网络知识 娱乐 为何同样环境下5G网速要比2.4G高

为何同样环境下5G网速要比2.4G高

Wi-Fi 2.4g和5g同样的环境下,下载速度是不是应该一样的?

为何同样环境下5G网速要比2.4G高

我家电信宽带300兆,我用2.4g下载速度7兆,我用5g下载速度27兆。这样的情况对吗?我感觉百兆以内下载速度应该一样啊。

理论上下载速度是一样的。20MHZ带宽,无论被搬运到2.4GHZ载波,还是被搬运到5GHZ载波,采用同样的调制技术,理论传输速率是一样一样的。

而现实却很残酷,两者的真实传输速率差别却很大,是什么造成了两者之间的差别?

使用网线时,假设网线传输速率是1Gbps。用户使用该网线传输用户数据包(Data Packet),Data Packet传输速率是多少?

1Gbps。意味着网线除了传输Data Packet之外,不会用这1Gbps传输任何其他别的Packet。

但是,当使用无线时,除了传输用户的Data Packet,还需要传输管理帧(Management Packet),例如Beacon,Probe等。还需要传输控制帧(Control Packet),如RTS/CTS,ACK等。

2.4G网络,在默认情况下,采用什么速率周期性(102.4毫秒一次)发送Beacon信标帧?

1Mbps。

5G网络,在默认情况下,采用什么速率周期性(102.4毫秒一次)发送Beacon信标帧?

6Mbps。

意味着2.4G网络采用1Mbps传输beacon,会将网络整体传输速率拉低。虽然5G网络的6Mbps传输beacon,也会拉低整体传输速率,但是要远远好于2.4G的。

除了管理帧,控制帧通常也采用最低速率传输,这样可以保证传输的高可靠性。毕竟像ACK这样的控制帧,如果传输出错,是不会重传的。而采用低速的、健壮的传输速率,可以确保到达接收方。

读者可能会说,即使两者发送管理帧、控制帧的速率相差5Mbps,用户数据有效传输速率应该相差5Mbps,而不应该是题主问题里20Mbps。还有什么原因造成两者的差别?

2.4G尽管可用信道是11个,可是真正频段不重叠(不干扰)只有三个信道,即信道1、信道6、信道11。在家庭局域网的环境里,没有人来协调信道的使用状况。其实也无法协调。一层楼,如果避免互相干扰,只能开三个无线路由器,分别使用以上三个信道。可是楼上楼下有那么多人家,为何你可以使用,我却不可以使用?难道2.4G不是人人都可用使用的吗?

信道干扰是2.4G永恒话题。此外,大家使用的蓝牙耳机、蓝牙鼠标、无绳电话、微波炉等设备也在使用2.4G频道。如果读者有幸用频谱仪或示波器观察整个2.4G频段,会发现异常活跃、繁忙。

而5G不干扰的频道至少有10多个,即使在一栋楼里,每个路由器完全可以挑选一个没有干扰的信道。此外,幸运的是,尽管5G也是一个Unlicensed频道,但是使用该频道的工业设备,要远远小于2.4频道。

2.4G尽管很繁忙,能否强制路由器将报文发出?走别人的路,让别人无路可走?

绝不可以。凡是被Wi-Fi联盟认证的入网无线产品,发出任何一个报文之前,要做两项检测:

  • 同步检测(Preamble Detection)
  • 能量检测(Energy Detection)

同步检测,用于检测802.11设备发出的报文。

能量检测,用于检测非802.11设备发出的信号,比如微波炉、蓝牙。

只要该两项检测的任何一项为True,无线设备就不能发任何报文。

频道竞争繁忙,无线设备要默默等待很久才能将报文发出。当然,5G由于信道相对空闲,需要等待的时间要小于2.4G网络,这就变相提高5G的整体传输速率。

最后,2.4GHZ一共就80M左右带宽的空间,802.11n的40MHZ无法使用。而802.11n的40MHZ却可以使用在5G网络。这是另外一个5G的整体网速高于2.4G的重要因素。

作者|车小胖谈网络|公众号