היתרונות והחסרונות של
תדר 5Ghz בנתבים אלחוטיים

מבוא

כידוע, התדר העיקרי בו נעשה שימוש ברשתות אלחוטיות מבוססות נתב (WiFi) הוא 2.4Ghz.

השימוש בתדר זה הוגדר לראשונה לפני כ-15 שנה, בעת האפיון של תקן B, ומטעמי תאימות לאחור (backward compatibility) השימוש בו נמשך עד היום.

כשלוש שנים מאוחר יותר, בראשית שנות ה-2000, הוגדר תקן אלחוטי נוסף – תקן A – שעושה שימוש בסביבת התדר 5Ghz.  למרות שתקן A תמך במהירות גבוהה יותר, הוא לא זכה להצלחה רבה כיוון שלא הציג יתרונות משמעותיים על פני תקן B, שכבר הספיק לתפוס נתחי שוק הולכים וגדלים.

תקן G שהוכרז בשנת 2003, תומך רק בתדר 2.4Ghz והוא בעל רוחב פס גדול פי 5 מזה של תקני B.  רוחב הפס המשופר שלו והתמיכה של יצרנים רבים, הביאה לזינוק בהיקף המכירות של ציוד בתקן G וגרם לזניחה כמעט מוחלטת של תקני B ו-A ונטישת תדר ה-5Ghz.

לפני כשנתיים, כאשר תקן N אושר באופן סופי, זכה תדר ה-5Ghz לרנסאנס.  הגרסא הסופית של תקן N תומכת בשני התדרים – הן 2.4Ghz והן 5Ghz – ומאפשרת לפתח נתבים, נקודות גישה וכרטיסי רשת אלחוטיים התומכים בשני תדרים הללו, בו זמנית.

ציוד אלחוטי התומך בשני התדרים, הן 2.4Ghz והן 5Ghz, מכונה בעגה המקצועית Dual Band והוא יכול לפעול בשני אופנים עיקריים:

1. תמיכה בתקן 2.4Ghz או ב-5Ghz‏ (Single Band).  בעת הגדרת הנתב, מחליט המשתמש באיזה מן התדרים יפעל הנתב.  לאחר ההגדרה פועל הנתב רק בתדר שהוגדר באמצעות SSID אחד.

2. תמיכה בו זמנית (simultaneous) הן בתדר 2.4Ghz והן בתדר 5Ghz.  הנתב תומך בשני התדרים בו זמנית ועבור כל תדר מוגדר SSID שונה. 
   
   דוגמא למצב זה ניתן לראות בתמונת המסך משמאל המציגה את שני ה-SSID כפי שהם מוגדרים בנתב DIR-825 של חברת D-LINK.

עוד על נושא התקנים האלחוטיים השונים ואופן השימוש בתדרים ובערוצים המוגדרים בהם, ניתן למצוא במדריך הזה.

תקן 5Ghz בישראל

סביב תדר 2.4Ghz, בו נעשה שימוש בתקן G, מוגדרים 13 ערוצים, ופרט לארה"ב שם מותר שימוש רק ב-11 הערוצים העליונים, בשאר המדינות ניתן להשתמש בכל ה-13.

לעומת זאת המצב בתדר 5Ghz מסובך הרבה יותר – סביב תדר זה מוגדרים קרוב ל-40 ערוצים שונים אך מטעמים רגולטוריים המשתנים ממדינה למדינה, ניתן להשתמש בכל מקום רק בסט מצומצם מהם. (ראה טבלה כאן).

מסיבות הקשורות בצה"ל ומשרד הביטחון, סט הערוצים המותר לשימוש בישראל סביב תדר 5Ghz שונה מאוד מזה המותר לשימוש בארה"ב ואירופה.  לפיכך, יצרן המעוניין לשווק בישראל נתב התומך בתדר 5Ghz נדרש לבצע עבורו התאמות ייחודיות.

כתוצאה מכך, מספר הנתבים המשווקים בישראל ותומכים בתדר 5Ghz הוא קטן מאוד.  במועד הכתיבה, ולמיטב ידיעתי, משווקים רק ה-E3000 וה-E4200 של חברת Linksys (במחיר של כ-700 ו-1,000 שקל בהתאמה) וה-DIR-628 של חברת D-LINK (במחיר של כ-450 שקל).

יתרונות וחסרונות בשימוש בתדר 5Ghz

כיוון שנתבים התומכים בשני התדרים – 2.4Ghz ו-5Ghz – נוטים להיות יותר יקרים, נשאלת השאלה אם השימוש בהם טומן בחובו יתרונות אמיתיים המצדיקים עלות זאת. 

בסביבה הביתית ניתן למצוא ערב רב של התקנים אלחוטיים הפועלים בתדר 2.4Ghz ואשר מפריעים זה לזה – נתבים אלחוטיים, התקני Bluetooth, טלפונים אלחוטיים ישנים, תנורי מיקרוגל ומערכות אזעקה הם רק חלק מההתקנים הפועלים בתדר זה.

לעומת זאת, בתדר 5Ghz כמעט ולא נעשה שימוש.  כיוון שהצפיפות בתדר זה קטנה מאוד ניתן לקיים בו, בוודאות גבוהה למדי, תקשורת רציפה, נטולת הפרעות והתנגשויות.

כפי שהזכרתי קודם לכן, בתדר 2.4Ghz ישנם רק 13 ערוצים, מהם רק 3 שאינם חופפים.  במידה ונעשה שימוש באיחוד ערוצים (channel bonding), מספר זה צונח ל-1.  המשמעות היא שבתדר 2.4Ghz יש פקק תנועה רציני ביותר.

לעומת זאת, בתדר 5Ghz יש בין 8 ל-23 ערוצים שאינן חופפים, עובדה המאפשרת למספר גדול של רשתות אלחוטיות להתקיים בסמיכות, מבלי שהאחת תדרוך על רגלי השנייה.

שני יתרונות אלה - שימוש מועט בסביבת התדר והיכולת של מספר רשתות אלחוטיות לפעול במקביל וללא הפרעות מטים את הכף לטובת השימוש בתדר 5Ghz.

מבחינה פיזיקאלית, תקשורת אלחוטית נעה בגלי סינוס שאורכם, משיא לשיא (המסומן באות λ), נובע מהתדר בו היא פועלת.

כמו כן, היכולת של גל הסינוס להתגבר על מכשולים (כמו קירות) ולהגיע למרחקים גדולים, עולה ככל שאורך הגל גדול יותר.

על מנת לחשב את אורך הגל יש לחלק את מהירות האור (כ-300,000 קמ"ש) בתדר.  בתדר 5Ghz אורך הגל הוא קצת פחות מ-6 ס"מ ובתדר 2.4Ghz הוא כ-12.5 ס"מ.  המשמעות היא שהיכולת של שידור אלחוטי בתדר 5Ghz לחדור קירות ולהגיע לטווחים אורכים נמוכה ביותר מחצי מזו של שידור אלחוטי ב-2.4Ghz.

ניתן, במידה מסוימת, להתגבר על המגבלה של תדר 5Ghz באמצעות מערכי אנטנות מורכבים (ויקרים) יותר אבל ברוב המקרים, שידור בתדר 2.4Ghz יגיע למרחקים גדולים יותר ויוכל להתגבר על מכשולים בצורה טובה יותר מאשר שידור בתדר 5Ghz.

באופן אידיאלי, כל התקן התומך בתקן N, צריך לאפשר חיבור הן בתדר 2.4Ghz והן  בתדר 5Ghz אבל בפועל, אין כך הדבר.  על מנת לתמוך בשני התדרים, ובמיוחד באופן סימולטני, נדרש תכנון מורכב יותר ורכיבים יקרים יותר והיצרנים נוטים שלא להשקיע בכך.

כך נוצר מצב שמרבית המחשבים הניידים, ה-Smart Phone, מחשבי הלוח, המזרימדיה (streamer) וקונסולות המשחקים למיניהן תומכים בתקן N בתדר 2.4Ghz בלבד ומייתרים את הצורך של הלקוחות לרכוש נתבים התומכים בתדר 5Ghz.

אם המשתמש מעוניין להוסיף תמיכה בתדר 5Ghz לציוד התומך בבסיסו רק בתדר 2.4Ghz, הוא ימצא שהדבר יקר ולעיתים אף בלתי אפשרי.  הוספת תמיכה בתדר 5Ghz אפשרית רק למחשבים ובמידה מסוימת גם למזרימדיה וקונסולות משחקים, זאת תוך שימוש בכרטיסי רשת התומכים בשני התדרים.  ה-DWA-160 של חברת D-LINK הוא דוגמא לכרטיס מסוג זה.

בשורה התחתונה, עקרון הביצה התרנגולת הפועל סביב תדר 5Ghz מביא לכך שהשימוש בתדר זה הוא נדיר ואקזוטי והיקפו בטל בשישים אל מול תדר 2.4Ghz.

שני חסרונות אלה - טווח שידור קטן יותר ויכולת חדירת מכשולים נמוכה יותר, ביחד עם העלות הגבוהה יותר של ציוד התומך בתדר 5Ghz, מעמעמים את זוהרו של תדר זה.

סיכום

הצפיפות הנמוכה בתדר 5Ghz נראית קוסמת למדי אך בשל המגבלות שהוזכרו לעיל, רק לעיתים רחוקות ניתן לוותר לחלוטין על השימוש בתדר 2.4Ghz ולהפעיל רשת אלחוטית המתבססת אך ורק על תדר 5Ghz.

יחד עם זאת, אם יש ברשות המשתמש ציוד קצה (לדוגמא - מחשב נייד) התומך בתדר 5Ghz כדאי מאוד לשקול רכישת נתב התומך בתדר זה. 

הפעלת ציוד ב-5Ghz בסביבה הביתית תקטין את העומס על תדר 2.4Ghz הצפוף ותאפשר תקשורת חלקה ורציפה יותר.

במידה ונרכש נתב התומך ב-5Ghz, מומלץ מאוד לבחור כזה שתומך הן בתדר 2.4Ghz והן בתדר 5Ghz, בו זמנית - simultaneous.

כך אפשר להבטיח תמיכה בכל קשת התדרים התומכים בתקן N, תוך אפשרות להקלת העומס על תדר 2.4Ghz.

בסיטואציה מסוג זה כדאי להקדיש את תדר ה-5Ghz לתעבורת אודיו ווידאו בין המחשב לקונסולת המשחקים והמזרימדיה, ולהשאיר את תדר 2.4Ghz לפעילות הרשת השוטפת.

האיור משמאל מדגים איזה סוג פעילות כדאי לשייך לכל אחד מהתדרים הנתמכים על ידי תקן N.

Tweet