Что такое FPV и какая разница между Wi-Fi и аналоговыми 5.8ГГц и 2.4ГГц

Роутеры, работающие в диапазонах частот 2,4 GHz и 5GHz не так давно начали обретать популярность и сразу же заслужили большое количество положительных отзывов, как от специалистов в области IT, так и от рядовых пользователей. Тем, кто подбирает производительное оборудование для организации домашней или корпоративной беспроводной сети, может потребоваться помощь для того, чтобы разобраться в спецификации и документации различных моделей роутеров. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд — можно простыми словами рассказать об основных особенностях Wi-Fi маршрутизаторов, поддерживающих диапазон в 5GHz.

Содержание

Стандарты беспроводной сети

Стандарт Wi-Fi сети — это определенная специфика параметров беспроводного соединения, принятая Институтом радиоэлектроники и электротехники (общепринятое сокращение — IEEE). Обозначение стандартизации для каждого конкретного устройства можно найти в инструкции к приобретаемому оборудованию. Краткий обзор основных стандартов и их характеристики:

• IEEE 802.11b — максимальная скорость составляет 11 Мб/с, средний радиус охвата сети, поддерживаемый диапазон частот — 2,4 GHz. Это наиболее популярный стандарт, на котором работает большинство роутеров;
• IEEE 802.11a — скорость на этом стандарте существенно выше и может достигать 54 Мб/с, радиус охвата также средний, есть возможность поддержки частоты 5 GHz. Этот формат считается устаревшим, его следующая версия находится в разработке;
• IEEE 802.11g — усовершенствованная версия стандарта 802.11b со скоростью передачи в 54 Мб/с и поддерживаемой частотой 2,4 GHz. Обе этих версии полностью совместимы (устройства, работающие на стандарте 802.11b будут работать и с этим стандартом);
• IEEE 802.11n — этот стандарт позволяет подключаться на скорости, превышающей 200 Мб/с, поддерживает оба диапазона частот (2,4 GHz и 5GHz).
• IEEE 802.11ac — скорость передачи данных может достигать 1300 Мб/с, поддерживается только частота в 5Ghz. У устройств, работающих на этом стандарте, нет проблем с совместимостью с предыдущими версиями.

Если обратить внимание на маркировку, которой отмечаются различные электронные устройства, способные принимать беспроводную сеть, то чаще всего там можно встретить обозначение IEEE 802b/g/n — это означает, что такое оборудование совместимо со всеми указанными стандартами.

Сейчас в разработке находится стандарт IEEE 802.11ax, который планируется к окончательному завершению в 2019 году. Он должен будет существенно расширить существующие возможности работы с беспроводными сетями, сможет работать в диапазонах от 1 до 7 GHz, как только возникнет подобная техническая возможность.

Таким образом, обращая внимания на стандарт, указанный в инструкции или на маркировочной наклейке роутера, можно выяснить две важные для пользователя характеристики: пропускную способность канала (от которой напрямую зависит скорость соединения) и поддерживаемые частоты.

Совет: при покупке маршрутизатора лучше всего заранее узнать, поддерживают ли домашние устройства работу на частоте 5 GHz: в противном случае можно столкнуться с тем, что в списке доступных будет только одна Wi-Fi сеть.

Особенности частот 2,4GHz и 5GHz

Эти две частоты являются основными диапазонами, на которых может быть осуществлено Wi-Fi соединение. За последние несколько лет, с развитием беспроводных технологий, большинство маршрутизаторов работают на частоте 2,4 GHz.

Если зайти в настройки любого домашнего Wi-Fi роутера и открыть вкладку «Беспроводной режим» (или любую аналогичную), то можно увидеть такой пункт как «Канал». Для 2,4 GHz их будет 13 (именно такое количество каналов беспроводной сети поддерживается в России). Канал можно установить вручную или оставить автоматический выбор. Большинство маршрутизаторов после перезагрузки автоматически подключаются к наиболее разгруженному каналу связи.

Однако это всегда будет помогать на короткое время – пока не будет снова «забит» сигнал на выбранном канале.

Действенное решение, позволяющее решить данную проблему, заключается в приобретении роутера, который может работать на частоте в 5 GHz. На сегодняшний день таких устройств существует меньше, эта частота разгружена, а сами характеристики этого диапазона дают гораздо больше возможностей для работы с Wi-Fi сетью. Количество доступных в России каналов — 4 (34, 40, 44, 48). Этого диапазона хватает для стабильной и бесперебойной работы сети.

На видео: Wi-Fi Analyzer, как с ним работать (подробная инструкция)

Преимущества и недостатки 5GHz маршрутизаторов

К основным плюсам Wi-Fi роутеров, работающих на частоте 5 GHz, можно отнести следующие:

• наличие большего количества непересекающихся каналов беспроводной сети по сравнению с 2,4 GHz;
• небольшое количество устройств, поддерживающих данную частоту, даже в многоквартирных домах;
• отсутствие помех и кратковременных прерываний сигнала;
• наличие возможности поддержки каналов на ширине 20/40/80 мГц;
• большинство таких роутеров являются двухдиапазонными: могут раздавать одновременно две Wi-Fi сети как на частоте в 5 GHz, так и 2,4 GHz;
• повышение скорости до 1300 Мб/с при использовании оборудования, работающего на стандарте 802.11ac (в зависимости от возможностей провайдера).

Минусов у этой технологии меньше, но на них стоит остановиться подробнее.

На частоте в 5 GHz могут работать далеко не все устройства: очень многие модели ноутбуков, планшетов и смартфонов, выпущенных несколько лет назад, до того, как работа на таких частотах получила широкое распространение, просто не будут видеть искомую сеть в списке доступных. То же самое касается и некоторых бюджетных моделей современных беспроводных устройств.

Двухдиапазонный роутер — это оптимальное решение для тех, кто живет в густонаселенных многоквартирных домах. Такой маршрутизатор поможет наладить стабильную работу Wi-Fi сети, большинство моделей обладают гибкими настройками и возможностью подключения большого количества беспроводных устройств без потери качества сигнала.

На видео: Преимущества wi-fi роутера с частотой 5 ГГЦ Zyxel Keenetic Extra II

Введение

Если вы когда-нибудь интересовались дронами или квадрокоптерами, то встречали аббревиатуру FPV. FPV (First Person View) — вид от первого лица как в компьютерных играх. С каждым днем цены на квадрокоптеры снижаются и дроны с функцией FPV становятся доступны даже в бюджетном сегменте БПЛА.

Летая на дроне с FPV можно буквально почувствовать себя птицей. Именно поэтому этот тренд быстро набирает популярность. Видя это производители увеличили выпуск дронов именно с возможностью FPV полета. Вид от первого лица дал большой толчок популярности дронов. С каждым днем растет число людей, кто уже летает или только собирается.

Цены на FPV дроны начинаются в районе 100 долларов. Такие беспилотники в основном нужны для ознакомления с полетами по FPV и понимания — какой дрон будет следующим. Однако существуют две разные технологии передачи FPV сигнала: цифровая (по Wi-Fi) и аналоговая на частотах 5.8ГГц и 2.4ГГц. Давайте рассмотрим их подробно.

Что такое FPV?

FPV в сфере дронов или беспилотного хобби — это трансляция видео в режиме реального времени с камеры дрона на монитор, очки или шлем пилота. Другими словами эта технология позволяет видеть то, что «видит» дрон в момент полета. Для осуществления такого полёта на дрон устанавливается камера, видеопередатчик и антенна. Есть сборки 3 в 1 (AIO — All In One), которые в хобби зачастую использующиеся на микро дронах типа Tiny Whoop. В таком случае для реализации FPV полёта пилоту требуется либо пульт с монитором и приемником, либо очки со встроенным приемником.

*Пример FPV AIO камеры.

Какая от этого польза? Первое — ощутить в какой-то степени свободу полета. Второе — FPV позволяет управлять дроном на больших расстояниях.

С FPV вы точно видите, где в данный момент времени находится дрон и ориентируетесь по окружающей его местности. После того, как, мы выяснили, что такое FPV в беспилотном хобби, давайте разберемся с самыми популярными способами передачи видеопотока.

Типы FPV: цифра и аналог

Как уже упоминалось выше передача видеопотока по воздуху реализуется посредством передатчика и приёмника, которые в свою очередь могут работать в различных диапазонах радиочастот — 900 МГц, 1.2 ГГц, 1.3 ГГц, 2.4 ГГц, 5.8 ГГц. В любительской нише самыми часто используемыми диапазонами являются 2.4ГГц и 5.8ГГц. А используемое для передачи данных оборудование может быть двух типов цифровым и аналоговым. Каждый из типов имеет свои плюсы и минусы, но один из них явно лучше другого. Взглянем по очереди на каждый.

Аналоговое FPV на 2.4ГГц

Из описанных в этой статье вариантов аналоговый диапазон 2.4ГГц наименее популярный. Причина кроется в низком качестве частоты для осуществления приема FPV сигнала. Видео картинка на этой частоте более подвержена размытию и шумам. Все из-за большого количества приборов, окружающих нас и работающих на частоте 2.4ГГц. Начиная от мобильных устройств подключенных по Wi-Fi и заканчивая микроволновыми печами. Все они источники интерференции этой частоты. Соответственно в городе летать в режиме FPV на частоте 2.4ГГц будет проблематично.

FPV по Wi-Fi на 2.4ГГц (цифровое)

*Слева на право: Один из вариантов держателей смартфона (устанавливается на пульте управления бюджетных БЛА); Один из вариантов исполнения бюджетной FPV Wi-Fi камеры с встроенным видеопередатчиком и антенной.

Самая популярная технология посредством которой реализуется FPV полёт. Устанавливается в основном на бюджетные дроны. Почти каждый квадрокоптер ценой меньше ста долларов, будет именно с FPV по Wi-Fi. Первая причина популярности это дешевый Wi-Fi передатчик который подключен к камере дрона, вторая — в комплектации отсутствует монитор, его роль будет выполнять смартфон или планшет. В случае с аналоговым оборудованием, беспилотник укомплектовывается дополнительно пультом с монитором или очками.

Поэтому FPV по Wi-Fi самый простой и удобный способ полёта от первого лица на сегодняшний день. После включения дрона, вам нужно подключить гаджет к Wi-Fi точке и зайти в приложение. Минусы цифровой технологии это расстояние передачи сигнала, ограниченное возможностями Wi-Fi, большое количество  источников интерференции в диапазоне 2.4ГГц и самый большой минус это задержка картинки, чем дальше дрон находится от пилота, тем больше значение задержки, которая в последствии сводит на нет весь дальнейший полёт от первого лица. Такой способ актуален исключительно для первого ознакомления с FPV и не более того.

Аналоговое FPV на 5.8ГГц

FPV на 5.8ГГц выбор профессионалов и любителей. Плюсы. Хороший баланс между пропускной способностью и дальностью. Задержка картинки настолько мала, что незаметна человеческому глазу. На данный момент является одним из лучших диапазонов для осуществления FPV полетов. По умолчанию устанавливается на гоночные дроны, так как задержка передаваемой картинки оптимальна для скоростных полетов.

Минус только один — цена. Из-за дополнительного монитора или очков, цена заметно выше. За мощный передатчик тоже придется доплачивать.

Новичкам советуем начинать с бюджетных FPV очков с аналоговой технологией 5.8 ГГц.

FPV по Wi-Fi на 5ГГц (цифровое)

Трансляция по Wi-Fi на частоте 5ГГц пришла в бюджетную нишу не так давно, что позволило значительно улучшить качество видеопотока и расстояние удаления. Поэтому при выборе бюджетного дрона с FPV будет лучшим, если Wi-Fi видеопередатчик модели работает на частоте 5ГГц.

К сведению: Для привлечения внимания пользователя разработчики часто используют вместо обозначения ГГц/GHz, просто «G» (например 5G или 2.4G). На деле это не имеет ничего общего с пятым поколением мобильной связи, а просто указывает, что контроль дрона/передача видеопотока осуществляется на частоте 5ГГц (или 2.4ГГц соответственно).

Вывод

В итоге получается:

1. Аналоговое FPV на 2.4ГГц устаревшая технология, практически не используется
2. Wi-Fi FPV на 2.4ГГц новая бюджетная технология, но картинка транслируется с существенной задержкой
3. Wi-Fi FPV на 5ГГц (5G Wi-Fi) новая бюджетная технология, картинка транслируется с меньшей задержкой по сравнению с Wi-Fi FPV 2.4ГГц, в лучшем качестве и большей дальностью. Лучший вариант для коптеров начального уровня (для игрушек).
4. Аналоговое FPV на 5.8ГГц лучшая из трех, выбор профессионалов и любителей.

К сведению

Как известно технологии не стоят на месте и в профессиональное беспилотное хобби постепенно входит полёт от первого лица построенный на цифровой более мощной начинке, которая далека от Wi-Fi технологии, и на порядок обходит по качеству трансляции (HD качество при сверхнизкой задержке) аналоговое FPV. Первыми, кто предложил в хобби такое цифровое FPV, способное поспорить с аналоговым, стали DJI Innovations со своим FPV комплектом DJI Digital FPV system. Минус такой технологии, как всегда только один — цена.

Различие Wireless-N и Wireless-G. История

В 2002 году было знаковое событие – на рынке домашних устройств появился новый беспроводной стандарт Wireless-G. В то время Wireless-G обещал рост скорости около 5-ти раз по сравнению с устаревшим Wireless-B, и, за долгое время своего господства, стал стандартом для того, что большинство людей понимали под словом “Wi-Fi”. Все было однозначно и просто. К примеру, покупая Wireless-G адаптер, пользователь понимал, какую скорость можно ожидать от этого устройства, а так же то, что она точно будет совместима с его Wireless-G маршрутизатором.

Некоторое время назад был принят стандарт Wireless-N, который опять же, в свою очередь, обещает почти пятикратное увеличение скорости по сравнению с Wireless-G. Однако, получив похожее название, только сменив “G” на “N”, стандарт по сути существенно отличатся в идеологии совместимости по сравнению с Wireless-G.

Что такое беспроводная частота

Попробуем представить данные или пакеты, как автомобили, которые движутся в обоих направлениях из пункта A (Ваш компьютер) в пункт B (беспроводная точка доступа). Частоту можно представить, как невидимую «дорогу» или «шоссе», которая проложена от Вашего маршрутизатора до Вашего компьютера. Одновременно в наших квартирах, зачастую, существуют множество разных пересекающихся и непересекающихся «дорог».

Например, от радио-телефона до базы, от радио-управляемой машинки до пульта управления и пр. Также есть однонаправленные поля, то есть «машины», которые едут в одном направлении зачастую даже без цели, как, например, излучения микроволновой печи, которые, исходя от печи, являются радиопомехами.

Что такое пересечение частот

Представьте, что Вы сидите у себя дома и наблюдаете на своем ноутбуке несколько Wireless-G сетей, которые работают одновременно. Это, прежде всего, означают, что по Вашей «дороге» кроме Ваших «машин» едут еще и другие «машины». Только едут они от компьютера соседей в другую точку доступа, которая, к примеру, стоит у Ваших же соседей. Вы используете для пропускание пакетов или «проезда автомобилей» одну и ту же «дорогу», то есть частоту. Более того, в силу того, что беспроводная среда является распределенной, то «автомобили» очень часто могут сталкиваться, если им не хватает места на «дороге».

Что такое беспроводные каналы

Для того, чтобы машинам было легче ездить по дороге люди придумали разделять дороги на полосы. Аналогично и в случае радиоволн, частоту разделяют на каналы. Двигаясь по разным полосам, машины не мешают друг другу, а значит, нет столкновения и нет ухудшения трафика.

Соответственно, если сосед настроит свою точку доступа на другой канал, то Вы вдвоем будете соединяться на одной и той же частоте, но будете работать по разным каналам, то есть по одной и той же «дороге» «автомобили» будут ехать по разным полосам и не будет столкновений. А это значит, не будет потери трафика.

В чем главные отличия 2.4 ГГц от 5 ГГц?

Частота 2.4 ГГц – узко и загружено

Частота 2.4 ГГц является наиболее используемой в данный момент для передачи информации по Wi-Fi связанно это прежде всего с тем, что и древний стандарт Wireless-B и недавно ушедший Wireless-G работают на этой частоте. Это, прежде всего, означает, что если Вы видите у себя дома несколько беспроводных сетей, то большая вероятность, что они работают именно на частоте 2.4 ГГц. Вне зависимости от того, используете ли Вы Wireless-B, Wireless-G или 2.4 Wireless-N – вы двигаетесь по одному и тому же шоссе.

Прежде всего, это означает, что «дорога 2.4» крайне перегружена «автомобилями» и столкновения фактически неизбежны, что вызывает потерю скорости и иногда, качества передачи данных. Особенно это может быть заметно, если мы начинаем использовать приложения, завязанные на передачу данных в реальном времени, к примеру, потокового видео или аудио (голосовые звонки). В этом случае нам очень нужно, чтобы «машины», которые везут видео или речевую информацию не терялись и не сталкивались.

Главным фактором, почему технологии движутся в сторону 5 ГГц, остается то, что «дорога 2.4» является довольно узкой. Действительно, согласно стандарту, частоту 2.4 можно разделить только на три непересекающихся канала. Таким образом, шоссе 2.4 может быть разделено только на три полосы. Таким образом, если Вы открываете у себя ноутбук и видите больше трех точек доступа, работающих на частоте 2.4 ГГц, это означает, что как минимум две из них уже вещают на пересекающихся каналах.

Еще дополнительным негативным фактором для 2.4 Гц является наличие «побочных шумов» в беспроводном канале, которые ухудшают проходимость канала. Примером может служить микроволновые печи, которые, фактически, сейчас есть в каждом доме.

5 ГГц – хорошо, но не распространено

Касательно 5 ГГц, то данное «шоссе» по стандарту может разделено на 19 непересекающихся «полос», то есть частота может быть разделена на 19 непересекающихся каналов, что делает эту дорогу крайне привлекательной в использовании, особенно в многоквартирных домах.

Также нужно сказать, что сейчас большинство производителей беспроводного оборудования только начали серьезную работу над устройствами в стандарте 5 ГГц и доля их на рынке мала. Это означает, что вероятность того, что у Ваших соседей есть тоже точка доступа 5 ГГц гораздо меньше, нежели того, что у них есть точка доступа 2.4 ГГц.

Таким образом, если переходить к нашей модели с дорогами, то частота 5 ГГц предоставляет в данный момент highway — 19-ти полостную трассу, которая почти не загружена. Именно поэтому, когда стоит выбор устройства для передачи трафика, зависящего от задержек, то лучше выбрать именно устройства с поддержкой 5 ГГц. Помимо всего прочего, зачастую скорость передачи даже при чистых каналах без пересечений у 5 ГГц несколько выше.

Недостатком 5 ГГц является пока его не сильная распространенность, что не всегда позволяет воспользоваться именно частотой 5 ГГц. Однако, большинство адаптеров или роутеров, поддерживающих 5 ГГц также поддерживают и 2.4 ГГц, что делает эти устройства совместимыми с другими стандартами.

Используемые источники:

• https://bezopasnik.info/wi-fi-%d1%80%d0%be%d1%83%d1%82%d0%b5%d1%80-5-%d0%b3%d0%b3%d1%86-%d1%81%d1%82%d0%be%d0%b8%d1%82-%d0%bb%d0%b8-%d0%bf%d0%be%d0%ba%d1%83%d0%bf%d0%b0%d1%82%d1%8c-%d0%b8-%d0%ba%d0%b0%d0%ba%d0%be%d0%b2/
• https://dronomania.ru/faq/chto-takoe-fpv-i-v-chem-raznica.html
• https://nowhelp.ru/wi-fi/v-chem-glavnye-otlichiya-2-4-ggts-ot-5-ggts.html