科普-2.4G和5G的Wi-Fi各自优缺点对比及“无线模式”解释

以下信息均为个人理解,如有错误,还请指正。

家里网络出了点问题,维修师傅上门修好后,看到我把路由器开了2个频段(2.4G和5G)对给我说,“没必要开5G,信号不好”,虽然我知道这个说法,但是我也听说5G下速度要快点的呀,于是就百度了一波。

先给结论

  • 2.4G信号好,干扰强,可选信道窄,网速慢。
  • 5G 信号差,干扰弱,可选信道宽,网速快。
  • 正常情况下,无线模式都应该选择mixed模式。若确定自己的设备都支持n或ac等较新协议的,可使用only模式。

1. 为什么说5G信号不如2.4G?

首先要知道一点,对于无线电波,波长越长的饶射能力越强,传播距离会更远。这是因为波长越长越容易发生衍射,就越能够“穿”墙。--- 什么是衍射

上面说得太抽象,下面应用工程中的计算公式来说明,在理想情况下,自由传播损耗可由下式来计算:

$$ L=32.5+20logF+20logD $$

其中:

  • L是自由传播损耗
  • F是电磁波频率
  • D是传播距离

可以看到F(频率)越大,L(损耗)也就会越大。所以说5G频段的wifi信号的确会不如2.4G。

2. 为什么说5G频段下的网速会高于2.4G?

个人觉得可从两点来说。

  1. 我们要知道一个概念--信道。这是什么呢?这就是把信息从路由器传到你手机上的一个通道。只不过它是以频率为单位的。在2.4G频段下,我国可使用的信道分为了13个。就好像一个大马路被分成了13条道,大家都可以在这13条道路中选择1条(实际上可以使用信道捆绑来同时使用多个信道,但是这里为了方便理解,就说只是用一条吧)开车,如果遇到这条道路已经有车(信道拥挤),我们可以切换到其他车道去(信道的自动切换)开,避免拥挤。然而,使用2.4G的设备实在太多了,你无法切到畅通的车道,造成了车辆堵塞,车速降低(网速降低)。反过来看看5G的设备,由于5G相较于2.4G是更新的技术,且制造的成本更高,所以相对2.4G来说,能够发射5G频段的路由器要少很多,这也就是意味着,在5G这个大马路上跑的车会很少,自然就不会堵塞咯。

2.4G下的信道图:

总之:2.4G的设备多,干扰强,所以网速慢。5G设备相对少,干扰弱,网速快。

对比图如下:

2.4G:

5G:

可以明显看到2.4G下的wifi数量多于5G。

  1. 除了干扰问题外,2.4G和5G的信道带宽也不同。通过信道绑定,2.4G可达到40M的信道宽度,5G则可达到80M,甚至160M的宽度。而信道越宽,速度越快,这就好像车道越宽,能同时通过的车辆也就越多了。如:
    2.4G:

5G:

3. 什么是无线模式?b g n 这三个协议分别是什么?

b g n是针对2.4G频段的,对于5G频段的来说有a n ac。但是原理解释都差不多,所以说说b g n。

b g n全称其实为 IEEE 802.11b/g/n。它们对应的其实是3个无线局域网的标准。每个标准的峰值带宽是不同的:

  • 11b:就是11M
  • 11g:就是54M
  • 11n:就是150M或者300M

设备要想连入路由器,需要支持对应的无线局域网标准。b g n速度依次升高,我们在路由器看到的b/g/n mixed和n only,前者指的是路由器允许支持b 或 g 或 n协议的设备连入,而后者则是仅允许支持n协议设备的接入。显然前者兼容性更强,正常情况我们也应该选择这种模式。那b/g/n mixed相对于n only来说有什么缺点呢?不然干嘛要使用n only模式。我在知乎上看到一条这样的回答:

11n only:老子只带11n的设备,其他滚粗
11bgn mixed:bgn设备都可以进来,只有n设备时,老子带你装逼带你飞,如果有b、g设备进来时,不好意思,尊老爱幼,跟着最慢的一起跑。。

所以说理论上,b/g/n mixed如果只有n设备连入,那它和n only没什么区别。但是一旦有b或g设备连入,整体速度就会降低。

总之:一般情况,我们都应该选择b/g/n mixed模式。

参考

Last modification:August 11th, 2019 at 09:36 pm
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