vs vs 5GHz 极速了解Wi 2.4GHz 6GHz

自1997年第一个Wi-Fi网络树立以来，2.4GHz频段不时是科技设施的关键频段。得益于该频段的无需授权容许个性，这个频段十分有用，而少量经常使用这个频段也带来了许多疑问，包含牢靠性和带宽应战。

那么，为什么2.4GHz在设施中如此受欢迎，它又面临着哪些应战，未来工程师可以等候哪些新技术?

为什么 2.4GHz 如此受欢迎？

无线电频谱充溢了少量的频段，从长波无线电到高频亚毫米微波；但是，在整个无线电频谱范围内，2.4GHz频段依然遭到工程师的欢迎。与普遍的认识同样，微波炉选用2.4GHz的频率并不是由于水分子在这个频率上共振。Christopher S. Baird博士是该畛域的出名专家，他在一篇名为《Why are the microwaves in a microwave oven tuned to water》的文章中解释说，微波炉内发生的微波不是单色的，这象征着它们不会调谐到特定的频率。这有助于提醒人们对微波技术的普遍曲解。同样，它们是由一种叫做磁控管的设施发生的，这种设施能发射出广谱频率，频率依据被加热食物的详细状况而变动。

微波经过介电质加热来加热食物。电磁波中的电场对食物中的分子施加了一种力，使它们旋转、碰撞，并将它们某种水平上有序的旋转静止转化为热量。这不只实用于水分子，还实用于食物中的许多分子。同时，2.4GHz频段在简直一切国度都是未经容许的，这象征着任何人都可以经常使用该频率。因此，当Wi-Fi在1997年问世时，工程师们转向一个未经容许的频段是有短缺的理由的。但是，实践上也存在许多未经容许的频段，例如433MHz、900MHz、1890MHz和5.8GHz。那么，为什么2.4GHz比其他选项更受欢迎呢?

例如，咱们看看无处不在的家用路由器。从 2000 年代初期到当天，大少数路由器都自动经常使用该频段，由于它具备杰出的笼罩范围和穿墙才干。关于宿愿确保其设施在整个家庭中提供牢靠的互联网访问的制作商而言，该频段是一个理智的选用。

首先，由于Wi-Fi通常处置大数据传输(每秒兆字节)，因此对带宽有很大的要求，这就扫除了许多较低频率(低于1GHz)。其次，这样的网络须要能够在宽广的区域内运转，虽然较低的频率具备更好的远程传输才干，但这是以带宽为代价的。但是，经常使用十分高的频率(如5GHz及以上)不只传输距离受限，而且经过墙壁等阻碍物的穿透才干也较差。

因此，工程师得出论断，2.4GHz 是 Wi-Fi 的完美频率，由于它具备远距离才干（最远 100 米），同时提供显着的带宽和在室内环境中传达的才干。当然，除此之外，经常使用2.4GHz的一个最关键的要素是它是收费的，Wi-Fi 规范也是如此，这象征着任何人都可以开发自己的Wi-Fi芯片组。

但受益于2.4GHz频谱的不只仅是Wi-Fi；由于不足容许和提供的泛滥配置，许多其他协定都经常使用了这个频段。例如，蓝牙是一种应用该频谱的低能耗无线电技术，Thread和Zigbee也是如此。因此，当天咱们在物联网行业在开发和部署方面取得了渺小的提高，简直一切家庭都领有某种物联网设施。

2.4GHz面临哪些应战？

虽然2.4GHz提供了一切的优势，使其成为令人印象深入的频段，但另一方面方面它也也有致命弱点。由于该频段未经容许，简直任何人都可以制作自己的2.4GHz设施，当设施足够多就开局出现拥塞疑问。

虽然目前这对个别家庭来说或者不是什么大疑问，但在未来十年中，更多物联网设施的参与将很快造成网络速度开局放缓。关于人口密集的地域尤其如此，在这些地域，多个接入点通常十分凑近，并且有限数量的频率通道从基本下限度了可以同时衔接和传输数据的设施的最大数量。

在人口浓密的公寓楼中可以看到这些应战的实在示例。在这样的环境中，2.4GHz频段上少量不同的Wi-Fi网络通常会造成信号搅扰，从而降低衔接品质。

2.4GHz频谱也面临着现代运行和参与带宽需求的应战。例如，向4K视频的转变曾经看到从视频服务传达输的数据量呈指数级增长(4K须要的带宽至少是1080的4倍)，而经常使用更高帧率的视频进一步参与了带宽需求。经过2.4GHz网络衔接的单个设施可以流式传输此类视频，但是当多个客户端同时衔接时，一切客户端都恳求此类视频内容，传统的2.4GHz或者会开局出现疑问。总的来说，在过去的几十年里，2.4GHz曾经很好了，但是随着设施带宽需求的参与和设施数量的参与，很显著2.4GHz曾经不能胜任这项上班，须要新的处置打算。

工程师有哪些代替处置打算？

值得庆幸的是，环球上许多政府曾经发现了2.4GHz的继续疑问，并放开了多个频率。5GHz就是这样一个频段，工程师可以求助于参与带宽，并且曾经存在多年。由于5GH 物联网设施很少，该频谱上没有拥塞，加上范围更小，使其成为提供超高速互联网服务的室内本地化网络的现实选用。这种低射程也使它有或者用于未来的短距离设施，例如标签、识别芯片，甚至或者是新版本的蓝牙。

依据美国联邦通讯委员会(FCC)的一份报告，6GHz频段有望成为Wi-Fi技术的未来，由于它能够支持更高容量的操作和更宽泛的运行范围。他们对这一主题的宽泛钻研和正在启动的钻研使他们成为该畛域高度可信的起源。虽然仍处于起步阶段，但6GHz能够为设施提供比5GHz更大的带宽，支持8K VR等运行。支持这些频段的设施通常被标志为Wi-Fi 6E，这与Wi-Fi 6不同，后者在传统的2.4GHz和5GHz频段上班。

须要传输大批数据的工程师也可以思考LoRa和433MHz的优势。这两种频段都是未经容许的，这降低了开发老本，而且它们的长距离个性准许设施消耗很少的能量，传输大批字节，并且可以传输许多公里。

展望未来，2.4GHz 很或者会成为较慢设施的网络，例如自动家居传感器和仅偶然发送数据的接口。须要更大带宽的设施，例如自入手机和笔记本电脑，将须要转向以更高频率运转的不同网络。这不只要助于缓解2.4GHz频段的拥堵，而且还为这些设施提供了更大的带宽，从而使它们能够继续经常使用最新的配置和服务。

从最近推出的最新iPhone型号中可以看到从2.4GHz频段过渡的一个成功例子。Apple已驳回5GHz和6GHz 频段，可成功更快的数据传输并缩小拥塞。这也获取了用户的踊跃评估，许多人也反应互联网衔接速度显著放慢。