Почему у блютуз дальность сигнала и скорость передачи данных меньше чем у вайфай?

Question

[depressyon boy]

Блютуз и вайфай работают на одной частоте, тогда почему дальность и скорость сигнала у них разное?
-Насколько я помню, дальность сигнала зависит от частоты?

Answer 1

[15432]

На это влияет особенность использования каналов.
У WiFi 802.11b/g/n всего 13 каналов (диапазона рабочих частот), при этом большинство используют ширину в 20 МГц. Канал выбирается точкой доступа и не меняется во время работы. Если кто-то ещё занимает этот канал, начинаются сбои, скорость падает, дальность тоже. Поэтому WiFi удобен, когда одна точка доступа и много клиентских устройств.

У Bluetooth каналов аш 79, каждый шириной 1 МГц, и все используются одновременно. Устройства переключаются между каналами по обговоренной схеме. И если два устройства случайно сталкиваются на канале и мешают друг другу, теряется только небольшая порция данных, которая будет передана заново после переключения на другой канал (1600 или 3200 раз в секунду!). Соответственно, Bluetooth удобен, когда устройств много и все они общаются друг с другом.

Если кратко:
- скорость Bluetooth меньше из-за меньшей ширины канала (1 МГц против 20 МГц у WiFi)
- дальность Bluetooth меньше из-за больших требованиях к чистоте эфира (рабочий диапазон в 79 МГц против 20 МГц у WiFi)
- Bluetooth лучше переживает ситуацию, когда "мастеров" много

P.S. Не специалист, могу ошибаться :) особенно не уверен про дальность. например, BT наушники метров на 100 берут нормально, и через стены...

Comments

[depressyon boy]

Так рабочий диапазон у них вроде одинаков нет? Если это частота их работы...
А что такое шырина канала? Пойду погуглю

[15432]

змеиные ноги, Bluetooth устройства прыгают во всём диапазоне 2402-2480 МГц (79 каналов по 1 МГц). А, к примеру, WiFi точка доступа с настроенным каналом №1 работает в диапазоне частот 2401-2423 МГц (1 канал на 20 МГц), так что диапазон разный

[depressyon boy]

15432, почему же тогда не сделать блютуз например больший диапазон, типо 79 каналов по 10 частот на канал. Или чтоб не занимать лишние частоты?

[15432]

змеиные ноги, по 10 МГц на канал при 79 каналах - это уже выйдет за рамки разрешенного диапазона частот

Answer 2

[vreitech]

дальность сигнала зависит в первую очередь от его мощности.
скорость сигнала у них одинаковая, порядка 300000 км/с.
а все различия из-за того, что делали разные люди, по разным стандартам и с разными целями.

Comments

[depressyon boy]

Я имел в виду скорость передачи данных...

[АртемЪ]

змеиные ноги,

Я имел в виду скорость передачи данных...

А при чем тогда дальность и скорость сигнала???

Скорость передачи данных и дальность зависят в основном от протокола передачи, и еще кучи факторов.

Answer 3

[АртемЪ]

почему дальность и скорость сигнала у них разное?

Дальность и скорость сигнала у них абсолютно одинаковая.

Насколько я помню, дальность сигнала зависит от частоты?

Нет. От частоты дальность никак не зависит.

Comments

[hint000]

От частоты дальность никак не зависит.

Садитесь, два.

https://sites.google.com/site/f11g7elektromagnitny...

Устойчивая радиосвязь между удаленными пунктами на земной поверхности вне прямой видимости оказывается возможной из-за способности радиоволн огибать выпуклую земную поверхность (явление дифракции). Это огибание выражено тем сильнее, чем больше длина волны. Поэтому радиосвязь на больших расстояниях за счет огибания волнами Земли оказывается возможной лишь при длинах волн,
значительно превышающих 100 м (средние и длинные волны).
Короткие волны (диапазон длин волн 10 - 100м) распространяются на большие расстояния только за счет
многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли.
Радиоволны в этом диапазоне оказываются «запертыми» в тонком слое, ограниченном
поверхностью Земли и ионосферой. В результате волны, излучаемые радиостанцией, расположенной, например, в центре Азии, достигают радиоприемников в Южной Америке.
Длинные радиоволны для этой цели менее пригодны из-за значительного поглощения поверхностными слоями Земли и ионосферой. И все же наиболее надежная радиосвязь на ограниченных расстояниях при
достаточной мощности передающей радиостанции обеспечивается на длинных волнах.
Ультракороткие радиоволны (λ < 10 м) проникают сквозь ионосферу и почти не огибают поверхность Земли. Поэтому они используются для радиосвязи между пунктами в пределах прямой видимости, а
также для связи с космическими кораблями.

https://radiostorage.net/1774-kak-rasprostranyayut...

Поглощение этих радиоволн увеличивается по мере уменьшения длины волны. Другими словами, чем короче волна, тем больше поглощается ее энергия. Поэтому связь на КВ и УКВ-диапазонах может осуществляться с помощью поверхностных волн в радиусе до 100 км.

https://habr.com/ru/post/158161/

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).
Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния...
Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).
Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями...

[АртемЪ]

hint000, Так а где зависимость дальности от частоты ?

[АртемЪ]

hint000, Вы привели зависимости прохождения препятствий от частоты.
Вроде общеизвестный факт. Сверхдлинные волны могут огибать препятствия, короткие отражаются или поглощаются.

А что по поводу дальности распространения то?

Насколько увеличиться или уменьшится дальность распространения сигнала если изменить частоту? Какая зависимость?

[hint000]

АртемЪ, Земля не плоская, а имеет форму эллипсоида. Как результат этого - горизонт является препятствием, которое можно огибать, а можно не огибать. В том диапазоне, где работает Wi-Fi, волны не способны заходить за горизонт, связь только в пределах прямой видимости. Более длинные волны успешно огибают Землю. Огибание Земли обеспечивает бОльшую дальность.

www.specnaz.ru/article/?674

В рассматриваемый период спутниковых систем связи в штатной эксплуатации еще не было, и дальняя радиосвязь с погруженными подводными лодками осуществляется главным образом в сверхдлинноволновом (СДВ) диапазоне и в звене «берег — подводная лодка». Сверхдлинные радиоволны имеют два решающих преимущества — они, во-первых, способны проникать вглубь морской воды и, во-вторых, могут распространяться на очень большие расстояния, не будучи при этом чувствительными к ионосферным возмущениям, вызваны ли последние солнечной активностью или ядерным взрывом.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Зевс_(передатчик)

Особенностью радиосвязи на СНЧ является то, что электромагнитное поле с частотой ниже 100 Гц распространяется в дальней зоне с малым затуханием — порядка 1,5 дБ/1000 км. Электромагнитная волна, распространяясь в волноводе, образованном поверхностью Земли и слоем ионосферы, проникает в стенки этого волновода на тем большую глубину, чем больше длина волны. От подобного американского передатчика сигналы регистрировались в мировом океане на глубине до 100 м и на удалении до 10 000 км.

И повторю цитату, которую уже привёл выше:

Поглощение этих радиоволн увеличивается по мере уменьшения длины волны. Другими словами, чем короче волна, тем больше поглощается ее энергия. Поэтому связь на КВ и УКВ-диапазонах может осуществляться с помощью поверхностных волн в радиусе до 100 км.

Замечаете разницу: 10 000 км против 100 км?

[depressyon boy]

АртемЪ, Если дальность блютуз и вайфай одинакова, то почему же блютуз не ловит также далеко как вайфай?
А на счёт длинны волны, я уже не помню. По моему, очень короткие волны не могут даже сквозь воздух проходить, или тонкие стены, и в итоге дальность, но это не точно. Мы же не живём в открытом космосе чтоб не считать атмосферу и деревья например.

А на счёт выпуклости земли итд. то это как я понимаю, для дальней связи, а я говорю о предела 10-1000м. Почему на практике блютуз не достаёт так как файфай...

[АртемЪ]

змеиные ноги,

Если дальность блютуз и вайфай одинакова, то почему же блютуз не ловит также далеко как вайфай?

Потому что протоколы разные.
Сигнал это просто волна, а протокол это способ передачи данных с помощью этой волны.

Дальность зависит от кучи факторов -

1. Мощность передатчика - чем мощнее передатчик, тем проще его сигнал отделить от шума на большом расстоянии. Причем речь идет о двух передатчиках - у нас же двусторонняя связь.
   
2. Чувствительность приемника - чем чувствительнее приемник тем лучше он отделяет слабый сигнал от шума.
   
3. Антенны их качество и направленность
   
4. Особенности протокола - как именно поток данных модулирует радиоволну, какие методы контроля ошибок и избыточности используются, сколько времени выделяется каждому клиенту на прием/передачу, и.т.п. От этого напрямую зависит ресурсоемкость - сколько вычислительных ресурсов на это понадобиться, а следовательно и энергии.
   

Блютус изначально создавался как протокол для мобильных устройств, его главное преимущество - низкое энергопотребление.
Это и слабый передатчик, и что минимальные затраты энергии на обработку данных.

А в WiFI разрабатывался для быстрой передачи больших объемов данных, там главное скорость, энергии он жрет в разы больше.

[АртемЪ]

змеиные ноги, Вот взять к примеру обычную сотовую связь.
Там во первых ограничение мощности передатчика как и во всех бытовых приборах, ибо мощный передатчик просто поджарит пользователю мозги. Это же обычная микроволновка.

Но даже со слабым передатчиком можно принимать сигнал на большой дистанции - 50-70км.
Однако связи не будет.
Каждая сотовая вышка устанавливает лимит на дальность. Этот лимит зависит от количества абонентов.
Если настроить сотовую вышку на дальность 50км - она обслужит нескольких абонентов максимум.
А если настроить сотовую вышку на дальность 1км - она обслужит в 50раз больше клиентов.
Базовая станция в один момент времени общается только с одним клиентом, потом с другим и так по очереди. Чем больше клиентов, тем меньше время выделяемое одному клиенту. А скорость радиосигнала фиксирована (около скорости света) и если сделать слишком малый таймслот - радиосигнал не сумеет преодолеть это расстояние за отведенное время.
Поэтому выбирают между количеством абонентов и дальностью связи.

Примерно такие же принципы и в WiFI и в блютус. Просто там таймслоты выделяются по другому.