O que significa largura de banda de 20 MHz?

O que significa largura de banda de 20 MHz?

A palavra "largura de banda" é uma daquelas palavras que tem um significado diferente na linguagem cotidiana e técnica. Na linguagem do dia-a-dia, "largura de banda" é praticamente intercambiável com "bit rate máximo". Então se você tem um serviço de Internet de 20Mbps por exemplo, então você pode dizer que você tem 20Mbps de largura de banda. Algumas pessoas podem até ficar confusas e dizer 20 MHz aqui.

Mas quando você vê 20MHz ao invés de 20Mbps então é bem mais provável que estejamos usando o significado técnico de largura de banda. Este é um conceito muito diferente da taxa máxima de dados, apesar de haver uma relação entre eles. 20MHz ou 40MHz em particular (e mais recentemente 80MHz ou 160MHz) são comumente citados em relação ao WiFi no contexto da largura de banda técnica. Na verdade, 20MHz é um conceito analógico enquanto 20Mbps é digital.

Largura de banda tecnicamente 20MHz refere-se literalmente a uma largura ou faixa de freqüências. Assim, por exemplo, o canal WiFi 6 é baseado numa frequência central de 2437 MHz, mas quando funciona com 20 MHz de largura de banda, a frequência real utilizada varia entre 2427 e 2447 MHz. Da mesma forma, com 40MHz de largura de banda, o intervalo de frequências utilizadas no canal 6 variará entre 2417 e 2457 MHz. Apenas para ser claro, estes números referem-se à frequência utilizada por WiFi no espectro EM. Eles estão na parte de microondas do espectro, por vezes referidos como Super Alta Frequência ou SHF.

Fino, mas qual é o significado desta faixa de frequência de 20MHz? Bem, como mencionei acima, há uma relação entre a largura de banda e a taxa máxima de bits. O que está realmente acontecendo é que quando você começa com um sinal de 2437MHz, conhecido como uma portadora, e você modula para carregar dados, então a freqüência se espalha. E quanto mais rápido você modula os dados para a portadora, e/ou quanto menos eficiente a abordagem de modulação, então o spread mais amplo será.

Então quando WiFi é configurado para usar canais de 20MHz, o que realmente acontece se usar o canal 6, por exemplo, é que uma abordagem de modulação e uma taxa de bit máxima são escolhidos para garantir que a freqüência da portadora não se espalhe fora da faixa de 2427-2447 MHz. De facto tudo o resto sendo igual, para uma dada abordagem de modulação a taxa máxima de bits é aproximadamente proporcional à largura de banda.

Então com 802.11ac WiFi usando uma abordagem de modulação baseada em algo chamado "256 QAM" (que requer uma boa recepção de sinal para funcionar de forma fiável) a taxa máxima de bits para um canal de 20MHz é de 86.7Mbps. Com a mesma abordagem de modulação num canal de 40MHz então a taxa máxima é de 180Mbps (estes valores são por fluxo espacial, mas isso é outra história).

O lado negativo com canais com maior largura de banda é que é como monopolizar várias faixas numa estrada. O canal WiFi 1, por exemplo, tem uma frequência portadora de 2412 MHz, e assim com uma largura de banda de 20MHz ocupa 2402-2422 MHz. Você vê o problema? Se alguém próximo está usando o canal 6 a 20MHz, então 2427-2447MHz, então não há sobreposição e, portanto, nenhuma interferência. Mas se alguém está usando o canal 6 a 40MHz, então 2417-2457MHz, então esse intervalo se sobrepõe ao nosso usuário do canal 1 de 20MHz, e eles começam a interferir uns com os outros. Isto pode forçar um esquema de modulação diferente a ser usado por ambos, um que é mais resistente à interferência mas menos eficiente, e consequentemente dá uma menor taxa máxima de bits para uma dada largura de banda.

Então em princípio é um pouco egoísta e um pouco contraproducente usar canais largos numa área onde muitas pessoas próximas estão usando WiFi. É por isso que a largura de banda dos canais WiFi é configurável em vez de fixa, mas traz à mente o adágio de que um pouco de conhecimento é uma coisa perigosa...