Эволюция стандартов WiFi

Эволюция стандартов WiFi 802.11

Стандарты WiFi в двух словах
IEEE 802.11 и тело стандартов
Последние стандарты WiFi
Новый WiFI 6
Заключение

WiFi основывается на простой идее: вместо отправки сигналов по проводам отправляйте по воздуху. Его эволюция происходит по тому же маршруту, что и у телефона: сначала телефонные звонки передавались по проводам, а затем по воздуху. Сети шли по тому же пути – сначала с толстыми кабелями, затем с более короткими более быстрыми и теперь передаются по воздуху даже до спутников в космосе.

Обзор технологией и стандартов WLAN для домашней сети

За последние годы технологии WLAN серьезно продвинулись вперед, поэтому во многих случаях прокладывать кабельные сети не требуется. Производители бьют новые рекорды пропускной способности благодаря использованию нескольких каналов передачи, заявляя даже скорость до 10 Гбит/с. Но что мы получаем на самом деле? Насколько велика скорость подобных WLAN на практике? В статье мы ответим на эти и другие вопросы.

Многие производители выпускают скоростные WLAN-маршрутизаторы. Недавно мы как раз протестировали Netgear Nighthawk X10, который поддерживает стандарт WLAN 802.11ac и даже 802.11ad. Последний обеспечивает теоретическую скорость передачи до 7 Гбит/с на коротких расстояниях. Мы уже провели тесты Netgear Nighthawk X10, но в рамках данной статьи обобщим работу различных WLAN-технологий.

Основной режим инфраструктуры

Сеть WLAN может работать в двух базовых режимах. Первый, режим инфраструктуры, предусматривает точку доступа SSID, к которой подключаются все устройства. Второй – пиринговый режим Ad Hoc, при котором беспроводные устройства связываются напрямую друг с другом. Сегодня он используется редко.

Режим инфраструктуры распространён повсеместно. Его отличает наличие центрального устройства – точки доступа, к которой подключаются все клиенты. С помощью специальных пакетов точка доступа рассылает информацию о себе, в том числе сообщает SSID (имя сети), тип шифрования и поддерживаемые стандарты, чтобы к ней могли подключаться новые клиенты.

Для домашних сценариев вполне достаточно простой точки доступа, обычно совмещенной с роутером. Она настраивается где-нибудь в центральном месте, чтобы WLAN охватила наибольшую полезную площадь. Но дальность действия беспроводной сети зависит от множества факторов. Например, 2,4-ГГц сеть лучше проникает сквозь препятствия, чем 5-ГГц WLAN. Кроме того, здесь все зависит от самих препятствий и от структуры сети. В частности, от толщины стен и материалов, из которых они изготовлены. То же самое касается и потолков, если у вас несколько этажей. Поэтому проводить сравнительные тесты дальности работы сети следует только в одном и том же помещении.

Чтобы расширить покрытие сети, можно использовать несколько точек доступа. Ранее мы как раз тестировали систему Netgear Orbi, позволяющую расширить дальность действия WAN с помощью нескольких точек доступа. Клиенты могут переключаться от одной точки доступа к другой без прерывания связи. Подобный роуминг предусмотрен стандартами WLAN, но производители часто реализуют проприетарные решения. В профессиональном окружении используются контроллеры WLAN или протокол Lightweight Access Point, обеспечивающие управление устройствами WLAN. Но для домашней среды подобные решения не актуальны.

В домашних сценариях сеть WLAN можно рассматривать в варианте инфраструктуры, с центральной точкой доступа, к которой подключаются все клиенты.

Частоты и модуляции

Сети WLAN работают на разных частотах. Как правило, используются диапазоны 2,4 и 5 ГГц. Ранние стандарты WLAN использовали только диапазон 2,4 ГГц. Причина кроется в том, что данный диапазон не требует обязательного лицензирования. Соответственно, стандарты WLAN могут использовать разные каналы в допустимых частотных диапазонах.

Мы еще поговорим о стандартах, а пока позвольте привести допустимые частотные диапазоны и каналы.

WLAN 802.11a: от 5.150 до 5.725 МГц, 19 каналов
WLAN 802.11b/g: от 2.400 до 2.483,5 МГц, 13 каналов
WLAN 802.11n: от 2.400 до 2.483,5, а также от 5.150 до 5.725 МГц, в каждом 2 канала
WLAN 802.11ac: от 5.150 до 5.350, а также от 5.470 до 5.725 МГц, 76 каналов

Число каналов довольно важно. С одной стороны, они позволяют работать нескольким сетям WLAN в одной среде без создания взаимных помех. Впрочем, это обеспечивается только в тех случаях, когда каналы не пересекаются, что бывает далеко не всегда. Как правило, сети WLAN не влияют друг на друга, если они работают на каналах, относящихся к двум границам диапазона. Точки доступа WLAN автоматически выбирают каналы WLAN, в зависимости от текущей загруженности сети. То есть они выполняют предварительное сканирование каналов WLAN и определяют существующие беспроводные сети.

Каналы важны и для скорости передачи, чем шире канал, тем более высокая скорость обеспечивается с помощью модуляции. Ниже приведены сведения о ширине каналов WLAN

WLAN 802.11a/b/g: 20 МГц
WLAN 802.11n: 20 МГц в диапазоне 2,4 ГГц; 40 МГц в диапазоне 5 ГГц
WLAN 802.11ac: 80 МГц или опционально 160 МГц

Каждый канал состоит из разного количества несущих частот. Они занимают частотную полосу меньше ширины канала, например, 0,3125 МГц. Таким образом, канал на 20 МГц может разделяться на 52 несущих по 0,3125 МГц. В результате они обеспечивают суммарную ширину 16,25 МГц. Поскольку несущие не должны пересекаться, между ними оставлены небольшие промежутки.

Чем шире будут каналы, тем больше несущих можно использовать, тем выше будет пропускная способность сети.

Старые, но все еще актуальные стандарты: 802.11a, 802.11b, 802.11g

Первые стандарты WLAN были представлены еще в 1997 году, но сегодня они уже почти не используются, поскольку не соответствуют требованиям современности. WLAN стандарта 802.11b может работать на скорости от 2,5 до 11 Мбит/с диапазоне 2,4 ГГц. Стандарты 802.11a и 802.11g дают более высокую скорость до 54 Мбит/с. Стандарт g работает в диапазоне 2,4 ГГц, стандарт a – в диапазоне 5 ГГц.

Как мы уже отметили выше, старые сетевые стандарты поддерживаются сегодня точками доступа WLAN, но используются они очень редко. Современные устройства, будь то ноутбуки, смартфоны или планшеты, работают на более высоких скоростях.

Вышел новый стандарт Wi-Fi. Рассказываем, почему теперь интернет будет намного быстрее

Организация Wi-Fi Alliance, занимающаяся внедрением и развитием технологий беспроводной связи Wi-Fi, объявила об официальном старте нового стандарта сети. При этом 17 сентября произошел только официальный запуск стандарта Wi-Fi 6, по факту технология тестируется на рынке уже несколько лет. «Хайтек» подробно разобрался в работе нового стандарта Wi-Fi.

Читать еще: Повторяющиеся значения в Excel: как удалить дубликаты, или просто найти и выделить

Wi-Fi — технология беспроводной передачи данных, основанная на стандартах коммуникации IEEE 802.11. По сути, технология создает беспроводную локальную сеть в зоне диапазонов диапазонов — 0,9; 2,4; 3,6; 5 и 60 ГГц, к которой может подключиться любое устройство, имеющее необходимые платы.

В некоммерческую организацию Wi-Fi Alliance, которая развивает стандарт Wi-Fi, входят более 400 производителей беспроводного оборудования по всему миру. Разработкой самого стандарта занимается Институт инженеров электроники и электротехники, однако они не проводят тестирование различных устройств с этим стандартом. Эта организация, скорее, создает стандарт технологии и принципов ее использования, которые должны быть одинаковыми по всему миру.

Институт инженеров электротехники и электроники — IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) — международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники. Является мировым лидером в области разработки стандартов по радиоэлектронике, электротехнике и аппаратному обеспечению вычислительных систем и сетей. С момента своего появления, в 1963 году, организация разработала более 900 действующих стандартов.

Также IEEE издает треть всей мировой технической литературы, касающейся применения радиоэлектроники, компьютеров, систем управления и электротехники. В том числе — 122 реферируемых научных журнала и 36 отраслевых журналов для специалистов, проводит в год более 300 крупных конференций.

Что такое Wi-Fi 6? Это интернет нового поколения?

Новая технология Wi-Fi 6 позволит поддерживать большее количество пользователей, которые хотят подключиться к одной беспроводной сети. Замечали, что некоторые пользователи могут сразу подключиться к бесплатному интернету на каком-нибудь крупном мероприятии, а другим смартфон выдает ошибку подключения и просит переподключиться? Теперь к одной сети сможет подключаться большее количество устройств — пока технически не понятно, насколько, однако разработчики стандарта обещают увеличение обхвата в несколько раз.

Стандарт будет поддерживать многоканальность работы. Это значит, что в случае, когда один пользователь создает достаточно мощную нагрузку на всю сеть (например, скачивает фильм, сидя в кафе), он будет использовать только тот канал, который ему выделяется системой. Остальные пользователи не заметят снижения скорости соединения, ведь под каждое устройство будет выделяться специально созданный канал.

Wi-Fi 6 сможет работать быстрее. Технология будет поддерживать теоретический предел скорости передачи данных до 9 Гбит в секунду, тогда как у существующего формата Wi-Fi 5 этот показатель не превышает 3,5 Гбит. В реальности скорость передачи данных у конечного пользователя увеличится на 40%. Рост скорости произошел за счет использования так называемой квадратурной амплитудной модуляции (QAM) 1024 — технологии передачи цифрового сигнала в аналоговом виде.

Сервисы для просмотра видео в высоком разрешении, например, в 4K и 8K, перестанут подтормаживать, а смотреть ролики станет еще приятнее. Это произойдет из-за увеличения плотности сигнала и перехода на другие частоты.

Wi-Fi 6 сможет поддерживать совершенно новую технологию OFDMA. С ее помощью роутер будет передавать данные одновременным потоком сразу на несколько устройств: часть данных будет передаваться на один гаджет, часть — на другой. Это позволит использовать сигнал более эффективно и с меньшими затратами энергии.

Еще одним нововведением станет трендовая на сегодняшний день экономия энергии. С помощью системы Target Wake Time гаджет сможет синхронизироваться с роутером только во время непосредственно передачи данных. То есть роутер сможет будить Wi-Fi-модуль на устройствах и использовать его, только когда пользователю это необходимо. В остальное время, например, когда смартфон будет лежать на столе без использования, система Target Wake Time будет отключать модуль Wi-Fi в нем.

Хорошо. Когда это начнет работать?

Первые платы для создания устройств с поддержкой Wi-Fi 6 вышли еще в 2017 году. В течение нескольких лет их тестировали различные производители электроники, а несколько крупных компаний даже выпустили бытовые маршрутизаторы с поддержкой этого формата: Huawei, Aerohive Networks и Asus.

Многие производители электронных устройств — от смартфонов до чипов для умной колонки — начнут внедрение плат с поддержкой Wi-Fi в ближайшие годы. Например, новый iPhone 11, который появится в продаже в течение сентября 2019 года, уже будет поддерживать стандарт беспроводного интернета. Точно известно, что поддерживать Wi-Fi 6 будут Samsung Galaxy Note 10, а также грядущий Google Pixel 4.

При этом массовое внедрение стандарта произойдет после того, как на широком рынке появится недорогой маршрутизатор, поддерживающий этот формат. Это случится уже в ближайшее время, поскольку существование смартфонов с поддержкой Wi-Fi 6 бесполезно без роутеров, работающих в таком же стандарте. Сейчас в российских онлайн-магазинах самый дешевый домашний маршрутизатор с поддержкой Wi-Fi 6 — ASUS GT-AX11000, стоит от 33 тыс. рублей.

Wi-Fi предыдущих поколений продолжит работать?

Конечно, эта технология является обратной. То есть все последующие версии поддерживают стандарты предыдущих, развивая технологию и не отказываясь от старых устройств. Просто устройства с поддержкой Wi-Fi 6 смогут передавать данные не только на частотах, которые были внедрены в предыдущих стандартах, но и на более быстрых.

Почему я никогда не слышал о стандартах Wi-Fi? Разве был Wi-Fi 5 или 4?

Технически стандарт Wi-Fi 6, также известный как IEEE 802.11ax, пришел на смену существующей технологии Wi-Fi (IEEE 802.11ac). При этом цифра 6 в названии стандарта Wi-Fi придумана маркетологами, чтобы указать на обновление новой системы, как это делается в стандарте сотовой связи 3GPP (Third Generation Partnership Project) — например, 5G. Раньше многие пользователи жаловались на сложность в названиях стандартов IEEE, поэтому в организации Wi-FI Alliance решили упростить эту систему.

Вообще стандарт 802.11 появился еще в 1997 году: тогда скорость передачи данных не превышала 1 Мбит в секунду. Первый стандарт поддерживал частоту 2,4 ГГц и ИК-стандарт, с помощью которого в школах еще передавали песни с одного телефона на другой. Всего сейчас существует более 30 разных стандартов Wi-Fi, большинство из которых давно устарели.

Читать еще: Устают глаза при работе за компьютером — как настроить правильно монитор

Несмотря на официальный выход IEEE 802.11ax, инженеры уже занимаются разработкой двух новых стандартов: 802.11ay со скоростью передачи данных до 20 Гбит в секунду. Ожидается утверждение в ноябре 2019 года.

Еще один перспективный стандарт — 802.11az, ожидается к внедрению в марте 2021 года. Его скорость может превысить 30 Гбит в секунду, и он станет Wi-Fi 7. Сейчас точная дата его релиза неизвестна.

Что мы получим благодаря 802.11ax

Многим из нас не всегда нужны и понятны технические подробности — интереснее то, что мы получим в результате распространения нового стандарта 802.11ax. А это:

до четырех раз вырастет скорость передачи данных внутри беспроводной сети, а 4K/8K видео высокой четкости будет передаваться в разы быстрее;
улучшится покрытие, особенно за пределами помещений, где уже активно пользуются Wi-Fi;
11ax будет конкурировать с мобильными сетями 5G— значит, у нас появится альтернатива;
на границе беспроводной сети сигнал будет таким же стабильным, как и в центре;
множество параллельно подключенных устройств смогут работать без конфликтов и использовать доступный частотный диапазон;
появится больше возможностей для разворачивания беспроводных офисов и распространения Интернета вещей.

Тем, кто ищет стабильный домашний интернет, рекомендуем изучить тарифы ОнЛайм. У нас много интересных предложений со скоростью от 100 до 890 Мбит/с. Вы получаете быстрое подключение и много дополнительных опций: можно установить надежный антивирус, подключить охранную сигнализацию, получить помощь мастера по прокладке кабеля и настройке ПО. А в интернет-магазине можно приобрести беспроводные маршрутизаторы и PLC-адаптеры, чтобы обеспечить беспроводным покрытием всю квартиру или частный дом. Оборудование, которое мы предлагаем, обеспечивает высокоскоростной доступ в интернет (Hight Speed Internet Access), цифровое телевидение по технологии IPTV, передачу видео в высоком качестве и многое другое.

Дополнительные свойства Wi-Fi 7

Помимо перечисленного, новая технология позволит использовать для передачи данных полосу частот 6 ГГц при сохранении полноценной поддержки 5 и 2,4 ГГц, к тому же три полосы частот смогут работать одновременно. Диапазоны 5 и 2,4 ГГц поддерживает и Wi-Fi 5, а в Wi-Fi 4 поддержка 5 ГГц является опциональной (в ранних версиях Wi-Fi есть только 2,4 ГГц). Одновременная работа в обоих диапазонах в этих технологиях не предусмотрена.

Об обратной совместимости Wi-Fi 7 с предыдущими стандартами информации нет.

От Wi-Fi 6 новому стандарту, вероятно, достанется поддержка новейшего протокола безопасности WPA 3 (Wi-Fi Protected Accesss III), анонсированного Wi-Fi Alliance в 2018 г. Он создавался на смену протоколу WPA 2, в котором были выявлены многочисленные уязвимости. Впрочем, WPA 3, заявленном как более надежный, чем WPA 2, есть свои недочеты: как сообщал CNews, в нем присутствует архитектурная брешь для удобной кражи данных через Wi-Fi.

Насколько более энергоэффективным окажется Wi-Fi 6 в сравнении с предшественником, пока неизвестно. Сам Wi-Fi 6 подразумевает на 40% меньшее потребление энергии на фоне Wi-Fi 5.

Беспроводное IР-видеонаблюдение

Популярность на рынке систем безопасности завоюет та беспроводная технология, которая будет наиболее полно соответствовать следующим условиям:

Большая пропускная способность каналов.
Возможность работы при передвижении объекта – удовлетворительная скорость передачи данных, переключение между передатчиками без потери сигнала.
Высокая устойчивость сигнала, защищенность от помех, возможность “обходить” физические преграды (стены, здания).
Широкая зона покрытия.
Высокая защищенность от несанкционированного доступа.
Наличие единого стандарта для всех устройств, использующих данную технологию.

В настоящее время существует множество стандартов беспроводной связи, которые применяются или потенциально могут применяться в системах видеонаблюдения. Наиболее распространенные и перспективные на данном этапе перечислены выше. Но отрасль активно развивается, и расстановка сил может поменяться в любой момент – с появлением новых игроков или с успешной доработкой существующих технологий.

Вышел новый стандарт Wi-Fi. Рассказываем, почему теперь интернет будет намного быстрее

Что такое Wi-Fi 6? Это интернет нового поколения?

Читать еще: Прошивки для роутера D-Link DIR-300

Хорошо. Когда это начнет работать?

Wi-Fi предыдущих поколений продолжит работать?

Почему я никогда не слышал о стандартах Wi-Fi? Разве был Wi-Fi 5 или 4?

Стандарты WiFi в двух словах

Wi-Fi расшифровывается «Wireless Fidelity», что, вероятно, не имеет особого смысла – на самом деле он не означает беспроводную сеть. Wireless Fidelity – это показатель точности сигнала.

Существуют всевозможные сокращения для различных разновидностей сетей WiFi, но все они в основном означают несколько вещей:

Как далеко может достигать беспроводной сигнал
Cколько данных может послать сигнал
Совместим ли он с другими стандартами

Подумаем о них как об автомобилях:

Гоночный автомобиль не может далеко ездить или перевозить много, но он может двигаться очень быстро
18-колесный грузовик не может ехать очень быстро, но он может перевозить много вещей и пройти долгий путь
Универсал не очень быстрый и не может перевозить столько же, сколько грузовик, но он все еще может ехать довольно далеко Конечно, сигналы WiFi не являются автомобилями, но аналогия работает довольно хорошо.

Подумайте, как далеко может зайти сеть и как быстро она может передавать данные, и стандарты станут более понятными.

Устройства, которые поддерживают стандарт 802.11ax

Внедрение стандарта 802.11ax было запланировано на конец 2019 — начало 2020 года, и уже сегодня в продаже можно найти точки доступа, которые его поддерживают. Однако большинство из них выпущены до начала сертификации, потому поддерживают не все функции 802.11ax. Параллельно в продажу поступили первые мобильные устройства с Wi-Fi 6 на борту, но пока их очень мало и доступны они только в Китае. Осталось немного до того, как сможете получить реальный опыт и лично оценить новый стандарт с его увеличенной надежностью и скоростью передачи данных.

голоса

Рейтинг статьи