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你知道无线路由器2.4G和5G的区别吗?

1、引言

用户在选购无线路由器时,常会在参数中出现2.4G与5G等字样;或是在连接Wi-Fi时,也偶有看到两个Wi-Fi信号有着相同的前缀名称,但在名称最后分别标注了2.4G和5G。那么,无线路由器中2.4G和5G的区别是什么?二者分别适用于何种场景?本文将对此进行详细介绍。

2、无线路由器中的2.4G和5G是什么

无线路由器中常说的2.4G和5G,其单位为Hz(赫兹),用于表示无线信号的工作频率,分别代表无线路由器能够在2.4GHz频带和5GHz频带上发射和接收信号,可以将无线路由器的2.4G和5G简单理解为是两个不同频段的信号。值得注意的是,无线路由器中的5G与移动通信中常说的5G不是同一个概念,后者的G为Generation的缩写,代表的是第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G)。

根据对2.4G和5G的支持情况差异,无线路由器有单频路由器和双频路由器之分。单频无线路由器指的仅具备有2.4G无线模块、只能工作在2.4GHz无线频段下的设备,使用此类设备时用户仅能搜索到2.4G的Wi-Fi信号。而双频路由器则是同时具备有2.4G和5G无线模块,可以同时在两个频段模式下工作的设备,使用此类设备时,用户可以将无线模式设置在2.4GHz或5GHz频段。对比单频路由器,双频路由器能够提供更高的传输速率和更强的稳定性。

3、2.4G和5G的区别

●工作设备

单频无线路由器只能使用2.4GHz频段,而双频无线路由器可以同时工作在2.4GHz和5GHz频段。

●工作频段

2.4G信号的工作频率处于2.4GHz~2.4835GHz之间,根据我国现行标准,该频段被划分为13个子信道,每个信道的有效带宽为20M,相邻信道之间存在重叠。

5G信号的工作频率处于5.150GHz~5.850GHz之间,该频段被划分为201个子信道,每个信道的有效带宽同样为20MHz,但每个相邻信道之间均不重叠。但其中仅有部分信道提供给5G的Wi-Fi网络使用,在我国分别是36、40、44、48、52、56、60、64、149、153、157、161和165这13个信道。

●信号频宽

2.4G和5G频段上每个信道的标准带宽均为20MHz,2.4G可以扩展带宽为40MHz,5G则可以扩展至40MHz、80MHz甚至160MHz。

●802.11x协议支持情况

802.11x协议定义了无线局域网技术的一系列标准,各协议版本对于2.4G和5G频段的支持情况如下表所示:

表3-1 802.11x协议的工作频段支持情况及理论最高速率

表3-1 802.11x协议的工作频段支持情况及理论最高速率

●传输速率

无线的传输速率是评价网络性能的重要指标,主要受到空间流、信号频宽、QAM调制方式以及编码率等因素影响。通过表3-1可见,随着无线标准的升级,各种底层编码、信道频宽和空间流等技术极大提高,使得所能支持的理论最高速率有了质的飞跃。在同采用802.11ax协议标准下,由于在5G频段可支持的频宽可达160MHz,而2.4G仅有40MHz,因此在理论最高速率上采用5G频段时可达9.6Gbps,而2.4G至多为2.3Gbps。

由于当前市面上的路由器在空间流、调制方式等方面存在差异,因此设备的实际速率和理论最高速率存在一定差距。以锐捷X323200M双频千兆Wi-Fi6无线路由器为例,其采用1024QAM调制技术,采用4×4 MIMO,在2.4G频段最高无线速率可达800Mbps,5G频段则为2402Mbps,双频并发整机最大无线速率更是高达3202Mbps。

●覆盖范围

无线信号的本质是电磁波,电磁波的波长和频率成反比,这意味着5GHz信号的波长小于2.4GHz。波长越短的信号穿透力越强,因此在遇到障碍物大部分信号将直线穿透障碍物,而仅有小部分电磁波发生反射或衍射。然而信号在穿透障碍物时需要消耗大量的能量,常常在未穿透障碍时能量就已被消耗完毕。因此,在障碍物另一侧的接收端上,收到能够直接穿透而来的信号是极少的,更多的还是接收到通过反射或衍射绕过障碍物传输的信号。

因此,5GHz信号在碰到障碍物时,几乎全部的能量都用于穿透,将造成了大量的能量损失,因此信号在传播过程中衰减较大,从而信号的穿墙能力较差、覆盖范围更小;而2.4GHz信号由于波长较长、穿透力较弱,有更多信号只能通过反射和衍射绕过障碍物继续传播,信号在传播过程中衰减更小,因此信号的穿墙能力奥较好、覆盖距离更大。

●抗干扰能力

干扰的来源主要为无线信道之间重叠产生的干扰和其他同频段应用造成的同频干扰。

○无线信道之间的干扰

2.4G频段在子信道划分时相邻信道重叠,从而导致无线信道之间存在干扰,影响了无线传输的稳定性。而5G频段的每个信道间不重叠,因此不存在信道间干扰。

○同频干扰

除无线局域网Wi-Fi以外,蓝牙、RFID、ZigBee等技术均选用2.4G作为工作频段,以及多种医用射频设备等均工作在2.4G频段,因此存在大量同频干扰。

而在5G频段上,目前仅有卫星无线电测定业务和卫星固定业务使用,除无线路由器外无其他日常家用设备占据该频段,因此不易受同频干扰。

综上所示,5G信号的抗干扰能力优于2.4G,因此网速更加稳定。

表3-2 2.4G与5G对比总结

2.4G与5G对比总结

4 总结

2.4G具有覆盖范围大、穿墙能力强的优点,但传输速率和抗干扰能力则较差。因此,2.4G适用于用户移动范围较大、墙面等障碍物较多、并且接入设备较少的场景。5G则与之互补,使用5G频段的设备较少无线环境较为干净,干扰较少、网络更稳定,并且支持更高的无线传输速率。但是5G信号在传输时的衰减更大,覆盖范围及穿墙能力劣于2.4G,因此5G在障碍物少、无线接入设备多的场景下能发挥更好的性能。对于家用的无线路由器而言,当移动设备与路由器处于同一房间时,适合使用5G信号;若有多堵墙间隔时,则是使用2.4G更为合适。

2.4G和5G各有优劣,用户可以根据需求选择接入2.4G或是5G的Wi-Fi信号。但为了解决复杂网络环境下用户手动切换的问题,锐捷等厂商的无线路由器均支持双拼路由自动切换技术。2.4G和5G合并为一个信号,使用相同的SSID(网络名称),设备将根据两种信号的强度与质量,自动切换至最佳的Wi-Fi网络。用户无需手动切换,即可享受2.4G和5G的最佳体验。

本文由 @老李 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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