Чем страшны колебания частоты в электросети
Администрация2022-02-01T10:33:33+03:00
Статьи частота электросети 0 Комментариев
Частота переменного тока, используемого мировыми потребителями электроэнергии, допускает два стандарта. Практически во всех странах обоих Америк, Саудовской Аравии и ряде островных государств частота электросети составляет 60Гц, в остальных странах, включая Россию, электрооборудование потребляет переменный ток промышленной частоты 50Гц. Физически частоту переменного тока электросети легко представить в виде частоты вращения генераторов электростанций, точнее их подвижных частей – роторов.
Это один из наиболее важных параметров, характеризующих электрическую сеть, недаром отклонениям частоты в стандарте качества электроэнергии уделено особое внимание.
В чем опасность отклонений от нормально допустимых значений?
Чтобы оценить ущерб, который может принести факт изменения, в частности снижения частоты переменного тока, проблему следует рассматривать в двух аспектах: технологическом и электромагнитном. В обоих вариантах изменение частоты оборачивается экономическими потерями, в той либо иной степени несущими материальный ущерб.
В первом случае снижение частоты ведет к нарушению технологических процессов, связанных с замедлением работы производственного оборудования. Иллюстрацией этому служат частотные преобразователи – регуляторы частоты, предназначенные для плавного пуска мощных электродвигателей.
Таким образом, в лучшем случае падает производительность оборудования, в худшем приводит к производству брака.
Электромагнитные потери связаны с изменением баланса реактивных и активных мощностей. Это негативным образом отражается на эффективности работы электрооборудования, так, например понижению частоты питающей сети на 1% сопутствует снижение мощности нагрузки асинхронного двигателя на 3%.
Неблагоприятным образом отклонения от основной частоты сказываются на электрооборудовании с сердечниками из электротехнической стали. Разогрев магнитопроводов приводит к общему нагреву электродвигателей, силовых трансформаторов, что в целом отражается на ресурсах оборудования.
Критично к понижению частоты и собственное технологическое оборудование электростанций. При значительных отклонениях (46 … 45Гц), связанных со снижением активной мощности, наступает так называемая «лавина частоты», происходит отключение энергосистемы.
Опасны для электрооборудования ситуации в случаях повышения частоты, как правило, возникающих при резком снижении потребителями электрической энергии нагрузки.
Избыточная мощность в первую очередь опасна для оборудования электростанции. Повышение частоты питающего напряжения приводит к увеличению скорости вращения двигателя асинхронного типа, однако вращательный момент при этом падает. В случае отсутствия запаса по мощности это приводит торможению электродвигателя, вплоть до полного останова.
В дилетантской среде существует ошибочное мнение, что к изменениям частоты критично качество изоляции, вызывающее ее старение. Это не совпадает с действительностью, поскольку боится изоляция воздействия высших гармоник, а отклонения в несколько герц ей не страшны. Причина деструктивных процессов материала изоляции вызвана плохой синусоидальностью напряжения обусловленной наличием гармоник, кратных частоте основного напряжения. Правда, гармоники негативным образом отражаются и на самом оборудовании, что определяет необходимость борьбы с этим явлением.
В нашей компании Вы можете заказать измерение качества электроэнергии, посмотреть информацию о стоимости и порядке проведения работ можно здесь
Остались вопросы?
Заполните форму обратно связи ниже, наши специалисты свяжутся с Вами, проконсультируют, расскажут про возможные способы решения Вашей задачи.
заказать консультацию
Ваше имя (обязательно)
Ваш e-mail (обязательно)
Телефон
Сообщение
Прикрепить файл
Даю согласие на обработку данных
Стандарты напряжений и частот в разных странах мира
07.02.2022
В мире наиболее распространены два основных стандарта напряжения и частоты. Это американский стандарт 100-127 вольт 60 герц и европейский стандарт 220-240 вольт 50 герц.
Большинство стран приняло один из этих двух стандартов, хотя встречаются переходные и уникальные стандарты.
Американский стандартАмериканский стандарт связан с именем изобретателя и предпринимателя Томаса Эдисона.
Томас Эдисон
Именно ему первые электрические сети в США обязаны своим напряжением в 110 вольт.
В 1880 году Эдисон предложил и запатентовал трехпроводную электрическую сеть постоянного тока, в которой было два провода +110 и -110 В и заземлённый нейтральный провод. Такая сеть свободно питала лампу накаливания с угольной нитью, для работы которой было необходимо 100 В, а 10% Эдисон заложил, учитывая потери при движении тока в проводе. По этой причине рабочее напряжение первой электростанции Эдисона было именно 110 вольт.
В январе 1882 года Эдисон запускает первую электростанцию в Лондоне, а несколькими месяцами позже – на Манхэттене. К 1887 году в США существовало более сотни электростанций постоянного тока, работавших на трёхпроводной системе Эдисона.
С того времени и начал работать стандарт сетей в 100-127 В, а в США закрепилась трехпроводная сеть.
Джордж Вестингауз
Система Эдисона предполагала питание от одной тепловой электростанции с генератором постоянного тока и сопровождалась большой потери мощности в проводах. Так, 10 из 110 вольт попросту пропадали в процессе передачи, рассеиваясь в проводах в форме тепла по закону Джоуля-Ленца.
Обнаружив это, компания другого американского ученого-инженера и успешного предпринимателя Джорджа Вестингауза в 1886 году разработала альтернативную систему передачи электроэнергии – систему переменного тока. Эта система предполагала использование высокого напряжения в системах переменного тока, применяя для понижения напряжения трансформаторы и позволила применять переменный ток для бытовых потребителей. С того момента началась чреда событий, вошедшая в историю как «война токов», из которой, в итоге, победителем вышел переменный ток, а постоянный ток Эдисона проиграл.
Применение высокого напряжения в системах переменного тока позволило передавать энергию на сотни километров по высоковольтным магистральным линиям от крупных электростанций и обеспечить электроснабжение целых городов и удаленных районов страны.
На сегодняшний день в Северной Америке типичной системой питания электроустановок зданий является трёхфазная система электроснабжения, работающая от переменного тока с заземлением, являющаяся, по сути, эквивалентом оригинальной трехпроводной системы постоянного тока Эдисона.
Она распространена для питания жилых и небольших коммерческих помещений.
В помещения подаются две линии переменного тока 120 В, которые не совпадают по фазе на 180 градусов друг с другом и нейтральный провод, который подключается к заземлению на центральном отводе понижающего трансформатора. Таким образом к американским домам подводятся три провода – две фазы и ноль. Два провода от разных «плечей» низковольтной обмотки трансформатора, и один – от «заземлённого» среднего отвода низковольтной обмотки трансформатора. В результате получаются две цепи, работающие в противофазе, что позволяет получить 240 В и подключать приборы, рассчитанные как на 100-127 В, так и на 200-240 В.
В цепях освещения, для розеток небольших электроприборов и других маломощных потребителей используются цепи 120 В – они подключаются между одной из линий и нейтралью с помощью однополюсного автоматического выключателя. А для питания кондиционеров, варочных панелей, стиральных машин, обогревателей, бойлеров и других мощных потребителей используется питание от цепей 240 В переменного тока, подключающиеся между двумя линиями переменного тока на 120 В.
Следует отметить, что при той же потребляемой мощности, использование более низкого напряжения приводит к потреблению прибором большего тока и увеличению потерь при передаче энергии. Именно поэтому в странах, где номинальное напряжение составляет 100-127 В часто отказываются от распределительных сетей низкого напряжения, а среднее напряжение (5-15 кВ) преобразуется в низкое максимально близко к потребителю. По этой причине в США для каждого дома (высотного или частного) устанавливается отдельная компактная электрическая подстанция (англ. pole pig), состоящая из распределительных трансформаторов обеспечивающих окончательное преобразование напряжения в распределительной электрической системе до уровня, используемого потребителями.
На сегодняшний день основное напряжение сети в Соединенных Штатах Америки составляет 120 В (от 114 до 126 В), а общепринятая частота переменного тока – 60 Гц.
Европейский стандартВ Европе, в отличии от США, стандарт 220 вольт появился сразу, что было связано с широким внедрением сетей переменного тока.
Никола Тесла
Массовая электрификация Европейского континента началась с изобретением Никола Тесла в 1883 году асинхронного двигателя переменного тока и появлением ламп накаливания с металлической нитью. Использование ламп с металлической нитью вместо угольной требовало удвоить напряжение. Изначально 220 вольт получали путем параллельного соединения двух линий по 110 вольт. Однако это было нетехнологично и экономически невыгодно. Поэтому со временем начали использовать только один кабель или провод, который сразу подводил к потребителям необходимые 220 В.
Первым городом, электрифицированным по «новой» схеме, стал Берлин. В результате применения стандарта 220 В потери в мощности при передаче электроэнергии сократились на 75%! Так и начали появляться сети с напряжением 220 вольт. Следует отметить, что было мнение попробовать еще больший вольтаж, однако от него все же отказались, поскольку угроза для человеческой жизни возрастала пропорционально напряжению.
В Советском Союзе, как и в США, долгое время применялось напряжение 100-127 В. Однако в середине 60-х годов с увеличением количества потребителей сеть стала не справляться. Необходимо было либо увеличивать сечение проводов, либо повышать напряжение в сети до 220 В. Экономически выгоднее стало использовать более высокое напряжение. Это позволило снизить затраты на материалы проводов поскольку сила тока при увеличении напряжения и сохранении той же мощности уменьшается, а значит, площадь сечения провода тоже можно уменьшить.
Переход на 220 вольт в Советском Союзе происходил бессистемно. Отслужившие свой срок трансформаторы на подстанциях заменяли на новые и сразу устанавливали с выходным напряжением 220 вольт вместо 110-127 вольт.
Последующая глобальная электрификация страны привела к тому, что стандарт 220 В 50 Гц стал распространен во всех странах постсоветского пространства.
На сегодняшний день напряжение в электрической сети в Европе варьируется от 220 В до 240 В.
Но в большинстве стран Европы сетевое напряжение составляет 230 В частотой 50 Гц.
В Украине, России, Латвии, Литве и Эстонии стандартным напряжением в сети также является напряжение 230 В. Изменение стандартного напряжения 220 В на 230 В было проведено с целью полного соответствия европейским стандартам качества электроэнергии. При этом электрическое оборудование, выпускаемое в указанных странах, должно нормально работать при напряжении и 220 В, и 230 В.
Анализируя вышеизложенное может возникнуть резонный вопрос: если более высокое напряжение в сети снижает потери при передаче электроэнергии, позволяет уменьшить затраты на материалы проводов, использовать электроприборы с большей мощностью и в целом является экономически более выгодным почему же тогда США и другие страны не перешли на «европейский стандарт»? Ответ прост – переход на другое напряжение в масштабах страны требует огромных финансовых затрат на переоборудование и переоснащение трансформаторных подстанций и других электроустановок, а также замену розеток и вилок.
При том, что дороговизна мероприятия является основной причиной отсутствия единого стандарта напряжения сети в мире нужно также отметить и другие факторы. В частности, сеть 110-127 В позволяет ограничивать импорт техники и стимулировать использование устройств отечественного производства, а также является более безопасной для человека ведь поражение электрическим током при 110 В гораздо слабее, чем при 220 В.
На сегодняшний день большинство стран мира приняли европейский стандарт напряжения в сети. Американский стандарт закрепился в США, Канаде, Американском Самоа, Мексике, на островах Микронезии, в большинстве стран Центральной Америки: Гватемале, Гондурасе, Коста-Рике, Никарагуа, Панаме и Сальвадоре, островах Карибского моря и близлежащих островах: Арубе, Гаити, Доминиканской Республике, Каймановых островах, Кубе, Пуэрто-Рико, Тринидад и Тобаго, Ангилье, Бермудских, Виргинских и Багамских островах. А также в ряде стран Южной Америки – Венесуэле, Колумбии, Суринам, Эквадоре.
При этом в мире остается немало мест с разными вариациями напряжения и частоты, которые не укладываются ни в какие рамки. К примеру, в Бразилии и Бейлизе просто нет единого стандарта и в разных регионах стран напряжение в сети может быть 115, 127 или 220 В частотой 60 Гц. И даже один и тот же населенный пункт может питаться сразу от нескольких разных подстанций, в результате даже в соседних домах характеристики тока могут полностью отличаться.
Карибский остров Бонайре и африканская Ливия используют напряжение сети 127 В при частоте 50 Гц. Остров Барбадос – 115 В частотой 50 Гц, а острова Сент-Китс и Невис – 110 и 230 В частотой 60 Гц.
В африканской Либерии одновременно используется 120 и 240 В при частоте 50 Гц.
Наряду с напряжением сети 220 В используют также напряжение 127 В частотой 50 Гц в Марокко, Монако, на Мадагаскаре и Нидерландских Антильских островах, а с частотой 60 Гц – в Саудовской Аравии.
На островах Ямайке и Таити параметры тока в бытовых сетях могут быть и 110, и 220 В, при этом частота на Ямайке – 50 Гц, а на Таити встречается как 50, так и 60 Гц.
В Японии принято единое напряжение сети 100 В, при этом в восточных областях преобладает частота 50 Гц, а в западных – 60 Гц. Кроме того, в некоторых регионах, где сети имеют частоту 60 Гц, есть большие городские районы с питанием 220 В, хотя в целом правила обустройства электроустановок близки к североамериканским.
В Южной Корее, Перу и Филиппинах используется напряжение 220 В с частотой 60 Гц, на карибских островах Антигуа и Барбуда – 230 В 60 Гц, а в Гайане – 240 В 60 Гц.
Также сегодня во многих странах мира характеристики тока отличаются для местных жителей и гостей. Отели специально оборудуют собственными отдельными подстанциями с трансформаторами и розетками различных конфигураций. В основном системы адаптируют под 220 В и розетки, наиболее часто эксплуатируемые в странах с таким напряжением.
Поделиться
2,4 ГГц и 5 ГГц
С момента создания Wi-Fi появилось бесчисленное множество новых стандартов Wi-Fi, направленных на улучшение как скорости нашей сети Wi-Fi, так и покрытия сети Wi-Fi.
В 2009 году был выпущен стандарт Wi-Fi 802.11n (также известный как WiFi 4), который стал первым стандартом, работающим в диапазонах частот Wi-Fi 2,4 ГГц и 5 ГГц. С тех пор большинство маршрутизаторов перешли с однодиапазонных на двухдиапазонные, что означает, что они могут выбирать между двумя частотными диапазонами WiFi для передачи беспроводного сигнала. Итак, чем же отличаются эти диапазоны частот WiFi и какие из них следует использовать вашим беспроводным устройствам?
Какие диапазоны частот WiFi?
Прежде чем мы углубимся в различия между двумя частотными диапазонами Wi-Fi, давайте поговорим о том, что на самом деле представляют собой частотные диапазоны. Полосы частот — это диапазоны частот радиоволн, используемые для передачи данных в беспроводном спектре, которые также могут быть разбиты на каналы Wi-Fi. (Чем выше частота, тем быстрее передача данных и короче дальность сигнала.) Полосы частот WiFi – это диапазоны частот в пределах беспроводного спектра, предназначенные для передачи WiFi: 2,4 ГГц и 5 ГГц.
В этой статье TechTarget немного глубже рассказывается о том, что такое полосы частот. Ключевым моментом здесь является то, что диапазоны частот WiFi не лицензируются (т. Е. Для их использования не требуются какие-либо специальные разрешения). Это то, что делает их более восприимчивыми к помехам, и поэтому ваша домашняя сеть и подключенные устройства могут иметь плохой сигнал.
Чем WiFi 2,4 ГГц отличается от WiFi 5 ГГц?
Существует четыре основных различия между диапазоном WiFi 2,4 ГГц и диапазоном WiFi 5 ГГц:
- Покрытие сети Wi-Fi — Когда речь идет о покрытии WiFi, 2,4 ГГц превосходит 5 ГГц. В диапазоне 2,4 ГГц более низкие частоты, которые передаются здесь, могут легче проникать через твердые объекты, а это означает, что сигнал может лучше распространяться по всему дому.
- Скорость сети Wi-Fi — более высокая частота в диапазоне 5 ГГц компенсирует более короткий радиус действия гораздо более высокой скоростью Wi-Fi, чем в диапазоне 2,4 ГГц.
Для сравнения, диапазон 2,4 ГГц будет поддерживать скорости от 450 Мбит/с до 600 Мбит/с, а диапазон 5 ГГц будет поддерживать скорости до 1300 Мбит/с. (Конечно, тип вашего маршрутизатора будет лучше определять скорость WiFi, которую вы можете достичь.) - Помехи в совмещенном канале — Теперь мы подошли к некоторым основным различиям… В диапазоне 2,4 ГГц у вас есть возможность выбрать один из 11 каналов Wi-Fi, 3 из которых не перекрываются. В диапазоне 5 ГГц у вас есть возможность выбрать один из 45 каналов Wi-Fi, 24 из которых не перекрываются. Перекрывающиеся каналы — это то, что приводит к сетевым помехам, поэтому, сравнивая две полосы частот Wi-Fi, мы легко видим, что 5 ГГц обеспечивает меньше места для помех в совмещенном канале. Также важно отметить, что в диапазоне 2,4 ГГц вы получаете помехи не только от других сетей Wi-Fi. Приличное количество сетевых помех исходит от других бытовых приборов , которые также используют для сигнала частоту 2,4 ГГц.
- Совместимость устройств — Учитывая тот факт, что стандарт Wi-Fi 802.11n (WiFi 4) существует уже почти десять лет, большинство наших беспроводных технологий были созданы для поддержки диапазонов 2,4 ГГц и 5 ГГц. Но если у вас есть какое-либо старое сетевое оборудование или устройства, выпущенные до 2009 года, есть вероятность, что они могут быть совместимы только с диапазоном 2,4 ГГц.
Для сравнения, диапазон 2,4 ГГц будет поддерживать скорости от 450 Мбит/с до 600 Мбит/с, а диапазон 5 ГГц будет поддерживать скорости до 1300 Мбит/с. (Конечно, тип вашего маршрутизатора будет лучше определять скорость WiFi, которую вы можете достичь.)
Выбор между двумя диапазонами частот WiFi
Какой диапазон частот WiFi лучше всего использовать?
Как угодно. Как вы можете видеть выше, у использования любого из частотных диапазонов WiFi есть свои плюсы и минусы. Там, где вы получаете более высокие скорости с одним, вы получаете более сильное покрытие с другим; и, когда вы получаете меньше помех в совмещенном канале с одним, вы получаете совместимость устройств с другим. (Забавный факт: в Minim мы постоянно отслеживаем атрибуты и поведение устройств, что позволяет нам давать рекомендации по сети, например: «Это устройство может быть хорошим кандидатом для перехода на Wi-Fi 5 ГГц, чтобы повысить его производительность».
)
Таким образом, чтобы выбрать наилучший частотный диапазон WiFi для вашей беспроводной сети, подумайте, нужно ли вам сильное покрытие по всему дому (т. е. ваш сигнал WiFi должен достигать нескольких комнат и этажей). В этом случае вы захотите использовать диапазон 2,4 ГГц. Если это не так, лучше использовать диапазон 5 ГГц, так как он обеспечит гораздо более высокую скорость WiFi. (Вы также можете рассмотреть возможность добавления усилителя Wi-Fi, чтобы улучшить сигнал WiFi, если он окажется слабым.)
Кроме того, если у вас есть двухдиапазонный маршрутизатор и вы используете один и тот же SSID/пароль для В диапазоне 5 ГГц клиентские устройства могут автоматически выбирать, какой диапазон использовать, в зависимости от уровня сигнала. Большинство предпочтет использовать диапазон 5 ГГц, если он находится в пределах досягаемости и совместим.
Как узнать, какой диапазон использует мой маршрутизатор?
Чтобы узнать, какой диапазон использует ваш маршрутизатор, вам необходимо получить доступ к настройкам вашего маршрутизатора:
Если вы не являетесь пользователем Minim, вы можете сделать это, открыв браузер и введя IP-адрес вашего маршрутизатора, который может можно найти на вашем роутере.
Затем войдите в систему, используя свое имя пользователя и пароль (если это все еще заводские значения, установленные на вашем маршрутизаторе, уделите минуту, чтобы изменить их на что-то более безопасное!) После входа в систему перейдите на страницу настроек маршрутизатора, где вы сможете чтобы увидеть, какую полосу частот Wi-Fi использует ваш маршрутизатор.
Если вы являетесь пользователем Minim, вы можете увидеть, какой диапазон использует ваш маршрутизатор, какие устройства подключены и многое другое из мобильного приложения Minim:
Мобильное приложение Minim
Как Я переключаю диапазоны частот WiFi?
Если у вас есть двухдиапазонный маршрутизатор, вы можете переключиться на другой частотный диапазон Wi-Fi, зайдя на страницу настроек вашего маршрутизатора, используя тот же процесс, который описан выше. В том же месте, где вы видите диапазон частот, который использует ваш маршрутизатор, вы также должны увидеть возможность выбрать другой диапазон частот WiFi для использования.
(Прежде чем вы измените полосу частот вашего маршрутизатора, возможно, стоит ознакомиться с руководством MetaGeek по проектированию двухдиапазонной беспроводной сети!)
Другие темы WiFi 101, которые могут вам понравиться:
- Описание каналов WiFi
- Уровень сигнала WiFi: как это работает и как его можно улучшить
- Усилители, повторители и удлинители WiFi: в чем разница?
- Удлинители WiFi против ячеистых сетей [за и против]
- Как интерпретировать результаты теста скорости WiFi? Объяснение
- каналов WiFi: что такое ширина канала WiFi?
- 3 шага, чтобы найти лучший канал WiFi для вашего роутера
Каналы Wi-Fi, диапазоны частот и пропускная способность » Electronics Notes
Диапазоны и каналы Wi-Fiсуществуют в различных частотных диапазонах, наиболее широко используемыми являются 2,4 ГГц и 5 ГГц, но в некоторых странах доступны и другие диапазоны: 934 МГц, 3,6 ГГц и 6 ГГц.
WiFi IEEE 802.
11 Включает:
Wi-Fi IEEE 802.11 введение
Стандарты
Поколения Альянса Wi-Fi
Безопасность
Как обезопасить себя в общедоступной сети Wi-Fi
Диапазоны Wi-Fi
Местоположение и покрытие маршрутизатора
Как получить лучшую производительность Wi-Fi
Как купить лучший Wi-Fi роутер
Усилители, ретрансляторы и повторители Wi-Fi
Ячеистая сеть Wi-Fi
Wi-Fi проводной и силовой удлинитель
Купить Wi-Fi оборудование
Темы спектра Wi-Fi: Диапазоны Wi-Fi Диапазон Wi-Fi 6 ГГц Диапазоны У-НИИ
Wi-Fi IEEE 802.11 используется очень многими устройствами, от смартфонов до ноутбуков и планшетов, удаленных датчиков, приводов телевизоров и многих других. Он используется в качестве основного носителя беспроводной связи в беспроводных локальных сетях, а также в небольших домашних беспроводных сетях.
В радиочастотном спектре есть несколько полос частот, которые используются для Wi-Fi, и в них есть много каналов, которые обозначены номерами, чтобы их можно было идентифицировать.
Хотя многие каналы и диапазоны Wi-Fi обычно автоматически выбираются домашними маршрутизаторами Wi-Fi, для более крупных беспроводных локальных сетей и систем часто необходимо планировать используемые частоты. При использовании множества точек доступа Wi-Fi в большом здании или на территории планирование частот необходимо для обеспечения наилучшей производительности беспроводной локальной сети.
Даже для домашних систем, в которых используются удлинители и повторители Wi-Fi, полезно знать, какие частоты доступны и как их лучше всего использовать. Используя некоторые простые настройки в маршрутизаторе Wi-Fi и беспроводных удлинителях, можно улучшить скорость сети установки Wi-Fi.
Диапазоны Wi-Fi и ISM
Wi-Fi предназначен для использования в нелицензируемом диапазоне — ISM или Industrial, Scientific и Medical диапазонах. Эти диапазоны согласованы на международном уровне, и, в отличие от большинства других диапазонов, их можно использовать без лицензии на передачу.
Это дает доступ каждому, чтобы использовать их свободно.
Диапазоны ISM используются не только для Wi-Fi, но и для всего, от микроволновых печей до многих других форм беспроводной связи, а также для многих промышленных, научных и медицинских применений.
Несмотря на то, что диапазоны ISM доступны по всему миру, в некоторых странах могут возникать некоторые различия и ограничения.
В дополнение к основным диапазонам ISM в настоящее время используются другие распределения, чтобы обеспечить возможность обработки уровня трафика и высоких скоростей передачи данных.
Основные диапазоны, используемые для передачи Wi-Fi, указаны в таблице ниже:
| Сводка основных диапазонов ISM | ||
|---|---|---|
| Нижняя частота МГц | Верхняя частота МГц | Комментарии |
| 2400 | 2500 | Часто называемый диапазоном 2,4 ГГц, этот спектр является наиболее широко используемым из диапазонов, доступных для Wi-Fi. Используется 802.11b, g и n. Он может нести максимум три непересекающихся канала. Этот диапазон широко используется многими другими нелицензионными устройствами, включая микроволновые печи, Bluetooth и т. д. |
| 5725 | 5875 | Этот диапазон Wi-Fi 5 ГГц или, если быть более точным, диапазон 5,8 ГГц обеспечивает дополнительную полосу пропускания, а при более высокой частоте стоимость оборудования немного выше, хотя использование и, следовательно, помехи меньше. Он может использоваться 802.11a. и н. Он может передавать до 23 непересекающихся каналов, но дает более короткий диапазон, чем 2,4 ГГц. Многие предпочитают Wi-Fi 5 ГГц из-за количества каналов и доступной полосы пропускания. Других пользователей этой группы также меньше. |
| Прочие полосы | ||
| 900 МГц | Полоса, номинально именуемая 900 МГц, не согласована на международном уровне, и регионы мира выделяют разные поддиапазоны, а количество каналов зависит от начальной частоты поддиапазона, к которому он принадлежит. В результате нет глобального плана каналов. | |
| 3550 | 3700 | Эта полоса частот была выделена в США в рамках так называемой Гражданской широкополосной радиослужбы. Разрешена полоса пропускания 5 МГц на обоих концах распределения для предотвращения выхода помех за пределы полосы. Он выделяется из условия, что пользователи не создают помех первичным пользователям. Он может быть разделен на восемь каналов по 5 МГц, четыре канала по 10 МГц или два канала по 20 МГц. |
| 5945 | 7125 | Этот диапазон используется Wi-Fi 6E, E для расширения, поскольку он получает доступ к номинально названному диапазону 6 ГГц, что позволяет использовать полосы пропускания каналов 20, 40, 80 и 160 МГц. |
Видно, что диапазон 2,4 ГГц широко используется для других приложений, включая микроволновые печи (в результате поглощения сигнала водой), а также Bluetooth и многие другие приложения для беспроводной связи.
Иногда использование других диапазонов может улучшить производительность WLAN из-за более низкого уровня помех.
Системы и полосы частот 802.11
Используется несколько различных вариантов 802.11. Различные варианты 802.11 используют разные полосы частот. Краткое описание диапазонов, используемых системами 802.11, приведено ниже:
| 802.11 Типы и полосы частот | ||
|---|---|---|
| Вариант IEEE 802.11 | Используемые полосы частот | Комментарии |
| 802.11а | 5 ГГц | Подробнее о 802.11a |
| 802.11b | 2,4 ГГц | Подробнее о 802.11b |
| 802.11г | 2,4 ГГц | Подробнее о 802.11g |
| 802.11n | 2,4 и 5 ГГц | Подробнее о 802.11n |
802. 11ac | Ниже 6 ГГц | Подробнее о 802.11ac |
| 802.11ад | До 60 ГГц | Подробнее о 802.11ad |
| 802.11af | Белое пространство ТВ (ниже 1 ГГц) | Подробнее о 802.11af |
| 802.11ah | 700 МГц, 860 МГц, 902 МГц и т. д. Диапазоны ISM зависят от страны и распределения | Подробнее о 802.11ah |
| 802.11акс | Подробнее о 802.11ax | |
2,4 ГГц, каналы 802.11
Всего определено четырнадцать каналов для использования установками и устройствами Wi-Fi в диапазоне ISM 2,4 ГГц. Не все каналы Wi-Fi разрешены во всех странах: 11 разрешены FCC и используются в так называемом североамериканском домене, а 13 разрешены в Европе, где каналы определены ETSI. Каналы WLAN/Wi-Fi разнесены на 5 МГц (за исключением интервала в 12 МГц между двумя последними каналами).
Стандарты Wi-Fi 802.11 определяют полосу пропускания 22 МГц, а каналы имеют шаг приращения 5 МГц. Часто для каналов Wi-Fi даются номинальные значения 0f 20 МГц. Полоса пропускания 20/22 МГц и разделение каналов в 5 МГц означают, что соседние каналы перекрываются, и сигналы на соседних каналах будут мешать друг другу.
Полоса пропускания канала Wi-Fi 22 МГц подходит для всех стандартов, хотя стандарт беспроводной локальной сети 802.11b может работать на различных скоростях: 1, 2, 5,5 или 11 Мбит/с, а новый стандарт 802.11g может работать на скорости до 54 Мбит/с. . Различия заключаются в используемой схеме радиочастотной модуляции, но каналы WLAN идентичны во всех применимых стандартах 802.11.
При использовании 802.11 для обеспечения сетей Wi-Fi и подключения к офисам, установки точек доступа Wi-Fi или для любых приложений WLAN необходимо убедиться, что такие параметры, как каналы, установлены правильно, чтобы обеспечить требуемую производительность. В наши дни на большинстве маршрутизаторов Wi-Fi это устанавливается автоматически, но для некоторых более крупных приложений необходимо настраивать каналы вручную или, по крайней мере, под централизованным управлением.
часто используют два диапазона для обеспечения двухдиапазонного Wi-Fi, диапазон 2,4 ГГц является одним из основных диапазонов и чаще всего используется с диапазоном Wi-Fi 5 ГГц.
Частоты канала Wi-Fi 2,4 ГГц
В приведенной ниже таблице указаны частоты для четырнадцати каналов Wi-Fi 802.11, доступных по всему миру. Не все эти каналы доступны для установки Wi-Fi во всех странах.
| Номера каналов и частоты диапазона 2,4 ГГц | |||
|---|---|---|---|
| Номер канала | Нижняя частота МГц | Центральная частота МГц | Верхняя частота МГц |
| 1 | 2401 | 2412 | 2423 |
| 2 | 2406 | 2417 | 2428 |
| 3 | 2411 | 2422 | 2433 |
| 4 | 2416 | 2427 | 2438 |
| 5 | 2421 | 2432 | 2443 |
| 6 | 2426 | 2437 | 2448 |
| 7 | 2431 | 2442 | 2453 |
| 8 | 2436 | 2447 | 2458 |
| 9 | 2441 | 2452 | 2463 |
| 10 | 2446 | 2457 | 2468 |
| 11 | 2451 | 2462 | 2473 |
| 12 | 2456 | 2467 | 2478 |
| 13 | 2461 | 2472 | 2483 |
| 14 | 2473 | 2484 | 2495 |
Перекрытие и выбор каналов Wi-Fi 2,4 ГГц
Каналы, используемые для WiFi, в большинстве случаев разнесены на 5 МГц, но имеют полосу пропускания 22 МГц.
В результате каналы Wi-Fi перекрываются и видно, что можно найти максимум три непересекающихся.
Таким образом, если есть смежные элементы оборудования WLAN, например, в сети Wi-Fi, состоящей из нескольких точек доступа, которым необходимо работать на каналах, не мешающих друг другу, существует вероятность только трех. Ниже приведены пять комбинаций доступных неперекрывающихся каналов:
Каналы Wi-Fi 2,4 ГГц, частоты и т. д. с указанием перекрытия и того, какие из них можно использовать в качестве наборов.Из схемы выше видно, что каналы Wi-Fi 1, 6, 11, или 2, 7, 12, или 3, 8, 13 или 4, 9, 14 (если разрешено) или 5, 10 (и, возможно, 14, если разрешено) могут использоваться вместе как наборы. Часто WiFi-маршрутизаторы настроены на канал 6 по умолчанию, и поэтому набор каналов 1, 6 и 11, возможно, наиболее широко используется.
Поскольку часть энергии выходит за пределы номинальной полосы пропускания, если используются только два канала, то чем дальше друг от друга, тем лучше производительность.
Обнаружено, что при наличии помех пропускная способность установки Wi-Fi снижается. Поэтому стоит снизить уровни помех, чтобы улучшить общую производительность оборудования WLAN.
При использовании IEEE 802.11n существует возможность использования полосы пропускания сигнала либо 20 МГц, либо 40 МГц. Когда полоса пропускания 40 МГц используется для увеличения пропускной способности данных, это, очевидно, уменьшает количество каналов, которые можно использовать.
IEEE 802.11n 2,4 ГГц Wi-Fi 40 МГц каналы, частоты и номера каналов. На приведенной выше диаграмме показаны сигналы 802.11n 40 МГц. Эти сигналы обозначены их эквивалентными номерами центрального канала.Наличие канала Wi-Fi 2,4 ГГц
В связи с различиями в распределении спектра по всему миру и различными требованиями регулирующих органов не все каналы WLAN доступны в каждой стране. В приведенной ниже таблице представлены общие сведения о доступности различных каналов Wi-Fi в разных частях мира.
| Доступность канала Wi-Fi 2,4 ГГц | |||
|---|---|---|---|
| Номер канала | Европа (ETSI) | Северная Америка (FCC) | Япония |
| 1 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 2 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 3 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 4 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 5 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 6 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 7 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 8 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 9 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 10 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 11 | ✔ | ✔ | ✔ |
| 12 | ✔ | № | ✔ |
| 13 | ✔ | № | ✔ |
| 14 | № | № | Только 802. 11b |
Эта таблица дает только общее представление, и в разных странах могут быть различия. Например, в некоторых странах европейской зоны Испании действуют ограничения на использование каналов Wi-Fi (Франция: каналы 10–13 и каналы 10 и 11 в Испании), использование Wi-Fi и запрещены многие каналы, которые могут быть доступным, хотя положение всегда может измениться.
Диапазон WiFi 3,6 ГГц
Этот диапазон частот разрешен для использования только в США по схеме, известной как 802.11y. Здесь мощные станции могут использоваться для транзитных соединений Wi-Fi в сетях передачи данных и т. д.
Диапазон Wi-Fi 3,6 ГГц может быть разделен на восемь каналов по 5 МГц, четыре канала по 10 МГц или два канала по 20 МГц.
Каналы для этих сетевых систем Wi-Fi подробно описаны ниже.
| Диапазон WiFi 3,6 ГГц | ||||
|---|---|---|---|---|
| Номер канала | Частота (МГц) | Полоса пропускания 5 МГц | Полоса пропускания 10 МГц | Полоса пропускания 20 МГц |
| 131 | 3657,5 | ✔ | ||
| 132 | 36622,5 | ✔ | ||
| 132 | 3660,0 | ✔ | ||
| 133 | 3667,5 | ✔ | ||
| 133 | 3665,0 | ✔ | ||
| 134 | 3672,5 | ✔ | ||
| 134 | 3670,0 | ✔ | ||
| 135 | 3677,5 | ✔ | ||
| 136 | 3682,5 | ✔ | ||
| 136 | 3680,0 | ✔ | ||
| 137 | 3687,5 | ✔ | ||
| 137 | 3685,0 | ✔ | ||
| 138 | 3689,5 | ✔ | ||
| 138 | 3690,0 | ✔ | ||
Примечание: центральная частота канала зависит от используемой полосы пропускания.
Это объясняет тот факт, что центральная частота для разных каналов отличается, если используются разные полосы пропускания сигнала.
Каналы и частоты WiFi 5 ГГц
Поскольку диапазон 2,4 ГГц становится все более загруженным, многие пользователи предпочитают использовать диапазон ISM 5 ГГц для своих беспроводных локальных сетей, общих сетей Wi-Fi, домашних систем и т. д. Это не только обеспечивает больший спектр, но и не так широко распространено. используется для других приборов, включая такие предметы, как микроволновые печи и т. д. — микроволновые печи лучше всего работают на частоте около 2,4 ГГц из-за пиков поглощения излучения пищевыми продуктами около 2,4 ГГц. Соответственно, Wi-Fi на частоте 5 ГГц обычно испытывает меньше помех.
Многие маршрутизаторы Wi-Fi обеспечивают возможность работы в двухдиапазонном режиме Wi-Fi с использованием этого диапазона и 2,4 ГГц, как и большинство смартфонов и других электронных устройств с поддержкой Wi-Fi. Использование частот в диапазоне 5 ГГц обычно обеспечивает более высокую скорость сети Wi-Fi.
Будет видно, что многие из каналов Wi-Fi 5 ГГц выходят за пределы принятого нелицензируемого диапазона ISM, и в результате на работу на этих частотах накладываются различные ограничения.
| Каналы и частоты WiFi 5 ГГц | ||||
|---|---|---|---|---|
| Номер канала | Частота МГц | Европа (ETSI) | Северная Америка (FCC) | Япония |
| 36 | 5180 | В помещении | ✔ | ✔ |
| 40 | 5200 | В помещении | ✔ | ✔ |
| 44 | 5220 | В помещении | ✔ | ✔ |
| 48 | 5240 | В помещении | ✔ | ✔ |
| 52 | 5260 | В помещении / DFS / TPC | ДФС | ДФС / ТПК |
| 56 | 5280 | В помещении / DFS / TPC | ДФС | ДФС / ТПК |
| 60 | 5300 | В помещении / DFS / TPC | ДФС | ДФС / ТПК |
| 64 | 5320 | В помещении / DFS / TPC | ДФС | ДФС / ТПК |
| 100 | 5500 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 104 | 5520 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС/ТПК |
| 108 | 5540 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 112 | 5560 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 116 | 5580 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 120 | 5600 | ДФС / ТПК | Нет доступа | ДФС / ТПК |
| 124 | 5620 | ДФС / ТПК | Нет доступа | ДФС / ТПК |
| 128 | 5640 | ДФС / ТПК | Нет доступа | ДФС / ТПК |
| 132 | 5660 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 136 | 5680 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 140 | 5700 | ДФС / ТПК | ДФС | ДФС / ТПК |
| 149 | 5745 | СРД | ✔ | Нет доступа |
| 153 | 5765 | СРД | ✔ | Нет доступа |
| 157 | 5785 | СРД | ✔ | Нет доступа |
| 161 | 5805 | СРД | ✔ | Нет доступа |
| 165 | 5825 | СРД | ✔ | Нет доступа |
Примечание 1: существуют дополнительные региональные варианты для стран, включая Австралию, Бразилию, Китай, Израиль, Корею, Сингапур, Южную Африку, Турцию и т.
д. Кроме того, Япония имеет доступ к некоторым каналам ниже 5180 МГц.
Примечание 2: DFS = динамический выбор частоты; TPC = управление мощностью передачи; SRD = устройства малого радиуса действия Максимальная мощность 25 мВт.
Диапазон Wi-Fi 6 ГГц
По мере роста использования Wi-Fi и введения более широкой полосы пропускания, необходимой для очень высоких скоростей передачи данных, требуется больший спектр. Для этого было выделено 6 ГГц.
Несмотря на то, что он не использует стандартный промышленный, научный и медицинский диапазон, считается, что относительно низкие уровни мощности, используемые Wi-Fi, не мешают существующим пользователям, и в результате во многих странах спектр был открыт.
| Частоты, номера и пропускная способность канала Wi-Fi 6 ГГц | ||||
|---|---|---|---|---|
| Центральная частота канала (МГц) | Номер канала 20 МГц | Номер канала 40 МГц | Номер канала 80 МГц | Номер канала 160 МГц |
| 5935 | — | — | — | — |
| 5955 | 1 | 3 | 7 | 15 |
| 5975 | 5 | |||
| 5995 | 9 | 11 | ||
| 6015 | 13 | |||
| 6035 | 17 | 19 | 23 | |
| 6055 | 21 | |||
| 6075 | 25 | 27 | ||
| 6095 | 29 | |||
| 6115 | 33 | 35 | 39 | 47 |
| 6135 | 37 | |||
| 6155 | 41 | 43 | ||
| 6175 | 45 | |||
| 6195 | 49 | 51 | 55 | |
| 6215 | 53 | |||
| 6235 | 57 | 59 | ||
| 6255 | 61 | |||
| 6275 | 65 | 47 | 71 | 79 |
| 6295 | 69 | |||
| 6315 | 73 | 75 | ||
| 6335 | 77 | |||
| 6355 | 81 | 83 | 87 | |
| 6375 | 85 | |||
| 6395 | 89 | 91 | ||
| 6415 | 93 | |||
| 6435 | 97 | 99 | 103 | 111 |
| 6455 | 101 | |||
| 6475 | 105 | 107 | ||
| 6495 | 109 | |||
| 6515 | 113 | 115 | 119 | |
| 6535 | 117 | |||
| 6555 | 121 | 123 | ||
| 6575 | 125 | |||
| 6595 | 129 | 131 | 135 | 143 |
| 6615 | 133 | |||
| 6635 | 137 | 139 | ||
| 6655 | 141 | |||
| 6675 | 145 | 147 | 151 | |
| 6695 | 149 | |||
| 6715 | 153 | 155 | ||
| 6735 | 157 | |||
| 6755 | 161 | 163 | 167 | 175 |
| 6775 | 165 | |||
| 6795 | 169 | 171 | ||
| 6815 | 173 | |||
| 6835 | 177 | 179 | 183 | |
| 6855 | 181 | |||
| 6875 | 185 | 187 | ||
| 6895 | 189 | |||
| 6915 | 193 | 195 | 199 | 207 |
| 6935 | 197 | |||
| 6955 | 201 | 203 | ||
| 6975 | 205 | |||
| 6995 | 209 | 211 | 215 | |
| 7015 | 213 | |||
| 7035 | 217 | 219 | ||
| 7055 | 221 | |||
| 7075 | 225 | 227 | — | — |
| 7095 | 229 | — | — | |
| 7115 | 233 | — | — | — |
Подробнее о .
. . . Диапазон Wi-Fi 6 ГГц.
Дополнительные полосы и частоты
В дополнение к более устоявшимся формам Wi-Fi разрабатываются новые форматы, которые будут использовать новые частоты и диапазоны. Технологии, использующие пустое пространство и т. д., а также новые стандарты, использующие диапазоны, находящиеся далеко в микроволновом диапазоне, и обеспечат гигабитные сети Wi-Fi. Эти технологии потребуют использования нового спектра для Wi-Fi.
| Дополнительные диапазоны и частоты Wi-Fi | ||
|---|---|---|
| Технология Wi-Fi | Стандартный | Диапазоны частот |
| Белый-Fi | 802.11af | 470–710 МГц |
| Микроволновая печь Wi-Fi | 802.11ад | 57,0–64,0 ГГц ISM-диапазон (применяются региональные различия) Каналы: 58, 32, 60,48, 62,64 и 64,80 ГГц |
Поскольку использование технологии Wi-Fi непропорционально возросло, а скорость передачи данных значительно возросла, то же самое произошло и с тем, как используются диапазоны.
Wi-Fi доступен во многих местах: дома, в офисе, в кафе и т. д. Широко распространены точки доступа Wi-Fi, часто обеспечивающие работу в двух диапазонах Wi-Fi — как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц, чтобы обеспечить быстрая работа в любое время.
Первоначально диапазон 2,4 ГГц был предпочтительным для Wi-Fi, но по мере того, как стоимость технологии 5 ГГц снизилась, этот диапазон стал использоваться гораздо шире ввиду более широкой пропускной способности канала.
По мере появления других технологий Wi-Fi используются многие другие частоты. Другие нелицензированные диапазоны ниже 1 ГГц, а также пустое пространство для White-Fi с использованием неиспользуемого телевизионного спектра, а также теперь все более высокие частоты в микроволновом диапазоне, где доступны еще более широкие полосы пропускания, но за счет более короткого расстояния.
Каждая технология Wi-Fi имеет свои собственные частоты или диапазоны, а иногда и различное использование доступных каналов Wi-Fi.
