Ποια είναι τα χαρακτηριστικά κάθε μπάντας και ποια τα πλεονεκτήματα των Dual Band και Tri Band Wi–Fi Routers

Γράφει ο Χάρης Ματθαίου

Το Wi-Fi αποτελεί την πιο συνήθη τεχνολογία που χρησιμοποιούν φορητοί υπολογιστές, tablets, smartphones και άλλες ακόμα συσκευές για την ασύρματη τοπική δικτύωσή τους. Αυτό επιτυγχάνεται μέσα από δύο μπάντες συχνοτήτων, των 2.4GHz και 5GHz, οι οποίες έχουν συμφωνηθεί διεθνώς και μπορούν να χρησιμοποιούνται ελεύθερα, χωρίς την ανάγκη λήψης άδειας. Οι δύο αυτές μπάντες διαθέτουν διαφορετικά χαρακτηριστικά και στο άρθρο που ακολουθεί θα εξηγήσουμε σε ποιες περιπτώσεις ασύρματης σύνδεσης θα πρέπει να επιλέγεται η καθεμιά.

Η ονομασία Wi-Fi χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει τις συσκευές WLAN που βασίζονται στην προδιαγραφή IEEE 802.11, ωστόσο έχει επικρατήσει και ως όρος που αναφέρεται συνολικά στα ασύρματα τοπικά δίκτυα.

Τι είναι το IEEE 802.11;

Το IEEE 802.11 αποτελεί μέρος του προτύπου IEEE 802 που καθορίζει τα πρωτόκολλα LAN, ενώ προσδιορίζει το σύνολο των πρωτοκόλλων ελέγχου πρόσβασης πολυμέσων MAC (Media Access Control) και φυσικού επιπέδου PHY (Physical Layer) για την υλοποίηση Wi-Fi ασύρματης επικοινωνίας συσκευών εντός ασύρματου τοπικού δικτύου (WLAN), χρησιμοποιώντας τα 2.4GHz, 5GHz και άλλες μπάντες συχνοτήτων. Πρόκειται για το παγκοσμίως ευρύτερα χρησιμοποιούμενο πρότυπο ασύρματης δικτύωσης, το οποίο εφαρμόζεται στα περισσότερα οικιακά και επαγγελματικά δίκτυα για να επιτρέπει σε φορητούς υπολογιστές, εκτυπωτές και smartphones να επικοινωνούν μεταξύ τους και να έχουν πρόσβαση στο Internet, χωρίς την ανάγκη σύνδεσης καλωδίων. Το IEEE 802.11 έχει δημιουργηθεί και συντηρείται από την Επιτροπή Προτύπων LAN/MAN (IEEE 802) του Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Η βασική έκδοση του προτύπου κυκλοφόρησε δημόσια το 1997 και είχε μεταγενέστερες τροποποιήσεις. Το πρότυπο και οι τροποποιήσεις του αποτελούν τη βάση για τα προϊόντα ασύρματου δικτύου που χρησιμοποιούν την ονομασία Wi-Fi. Παρόλο που κάθε τροποποίηση αναθεωρείται επίσημα όταν ενσωματώνεται στην τελευταία έκδοση του προτύπου, οι εταιρίες μέσω των προϊόντων που παράγουν προωθούν τις διάφορες εκδόσεις, ώστε να υποδηλώνουν συνοπτικά τις ασύρματες δυνατότητές τους. Δηλαδή, η έκδοση IEEE 802.11 που αναγράφεται στα χαρακτηριστικά μιας συσκευής, ενημερώνει για τη συχνότητα, τη θεωρητική ταχύτητα και το κατά προσέγγιση εύρος της ασύρματης σύνδεσης. Στην αγορά, αυτό έχει ως αποτέλεσμα η κάθε έκδοση να αντιπροσωπεύει το δικό της πρότυπο. Τα πρότυπα αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως σε συνδυασμό με το IEEE 802.2 και είναι σχεδιασμένα για να συνεργάζονται άψογα με το ενσύρματο πρωτόκολλο Ethernet, ενώ χρησιμοποιούνται ευρύτατα για τη μεταφορά της ροής δεδομένων Internet. Υπάρχουν διάφορες ζώνες στο φάσμα ραδιοσυχνοτήτων που χρησιμοποιούνται για το Wi-Fi και μέσα σε αυτές υπάρχουν πολλά κανάλια που έχουν οριστεί με αριθμούς, ώστε να μπορούν να εντοπίζονται εύκολα. Παρόλο που πολλά κανάλια επιλέγονται αυτόματα, μερικές φορές αυτό συμβάλλει στην κατανόηση του Wi-Fi φάσματος, των ζωνών, των συχνοτήτων και των καναλιών με τους αριθμούς τους, ώστε να επιτυγχάνεται η βέλτιστη δυνατή απόδοση.

Συνοπτικά χαρακτηριστικά των ζωνών 2.4GHZ και 5GHz.

Μπάντες ISM

Το Wi-Fi στοχεύει στη χρήση ενός μη αδειοδοτημένου φάσματος συχνοτήτων, οι οποίες αποκαλούνται μπάντες ISM (Industrial Scientific Medical). Οι βιομηχανικές, επιστημονικές και ιατρικές αυτές μπάντες συχνοτήτων έχουν συμφωνηθεί διεθνώς και σε αντίθεση με τις περισσότερες άλλες μπάντες, μπορούν να χρησιμοποιούνται χωρίς την ανάγκη λήψης άδειας. Αυτό επιτρέπει την ελεύθερη πρόσβαση και χρήση τους από όλους τους χρήστες. Ενώ οι μπάντες ISM είναι διαθέσιμες σε παγκόσμιο επίπεδο, υπάρχουν ορισμένες διαφορές και περιορισμοί που μπορεί να εμφανίζονται σε ορισμένες χώρες. Οι κύριες μπάντες ISM που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη μεταφορά του Wi-Fi είναι αυτές των 2.4GHz και 5GHz.

Τα μήκη κύματος στις μπάντες των 2.4GHZ και 5GHz.

Παραλλαγές του 802.11

Όταν ξεκίνησε το Wi-Fi, υπήρχαν δύο εκδόσεις του 802.11 που χρησιμοποιούνταν για την ασύρματη σύνδεση, το 802.11a και το 802.11b. Αν και για τους χρήστες δεν υπήρχε μεγάλη διαφορά μεταξύ των δύο, οι συσκευές που βασίζονταν στο 802.11b ήταν γενικά λιγότερο δαπανηρές και πιο εύκολα διαθέσιμες από αυτές του 802.11a, οπότε η προδιαγραφή b επικράτησε σύντομα ως το χρησιμοποιούμενο καταναλωτικό πρότυπο. Σήμερα, υπάρχουν πλέον διάφορες παραλλαγές του 802.11 που χρησιμοποιούν τις ζώνες των 2.4GHz και 5GHz, οι οποίες είναι οι εξής:

802.11a (Wi-Fi 5GHz): Κυκλοφόρησε το 1999 και υποσχόταν ότι θα παρέχει δικτυακές συνδέσεις σε συσκευές μέσω του αέρα, αντί μέσω καλωδίων χαλκού. Χτίστηκε γύρω από το φάσμα των 5GHz, αλλά απέτυχε να κερδίσει μεγάλη εμπιστοσύνη στην καταναλωτική αγορά. Δεδομένου ότι ήταν το πρώτο Wi-Fi πρωτόκολλο, αντιμετώπισε μια απότομη καμπύλη εκμάθησης από τους χρήστες καθώς δεν ήταν εύχρηστο, ενώ παρουσίασε και προβλήματα ανάπτυξης που καθυστέρησαν την ανάπτυξη δικτύων 802.11a. Επίσης, την εποχή εκείνη οι συσκευές που λειτουργούσαν σε 5GHz ήταν γενικά πιο ακριβές και πιο δυσεύρετες από τις αντίστοιχες των 2.4GHz.

802.11b (Wi-Fi 2.4GHz): Οι παιδικές ασθένειες του 802.11a θεραπεύτηκαν την ίδια χρονιά με την κυκλοφορία της προδιαγραφής 802.11b, η οποία πρόσφερε βασικά τα ίδια χαρακτηριστικά, χρησιμοποιούσε όμως λιγότερο ακριβά και πιο εύκολα διαθέσιμα εξαρτήματα. Λόγω αυτών των παραγόντων, το 802.11b υιοθετήθηκε σε σημαντικό βαθμό από οικιακούς χρήστες και επαγγελματίες μικρών επιχειρήσεων, παρέχοντας ταχύτητες σύνδεσης που έφταναν τα 11Mbps.

802.11g (Wi-Fi 2.4GHz): Κυκλοφόρησε το 2003, όμως πολλές συσκευές χρησιμοποιούσαν ήδη την προδιαγραφή 802.11g πριν από την ημερομηνία της επίσημης κυκλοφορίας της. Αυτή η έκδοση του προτύπου Wi-Fi συνδύαζε μερικά από τα χαρακτηριστικά σταθερότητας του 802.11a με το φθηνότερο κόστος εξαρτημάτων του 802.11b, βελτιώνοντας έτσι τα προηγούμενα πρωτόκολλα. Όλες αυτές οι αλλαγές ήταν σε θέση να αυξήσουν τις υποστηριζόμενες ταχύτητες έως τα 54Mbps. Χάρη στη συμβατότητα προς τα πίσω με τις συσκευές που χρησιμοποιούσαν το 802.11b, το νέο πρότυπο έφερε ενθουσιασμό στους καταναλωτές, ενώ το 802.11g εξακολουθεί μέχρι και σήμερα να αποτελεί μια από τις πιο δημοφιλείς εκδόσεις του Wi-Fi.

802.11n (Wi-Fi 2.4GHz ή 5GHz): Κυκλοφόρησε το 2009 και έφερε μαζί του τη δυνατότητα ασύρματης επικοινωνίας με ταχύτητες έως και 450Mbps ή 600Mbps. Επιπλέον, το 802.11n είχε επίσης την ικανότητα να λειτουργεί είτε στα 2.4GHz, είτε στα 5GHz. Όπως και τα προηγούμενα πρότυπα, έτσι και το 802.11n διέθετε συμβατότητα προς τα πίσω, όμως άθελά του έφερε μια αρνητική εξέλιξη. Δεδομένου ότι οι περισσότερες συσκευές που κυκλοφορούσαν ήδη στην αγορά χρησιμοποιούσαν τα 2.4GHz, τα περισσότερα ασύρματα σημεία πρόσβασης 802.11n επέλεξαν τα 2.4GHz ως κύρια λειτουργική συχνότητα, ενώ ορισμένες συσκευές δεν περιλάμβαναν καν το υλικό για να υποστηρίξουν τα 5GHz.

802.11ac (Wi-Fi 2.4 και 5GHz): Το 802.11ac επικυρώθηκε τον Ιανουάριο του 2014, όμως αρκετούς μήνες πριν την επίσημη κυκλοφορία του διάφορες συσκευές που υποστήριζαν την προδιαγραφή αυτή ήταν ήδη διαθέσιμες στην αγορά. Το πρότυπο αυτό φέρνει μέγιστες ταχύτητες δεδομένων έως και 1.3Gbps, τουλάχιστον διπλάσιες δηλαδή από αυτές του 802.11n. Τα περισσότερα ασύρματα σημεία πρόσβασης 802.11ac περιλαμβάνουν hardware των 2.4GHz και 5GHz, αν και η πλειοψηφία τους διαχωρίζει την κυκλοφορία της κάθε μπάντας στο δικό της δίκτυο.

Οι μέγιστες ταχύτητες των προτύπων 802.11.

Οι διαφορές στους ασύρματους δρομολογητές 2.4GHZ & 5GHz

Τα 2.4GHZ και 5GHz αποτελούν τις δύο μπάντες συχνοτήτων που μπορεί να χρησιμοποιήσει το Wi-Fi για το σήμα του. Αν και θα πρέπει πάντα να λαμβάνονται υπόψη το πρότυπο 802.11 ενός ασύρματου δρομολογητή και οι ιδανικές συνθήκες του φυσικού περιβάλλοντος, οι δύο μπάντες διαφέρουν τεχνικά στην ταχύτητα και το εύρος κάλυψης, ενώ διαθέτουν και διαφορετικό βαθμό επιρρέπειας σε παρεμβολές.

Ταχύτητα: Σε ότι αφορά την ταχύτητα του Wi-Fi σήματος, επηρεάζεται άμεσα από την τιμή της συχνότητας. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η συχνότητα ενός κύματος είναι ανάλογη της ταχύτητάς του, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, ανάλογα μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα και το αντίστροφο. Είναι προφανές λοιπόν, ότι όταν χρησιμοποιούμε τη ζώνη συχνοτήτων των 5GHz στον ασύρματο δρομολογητή, οι ταχύτητες φόρτωσης και λήψης δεδομένων του διαδικτύου θα είναι υψηλότερες σε σύγκριση με αυτές των 2.4GHz. Έτσι, μέσω της μπάντας των 5GHz οι χρήστες μπορούν να κάνουν video streaming, video κλήσεις, ή λήψη μεγαλύτερων αρχείων ευκολότερα, σε αντίθεση με τη ζώνη των 2.4GHz που είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται μόνο για περιήγηση στο διαδίκτυο και έλεγχο αλληλογραφίας ηλεκτρονικών μηνυμάτων.

Εμβέλεια: Ένας άλλος παράγοντας που διαφέρουν μεταξύ τους οι δύο μπάντες συχνοτήτων είναι το εύρος κάλυψης του Wi-Fi  σήματος. Επειδή σε ένα κύμα η συχνότητα ¦ είναι αντιστρόφως ανάλογη του μήκους λ (¦=υ/λ), όσο αυξάνεται η  τιμή της συχνότητας, τόσο θα μειώνεται το μήκος κύματος και το αντίστροφο. Αυτό σημαίνει ότι στη ζώνη των 2.4GHz το μήκος κύματος είναι μεγαλύτερο σε σχέση με αυτό των 5GHz και μπορεί να διαπερνάει ευκολότερα τοίχους και στερεά αντικείμενα. Άρα λοιπόν, συμπεραίνουμε εύκολα ότι η ζώνη συχνοτήτων των 2.4GHz παρέχει μεγαλύτερο εύρος κάλυψης του Wi-Fi σήματος σε σχέση με τα 5GHz.

Παρεμβολή: Η παρεμβολή εξαρτάται από τον αριθμό των καναλιών που μπορεί να περιλαμβάνει μια μπάντα συχνοτήτων. Στη μπάντα συχνοτήτων των 2,4GHz υπάρχουν μόνο 11 (για την Ελλάδα) διαθέσιμα κανάλια που επικαλύπτονται μεταξύ τους και δεδομένου ότι οι περισσότερες από τις συσκευές που χρησιμοποιούμε υποστηρίζουν αυτή τη ζώνη συχνοτήτων, τείνουν να χρησιμοποιούν τα ίδια κανάλια και να δημιουργούν συμφόρηση μέσα σε αυτά. Έτσι, τα σήματα αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να προκαλούν μεγάλη καθυστέρηση στις ταχύτητες του διαδικτύου. Αντίθετα, στη μπάντα των 5GHz υπάρχουν 23 διαθέσιμα κανάλια που επειδή χρησιμοποιούνται από λιγότερες ασύρματες συσκευές, διατηρούν σε πολύ χαμηλό βαθμό την επισκεψιμότητά τους και διαθέτουν μηδενικές πιθανότητες παρεμβολών, με αποτέλεσμα να παρέχουν υψηλότερες ταχύτητες σύνδεσης στο Internet.

Τα κανάλια της μπάντας των 2.4GHz επικαλύπτονται μεταξύ τους.

Dual-Band & Τri-Band Wi-Fi Routers

Οι περισσότεροι σύγχρονοι ασύρματοι δρομολογητές (Wi-Fi Routers) λειτουργούν ως δρομολογητές διπλής ή τριπλής μπάντας. Διπλής μπάντας είναι ένας δρομολογητής που εκπέμπει σήμα 2.4GHz και 5GHz από την ίδια μονάδα, παρέχοντας ουσιαστικά δύο δίκτυα Wi-Fi και το καλύτερο σήμα των δύο κόσμων. Οι δρομολογητές διπλής μπάντας έρχονται σε δύο εκδόσεις, επιλεκτικής διπλής μπάντας και ταυτόχρονης διπλής μπάντας.

Ένας δρομολογητής επιλεκτικής διπλής μπάντας παρέχει ένα Wi-Fi δίκτυο 2.4GHz και 5GHz, όμως μπορεί να χρησιμοποιεί μόνο μία μπάντα τη φορά. Πρακτικά, διαθέτει ένα διακόπτη επιλογής συχνότητας που ενεργοποιεί μία από τις δύο μπάντες, παρέχοντας τύπο Wi-Fi σύνδεσης ανάλογα με την επιθυμία του χρήστη.

Ένας δρομολογητής ταυτόχρονης διπλής μπάντας μεταδίδει ταυτόχρονα δύο ξεχωριστά Wi-Fi δίκτυα 2.4GHz και 5GHz, με την επιλογή σύνδεσης σε αυτά να ορίζεται κατά τη ρύθμιση μιας ασύρματης συσκευής. Ορισμένα μοντέλα ασύρματων δρομολογητών επιτρέπουν επιπλέον στους χρήστες να αντιστοιχίζουν το ίδιο SSID στις δύο μπάντες, έτσι ώστε οι συσκευές να βλέπουν ένα μόνο Wi-Fi δίκτυο, διατηρώντας τη λειτουργικότητα και των δύο. Τα μοντέλα αυτά είναι λίγο ακριβότερα από τους δρομολογητές επιλεκτικής διπλής μπάντας, όμως τα πλεονεκτήματα της ταυτόχρονης λειτουργίας των δύο ζωνών υπερβαίνουν τη διαφορά κόστους.

Ένας ασύρματος δρομολογητής τριπλής μπάντας εκπέμπει ταυτόχρονα τρία Wi-Fi δίκτυα, δύο των 5GHz και ένα των 2.4GHz. Η ταυτόχρονη τριπλή εκπομπή σκοπεύει να συμβάλει στην ανακούφιση της συμφόρησης του δικτύου. Οι δρομολογητές τέτοιου τύπου είναι ιδανικοί για χρήστες που διαθέτουν πολλαπλές συσκευές με πραγματική ανάγκη χρήσης σύνδεσης 5GHz, όπως για λειτουργίες streaming υψηλής ευκρίνειας ή ακόμα και 4Κ, παρέχοντας βέλτιστες ταχύτητες που εξασφαλίζουν γρήγορη απόσβεση του υψηλότερου κόστους.

Το Tri-Band Router ASUS RT-AC5300.

Ποια από τις δύο μπάντες θα πρέπει να διαλέξω;

Επειδή και οι δύο μπάντες έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα συγκρινόμενες μεταξύ τους, για να απαντηθεί το ερώτημα αυτό θα πρέπει πρώτα ο χρήστης να έχει ξεκαθαρίσει τις πραγματικές του ανάγκες. Αν διαθέτει μεγάλο αριθμό συσκευών και αντιμετωπίζει χαμηλές ταχύτητες ασύρματης σύνδεσης 2.4GHz, τότε η επιλογή της μπάντας των 5GHz θα βελτιώσει την κατάσταση. Άρα λοιπόν, η αγορά ενός Dual-Band Wi-Fi Router αποτελεί την πιο κατάλληλη λύση, ιδιαίτερα αν πρόκειται για πυκνοκατοικημένες περιοχές. Σε μια τέτοια περίπτωση, η μπάντα των 2.4GHz θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πλοήγηση στο internet και έλεγχο ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, ενώ αυτή των 5GHz θα μπορούσε να καλύψει “βαρύτερες” ανάγκες, όπως το streaming υψηλής ευκρίνειας ή το on-line gaming. Φυσικά, τα 5GHz μειονεκτούν έναντι των 2.4GHz στο εύρος κάλυψης του Wi-Fi σήματος, όμως από την άλλη πλευρά αυτό δεν είναι αρνητικό, καθώς εκμηδενίζονται οι κίνδυνοι από ανεπιθύμητες παρεμβολές γειτονικών δικτύων. Περιληπτικά, μπορούμε να πούμε ότι τα 5GHz είναι ιδανικά για χρήστες που διαθέτουν πολλές ασύρματες συσκευές και διαμένουν σε πολυκατοικίες εντός της πόλης, ενώ τα 2.4GHz είναι προτιμότερα για σπίτια στην εξοχή που συγκεντρώνουν μικρότερο αριθμό συσκευών.