Hvad er forskellen på et 2,4 GHz og 5 GHz WiFi-frekvensbånd?

Steen Garbers Enevoldsen | Netudviklingschef
Af Steen Garbers Enevoldsen | Netudviklingschef

Moderne WiFi-systemer opererer på to forskellige ISM-bånd; 2,4 GHz og 5 GHz. I denne artikel vil jeg forklare lidt om forskellen på de to bånd.

Først og fremmest står ISM for Industrial, Scientific and Medical, og er en betegnelse for et frekvensbånd, hvor det er tilladt at transmittere uden en radiolicens. Der er en række af disse ISM-frekvensbånd i RF-spektret, og de benyttes af en række forskellige hverdagsteknologier så som Bluetooth, babyalarmer, DECT-telefoner, R/C legetøj, keyfobs - og selvfølgelig WiFi, der benytter 2,4 GHz og 5 GHz ISM-båndene.

De enkelte frekvensbånd er inddelt i en række kanaler, og et WiFi-system kan operere på én kanal simultant med et andet WiFi-system, der opererer på en anden kanal. En god måde at visualisere det på er at betragte et ISM-bånd som en flersporet motorvej. Flere WiFi-systemer kan samtidigt opholde sig på ISM-båndet ved at benytte forskellige kanaler, præcis på samme måde som flere biler kan opholde sig samme sted på motorvejen ved, at de befinder sig i hver sin vejbane.

Men her kommer vi til den første faldgrube, når vi snakker WiFi; et WiFi-signal er bredere end en WiFi-kanal! Det betyder, at to WiFi-systemer, som opholder sig på nabo-kanaler, faktisk alligevel vil forstyrre hinanden, og derfor skal vi introducere begrebet ”ikke-overlappende kanaler”.

Når vi snakker 2,4 GHz, er der 13 kanaler til rådighed, men kun kanalerne 1, 6 og 11 er ikke-overlappende kanaler. Grafen nedenfor viser et spectrumscan af 2,4 GHz båndet i mit hjem. Jeg har indsat kanalerne, og dermed kan du se, at mit WiFi-system, som i dette tilfælde ligger på kanal 7, lapper ind over nabo-kanalerne.


Kilde: Nørd'o'teket
 

Det anbefales generelt at vælge en ikke-overlappende kanal, da det overordnet set vil give den bedste udnyttelse af kapaciteten til rådighed i de pågældende bånd. Vælger du derimod en af de overlappende kanaler, taler sandsynligheden for, at din WiFi-router kan blive forstyrret i større grad (og du vil i øvrigt også støje mere på andres systemer).
 

Hvad skal vi med 5 GHz, når vi allerede har 2,4 GHz?

Dette illustreres bedst ved at betragte ovenstående spektrumscan, hvor jeg har samplet 2,4 GHz ISM-båndet i et enkelt sekund. Hvis vi nu leger, at vi er et nyt WiFi-accesspunkt, der skal vælge en passende kanal, så ser det umiddelbart ud til at både de lave kanaler, og de høje kanaler, er støjfri.

Men hvis vi scanner samme frekvensbånd i 30 sekunder, så ser det helt anderledes ud:


Kilde: Nørd'o'teket


2,4 GHz ISM-båndet er inficeret med støj! I dette tilfælde er støjen ikke fra andre WiFi-systemer, og her ser vi en af ulemperne ved ISM-båndet. Det er ’frit for alle’, forstået på den måde, at ikke kun WiFi befinder sig her. Den primære støjkilde er i dette tilfælde Bluetooth, som må siges at være en ofte forekommende teknologi.

I modsætning til WiFi inddeler Bluetooth ISM-båndet sig i 79 individuelle 1 MHz kanaler, og hopper så pseudotilfældigt frem og tilbage mellem alle disse kanaler op til 1600 gange i sekundet. Denne metode kaldes ”Frequency-hopping Spread Spectrum”, og kan virkelig irritere et WiFi-system.

Hvis vi prøver at tilføje en tidsdimension, kan vi lave følgende spektogram, hvor de smalle toppe er Bluetooth-signalet, der hopper frem og tilbage.


Kilde: Nørd'o'teket


Denne overbefolkning er den ene grund til, at 5 GHz båndet blev introduceret, den anden er, at 5 GHz båndet er bredere, og dermed tillader højere kapacitet per accesspunkt og dermed højere hastighed.

Kigger vi tilsvarende på støjen i 5 GHz båndet ses, hvor fredeligt det er i forhold til 2,4 GHz. 


Kilde: Nørd'o'teket


Dette er dog en stakket frist, da flere og flere WiFi-systemer benytter 5 GHz, og andre teknologier også vil begynde at benytte dette bånd (f.eks. LTE: http://www.mwrf.com/services/laa-lte-and-wi-fi-coexistence-or-convergence).
 
En ting man skal være opmærksom på, når man benytter 5 GHz, er, at rækkevidden er kortere end for 2,4 GHz. Dette kan ses på nedenstående simulering af dæmpningen som funktiona af afstanden.
 


Kilde: Nørd'o'teket
 

Skal du vælge 2,4 GHz eller 5 GHz?

Det er svært at give et præcist råd om hvad, der er bedst, da det i høj grad afhænger af dit specifikke setup derhjemme, men som generelle råd kan man sige:
 
Vælg 2,4 GHz, når:

  • Du bor i en stor bolig med langt til naboerne, og dit problem er, at signalet ikke kan nå ud i alle hjørner.
  • Du har mange forhindringer (vægge, etageadskillelser etc.) mellem dit WiFi-accesspunkt og WiFi-klienter (mobiltelefoner, TV, spillekonsol etc.).
  • Du har meget gamle WiFi-klienter (fx en gammel mobiltelefon).

Vælg 5 GHz, når:

  • Du bor i lejlighed med kort distance til naboerne.
  • Du har ikke behov for, at signalet skal række særlig langt.

Hvis du har problemer med, at dit WiFi-signal ikke kan nå rundt i hele din bolig, og det ikke er nok at skifte frekvensbånd, kan jeg anbefale, at du kigger på muligheden for at forbedre dækningen med fx et Ubiquiti accesspunkt.


 
 
 
 
 

Læs også:

Torden og lynild! Sådan påvirker tordenvejret din router

Torden og lynild! Sådan påvirker tordenvejret din router

Hvad er forskellen på megabit og megabyte?

Hvad er forskellen på megabit og megabyte?