Door Jelle Stuip

Redacteur

Hoe werkt wifi?

Van modulatie tot mu-mimo

Frequenties: 2,4GHz, 5GHz en 6GHz

Op de vorige pagina hebben we het over het moduleren van de sinus gehad om data over te dragen. Met betere modulatietechnieken kun je meer data versturen, maar dat is niet het hele verhaal. Wifi maakt namelijk gebruik van bepaalde frequenties, die samengevat worden onder de noemers 2,4GHz en 5GHz. Sinds kort is er ook apparatuur beschikbaar die met Wi-Fi 6E overweg kan, waardoor de 6GHz-band aan dat lijstje toegevoegd kan worden.

Wifi: van 1 tot en met 6

Wifistandaarden zijn te herkennen aan het 802.11-voorvoegsel en een daarop volgende lettercode. Je vraagt je misschien af waarom er na de 802.11a- en 802.11b-standaard een aantal letters is overgeslagen en men verderging bij 802.11g. Dat is niet het geval; de 802.11c- tot en met -f-standaarden zijn er ook gewoon, maar zijn toevoegingen aan de 802.11-standaard die meestal geen nieuwe hardware vereisen. De Wi-Fi Alliance heeft in 2018 geprobeerd de naamgeving simpeler te maken door de wifistandaarden die relevant zijn voor eindgebruikers, te hernoemen naar Wi-Fi 4, 5 en 6.

MHz

Max. kanaalbreedte

802.11b

(Wi-Fi 1)

802.11a

(Wi-Fi 2)

802.11g

(Wi-Fi 3)

802.11n

(Wi-Fi 4)

802.11ac

(Wi-Fi 5)

802.11ax

(Wi-Fi 6(E))

2,4GHz
2401-2483
20MHz (802.11b en g)
40MHz (vanaf 802.11n)

Ja

Nee

Ja

Ja

Nee

Ja

5GHz
5150-5250
20MHz (802.11a)
80MHz (802.11 ac en ax)

Nee

Ja

Nee

Ja

Ja

Ja

5GHz (DFS)
5250-5710
160MHz

Nee

Ja

Nee

Ja

Ja

Ja

6GHz
VS: 5925-7125
Europa: 5925-6425
160MHz Nee Nee Nee Nee Nee Ja

De meeste frequenties in het elektromagnetisch spectrum zijn gelicenseerd, wat wil zeggen dat je er niet zomaar op mag uitzenden. Wifi maakt daarom gebruik van stukken ongelicenseerde frequentieruimte. Vrijwel alle apparaten die verbinding kunnen maken met wifi, hebben op zijn minst ondersteuning voor de 2,4GHz-band. Die loopt van 2401 tot 2483MHz en is verdeeld in dertien overlappende kanalen.

Michael Gauthier, Wireless Networking in the Developing WorldKelleyCook, image improvementsWhidou, French translation, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

Op bovenstaande afbeelding zijn veertien kanalen zichtbaar, maar het laatste kanaal is alleen in Japan gelicenseerd voor 802.11b-netwerken. In het grootste deel van de wereld, waaronder Europa, zijn de kanalen 1 tot en met 13 te gebruiken.

Zoals in de bovenstaande tabel te zien is, is de ruimte op de 2,4GHz-band beperkt; er is in totaal 82MHz aan bandbreedte. Ter vergelijking: de 5GHz-band biedt in totaal ruim 600MHz aan ruimte. Ieder kanaal op de 2,4GHz-band is 20MHz breed en daardoor kunnen er in principe drie niet-overlappende kanalen worden geselecteerd: 1, 6 en 11. In de meeste routers is een van die kanalen vaak de standaardinstelling. Met de introductie van de 802.11n-standaard werd het mogelijk om twee 20MHz-kanalen aan elkaar te knopen op de 2,4GHz-band, waardoor de bandbreedte in theorie verdubbelt naar 40MHz. In de praktijk is de 2,4GHz-band echter zo vol dat het niet echt mogelijk is om 40MHz te gebruiken, want er ontstaat snel overlap met andere netwerken, waardoor je router terug zal schakelen naar 20MHz kanaalbreedte. Je kunt je router forceren om 40MHz kanaalbreedte te gebruiken, maar je buren zullen je niet in dank afnemen dat alleen jouw draadloze netwerk dan meer dan de helft van de beschikbare ruimte op de 2,4GHz-band inneemt.

Het voordeel van 40MHz ten opzichte van 20MHz is dat je kanaal twee keer zo breed wordt en je dus ook twee keer zoveel data kunt versturen. Hoeveel is dat dan? Dat is niet alleen afhankelijk van de kanaalbreedte, maar ook van bijvoorbeeld de modulatietechniek, waarover we het op de vorige pagina hadden, en andere factoren die later aan bod komen. Voor nu gaat het erom dat een grotere kanaalbreedte bij gelijke modulatie meer bandbreedte oplevert, maar dat die ruimte er wel moet zijn en dat is op 2,4GHz niet vaak het geval.

5GHz

De oplossing voor de beperkte ruimte op de 2,4GHz-band ligt op een hogere frequentie: die van 5GHz. Daar is een zee van frequentieruimte beschikbaar: van 5150 tot 5710MHz. Bovendien is de 5GHz-band zo ingedeeld dat de 20MHz-kanalen elkaar niet overlappen, waardoor je op kanaal 36 kunt zenden terwijl je buurman op het volgende kanaal, 40, zendt en er geen interferentie is. Daarnaast kun je op de 5GHz-frequentie kiezen voor een nog grotere kanaalbreedte dan bij 2,4GHz. De 802.11n-standaard voorzag in maximaal 40MHz op de 5GHz-band, maar met de 802.11ac-standaard kwam er de mogelijkheid voor 80MHz en 160MHz kanaalbreedte bij. Bij de bredere kanalen, en dat geldt ook voor de 2,4GHz-band, komt overigens meteen een nadeel kijken. Je maximale zendvermogen blijft gelijk als je een breder kanaal gebruikt. Ga je dus bijvoorbeeld van 80 naar 160MHz met hetzelfde zendvermogen, dan halveer je de signaalsterkte, wat een 3dB lagere RSSI oplevert.

Een nadeel van de 5GHz-frequentieband ten opzichte van 2,4GHz is dat signalen met een hogere frequentie meer last hebben van obstakels als muren en vloeren. Het kan dus voorkomen dat je zover bij je accesspoint vandaan staat, dat je verbinding op 5GHz wegvalt, maar dat er via de 2,4GHz-band nog wel verbinding mogelijk is.

In tegenstelling tot de 2,4GHz-band is de 5GHz-band echter niet helemaal 'vrij' te gebruiken. De frequenties boven de 5250MHz, UNII-2 en hoger, worden 'dfs-kanalen' genoemd, wat staat voor dynamic frequency selection. Deze kanalen kunnen door weerradars, vliegtuigen en het leger gebruikt worden. Daarom moet een router stoppen met zenden op dfs-kanalen zodra er een radarsignaal gedetecteerd wordt. Bij veel routers moet je het gebruik van dfs-kanalen dan ook apart inschakelen. De UNII-3-kanalen kun je in Europa alleen met een laag zendvermogen gebruiken en worden ook niet door alle routers ondersteund.

Schakel je dfs in, dan kun je dus een kanaalbreedte van maximaal 160MHz gebruiken en heb je een vier keer zo breed kanaal dan wat mogelijk is bij 2,4GHz. Hier geldt net als bij de 2,4GHz-band dat een band ook 'vol' kan zijn en dat de meeste routers zullen terugschakelen naar een kleinere kanaalbreedte zodra er te veel storing met andere draadlozenetwerkapparatuur optreedt. Om 160MHz aan kanaalbreedte te gebruiken, heb je niet genoeg aan de UNII-1-frequentieruimte en moet je dus gebruikmaken van dfs-kanalen. Woon je bijvoorbeeld onder een aanvliegroute voor vliegtuigen, dan is de kans groot dat je accesspoint terugschakelt naar 80MHz zodra je 160MHz aan bandbreedte probeert te gebruiken.

6GHz

De 5GHz-band is dus een verbetering ten opzichte van de 2,4GHz-band als het om bandbreedte gaat, maar, zeker als je 160MHz brede kanalen wilt gebruiken, niet ideaal.

Met de komst van de 802.11ax-standaard kan voor wifi ook gebruik worden gemaakt van de 6GHz-band, die ook bekendstaat als Wi-Fi 6E. Wi-Fi 6E werd aangekondigd in 2020 en voorziet in Noord-Amerika in maar liefst 1200MHz aan bandbreedte. Dat is genoeg voor zeven niet-overlappende blokken van 160MHz. Bovendien wordt de frequentie niet gedeeld met radars, waardoor geen dfs nodig is. De afbeelding hierboven laat goed zien hoeveel meer ruimte er op deze band is. In plaats van de drie niet-overlappende kanalen van de 2,4GHz-band zijn er 59 niet-overlappende kanalen beschikbaar op de 6GHz-frequentie. Zelfs als er dus heel veel mensen op een kleine oppervlakte hun eigen wifinetwerk opzetten, zouden die geen last van elkaar moeten hebben. In de praktijk zijn de 160MHz-kanalen van Wi-Fi 6E natuurlijk het interessantst. Daarmee zouden jij en ieder van je zes buren 160MHz aan kanaalbreedte kunnen pakken zonder elkaar te storen.

In Europa loopt dat helaas zo'n vaart niet. In de zomer van 2021 heeft de Europese Commissie het gebruik van de eerste 500MHz van de 6GHz-band goedgekeurd voor gebruik voor wifi. Vanaf 1 december moeten de lidstaten die frequentieruimte ook vrijgeven. Die 500MHz levert een stuk minder bandbreedte op dan in Noord-Amerika, maar het is alsnog een flinke toename van wificapaciteit. In Europa krijgt de 6GHz-band 24 niet-overlappende 20MHz-kanalen, twaalf 40MHz-kanalen, zes 80MHz-kanalen of drie 160MHz-kanalen.

Tweakers maakt gebruik van cookies

Tweakers plaatst functionele en analytische cookies voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Deze cookies zijn noodzakelijk. Om op Tweakers relevantere advertenties te tonen en om ingesloten content van derden te tonen (bijvoorbeeld video's), vragen we je toestemming. Via ingesloten content kunnen derde partijen diensten leveren en verbeteren, bezoekersstatistieken bijhouden, gepersonaliseerde content tonen, gerichte advertenties tonen en gebruikersprofielen opbouwen. Hiervoor worden apparaatgegevens, IP-adres, geolocatie en surfgedrag vastgelegd.

Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Sluiten

Toestemming beheren

Hieronder kun je per doeleinde of partij toestemming geven of intrekken. Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Functioneel en analytisch

Deze cookies zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie. Meer details

janee

    Relevantere advertenties

    Dit beperkt het aantal keer dat dezelfde advertentie getoond wordt (frequency capping) en maakt het mogelijk om binnen Tweakers contextuele advertenties te tonen op basis van pagina's die je hebt bezocht. Meer details

    Tweakers genereert een willekeurige unieke code als identifier. Deze data wordt niet gedeeld met adverteerders of andere derde partijen en je kunt niet buiten Tweakers gevolgd worden. Indien je bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je account. Indien je niet bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je sessie die maximaal 4 maanden actief blijft. Je kunt deze toestemming te allen tijde intrekken.

    Ingesloten content van derden

    Deze cookies kunnen door derde partijen geplaatst worden via ingesloten content. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie over de verwerkingsdoeleinden. Meer details

    janee