какие три стандарта wi fi работают в диапазоне частот 2 4 ггц выберите три варианта

2. Стандарты Wi-Fi

Стандарты семейства 802.11

IEEE 802.11 — набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Наиболее известен по названию Wi-Fi.

802.11

Первый вариант стандарта, диапазон работы – 2.4 ГГц. Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. В настоящее время не используется. Ширина канала – 11МГц.

802.11a

Стандарт, использующий диапазон 5ГГц, обеспечивает скорости работы 54 до 36, 24, 18, 12, или 6 Мбит/c. Ширина канала – 20МГц.

802.11b

Дальнейшее развитие стандарта 802.11, использующего диапазон 2.4ГГц, Обеспечивает скорости работы 11, 5.5, 2 и 1 Мбит/с Ширина канала – 22МГц.

802.11g

Наиболее распространенный стандарт, обеспечивающий лучшую по сравнению с 802.11b пропускную способность. Стандарт использует диапазон 2.4 ГГц, и обеспечивает скорости работы 54, 36, 24, 18, 12 и 6 Мбит/с. Обратно совместим со стандартом 802.11b, и, соответственно поддерживает также скорости работы 11, 5.5, 2 и 1 Мбит/с. Ширина канала – 20МГц.

802.11n

Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц.

Однако, данная скорость передачи данных подразумевает использование большей ширины канала (40 МГц) и использования нескольких антенн для приема и передачи данных.

Это затрудняет применение данного оборудования вне помещения, кроме того, из-за распространения устройств Wi-Fi, работа со спектром 40 МГц в реальных условиях крайне маловероятна.

Используемые частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Для беспроводной Wi-Fi связи используется определенный диапазон частот, причем в зависимости от страны, этот диапазон может быть различным. Весь диапазон частот разбит на несколько каналов, на которых может работать оборудование.

Стандарты 802.11b, 802.11g и 802.11n определяют следующие каналы:

Канал

Частота, ГГц

Страны

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

США, Европа, РФ, Япония

Из таблицы видно, что шаг каналов в диапазоне 2.4 ГГц составляет 5 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования перекрывается и независимых каналов, работа на которых возможна без взаимных помех, всего три – например 1 (2,412 ГГц), 6 (2,437 ГГц) и 11 (2,462 ГГц), частоты которых отличаются более чем на 20 МГц. Можно также использовать как независимые каналы 2, 7, 12 или 3, 8, 13.

Так как имеется всего 3 независимых Wi-Fi канала, причем реальная скорость работы Wi-Fi устройств в реальных условиях не превышает 8-10 Мбит/, то подключение по Wi-Fi множества устройств одновременно сильно затруднено из-за ограничения пропускной способности.

Опыт показывает, что подключение более 4-5 беспроводных Wi-Fi камер с битрейтом 500-1000 кбит/с к одной точке доступа нецелесообразно. Причем ограничивает количество подключаемых камер не только ширина беспроводного канала, но и ограниченное быстродействие процессора точки доступа, который просто не успевает обрабатывать поступающие пакеты данных при подключении множества устройств одновременно.

Таким образом, с использованием стандартных средств можно подключить не более 12-15 камер по Wi-Fi.

Кроме того, нужно учитывать, что в настоящее время имеется множество оборудования, работающего в данном стандарте, и, соответственно, беспроводные каналы могут быть заняты другими радиосетями, что еще более затрудняет подключение IP камер.

Применение оборудования Wi-Fi требует офрмление соответствующих лицензий и разрешений в соответствии с законодательством РФ.

Для преодоления данного ограничения существует два пути – использовать оборудование, работающее в диапазоне 5 ГГц или использовать нестандартные частоты в диапазоне 2.4 ГГц.

Нестандартные частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Некоторое оборудование может работать за пределами стандартного диапазоне частот, определенного стандартом Wi-Fi. Это свойство полезно при зашумленности или занятости стандартных Wi-Fi каналов.

Так как в данном случае используются нестандартные частоты, то должно применяться только совместимое оборудование.

Нестандартные каналы, доступные для оборудования Ubiquiti:

Источник

Какие существуют стандарты WiFi?

Последний стандарт IEEE 802.11ax WiFi будет продаваться как WiFi 6. WiFi Alliance решил задним числом назвать более ранний стандарт WiFi IEEE 802.11n WiFi 4 и IEEE 802.11ac WiFi 5.

Если вы сегодня пойдете покупать WiFi-роутер, вы, вероятно, найдете множество вариантов. Эти параметры представлены в форме «802.11», за которыми следуют разные буквы (a, b, g, n, ac и т.д.). Для человека, не разбирающегося в технологиях, 802.11 может показаться банальным жаргоном, и ситуация становится только хуже, если после него идет кучка случайных букв (a, b, g, n…)!

Что такое 802.11 в WiFi?

К счастью, эта запутанная номенклатура WiFi меняется. WiFi Alliance, другая организация, регулирующая возможности подключения к сети Wi-Fi, предложила простой способ классификации стандартов Wi-Fi. Последний стандарт WiFi IEEE 802.11ax будет продаваться как WiFi 6. Но когда появились WiFi 5 или WiFi 4? WiFi Alliance решил назвать более ранний стандарт Wi-Fi IEEE 802.11n (вкратце) WiFi 4, а IEEE 802.11ac именуется WiFi 5.

Таким образом, технически WiFi 6 является стандартом 802.11ax, и в будущем обновления будут последовательными, то есть WiFi 7, WiFi 8 и т.д.

Стандарты WiFi

С момента выпуска Wi-Fi в 1997 году стандарты Wi-Fi постоянно развивались. Каждый новый стандарт Wi-Fi обычно улучшает скорость и добавляет новые функции/технологии. Каждому новому обновлению стандарта WiFi также было присвоено имя для идентификации.

802.11 (устаревшая)

Первая сырая версия Wi-Fi называлась просто 802.11. Она была выпущена в 1997 году и уточнена два года спустя, в 1999 году. Она работала на частоте 2,4 ГГц.

802.11 теперь является устаревшим стандартом WiFi. Этот устаревший стандарт Wi-Fi поддерживает максимальную скорость 1 мегабит в секунду (Мбит/с). Мы знаем, что это кажется смехотворно низким по сегодняшним меркам, но помните, это было еще в конце 90-х, когда Интернет только вставал на ноги.

802.11b (Wi-Fi 1)

Некоторым из вас может быть интересно, почему 802.11b был первым, а не 802.11a. Что ж, 802.11a и 802.11b появились почти одновременно в 1999 году, но именно 802.11b получил широкое распространение. Стандарт 802.11a (WiFi 2) имел ограниченное присутствие в бизнес-системах.

Как и необработанная версия 802.11 (устаревшая), 802.11b также работал на частоте 2,4 ГГц. Поскольку он работал на этой общей частоте, стандарт 802.11b (и другие стандарты Wi-Fi, работающие только на частоте 2,4 ГГц) часто страдали от помех другим устройствам, таким как микроволновые печи, радионяни и беспроводные телефоны. 802.11b имел максимальную скорость 11 Мбит/с.

802.11a (Wi-Fi 2)

Как упоминалось ранее, 802.11a использовался исключительно в бизнес-приложениях, поэтому вряд ли вы найдете WiFi-модем 802.11a без некоторых усилий.

Несмотря на то, что они были выпущены одновременно с 802.11b, оба они имели видимые различия. Во-первых, 802.11a работал на частоте 5 ГГц вместо 2,4 ГГц, а это означало, что вероятность создания помех другим устройствам была незначительной. Кроме того, 802.11a имел лучшую теоретическую скорость 54 Мбит/с.

802.11g (WiFi 3)

Чтобы сделать скорость 802.11b эквивалентной 802.11a (т.е. 54 Мбит/с), в 2003 году был представлен новый стандарт под названием 802.11g. 802.11g обратно совместим с 802.11b. Это означает, что если у вас есть устройство, например ноутбук со стандартом IEEE 802.11b, но беспроводной маршрутизатор, работающий на 802.11g, то вы сможете подключиться к маршрутизатору 802.11g. Единственным предостережением является то, что скорость, которую вы получите, будет 802.11b (т.е. 11 Мбит/с). Аналогично, если у вас есть ноутбук с 802.11g и вы подключаете его к маршрутизатору со стандартом 802.11b, он все равно будет работать. Опять же, скорость будет ограничена 11 Мбит/с, вместо 54 Мбит/с, теоретическая максимальная скорость 802.11g. 802.11g работает на частоте 2.4 ГГц.

802.11n (Wi-Fi 4)

802.11n представляет собой существенное улучшение по сравнению с предыдущими стандартами WiFi. Он не только увеличил скорость до 300 Мбит/с, но также поддерживает два диапазона Wi-Fi, то есть поддерживает как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Фактически на 5 ГГц максимальная скорость выстреливает до 600 Мбит/с!

802.11n также представил MIMO (несколько входов и выходов), многопользовательскую технологию, дополняющую существующий OFDM. Теперь OFDM разбивает беспроводной канал на более мелкие частичные фрагменты, но MIMO, с другой стороны, позволяет передавать беспроводные сигналы через несколько каналов, а не только по одному. Чтобы понять MIMO, просто представьте себе однополосное или многополосное шоссе. Раньше стандарты WiFi были похожи на однополосное шоссе; тогда как 802.11n похож на многополосную магистраль, передающую беспроводные данные по нескольким путям с использованием технологии MIMO. 802.11n использует четыре канала для беспроводной связи с шириной канала каждого канала 40 МГц.

802.11ac (Wi-Fi 5)

Еще один стандарт WiFi, 802.11ac, был представлен в 2014 году, но работает исключительно на частоте 5 ГГц. Он обеспечивает максимальную скорость до 1 Гбит/с. Вместо 4 каналов, используемых в 802.11n, 802.11ac поддерживает 8 каналов с удвоенной до 80 МГц шириной канала.

802.11ac представил новую технологию под названием beamforming (формирование луча). Теперь, когда вы рассматриваете типичный WiFi-маршрутизатор, он излучает беспроводные радиосигналы во всех направлениях. Однако что, если бы вы могли направить свой Wi-Fi именно на устройство, на котором вы работаете? Что ж, это именно то, что делает формирование луча. Используя специализированное оборудование и алгоритмы, он определяет приблизительное местоположение подключенного устройства и пытается направить беспроводной сигнал в направлении принимающего устройства, что приводит к лучшему приему сигнала.

802.11 ax (Wi-Fi 6)

Следуя примеру 802.11n, WiFi 6 поддерживает два диапазона частот: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Фактически, будет еще один стандарт WiFi под названием WiFi 6e, который будет работать на новой частоте 6 ГГц.

Можно сказать, что WiFi 6 для Wi-Fi означает то же самое, что 5G для мобильных сетей.

Как мы все можем видеть, с такими технологиями, как Интернет вещей (IoT), 5G и WiFi 6, мы вступаем в новую эру подключенного мира, когда устройства, численность которых превышает численность людей, смогут общаться с захватывающей дух скоростью.

Источник

Обзор технологии Wi-Fi

Wi-Fi остается одной из наиболее перспективных технологий беспроводной связи. Она стремительно развивается и принимает в себя новые беспроводные решения, позволяющие увеличить скорость передачи данных. Даже с развитием LTE-сетей, Wi-Fi не остается в стороне, а скорее получает дополнительную ветку развития, разгружая трафик в наиболее востребованных участках сети.

Wi-Fi для применения внутри помещений в рамках установленной законодательством мощности излучения не требует получения разрешения на использование частот. Кроме того, организация Wi-Fi-сети в условиях дома или небольшого офиса довольно проста, благодаря чему, зачастую, можно обойтись своими силами. Тем не менее, при проектировании сети с высокими требованиями к качеству связи, плотности покрытия и пропускной способности, как правило, прибегают к помощи специалистов. Развертывание Wi-Fi-сети занимает на порядок меньше времени по сравнению с прокладкой СКС до рабочих мест. Именно за простоту настройки, развертывания, относительную дешевизну и удобство, Wi-Fi по праву считают одной из перспективных и активно развивающихся технологий.

Требования к Wi-Fi-оборудованию описаны в наборе стандартов IEEE 802.11. С выпуском каждого нового стандарта, к 802.11 добавлялась буква, например, 802.11a/b/n и т.д. На сегодняшний день насчитывается несколько десятков разновидностей стандартов Wi-Fi. Не все стандарты были направлены на увеличение скорости передачи данных, некоторые из них затрагивают вопросы безопасности (например, 802.11i), другие включали описание работы роуминга (802.11r) и т.д.

В таблице ниже приведены стандарты беспроводной связи Wi-Fi, в которых производилось увеличение скоростей передачи данных:

При этом следует отметить, что не все перечисленные стандарты Wi-Fi служат для организации беспроводных локальных сетей как привычные нам роутеры, работающие в диапазонах 2.4 и 5 ГГц (стандарты 802.11 a/b/g/n/ac). Такие стандарты как 802.11ad и 802.11ay изначально планировалось выпустить для передачи данных на небольшие расстояния – от 1 до 10 метров – и, в перспективе, использовать их для организации высокоскоростных интерфейсов передачи данных, например для подключения мониторов к ПК и передачи изображения в формате 8K. Однако, в результате развития 5G-сетей и переходом в диапазон до 100 ГГц, устройства с поддержкой 802.11ad стали применяться для организации радиодоступа вне помещений (но для таких частот должны быть обеспечены условия прямой видимости).

Таким образом, у Wi-Fi большое будущее, которое позволит использовать данную технологию в совершенно разных приложениях. Несомненно, данная технология найдет свое место как в 5G-сетях, IoT-решениях, так и в VR-приложениях:

Применимость различных стандартов Wi-Fi

Частотные диапазоны Wi-Fi-сетей

Диапазон 2.4 ГГц

Большинство обычных клиентских маршрутизаторов и бытовых Wi-Fi-устройств работает в двух частотных диапазонах: 2,4 ГГц (802.11 b/g/n) и 5 ГГц (802.11 a/n/ac).

В диапазоне 2,4 ГГц стандартами определено 14 каналов. Некоторые из них могут быть недоступны в ряде стран (например, 14 канал разрешен для использования только в Японии). Каналы с номерами 1, 6 и 11 считаются полностью не пересекающимися по частотам и называются, как ни странно, «непересекающимися». Но на деле всегда остается «неучтенка», и если точки доступа расположены достаточно близко друг к другу, то и непересекающиеся каналы становятся пересекающимися:

Каждый канал занимает ширину в 20 МГц. В некоторых случаях, стандартами разрешено использовать ширину канала равную 40 МГц (см. раздел Агрегация каналов). Номера каналов и их центральные частоты приведены на рисунке.

Каналы Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц

Использование непересекающихся каналов удобно в том случае, когда требуется организовать равномерное радиопокрытие таким образом, чтобы рядом расположенное оборудование не мешало друг другу, увеличивая тем самым стабильность и качество связи:

Одним из недостатков диапазона 2,4 ГГц является его высокая загруженность и малое количество каналов. Помехи для Wi-Fi-сети могут создавать не только другие Wi-Fi-устройства и точки доступа, но и Bluetooth-устройства, работающие в этом же частотном диапазоне. Даже обычная бытовая СВЧ-печь способна очень сильно влиять на качество соединения в диапазоне 2,4 ГГц. Для минимизации взаимных влияний мощность Wi-Fi-передатчиков строго ограничена и регламентирована. Использование мощного передатчика требует получения разрешения в радиочастотном центре.

Более перспективным, с точки зрения меньшей загруженности и наличия большего числа каналов, является частотный диапазон 5 ГГц.

Диапазон 5 ГГц

В частотном диапазоне 5 ГГц доступно 23 неперекрывающихся канала по 20 МГц. Можно даже отметить, что 5-гигагерцовый диапазон состоит только из неперекрывающихся каналов, так как на такой частоте перекрытие создает существенные коллизии. Здесь уже можно использовать не только ширину 20/40 МГц, но и каналы шириной в 80 МГц (основной + вспомогательный). Ниже изображено расположение каналов в диапазоне 5 ГГц:

Под агрегацией следует понимать логическое объединение нескольких параллельных каналов передачи в один. Стандартами допускается использование полосы пропускания 40 МГц в диапазоне 2,4 ГГц. В диапазоне 5 ГГц ширина каналов может быть увеличена до 40, 80, 160 МГц с занятием частот соседних каналов для увеличения пропускной способности сети:

Это и называется агрегированием. В случае использования широкой полосы пропускания, стабильность соединения может снижаться в силу взаимных влияний различных сетей друг на друга. Однако, несомненно, увеличение ширины канала позволяет многократно увеличить скорость передачи данных.

Технологии, применяемые в оборудовании Wi-Fi

В этом разделе приводится описание технологий, которые нашли применение в беспроводных сетях стандарта 802.11 и позволили многократно увеличить скорости передачи данных – MIMO и Beamforming.

Технология MIMO оказала большое влияние на развитие Wi-Fi. Буквально несколько лет назад никто не думал о том, что будут существовать беспроводные устройства с пропускной способностью в сотни мегабит в секунду. Возникновение новых скоростных стандартов связи, в том числе 802.11n произошло во многом благодаря MIMO.

Наиболее простое определение, которое можно дать технологии MIMO – это многопотоковая передача данных. Аббревиатура переводится с английского как «несколько входов, несколько выходов». В отличие от своего «родителя» (Single Input / Single Output), в устройствах с поддержкой MIMO сигнал передается на одном радиоканале с помощью нескольких приемников и передатчиков.

Как только технология беспроводной передачи данных Wi-Fi начала пользоваться большим спросом, быстро стали возрастать и требования к скорости. Впервые технология MIMO появилась в стандарте 802.11n, который дал возможность увеличить канальную скорость беспроводного соединения с 54 Мбит/сек до 600 Мбит/сек. Стандарт 802.11n дает возможность применять как стандартную ширину канала в 20 МГц, так и использовать широкополосную линию в 40 МГц. Таким образом можно получить в несколько раз увеличенную пропускную способность каналов, которые используются в данный момент. С помощью объединения MIMO с более широкой полосой пропускания канала, получается достаточно мощный способ повышения физической скорости передачи.

Типы MIMO

Для различного количества пользователей, между которыми в одно и тоже время идет передача данных, существует два типа технологий:

Разница между технологиями SU и MU-MIMO

Особенности технологии

До появления стандарта 802.11ax, технология MU-MIMO работала только в диапазоне 5 ГГц. С появлением 802.11ax MU-MIMO стала доступной и на 2.4 ГГц. В продаже сетевого оборудования появляется все больше двухдиапазонных маршрутизаторов с поддержкой данной технологии.

MU-MIMO использует технологию Beamforming. Благодаря ей, сигналы распространяются не хаотично, а в направлении беспроводного устройства. Эта направленность позволяет увеличить дальность сигнала и повысить скорость передачи данных.

К сожалению, невозможно обслуживать бесконечное количество пользователей и потоков данных. Например, роутер с поддержкой трех потоков может одновременно работать только с тремя Wi-Fi-устройствами без задержек.

Чтобы пользоваться преимуществами метода, принимающее устройство должно иметь поддержку MU-MIMO. В данном случае, достаточно одной антенны и пользовательское устройство примет поток данных от роутера.

Компании, выпускающие смартфоны, роутеры, точки доступа и другие сетевые устройства уже заложили в них поддержку технологии. Как гарантируют производители, во многих современных устройствах, они учли также аппаратные требования для поддержки MU-MIMO, и теперь достаточно обновить ПО на своем гаджете, и пользователь получит поддержку данной технологии.

Сигнал, который передается с помощью архитектуры MU-MIMO, сложно перехватить, что повышает безопасность беспроводной сети.

На первых этапах развития технологии существовала трудность совмещения устройств, работающих с поддержкой MIMO и без нее. Однако на данный момент это уже не так актуально – практически каждый современный производитель беспроводного оборудования использует ее в своих устройствах. Также, одной из проблем при появлении технологии передачи данных с помощью нескольких приемников и нескольких передатчиков, являлась цена устройства.

Особенно это актуально в местах, где много различных перекрытий сигналов и множество других источников радиопомех, работающих в нелицензируемом диапазоне частот 2.4 и 5 ГГц.

Следует отметить, что главной сложностью при внедрении beamforming в устройства является сложность настройки антенн в сочетании с грамотным программным обеспечением. В недорогих моделях роутеров зачастую наличие beamforming является лишь маркетинговым ходом. Сильно повысить стабильность приема в отдаленных участках помещения не получится. Beamforming стал частью стандарта, начиная с 802.11ac, во втором поколении этих устройств (wave 2).

MCS в Wi-Fi сетях

Чем выше индекс MCS, тем «сложнее» вышеперечисленные параметры передачи. Значение индексов MCS для различных стандартов Wi-Fi приводится в таблице ниже. В расширенной виде с таблицей MCS можно ознакомиться по ссылке.

Источник

Что нужно знать о технологии Wi-Fi и её стандартах?

ПК-геймеров впервые оставят без бесплатной игры в Epic Games Store

3,399 рублей за игру и 1,429 рублей за апгрейд: Bethesda раскрыла стоимость Skyrim Anniversary Edition

Мы начинаем тестировать ELDEN RING от Хидетаки Миядзаки и Джорджа Мартина!

Создатели Destiny пожертвуют деньги с продажи значков в поддержку трансгендеров

Ubisoft нас не слышит: Активисты и сотрудники недовольны бездействием компании

Xbox Series X [Xbox Scarlett]

UHD телевизоры для игр и кино (4K)

В наши дни сложно найти человека, не пользующегося преимуществами Wi-Fi. Почти у каждого дома имеется собственный Wi-Fi роутер, а в телефоне сохранена как минимум пара-тройка других сетей из мест регулярного посещения. Стандарты Wi-Fi развиваются с регулярной скоростью, а производители роутеров год от года выпускают новые девайсы и заманивают обывателей обещаниями невиданной ранее скорости и зоны покрытия. Но далеко не каждый сможет разобраться в странных кодировках “802.11a/b/g/n/ac/ax” при выборе в магазине, так что приходится уповать на толковых консультантов и всё те же рекламные статьи и «честные обзоры» от самих производителей, подчистую написанные маркетологами без какой-либо привязки к реальному миру. Как быть при выборе? Да и стоит ли вообще гнаться за прогрессом, или же вы ничего не получите от апгрейда? А может и вовсе можно «подшаманить» имеющееся оборудование и добиться лучшего качества связи? Давайте попытаемся разобраться.

Но для начала отвечу на потенциальный вопрос: «А кто ты вообще такой и почему я должен тебя слушать?» Тут всё просто – я занимаюсь дизайном и траблшутингом корпоративных Wi-Fi сетей с 2014 года и имею парочку сертификатов компании Cisco, согласно которым я, якобы, являюсь профессионалом в этой сфере (нет, не являюсь, они всё врут). На написание статьи сподвигло желание доступным языком объяснить другим принципы работы Wi-Fi и его основные моменты, дабы повысить общую грамотность по теме и уберечь от создания проблем для себя и, особенно, окружающих. К чему и приступим.

О домашних Wi-Fi роутерах

То, что мы привыкли называть Wi-Fi роутером, на самом деле является составным устройством – роутером (или маршрутизатором) с функцией точки доступа Wi-Fi. Зачем это знать? Да просто, чтобы отделять тёплое от мягкого и понимать, что сам роутер отвечает за подключение к провайдеру, выдачу вашим домашним устройствам IP-адресов и, собственно, вашу связь с интернетом. А функция очки Wi-Fi ограничивается тем, чтобы связать ваш смартфон с самим роутером. То есть, банальная замена тому же кабелю, идущему от роутера к ПК.

А теперь вопрос: какова скорость работы вашего провайдера? Та самая, за которую вы платите абонентскую плату? 10 мбит/с? 50? 100? Вряд ли больше. А теперь ещё более интересный вопрос: если ваша точка Wi-Fi будет выдавать обещанные маркетологами (но недостижимые) 6 Гбит/c, то повысит ли это скорость соединения с интернетом? Ответ: нет, ни капли, ведь вы так же продолжаете платить за свои 10 мбит/c. На деле точка Wi-Fi всего лишь влияет на скорость между вашим смартфоном, роутером и другими устройствами в домашней сети. Для справки, при подключении проводом вы получаете гарантированные 100 мбит/c или 1Гбит/c в зависимости от типа кабеля и портов на маршрутизаторе и вашем ПК. А следовательно, дальнейшее наращивание скорости за пределами интернет-соединения будет иметь смысл лишь для общения с локальным хранилищем, если таковое имеется.

О принципах передачи данных по воздуху

До разговора о стандартах Wi-Fi и скоростях давайте разберёмся с тем, как вообще устроена передача данных по воздуху.

Чтобы понять разницу между кабелем и Wi-Fi, достаточно представить себе совещание в маленькой комнате, плотно набитой парами людей, где каждый должен доложить своему начальнику о проделанной за день работе. При попытке общения все станут друг друга перебивать, и на фоне общего шума будет крайне сложно вести беседу. Следовательно, наилучшим вариантом будет говорить по очереди, а все остальные будут слушать, хотя им абсолютно наплевать – ведь информация предназначена не для них, она и вовсе пройдёт белым шумом. Среди этой толпы обязательно попадётся кто-то крайне говорливый, и его объём болтовни с лёгкостью превысит отчёт 5 других человек. Такого индивидуума будут время от времени прерывать, чтобы он отдышался и сформулировал следующую тираду, а за это время кто-то другой успеет выдать: «Я весь день писал статью» и спокойно пойти по своим делам. Остальным же придётся грустно смотреть ему вслед и ждать своей очереди. Поздравляю, вы только что поняли, как работает Wi-Fi.

Если же разбить все эти пары людей по разным комнатам, то каждый сможет отчитаться своему начальнику лично, никто больше его не услышит, да и ждать других не придётся. Так работает связь по кабелю. Чувствуете разницу?

Из этого можно сделать один максимально простой вывод: скорость, качество и защищённость проводной связи фундаментально всегда будет лучше беспроводной вне зависимости от того, сколько новых стандартов ещё успеют придумать. Выходит, главное и единственное преимущество Wi-Fi – мобильность и отсутствие проводов. А ещё есть второй, чуть менее очевидный вывод, о котором маркетологи предпочитают умалчивать: скорость Wi-Fi сети делится между всеми участниками, работающими на одном канале (то есть слышащими друг друга). Так что обещанные 6 Гбит/c внезапно превращаются в тыкву, если только у вас не единственная на всю деревню точка Wi-Fi с одним лишь подключенным (и очень крутым) клиентом. И даже в этом случае с реальной скоростью всё гораздо сложнее, но об этом лучше написать отдельно.

О радиодиапазонах и помехах

На этой слегка грустной ноте чуть углубимся в техническую часть и рассмотрим, как работает Wi-Fi с точки зрения радиосигнала. Для начала надо понимать, что Wi-Fi существует на одном из двух нелицензируемых радиодиапазонов. Наиболее часто для простоты их именуют 2.4 ГГц и 5 ГГц. Важный момент: что значит «нелицензируемые»? А то, что вам не требуется получать лицензию на вещание в этих частотах, если мощность передатчика ниже допустимой нормы (читай: можно ставить Wi-Fi точку дома), но вы обязаны мириться с потенциальными помехами от устройств основного назначения, a.k.a. ISM (Industrial, Scientific, Medical, куда входят метеорологические радары). На практике это также означает, что никто не запретит вам разработать собственную технологию беспроводной передачи данных и использовать её в диапазоне 2.4 ГГц. О каких устройствах речь? Всеми любимый Bluetooth и весь спектр имеющихся дома устройств: микроволновки (да-да), радиотелефоны, видео-няни, камеры, беспроводные клавиатуры, мыши, геймпады, наушники – всё это работает на 2.4 ГГц. Следовательно, создаёт помехи друг для друга и для Wi-Fi особенно. На 5 ГГц ситуация значительно лучше, но об этом чуть позже.

О частотах и каналах

Пора перейти непосредственно к самому сигналу. Так уж исторически сложилось, что первые массовые Wi-Fi устройства работали на 2.4 ГГц (хотя, на удивление, версия с 5 ГГц была разработана раньше). Как вы уже поняли, для Wi-Fi это не самая хорошая среда из-за вынужденного соседства с кучей других беспроводных девайсов, но в те времена никто не представлял масштабов потенциальной проблемы.

Из выбранного диапазона частот Wi-Fi точка выбирает один из доступных каналов и работает там вместе со всеми подключенными к ней клиентами. Всего в диапазоне 2.4 ГГц выделено 13 каналов Wi-Fi (плюс ещё 1 исключительно для Японии), но на деле должны использоваться лишь 3 из них: 1, 6, и 11. Почему? Каждый канал занимает 22 МГц, и лишь эти трое являются непересекающимися – то есть клиенты одного не услышат клиентов двух других и, соответственно, не будут друг другу мешать. Иными словами, лишь 3 Wi-Fi точки могут находиться по соседству и никак не замедлять работу других. Добавляете четвёртую – и вот уже она вынуждена делить канал (а вместе с ним и скорость передачи) с одной из других. А теперь вопрос: как часто вы видите лишь 4 Wi-Fi точки в радиусе подключения? То-то же.

А теперь представим интересную ситуацию: ваш сосед – доморощенный гуру Wi-Fi, который знает, как добиться отличного качества сигнала и избежать помех от точек на том же канале! Недолго думая, он ручками меняет канал, скажем, на 3. Казалось бы – отличное решение, ведь тот канал полностью свободен! На деле же это означает, что его Wi-Fi точка и все клиенты на ней теперь создают помехи и на первом канале, и на шестом. Поздравляю, Шарик, ты балбес!

Как же обстоят дела на 5 ГГц? Если кратко, то изрядно веселее – нет соседства с Bluetooth и иже с ним, число каналов больше, все они уже по умолчанию друг от друга удалены, так что нет возможности выбрать «не тот». Хотя и тут есть свои нюансы с реальным числом доступных каналов, о которых, впрочем, знать ни к чему. Если кратко, в России в диапазоне 5 ГГц доступно до 23-х каналов шириной 20 МГц, но с некоторых из них вас может автоматически выкинуть при обнаружении радарного сигнала. И, кстати, это ограничение самой технологии, а не юридические заморочки конкретной страны.

О стандартах Wi-Fi

Наконец выбрались за рамки абстрактного и подобрались к чему-то существенному. Итак, все стандарты Wi-Fi объединены в общую группу 802.11 и отличаются буквами в различной комбинации. Понимание тех самых букв поможет как при выборе домашнего роутера, так и при его настройке. Приступим:

О скептицизме

Рекламируя вам очередной новейший Wi-Fi роутер, маркетологи (умышленно или нет) предпочитают умалчивать об одной крайне важной детали – стандарт должен поддерживаться не только точкой Wi-Fi, но и самими клиентами, ведь общение происходит в обе стороны. Как думаете, сколько сейчас на рынке устройств, поддерживающих Wi-Fi 6? Осмелюсь предположить, что значительно меньше 1%. Быстрым поиском я нашёл около 15 моделей смартфонов, и все они были не самой бюджетной ценовой категории. А значит, не так уж мал шанс, что ваш новенький дорогущий роутер будет очень красиво пылиться на шкафу и работать в режиме совместимости с предыдущими стандартами. Кто-то очень оптимистично утверждает, что не надо быть частью проблемы, стоит вложиться в инфраструктуру прямо сейчас, а уж устройства за 2-3 года обновятся. По личному опыту скажу, что активные устройства полностью не обновляется даже за 7 лет, и всё равно найдётся куча девайсов без поддержки новых стандартов. А уж если говорить о производителях, то многие бюджетные смартфоны до сих пор не поддерживают даже 802.11a (которому, кстати, 20 лет) и вынуждены работать на 2.4 ГГц. Про IoT («интернет вещей») я вообще боюсь даже гадать – вряд ли они вообще в обозримом будущем полностью перелезут хотя бы на 5 ГГц, если только производство компонентов не станет дешевле, чем на 2.4 ГГц. Какой уж там Wi-Fi 6?

В заключение

На самом деле хотелось рассказать гораздо больше: о мощности сигнала, о его дальности и поглощении стенами, о ретрансляторах (избегайте их любой ценой), о правильном направлении антенн (просто запомните, строго вертикально и никак иначе), о «вреде от излучения Wi-Fi». Но так как сайт непрофильный, то проще смириться с потраченным временем на 4 страницы текста, нежели на 8, если вдруг админы не захотят пропускать. Если будет отклик от сообщества, то может и наскребу на вторую статью.

Если же у вас имеются какие-либо вопросы, то с радостью постараюсь на них ответить.

Подписывайтесь на наш Telegram канал, там мы публикуем то, что не попадает в новостную ленту, и следите за нами в сети:

Источник