2.4GHz與5GHz：物聯網設備連接問題背后的科學
WiFi自26年前誕生以來已經走過了漫長的道路。最初，它支持2.4GHz的2 Mbps。技術不斷發展，今天，估計有180億臺WiFi設備在使用中，每年有超過40億臺新設備出貨。
增加了新的功能和頻段，最新的是6 GHz頻段，支持9.6Gbps的最大鏈路速度。這是1997年原始速度的48，000倍。
WiFi 頻段
2.4 GHz與5GHz：物聯網設備連接問題背后的科學
圖源：Route This
越快越好，對嗎?然而，2.4GHz仍然是當今最受歡迎的頻段，大多數智能家居產品只支持2.4GHz。要了解原因，讓我們來探索頻段背后的科學。由于6GHz產品仍處于商用的初始階段，我們將重點比較2.4 GHz和5GHz。
2.4 GHz與5 GHz頻段
毫無疑問，5GHz頻段承載了更多的無線流量。看上面的圖就很明顯了。速度對于安全攝像機視頻饋送可能很重要，但對于遠離路由器的智能車庫門開啟器來說，范圍可能是決定性因素。2.4GHz的優勢是范圍更遠，覆蓋更好。
范圍和覆蓋面
原因是較低的無線頻率比較高的頻率更好地穿過墻壁和家具。例如，2.4GHz的信號在穿過干墻時會下降70%，而5GHz的信號會下降90%。對于磚墻，在2.4GHz時下降了63%，在5GHz時下降了83%。
較低的頻率也有較長的波長，這使得它們更容易彎曲物體。這意味著更少的WiFi盲點和更好的家庭覆蓋。
2.4GHz的另一個優勢是它是原生頻段。通過WiFi的連續迭代保持了向后兼容性，由于其悠久的歷史和隨之而來的規模經濟，2.4GHz芯片組和模塊比5GHz芯片組和模塊更具成本效益。如果你是智能家居產品的產品經理，這通常是顯而易見的。
然而，2.4GHz 頻段是一個擁擠的空間，不僅用于 WiFi，還用于藍牙設備和微波爐。 它經常遭受擁塞和干擾，導致智能家居產品出現連接問題，這可能會導致技術支持挑戰和品牌認知度不佳。
2.4GHz 的干擾和擁塞
WiFi頻段分為頻道，類似于UHF/VHF頻段的電視頻道和AM/FM頻段的廣播電臺。 在美國和加拿大，WiFi信道1-11被廣泛使用，12-13受到限制，14不被使用。
2.4GHz WiFi 頻道
干擾
上圖很重要的一點是2.4GHz通道相互重疊。工作在信道1上的網絡使用與信道3上的網絡相同的一些頻率來發送和接收數據。
它們會在某種程度上相互干擾。干擾會降低無線信號質量，從而降低網絡的覆蓋范圍、帶寬和性能。
更糟糕的是，大多數路由器會默認使用信道1、6或11(上圖中的藍色)。這是因為它們不重疊，因此不會相互干擾。但是在一個大的公寓樓或公寓里，你很容易被十個或更多的WiFi網絡覆蓋。
請記住，2.4GHz的覆蓋范圍更大，因此鄰居的WiFi更有可能覆蓋您的家。他們中的一些人會像你一樣使用這個通道，因為只有三個不重疊的通道可以使用。
相比之下，5GHz頻段有21個不重疊的信道，因此干擾的幾率要低得多。
擁擠
當你的信道上有大量的數據流量時，一切都變慢了，這就是所謂的擁塞。WiFi是一種共享媒介，這意味著當一臺設備正在通話時，其他任何設備都無法通話。信道越忙，就越難獲得通話時間，這導致質量差或視頻停滯，甚至丟失數據。
最重要的是，WiFi信號水平或質量較低的智能設備(如靠近網絡覆蓋或范圍邊緣的設備)比靠近路由器的設備通話速度慢，并有效地使用更多帶寬。您的家庭網絡可以將視頻流式傳輸到靠近路由器的兩臺設備，但只能傳輸到位于覆蓋范圍邊緣的一臺設備。
通常，網絡上的設備和流量越多，擁塞就越嚴重。像燈泡和草坪灑水器這樣的智能產品不會占用太多帶寬，但在開關時會有延遲。流媒體產品受到的影響最大，尤其是當全家人都在家活動的時候。
擁塞是一個間歇性問題，取決于總的網絡使用情況以及WiFi路由器和中繼器/擴展器的位置，并且可能是一個難以解決的問題。
帶狀轉向
為了緩解2.4GHz的擁塞，今天許多路由器和網狀WiFi系統試圖引導設備連接到5GHz頻段。對于只有2.4GHz的智能家居產品，這可能會有問題。
頻段控制不是WiFi標準的一部分，因此每個制造商的做法不同，這使得故障排除變得復雜。許多較新的網狀系統呈現具有單一網絡ID的合并網絡，這使得不可能將其分成單獨的2.4和5GHz網絡。
家庭WiFi是一個動態的環境
智能家居產品的連接問題通常很復雜，不僅因為2.4/5GHz頻段問題，還因為WiFi環境不斷變化。添加新設備，更換舊設備，并將視頻流訂閱升級到4K。
流量模式會發生變化。這只是在你自己的家里--你的鄰居呢，他們的設備和使用情況會影響你的呢?建立聯系是一回事，保持聯系是另一回事。
