Длина волны Wi-fi сигнала

WiFi – беспроводной способ связи, основанный на электромагнитном излучении. Сигнал WiFi относят к радиоволнам, соответственно, он имеет такие же свойства, характеристики и поведение. Радиоволны, в свою очередь, подчиняются практически тем же физическим законам, что и свет: распространяются в пространстве с такой же скоростью (почти 300 000 километров в секунду), подвержены дифракции, поглощению, затуханию, рассеиванию и прочим характеристикам.

Основные характеристики радиоволны, а значит и сигнала WiFi — это ее длина и частота или частотный диапазон. Последний параметр означает частоту переменного тока, необходимую для получения волны нужной длины и используется для классификации радиоволн. Другое определение частоты — это количество волн, проходящих через определенную точку пространства в секунду.

Беспроводная связь WiFi использует дециметровые и сантиметровые волны ультравысокой и сверхвысокой частоты (УВЧ и СВЧ) в частотных диапазонах 2,4 ГГц, 5 ГГц и других редко используемых: 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц.

Главное преимущество WiFi-связи отражено во втором ее названии – беспроводная связь. Именно отсутствие проводов вкупе со все возрастающей скоростью передачи данных является ключевым моментом при выборе этого способа соединения.

Связь частоты сигнала WiFi и длины волны

Характеристики длины волны сравнительно редко используются в параметрах оборудования WiFi. Однако иногда, для понимания физических свойств и поведения сигнала беспроводной связи в различных условиях неплохо разбираться в связи частоты и длины радиоволн. Общее правило: чем выше частота, тем короче длина волны. И наоборот.

Свойства WiFi сигнала

1. Поглощение.

Главное условие для создания беспроводного линка на расстояние большее, чем сотня метров – прямая видимость между точками установки оборудования. Объекты, находящиеся в зоне видимости – отражают и поглощают сигнал WiFi, если не весь, то львиную его часть.

Процент ухудшения сигнала вай-фай при прохождении через препятствия зависит от нескольких факторов:

  • Длины волны. В теории, чем больше длина волны (и ниже частота вай-фай), тем больше проникающая способность сигнала.
  • Материала препятствия, точнее, его диэлектрических свойств.
  • Угла падения луча на препятствие. Так, если сигнал проходит через препятствие под прямым углом, это обеспечит меньшие потери, чем если бы он падал на него под углом 45 градусов. Еще хуже, если сигнал проходит через преграду под очень острым углом. В этом случае, грубо говоря, можно смело умножать толщину стены на 10 и рассчитывать потери WiFi передачи согласно этой величине.

2. Огибание препятствий.

По-научному это поведение луча WiFi называется дифракцией, хотя на самом деле понятие дифракции гораздо сложнее, чем простое «огибание препятствий». В общем, можно вывести правило – чем короче длина волны (выше частота), тем хуже она огибает препятствия.

3. Естественное затухание. Как далеко мог бы передаваться сигнал WiFi, если создать ему идеальные условия прямой видимости? В любом случае не бесконечно, потому что чем больше дальность беспроводного «пролета», тем больше сигнал затухает сам по себе.

Происходит это по 2 причинам:

  • Земная поверхность поглощает часть энергии сигнала.
  • Сигнал WiFi даже из самой узконаправленной антенны распространяется не прямой линией, а лучом.

4. Отражения сигнала.

Сигнал WiFi, как любая радиоволна, как свет, отражается от поверхностей и ведет себя при этом аналогично. Но тут есть нюансы – какие-то поверхности будут поглощать сигнал (полностью или частично), а какие-то – отражать (полностью или частично). Это зависит от материала поверхности, его структуры, наличия неровностей на поверхности и частоты WiFi.

5. Плотность данных. Частота WiFi влияет также на еще один важный параметр – объем передаваемых данных. Здесь существует прямая связь – чем выше частота, тем больше данных в единицу времени можно передать.

Диапазоны и частоты WiFi

Как мы уже сказали, для WiFi связи выделено несколько разных частотных диапазонов: 900 МГц, 2,4 ГГц, 3,65 ГГц, 5 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц. Чаще всего применяются точки доступа WiFi и антенны WiFi 2,4 ГГц и 5ГГц.

Основные отличия 2,4 ГГц и 5ГГц:

  • 2,4 ГГц.

Длина волны 12,5 см. Относится к дециметровым волнам ультравысокой частоты (УВЧ). В реальных условиях – меньшая дальность сигнала из-за более широкой зоны Френеля, что чаще всего не компенсируется тем, что сигнал на этой частоте меньше подвержен естественному затуханию. Лучшее преодоление небольших преград, например, густых лесных массивов, благодаря хорошей проникающей способности и огибанию препятствий. Меньше относительно неперекрывающихся каналов (всего 3), а значит, «пробки на дорогах» – теснота в эфире, и как результат – плохая связь. Дополнительная зашумленность эфира другими устройствами, работающими на этой же частоте, в том числе мобильных телефонов, микроволновок и т. п.

  • 5 ГГц.

Длина волны 6 см. Относится к сантиметровым волнам сверхвысокой частоты (СВЧ). Большее количество относительно неперекрывающихся каналов (19). Большая емкость данных. Большая дальность сигнала, в связи с тем, что Зона Френеля меньше. Такие препятствия, как листва деревьев, стены волны диапазона 5ГГц преодолевают гораздо хуже, чем 2,4.

Диапазоны 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц для нас скорее экзотика, однако могут использоваться: для работы в условиях, когда стандартные диапазоны плотно заняты.

Если требуется создать беспроводное соединение между двумя точками при отсутствии прямой видимости (лес и другие препятствия). Это касается такой частоты, как 900 МГц (ее нужно использовать с осторожностью, так как на ней работают мобильные операторы). Если для использования частоты не требуется получать лицензию в контролирующих органах. Такое преимущество часто встречается в презентациях зарубежных производителей,

В IEEE ведутся разработки по принятию новых стандартов и, соответственно, использованию других частот для WiFi. Не исключено, к примеру, что в ближайшее время диапазон 60 ГГц также станет использоваться для беспроводной передачи. Точно также, как и возможна вероятность «отжатия» в будущем некоторых частот, сейчас принадлежащих WiFi, в пользу, например, сотовых операторов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *