我們的日常生活越來(lái)越依賴于無(wú)線連接,包括教育、工作和娛樂(lè)。了解 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 之間的可用 Wi-Fi 頻段的差異可以幫助您為每天使用的無(wú)線設(shè)備獲得最佳速度、距離和覆蓋范圍。
了解您的無(wú)線連接選項(xiàng)首先要討論波(特別是無(wú)線電波),設(shè)備使用這些波在空中交換設(shè)備之間的數(shù)據(jù)。
所有波都有一個(gè)模式,可以用波長(zhǎng)(波在模式重復(fù)之前傳播的距離)和頻率(模式在給定時(shí)間段內(nèi)重復(fù)多少次)來(lái)描述。
談到無(wú)線連接,波長(zhǎng)和頻率直接影響可以發(fā)送的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備的速度以及數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)木嚯x。
無(wú)線電波在特定頻率范圍內(nèi)傳輸信息,也稱為射頻頻譜。通信時(shí)使用了射頻頻譜或頻段中的特定頻率組。這些頻段可以進(jìn)一步分組為一系列子頻率,這些子頻率稱為通道。特定應(yīng)用程序(如 Wi-Fi、電視、無(wú)線電和空中交通管制)的頻段和通道的使用受政府機(jī)構(gòu)監(jiān)管。
數(shù)字 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 是指批準(zhǔn)用于未經(jīng)許可的無(wú)線使用的特定射頻頻段。數(shù)字越小意味著隨著時(shí)間的推移,波形重復(fù)次數(shù)越少,因此波長(zhǎng)越長(zhǎng),范圍越長(zhǎng),而數(shù)字越大意味著重復(fù)次數(shù)越多,可以在更短的距離內(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)。對(duì)于上下文,1 赫茲 (Hz) 表示每秒一次重復(fù),1 千兆赫 (GHz) 表示每秒十億次重復(fù)。
理解無(wú)線連接的一種簡(jiǎn)單方法是將每個(gè)頻段視為不同類型的道路,并將通道視為每條道路可以支持的車道的數(shù)量和寬度。2.4 GHz 與單車道鄉(xiāng)村道路類似,它不是為繁忙的交通而設(shè)計(jì)的,可以帶您進(jìn)入更崎嶇的景區(qū)。5 GHz 就像一條多車道高速公路,通常用作鄉(xiāng)村道路的替代方案,即使它的規(guī)模更大,但也經(jīng)常擁堵。最新的頻段 6 GHz 要大得多,并且有更多的高速車道,這些車道專用于最新和最快的車輛。
正如道路上可用車道的數(shù)量和這些車道的寬度會(huì)影響行駛速度和行駛時(shí)間一樣,射頻通道特性也會(huì)影響射頻頻段內(nèi)的連接速度和數(shù)據(jù)傳輸速率。
2.4 GHz Wi-Fi 頻譜的寬度為 70 MHz,設(shè)備通常限制為三個(gè) 20 MHz 通道。
5 GHz Wi-Fi 頻譜的寬度約為 500 MHz,設(shè)備最多可以使用六個(gè)較大的 80 MHz 通道以獲得更快的速度。但是,六個(gè)通道中只有兩個(gè)通道隨時(shí)可用,因?yàn)槠渌膫€(gè)通道有時(shí)可能因天氣或機(jī)場(chǎng)雷達(dá)而受到限制。
6 GHz Wi-Fi 頻譜的寬度為 1200 MHz(是 2.4 GHz 和 5 GHz 頻譜的兩倍多),并且支持多達(dá) 7 個(gè)更大的 160 MHz 通道。這些通道僅供新的 Wi-Fi 6E 設(shè)備訪問(wèn),它們可實(shí)現(xiàn)千兆位的 Wi-Fi 速度,并允許操作不受傳統(tǒng) Wi-Fi 干擾。
較新頻率的可用性由政府機(jī)構(gòu)監(jiān)管,主要是為了確保在新一代技術(shù)中可用。各國(guó)不希望新技術(shù)因與老化網(wǎng)絡(luò)上的舊設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)而受到阻礙。在 Wi-Fi 的早期,2.4 GHz 頻段可提供足夠的性能,并且所需設(shè)備更少,基本用途更多,如電子郵件和網(wǎng)上沖浪。在過(guò)去的 10 至 15 年中,5 GHz 一直是首選頻段,因?yàn)樵O(shè)備數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),介質(zhì)分辨率和文件大小急劇增加,用途也在不斷演變,變得更加復(fù)雜。
我們共同運(yùn)行更多的視頻流、游戲和云應(yīng)用程序,達(dá)到 5GHz 的擁塞通常就會(huì)限制用戶體驗(yàn)。這就是為什么截至 2020 年,聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC) 專門為美國(guó)的新設(shè)備開(kāi)放了 6 GHz 頻譜,其他地區(qū)政府也在這樣做的原因。
除了通道特性之外,典型的數(shù)據(jù)傳輸速度還受到諸如使用頻帶的其他設(shè)備、降低信號(hào)強(qiáng)度的物理對(duì)象或墻壁或互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)施加的限制等因素的影響。
2.4 GHz 可以提供高達(dá) 100 兆位每秒(Mbps)的典型的最高空中速度。
5 GHz 可提供高達(dá) 1 千兆位/秒 (Gbps) 的速度。
6 GHz 可提供高達(dá) 2 Gbps 的速度。
2.4 GHz 在市場(chǎng)上的可用時(shí)間最長(zhǎng),因此大多數(shù)傳統(tǒng)設(shè)備仍然使用此頻率,從而產(chǎn)生大量網(wǎng)絡(luò)混亂。這就是為什么公寓樓中的用戶在使用 2.4 GHz 頻段時(shí)會(huì)遇到連接問(wèn)題的原因。2.4 GHz 不僅具有可用頻段中最長(zhǎng)的范圍和穿墻能力,而且傳統(tǒng)上它也是最常用的。
6 GHz 是最新的商用頻段,僅可用于更新、通常更先進(jìn)的設(shè)備。由于目前使用 6 GHz 頻段的設(shè)備較少,可用通道更多,因此用戶將體驗(yàn)到傳統(tǒng) Wi-Fi 設(shè)備的更少擁塞和干擾。
那么,如何減少干擾、網(wǎng)絡(luò)混亂和信號(hào)擁塞對(duì)速度和傳輸速率的影響?好消息是,您的路由器或設(shè)備操作系統(tǒng)已經(jīng)在努力尋找最佳路徑。路由器為設(shè)備選擇通道,如果有多個(gè)路由器或接入點(diǎn),即使同一接入點(diǎn)或通道上有多個(gè)其他設(shè)備,設(shè)備的操作系統(tǒng)也會(huì)選擇信號(hào)最強(qiáng)的最近接入點(diǎn)。
接入點(diǎn)將盡量避免被其他相鄰網(wǎng)絡(luò)占用的通道,但對(duì)于具有許多網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn),它們可能必須選擇較小的通道以避免干擾,或者在最壞的情況下,選擇與另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)相同的通道(如果通道全部可用)。
此外,您可以選擇連接到一系列頻段的設(shè)備,來(lái)為您提供更多連接和性能選項(xiàng)。
通常,任何需要高精度或響應(yīng)能力和更快速度的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序?qū)母叩念l率(如 5 GHz 和 6 GHz)中受益最多。對(duì)于依賴大量語(yǔ)音和視頻通話的游戲、家庭影院和家庭辦公應(yīng)用程序,建議使用 5 GHz 和 6 GHz 頻段。
2.4 GHz 是 Wi-Fi 的“盡力而為”網(wǎng)絡(luò),非常適合在更長(zhǎng)的距離內(nèi)發(fā)送少量數(shù)據(jù)。雖然較低頻段確實(shí)比較高頻率具有更廣泛的范圍,但該范圍通常可以忽略不計(jì)。大多數(shù)用戶在家中使用 5 GHz 或 6 GHz 頻段將擁有類似的或相同的連接。
在家中連接多個(gè)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備(例如智能恒溫器、智能門鈴和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 攝像頭)時(shí),2.4 GHz 有一個(gè)可行的使用案例。這樣做的原因只是為了減少 5 GHz 和 6 GHz 頻段上的網(wǎng)絡(luò)爭(zhēng)用,并為游戲和直播等更高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序釋放更多通道。
如果頻帶像道路,那么 Wi-Fi 信號(hào)就像這些道路上的汽車。正如道路可能有車輛類型限制一樣,Wi-Fi 設(shè)備可以連接的頻段也可以根據(jù)設(shè)備的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限制。
所有 Wi-Fi 技術(shù)都是按照特定的 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的,該標(biāo)準(zhǔn)還指定了它們可以連接的頻段。從 2007 年開(kāi)始,按照 802.11n 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的 Wi-Fi 4 有兩個(gè)不同的版本:802.11bgn,只能訪問(wèn) 2.4 GHz 頻段,以及 802.11agn,它是雙頻的,能夠連接到 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段。按照 802.11ac 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的 Wi-Fi 5 只能連接到 5 GHz,但許多 Wi-Fi 5 產(chǎn)品也使用傳統(tǒng)的 Wi-Fi 4 802.11bgn 作為單獨(dú)的模式連接到 2.4 GHz 頻段。有趣的是,您無(wú)法使用 Wi-Fi 世代來(lái)確定設(shè)備可以連接到哪些頻段。如果是 Wi-Fi 6(也稱為 802.11ax),該標(biāo)準(zhǔn)是在 6 GHz 頻段可用之前開(kāi)發(fā)的。僅 Wi-Fi 6E 才能訪問(wèn)所有三個(gè)頻譜,包括 2.4 GHz、 5 GHz 和 6 GHz。
如果您要利用最新的無(wú)線速度,則需要購(gòu)買支持 6 GHz 連接的較新的接入點(diǎn)、路由器和設(shè)備。好消息是,舊設(shè)備仍然可以連接到較新的 Tri-Band 路由器的傳統(tǒng)的 Wi-Fi 頻段。
您每天使用的 Wi-Fi 技術(shù)(從 Wi-Fi 4 到 Wi-Fi 6E)均基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(例如 802.11 及其許多排列),這些排列是由行業(yè)組織開(kāi)發(fā)、測(cè)試和認(rèn)證的。
這些團(tuán)體(包括電氣和電子工程師協(xié)會(huì) (IEEE)、Wi-Fi 聯(lián)盟 (WFA) 和無(wú)線寬帶聯(lián)盟 (WBA))可幫助確保設(shè)備互操作性和通用用戶體驗(yàn)。英特爾近二十年來(lái)專注于互聯(lián)平臺(tái)體驗(yàn),在這些行業(yè)機(jī)構(gòu)中都發(fā)揮了領(lǐng)導(dǎo)作用,幫助將 Wi-Fi 技術(shù)推向市場(chǎng),使許多您喜愛(ài)的無(wú)線設(shè)備在當(dāng)天能始終如一地運(yùn)行。
人們很容易將無(wú)線連接視為理所當(dāng)然,但英特爾一直在改進(jìn)其所有電腦平臺(tái)的 Wi-Fi 技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,我們對(duì)無(wú)線連接的日常依賴將繼續(xù)增加,以解鎖新的體驗(yàn)和可能性。英特爾致力于使 Wi-Fi 在此旅程中盡可能無(wú)縫和強(qiáng)大。
我們很想知道你是怎么想的。
We'd like to know what you think.
michael@acp-tech.com