Che cosa significa larghezza di banda di 20 MHz?

Cosa significa larghezza di banda a 20 MHz?

La parola "larghezza di banda" è una di quelle parole che ha un significato diverso nel linguaggio quotidiano e in quello tecnico. Nel linguaggio quotidiano "larghezza di banda" è praticamente intercambiabile con "bit rate massimo". Quindi, se si dispone di un servizio internet 20Mbps, per esempio, si potrebbe dire che si dispone di 20Mbps di larghezza di banda. Alcune persone potrebbero anche confondersi e dire 20 MHz qui.

Ma quando vedi 20MHz piuttosto che 20Mbps allora è più probabile che stiamo usando il significato tecnico di larghezza di banda. Questo è un concetto molto diverso dalla velocità massima dei dati, anche se c'è una relazione tra loro. 20MHz o 40MHz in particolare (e più recentemente 80MHz o 160MHz) sono comunemente citati in relazione al WiFi nel contesto della larghezza di banda tecnica. Infatti 20MHz è un concetto analogico mentre 20Mbps è digitale.

Tecnicamente 20MHz di larghezza di banda si riferisce letteralmente a una larghezza o gamma di frequenze. Così, per esempio, il canale 6 WiFi è basato su una frequenza centrale di 2437 MHz, ma quando si opera con una larghezza di banda di 20 MHz la frequenza effettiva utilizzata varierà tra 2427 e 2447 MHz. Allo stesso modo con una larghezza di banda di 40 MHz la gamma di frequenze utilizzate sul canale 6 varierà tra 2417 e 2457 MHz. Giusto per essere chiari questi numeri si riferiscono alla frequenza usata via etere dal WiFi nello spettro EM. Sono nella parte a microonde dello spettro, a volte indicato come Super High Frequency o SHF.

Va bene, ma qual è il significato di questa gamma di frequenza di 20MHz? Beh, come ho detto sopra, c'è una relazione tra la larghezza di banda e il bit rate massimo. Quello che succede in realtà è che quando si inizia con un segnale a 2437MHz, noto come portante, e lo si modula per trasportare dati, allora la frequenza si espande. E più velocemente si modulano i dati sulla portante, e/o meno efficiente è l'approccio di modulazione, allora più ampia sarà questa diffusione.

Quindi quando il WiFi è configurato per usare canali da 20MHz, ciò che effettivamente accade se si usa il canale 6 per esempio è che un approccio di modulazione e un bit rate massimo sono scelti per assicurare che la frequenza della portante non si diffonda fuori dalla gamma 2427-2447 MHz. Infatti, a parità di condizioni, per un dato approccio di modulazione il bit rate massimo è approssimativamente proporzionale alla larghezza di banda.

Quindi, per esempio, con 802.11ac WiFi usando un approccio di modulazione basato su qualcosa chiamato "256 QAM" (che richiede una buona ricezione del segnale per funzionare in modo affidabile) il bitrate massimo per un canale di 20 MHz è 86,7 Mbps. Con lo stesso approccio di modulazione su un canale da 40MHz allora il tasso massimo è di 180Mbps (queste cifre sono per flusso spaziale, ma questa è un'altra storia).

Il lato negativo con canali di larghezza di banda più grandi è che è come monopolizzare più corsie su una strada. Il canale WiFi 1 per esempio ha una frequenza portante di 2412 MHz, e quindi con una larghezza di banda di 20MHz occupa 2402-2422 MHz. Vedete il problema? Se qualcuno nelle vicinanze sta usando il canale 6 a 20MHz, quindi 2427-2447MHz, allora non c'è sovrapposizione e quindi nessuna interferenza. Ma se qualcuno sta usando il canale 6 a 40MHz, cioè 2417-2457MHz, allora quella gamma si sovrappone al nostro utente del canale 1 a 20MHz, e cominciano a interferire l'uno con l'altro. Questo può costringere uno schema di modulazione diverso ad essere usato da entrambi, uno che è più resistente alle interferenze ma meno efficiente, e di conseguenza dà un bitrate massimo più basso per una data larghezza di banda.

Quindi in linea di principio è piuttosto egoista e in qualche modo controproducente usare canali larghi in un'area dove molte persone vicine stanno usando il WiFi. Questo è il motivo per cui la larghezza di banda dei canali WiFi è configurabile piuttosto che fissa, ma mi fa venire in mente l'adagio che un po' di conoscenza è una cosa pericolosa...