2.4 ghz vs 5 ghz

Este artigo visa dar algum esclarecimento e comparação entre 2.4 ghz e tecnologia 5 ghz destacando o bom, o mau e o feio entre ambos.

Um dos mitos mais comuns sobre o uso de 2.4 ghz é que neste frequência existe muita interferência causada por equipamento electrónico em redor e como tal é recomendado que se opte pelo uso de frequências acima dos 5 ghz. Esta situação é muitas vezes incorrecta sendo um mito juntamente com o mito de que frequências na ordem dos 5 ghz permitem links mais longos o que é completamente errado.

Outro mito é que a tecnologia 5 GHz é mais recente que 2.4 ghz quando na realidade ambas tecnologias sempre existiram paralelamente durante anos com efeitos práticos e juntamente com este mito surge ainda outro mito que leva as pessoas crer que pelo facto da tecnologia G ser mais económica que está obsoleta ou oferece menos desempenho mas que ainda é comercializada pelos fabricantes por ser popular quando na realidade 2.4 ghz continua a oferecer mais estabilidade e vantagens especialmente com software opensource.

Apesar destes mitos existem vantagens e desvantagens de ambas as tecnologias que se podem verificar apenas em situações práticas mas sempre de acordo com o ambiente em que são utilizadas.

Distância

Antes de mais deve-se compreender um facto tecnológico crucial sobre este assunto. Ondas radio em frequências mais altas viajam distancias mais curtas. Ondas em frequências mais baixas viajam distancias mais longas e um bom exemplo disto são emissões rádio AM e FM ou o uso de rádios CB que alcançam dezenas, centenas ou milhares de kilometros a baixas frequências enquanto telemóveis precisam de repetidores e satélites pelo caminho para atingirem a mesma distância.

Ondas 2.4 ghz que são ondas mais longas viajam mais longe que se situam em frequências mais baixas e atingindo distancias maiores. Existem recordes obtidos com routers linksys wrt54g utilizando antenas parabólicas sem amplificadores até 300 km de link utilizando o espectro electromagnético existente em 2.4 ghz.

Ondas 5 Ghz são ondas mais curtas e como tal estão mais limitadas em termos de distância quer seja com a zona fresnel ou linha de visão desobstruída ou não.

Largura de banda

A largura de banda e consequente taxa de transmissão determinada por unidade de transmissão de dados é sempre condicionada ao tamanho da onda. Ondas mais curtas carregam mais dados como as existentes no espectro electromagnético existente em 5 ghz permitem maior capacidade e fluxo de dados fornecendo uma taxa de transmissão maior nas condições certas.

A 5 Ghz é possível atingir uma taxa de transmissão maior que com tecnologia 2.4 Ghz na banda G e na maioria da banda N com HT20 mas não sendo muito maior que na banda N com HT40 e basicamente a mesma ou até menor com HT80. A 2.4 Ghz na banda N & G (mixed) com HT40 na rede mesh de Moitas Venda já foram obtidos valores de taxas de transmissão na ordem dos 70-90 mbits a 300 metros com routers 300N e antenas omnidireccionais 15/8 dbm.

Obstáculos

A 2.4 ghz existe menos impacto negativo nos links obstruídos pois passam ou atravessam obstáculos mais facilmente enquanto ondas mais curtas como 5 ghz tem dificuldade ou impossibilidade em lidar com a linha de visão ou zona fresnel obstruída e o objectos sólidos. Este problema poderá ser resolvido no futuro com tecnologia beamforming.

Interferências

O maior mito que provoca preconceito entre a escolha de ambas as tecnologias é a o mito das interferências no ambiente em redor devido a outro equipamento electrónico. Em 99% das situações o preconceito que se cria sobre este assunto é de natureza empírica e sem qualquer base comprovativa e ou científica como por exemplo através do uso de um analisador de espectro. Os defensores da teoria baseiam-se no facto de que por lógica existir mais equipamento electrónico comercializado a funcionar na faixa 2.4 ghz ou perto da mesma que passa a existir mais gente a utilizar esse equipamento causando interferências que não existem em 5 ghz porque existe menos equipamento a ser utilizado e a ser feito para utilizar o respectivo espectro.

Não querendo dizer que estas interferências não possam existir, há que notar a importância do que é que existe no ambiente circundante que possa causar interferência por funcionar na mesma faixa do espectro que está a ser utilizado na rede wireless.

Certamente que num meio urbano com forte densidade populacional e forte uso de equipamento que faz uso de de bastante equipamento de rádio frequência poderá ser passível de causar possíveis interferências mas optar por 5 ghz para por na sala ou quarto na casa de campo onde a vizinhança nem usa micro ondas e vive longe é mau investimento e trás mais desvantagens que vantagens. A decisão de substituição de 2.4 Ghz por 5 Ghz deverá ser sempre feita com base tecnológica, não preconceituosa, empírica ou moda e sobretudo se satisfaz as nossas necessidades pois de nada vale ter 300 mbits de taxa de transmissão na rede local com um ou dois computadores servidos por um isp que apenas fornece ou 10 ou 50 mbits para acesso internet.

2.4 ghz

Algumas das maiores causas de interferências em 2.4 ghz devem-se a:

Má linha de visão e ou zona fresnel obstruída 
Excesso de potência (dbm/mW) definida no equipamento ou por uso de amplificadores
Utilização de antenas de demasiado ganho para a distancia a cobrir
Utilização de equipamento wireless obsoleto ou fraco
Falta de protocolos específicos no firmware para minimizar o impacto de colisão de pacotes durante broadcast dos clientes.

Resolvendo este tipo de problemas afinando uma rede wireless para não sofrer dos mesmos; potencializa e aumenta a capacidade da infraestrutura 2.4 ghz existente sem a necessidade de equipamento encarecido que na realidade oferece mais desvantagens que vantagens sendo as suas 2 vantagens apenas maior taxa de transmissão em curta distancia dependente de casos de possível menos interferência em situações muito específicas.

5 ghz

Nas faixas 5150–5350 MHz e 5470–5725 MHz que são atribuídas para sistemas de radiodeterminação, outros SRD (aplicações de radiodeterminação) radares meteorológicos, equipamento militar, policial, governamental, aeroportos; uma eventual alteração das condicionantes técnicas das WAS/RLAN causará interferências nos referidos sistemas, alguns destes utilizados para suporte de serviços essenciais e protecção e segurança à vida. Deste modo, estas operações deixarão de cumprir o disposto na lei, incorrendo num processo de contraordenação.

Faixa baixa (5.1): 5150 a 5350 Mhz

Deve ficar restrita ao interior de edificações, ou seja, independentemente de potencias antenas, etc, qualquer uso exterior da faixa porque é irregular.
O equipamento apenas pode ter antena integrada (antena permanente fixa, desenhada como parte indispensável do equipamento) ou dedicada (antena amovível, indicada pelo fabricante, tendo sempre como referência o limite máximo de p.i.r.e. estabelecido);
Antenas externas (antena que não foi desenhada especificamente para determinado tipo de equipamento) não são autorizadas;
Mesmo internamente a potencia máxima eirp (potencia do transmissor + ganho da antena) máxima permitida é de 200 mw (23 dBm)
Para trabalhar na eirp acima é necessário que o equipamento tenha controle de potencia de transmissão e caso não tenha o valor deve ser reduzido para 100 mw
Para uso de uma parte dessa faixa (5250 a 5350) é necessário ainda que o equipamento possua DFS (selecção dinâmica de frequência).

Faixa lacuna (5.3) 5350 a 5470 Mhz

Proibido de usar

Faixa Média: (5.4) 5470 a 5725 Mhz

Valor máximo da p.i.r.e. média autorizado é de 1 W
O valor máximo da densidade de potência para a p.i.r.e. média deve ser limitado a 50 mW/MHz, por cada 1 MHz
Os sistemas a operar na faixa 5470-5725 MHz devem empregar controlo de potência transmitida (TPC); no caso de o TPC não ser utilizado, a potência máxima permitida da p.i.r.e. média e o correspondente valor máximo da densidade de potência para a p.i.r.e. média devem ser reduzidos em 3 dB
Os sistemas a operar nas faixas e 5470-5725 MHz devem utilizar técnicas de mitigação que proporcionem o mesmo nível de protecção que os requisitos operacionais, de deteção e de resposta, descritos na EN 301 893 (DFS)
Os equipamentos podem ser utilizados quer em espaços interiores quer em espaços exteriores

o equipamento apenas pode ter antena integrada (antena permanente fixa, desenhada como parte indispensável do equipamento) ou dedicada (antena amovível, indicada pelo fabricante, tendo sempre como referência o limite máximo de p.i.r.e. estabelecido)

Antenas externas (antena que não foi desenhada especificamente para determinado tipo de equipamento) não são autorizadas

É boa para atendimento aos clientes, devido a faixa ser muito grande (256MHz) e por haver limite de potencia e.i.r.p (30 dBm se o radio tiver controle de potencia de transmissão e 27 dbm senão tiver, não importa a distancia)

Faixa Alta (5.8): 5725 a 5850 Mhz:

Para sistemas multi-ponto é possível utilizar antenas de qualquer ganho, desde que não se excedam os valores acima
Para sistemas ponto a ponto é possível utilizar antenas de qualquer ganho desde que o limite do transmissor seja respeitado

A faixa 5.8 é boa para enlace ponto a ponto, devido ao limite de potencia e.i.r.p ser maior.

Clima

Independentemente do equipamento que utilizamos, os efeitos que o clima exercem sobre o mesmo determinam o seu funcionamento com mais ou menos impacto dependente do ambiente em redor.

Causas de degradação na qualidade das ondas:

Radiação ultra violeta quando muito elevada
Aquecimento térmico degrada o desempenho do equipamento à medida que aquece
Chuva e nevoeiro obstruí a linha de visão
Ventos fortes causam a distorção de links e ondas

Concluindo

Durante o estudo do equipamento a utilizar deve-se sempre ter em conta os seguintes objectivos da rede a criar por ordem de importância:

* Largura de banda fornecida para o acesso internet 
* Actividade a suportar na lan
* Numero de possíveis utilizadores
* Distancia de links a cobrir 
* Linha de visão limpa ou obstruída
* Compatibilidade de hardware com os APs
* Escolha de uma antena
* Tipo de rede a criar e objectivo
* Relevo geográfico
* Equipamento de radio-frequência em redor.

Ver ainda

HT20/40/80/160
Introdução à Prática Radio Física
Taxas de transmissão comprovadas nos links em Moitas Venda com 2.4 ghz banda G (54G sem HT)

Links externos

Ubiquiti Networks Obrigada a fixar o "Country Code" nas faixas 5 ghz para Canada ou EUA nos equipamentos comercializados na América do Norte

Editor

--Cmsv (discussão) 23h50min de 21 de janeiro de 2014 (UTC)