生活在大城市，我們都會使用 WiFi。現在的 WiFi 路由器均支援 2.4GHz 與 5GHz 頻率，兩種不同的頻率有什麼差別，在使用上對我們有什麼影響？我們在選擇路由器時又需要知道什麼？今天我們來探討一下這個話題。
WiFi 是電磁波的一小部份
WiFi 屬於電磁波的一種，電磁波屬於「幅射」的一種，「幅射」又分成「游離幅射」與「非游離幅射」，而我們用到的 WiFi 便屬於後者「非游離幅射」的一小部份。雖然有「幅射」二字，但大家不用擔心，因為經歷了這麼多年，仍然沒有證據證明這些「非游離幅射」即「電磁波」會破壞生物細胞分子，對人體有害。
電磁波並不是只有一種形式出現在我們生活當中。從無線電，到電視訊號塔，4G / 5G 手機，WiFi Router，微波爐，紅外線，人造衞星的訊號，桌面枱電的燈光等全部都是電磁波。
Frequency 頻率 / Wavelength 波長
電磁波分兩個主要的名詞：Frequency 頻率，Wavelength 波長。要理解 Frequency 與 Wavelenght ，我們將它簡化成玩戰繩，當你細細力動一下，戰繩向上、向下再向上，兩個向上的距離就是「波長」Wavelength。若你將戰繩快速上下，那頻率就會愈高，而計算頻率我們會使用「Hz」這個單位。
電磁波的有一個特性，頻率愈高，波長愈短；波長愈長，頻率愈慢。頻率高低，影響有關的能量，頻率高能量大，可以傳輸的數據就更多，頻率低能量小，可以傳輸的數據就相對少了。
如果你要仔細分類的話，電磁波可以分為 ELF、SLF、ULF、VLF、LF、MF、HF、VHF、UHF、SHF 及 EHF、THF。它們按訊號強度與距離劃分。我們接下來討論的 WiFi 就屬於 UHF（Ultra High Frequency） 與 SHF（Super High Frequency）裡的一部份。
頻率少，距離遠；頻率高，距離短
我們日常使用的 WiFi 分兩種，一種是 2.4GHz，另一種是 5GHz。聽到 GHz，大家相信都明白 GHz 代表的是頻率，1GHz = 1,000,000,000Hz，2.4GHz 代表的便是 2,400,000,000Hz，5GHz 代表的便是 5,000,000,000Hz。
剛剛有講到，頻率（Hz）愈少，數據愈少，傳送距離則較長；相反，頻率（Hz）愈大，強度愈高，傳送距離則較短。因此，2.4GHz WiFi 的特性便是傳送距離較遠，數據量較低，即上網速度較慢，而 5GHz WiFi 則是傳送距離較短，數據量高，上網速度較快。
初代 WiFi 802.11 只有 2Mbps
那麼 2.4GHz 與 5Ghz 又分別多快呢？這就要看 WiFi 聯盟相關的 WiFi 標準。初代的 WiFi 在香港回歸的 1997 年出現，叫 802.11，採用 2.4GHz，頻寛只有 20MHz，速度僅僅是 2Mbps。兩年後，澳門回歸的 1999年，802.11a 與 802.11b 出現，2.4GHz 速度上升至 11Mbps，5GHz 也首次出現，速度為 54Mbps。
初代 iPhone / Android 手機支援 54Mbps
隨著 WiFi 的普及，沙士那年的 2003年 WiFi 聯盟推出 802.11g 標準，把 2.4GHz 的速度也提升至 54Mbps。雖然是 2003 年推出的標準，但標準訂立至發展有一段距離。2007 年 Apple 推出了第一部 iPhone，2008 年 Google 聯合 HTC 推出了的第 1 部 Android 手機 HTC Dream。兩款手機當時支援的 WiFi 標準就是 802.11g。無論你使用的是 2.4GHz 或 5GHz 都可以達到 54Mbps，而當時很多裝置在標示 WiFi 時都會寫支援 802.11a/b/g。
802.11n 令 2.4GHz 最快達 600Mbps
2009 年，香港主辦東亞運動會，當年 WiFi 聯盟推出全新的 802.11n 標準，開始與 CPU 設計相同的思路。一顆處理器無法加快速度，那就兩顆處理器。一條 WiFi 頻寛 20MHz 增加的速度有限，那就用兩條，把頻寛從 20MHz 增加至 40MHz，並採用雙頻技術，令頻寛 20MHz 本來已提昇至 72.2Mbps 的前題下，令 WiFi 的速度最高達 600Mbps。
WiFi 5 的 2.4GHz 與 5GHz 理論最高速度
802.11ac 令 5GHz 最快達 1.73Gbps
2013 年，WiFi 聯盟推出 802.11ac 分 Wave 1 與 Wave 2，它們直接把速度最高至 1.73Gbps，頻寛進一步增加 4 倍至最多 160MHz。不過，由於 802.11ac 是升級 5GHz 速度，並沒有提昇 2.4GHz 的速度，所以在 2.4GHz 頻率上仍然依靠 802.11n 標準提供，所以速度最多最多也只能達到600Mbps。
如果你已經多年沒有更換家中的 WiFi Router，那麼你家裡的應該是 802.11ac 即現在更名為 WiFi 5 的 WiFi Router。無論你家中使用的寛頻是 100Mbps、200Mbps、500Mbps 還是 1000Mbps。如果連接 2.4GHz WiFi，那麼你的上網速度最快也不過是 600Mbps。若你連接的是 5GHz，最高速度則是 1.73Gbps。
理論速度與現實速度差別
看到這裡，你或許有一個疑問。數字上這麼快，但我的手機連接 WiFi，從來都沒有看到達到這麼快的速度，為什麼呢？原因很簡單，因為你的 WiFi Router 雖然頻寛支援 160Mhz，但你的手機並不支援呀！
iPhone 12 WiFi 5 連接最快才 866Mbps
我簡單的查了一下 Apple iPhone 11 與 iPhone 12 的 Wi-Fi 規格。雖然它們都標示支援 WiFi 5 或更新的 WiFi 6，但無論是 iPhone 11 或 iPhone 12 最大頻寛也只是 80MHz，在 WiFi 5 環境下，連接 2.4GHz 速度只能用到 20MHz，最高速度只有 195Mbps。
即使連接的是 5GHz，頻寛最大也只有 80MHz，最高速度只有 866Mbps，若使用的頻寛只有 40MHz，速度更只會有 300Mbps。這也是為什麼你在手機上使用 WiFi 並不會感受到 WiFi Router 標示的最高速度原因之一。
現實環境速度限制
除了這個原因，你在實際環境使用時沒法用到 WiFi Router 標示最高速度的原因還有以下幾個：
1. 其他 WiFi Router
除非你是一個人住在深山，否則，你的 WiFi Router 附近肯定會有別的 WiFi Router，那麼你在使用的頻寛，除了你，還會有其他人在使用。當大家都在使用相同的頻寛，頻寛就會塞車，那麼你的速度當然被影響。
2. 其他使用者
除了其他 WiFi Router 外，你自己的 WiFi Router 也不是你自己在使用吧！你的家人也會有手機，他們也會連接 WiFi，他們也在使用相同的頻寛，所以若有人大量下載，你的上網速度當然也會被影響。
3. 其他電器
手機外，其他的裝置例如電腦、平板、智能手錶，如果他們有打開 WiFi，就算你沒有使用，他們也會不時與 WiFi Router 溝通，同樣會佔用頻寛，也會影響你的上網速度。若你有使用智能家居產品，例如 Philips Hue 智能燈，Google Home，Apple HomePod 等等，他們也會影響你的 WiFi 速度。
4. 物質阻隔
除了頻寛爭奪外，電磁波無論是 2.4GHz 或 5GHz 都會被不同物質阻隔、吸收，所以你的家裡 WiFi Router 的位置，與你的位置都有影響。例如你人在廳，但隔了一幅厚厚的主力牆後先係尾房，那麼電磁波就會被主力牆與其他房的門隔等阻隔，訊號強弱與速度就會被影響。
因為以上的各項原因，你買了一個標示 AC1900 的路由器，配合你家中的 1,000Mbps 寛頻，並不代表你的手機 WiFi 連接可以達到 1.9Gbps 速度，你大概只能享受到 210Mbps – 1Gbps 的 WiFi 速度。
聽起來雖然有蠻大落差，但你別忘了！你的 WiFi 不僅僅是你在用，你的家人與其他電子產品都在使用，所以家裡的 WiFi 上網速度不夠快，除了可能因為 WiFi Router 太舊需要更換外，也跟你周邊的環境與連接數量有關。
WiFi 6 與 WiFi 6E 留待下期
如果你眼利的話，應該會發現，以上談論的 WiFi 標準，僅僅談到 WiFi 5，最新的 WiFi 6 與 2021 年開始出現的 WiFi 6E 並沒有說明。這些內容將會在下一回跟大家再分享。
