz頻段體驗更好。

2.4G WiFi和5G WiFi各有什么优劣

總結以上內容,5GHz頻段無線環境比較好,網速穩定,並且可以支持更高的速率2.4GHz頻段無線環境比較差,如果周圍設備過多,可能網速不太穩定,但是可以覆蓋更遠的距離。

具體使用場景方面,如果你對手機和電腦等設備的網路要求不高,那麼2.4GHz頻段已經完全夠用,而且對於物聯網設備,例如冰箱、台燈等設備來說,2.4GHz頻段也十分夠用了但如果你需要播放4K影像,或者對網電話的通話品質,以及比較喜歡玩線上遊戲的話,還是建議使用5GHz頻段。

如果你的路由器就放在臥室,對穿牆等方面沒有需求的話5GHz頻段會更好,而如果室內面積比較大,需要覆蓋更多房間的話,2.4GHz頻段更實用。但如果你需要同時滿足覆蓋面積和網路品質兩種需求的話,就需要考慮多路由方案了。


2.4G WiFi和5G WiFi各有什么优劣

不過目前雙頻路由器,都會同時支持5GHz頻段和2.4GHz頻段,所以在購買路由器的時候,其實不用很糾結,而且根據現在的實際情況來說,其實網路本身的情況,對用戶的影響體驗會更大。



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