Действительно, несмотря на то что беспроводные сети Wi-Fi получили повсеместное признание и распространение, до настоящего момента за ними числятся три основных недостатка: низкая (по сравнению с проводным Ethernet) реальная скорость передачи данных, сложности с равномерным покрытием (и наличием так называемых мертвых зон - dead spots) и проблемы безопасности данных и несанкционированного доступа. Теперь давайте посмотрим на основные достоинства устройств, созданных по спецификации 802.11n. Это заметно более высокая скорость передачи данных, улучшенная безопасность благодаря введению нового алгоритма шифрования WPA2, а также значительное расширение зоны покрытия и большая помехоустойчивость. Но, разумеется, мы уже давно привыкли к тому, что рекламно-маркетинговые цифры, обещающие многократное улучшение самых разных показателей, конечно же имеют что-то общее с реальными характеристиками, но далеко не всегда совпадают с ними даже по порядку величины. А для того, чтобы правильно оценить новые возможности и их ограничения, всегда имеет смысл представлять, за счет чего, собственно, эти новые возможности достигаются.
Немного теории. Теоретическая скорость соединения для устройств 802.11n cоставляет 300 Мбит/c, а для устройств предыдущего и наиболее сейчас распространенного 802.11g - 54 Мбит/c. Обе цифры соответствуют идеальным, но не существующим в природе условиям. Но все-таки за счет чего может достигаться увеличение скорости больше чем в 5 раз? Если задать этот вопрос любознательному ребенку, который, к своему счастью, еще не обязан демонстрировать глубокие познания в радиофизике, то он определенно выскажется в том духе, что у новых устройств торчит больше антенн, значит, поэтому они и работают быстрее. И в общем-то, примерно так оно и есть, увеличение скорости и зоны устойчивого покрытия достигается во многом благодаря технологии многолучевого распространения (MIMO - Multiple Input Multiple Output), при которой данные разделяются между несколькими передатчиками, работающими на одной и той же частоте.
Не отказались разработчики и еще от одного простого и понятного способа увеличения скорости - использования двух частотных каналов вместо одного. Если в 802.11g задействуется один частотный канал шириной 20 МГц, то в 802.11n применяется технология, связывающая два расположенных рядом друг с другом канала в один шириной 40 МГц (сведения об использовании двух каналов вместо одного нам очень пригодятся на практике при настройке устройств на максимальную производительность).
Одна из причин, по которой реально наблюдаемая скорость в сетевых приложениях всегда меньше заявленной производителем, состоит в том, что кроме собственно передаваемых данных устройства обмениваются также служебной информацией через все тот же канал связи. Таким образом, скорость сетевого соединения на уровне приложений всегда меньше, чем на физическом уровне. Ну а на коробке по понятным причинам принято указывать большее по абсолютной величине значение без каких-либо дополнительных уточнений. Соответственно еще одна возможность для увеличения реальной скорости передачи данных - это оптимизация «накладных расходов», т. е. объема пересылаемых служебных данных, в первую очередь за счет объединения на физическом уровне нескольких кадров данных в один.
Разумеется, это только некоторые из основных нововведений в стандарте 802.11n. Но, строго говоря, полной и окончательной спецификации устройств 802.11n не существует до сегодняшнего дня. И в этом еще одна, значительно менее радостная причина пристального внимания к новому стандарту и большого числа разговоров о нем. Принятие его окончательной спецификации IEEE 802.11n откладывается уже несколько лет и в настоящий момент запланировано на вторую половину 2008 г., но нет никаких гарантий того, что утверждение документа не будет в очередной раз отложено. В то же время многие производители попытались в числе первых представить на рынок устройства на основе предварительных версий стандарта, что в какой-то момент привело к появлению сырых и плохо совместимых между собой устройств, которые, кроме того, зачастую проигрывали в скорости по сравнению с нестандартизованными решениями других производителей (см. «Draft-N:не спешите со скоростью», «Мир ПК», ). С тех пор была утверждена предварительная версия стандарта 802.11n Draft 2.0, за сертификацию, не дожидаясь официального утверждения IEEE 802.11n, взялась организация Wi-Fi Alliance, а у разработчиков было достаточно времени для того, чтобы устранить недочеты, характерные для первых моделей устройств. Список устройств, прошедших сертификацию, доступен на сайте www.wifialliance.org , и именно на этот список мы ориентировались, планируя тестирование первых устройств стандарта 802.11n Draft 2.0.
Практика. Как обычно, из восьми сертифицированных устройств, производители которых представлены в России, реально оказались доступными только три комплекта оборудования, состоящих из точки доступа и соответствующего адаптера, - DIR-655 и DWA-645 от D-Link, WNR854T и WN511T от Netgear, а также BR-6504n и EW-7718Un компании Edimax. Очень кстати каждый из рассматриваемых маршрутизаторов оказался оснащен четырьмя портами Gigabit Ethernet, и проводное соединение, таким образом, заведомо никак не ограничивало измеряемую нами скорость соединения (подробности измерений см. во врезке «Как мы тестировали»). Вряд ли стоит подробно останавливаться на внешнем виде и комплектации каждого из устройств (вся подобная информация представлена на соответствующих веб-сайтах производителей). Разумеется, внешний облик - далеко не главное качество маршрутизатора, но и не такое уж незначительное, ведь для наилучшего распространения сигнала логично располагать это устрой-ство на высоком и видном месте. Наибольшее внимание здесь наверняка привлечет модель Netgear - у нее отсутствуют внешние антенны. Из наблюдений во время настройки маршрутизаторов стоит, пожалуй, упомянуть довольно полезную функцию автоматического выбора наиболее свободного частотного канала, реализованную в D-Link DIR-655. Заметим, что перед установкой может иметь смысл загрузить с сайта производителя последнюю версию драйверов - так, например, первоначально адаптер Netgear принципиально не хотел устанавливать соединения по стандарту 802.11n с маршрутизаторами других производителей, но обновление драйверов полностью решило эту проблему. Упомянем и о том, что указанные маршрутизаторы могут занимать один или два канала. При этом устройство D-Link по умолчанию настроено на работу с каналом шириной 20 МГц, а модели Netgear и Edimax - со сдвоенным. Для измерения максимальной производительности мы, разумеется, использовали режим с полосой 40 МГц, но в таком случае возможно ухудшение работы других беспроводных сетей, находящихся в непосредственной близости. Кстати, прежде чем обсуждать производительность, напомним, что до появления сетей Wi-Fi диапазон 2,4 ГГц относился к так называемым мусорным диапазонам (garbage bands) из-за большого числа помех самого разного характера, а с тех пор ситуация если и изменилась, то не в лучшую сторону. И до определенной степени именно этим можно объяснить существенные различия в скорости передачи данных от одного измерения к другому. Разумеется, чтобы уменьшить случайную ошибку измерений, мы сделали их довольно много и провели соответствующую статистическую обработку результатов. Но в любом случае можем с уверенностью утверждать, что встречающиеся время от времени рассуждения о том, что одно устройство лучше другого, потому что скорость копирования файлов у него оказалась на несколько мегабит в секунду выше, просто лишены всякого смысла без многократных измерений и необходимой обработки результатов.
Средние скорости передачи данных по протоколу TCP/IP представлены на диаграмме 1, изучив которую можно сделать следующий вывод: в среднем скорость соединения по 802.11n составляет порядка 50 Мбит/c, что примерно в 2,5 раза больше, чем скорость соединения по 802.11g. Кроме того, хотя, как и следовало ожидать, использование точки доступа и адаптера одного и того же производителя приводит к наилучшим скоростным показателям, устройства всех трех производителей демонстрируют довольно неплохую совместимость друг с другом.
Во второй серии испытаний мы измеряли скорость работы беспроводной сети вблизи сильнодействующего источника помех, в качестве которого использовалась работающая СВЧ-печь. Полученные результаты говорят сами за себя: если для стандартного 802.11g-соединения скорость падает на порядок и составляет около 2 Мбит/c, то устройства, соответствующие 802.11n, демонстрируют устойчивую работу со средней скоростью более 10 Мбит/c, т. е., как минимум в 5 раз быстрее.
Соответственно, основываясь на серии проведенных измерений, приходим к заключению: устройства 802.11n обеспечивают реальную скорость соединения по протоколу TCP/IP около 50 Мбит/c, демонстрируют существенно лучшую работу беспроводной сети в случае сильнодействующих помех, а кроме того, устройства разных производителей (во всяком случае, как минимум трех - D-Link, Netgear и Edimax) уже довольно хорошо взаимодействуют друг с другом.
Как мы тестировали
К исследуемой точке доступа по проводному Ethernet подключался компьютер на базе процессора Intel Extreme Edition 955 c 1-Гбайт ОЗУ и жестким диском WD4000КВ, работающий под управлением Windows XP SP2. С помощью беспроводного соединения к точке доступа подключался ноутбук Acer TravelMate 3300, работающий под управлением Windows XP SP2, оснащенный процессором Intel Pentium M 1,7 ГГц, ОЗУ объемом 512 Мбайт и жестким диском Hitachi TravelStar 4K120. Скорость соединения измерялась с помощью пакетa Netperf (www.netperf.org). Для оценки производительности беспроводной сети измерялась скорость передачи нисходящего потока данных (downlink) TCP/IP от стационарного компьютера к ноутбуку. Скорость нисходящего соединения при подключении компьютеров по сети Ethernet 1 Гбит/c составила порядка 350 Мбит/c. При настройке точки доступа выбирался частотный канал, наиболее удаленный от других источников сигнала и соответственно обеспечивающий максимальную пропускную способность. Для исключения возможного влияния расположения точки доступа и других случайных факторов каждое измерение проводилось 20 раз.
Стандарты передачи данных
Ethernet
Ethernet — стандарт для построения ЛВС со скоростью передачи данных 10, 100 или 1000 Мбит/.
На сегодняшний день Ethernet является самым распространенным стандартом локальных сетей. В зависимости от типа физической среды передачи данных стандарт Ethernet имеет множество различных модификаций. Первые версии использовали шинную топологию и работали по коаксиальному кабелю (50 Ом) — 10Base5 (до 500 м) и 10Base-2 (до 185 м). Все последующие версии сети Ethernet имеют топологию звезды и работают по витым парам (100 Ом) или оптическим волокнам. Версии 10Base-T (10 Мбит/с) и 100Base-T4 используют кабели категории 3 (2 и 4 пары, соответственно), версия 100BASE-TX (100Мбит/с) использует две пары категории 5. В настоящее время все большую применимость находит сеть 1000Base-T (1 Гбит/с), которая использует четыре пары улучшенной категории 5, категории 6 и выше.
ATM — универсальная транспортная сеть для передачи голоса, данных и видео. Имеет скорости передачи 25, 155, 622 и 2400 Мбит/c.
Первые две разновидности могут работать по двум витым парам категории 5, аппаратура на 155, 622 и 2400Мбит/c использует в качестве среды передачи оптический кабель.
Стандарт FDDI
FDDI - оптоволоконный интерфейс разделяемых данных. В нем так же, как и в Token Ring, используется схема передачи маркера. Отметим, что в FDDI маркер посылается сразу же за передачей пакета в сеть, тогда как в Token Ring маркер генерируется только после возвращения к рабочей станции посланного ей сообщения. Кроме того, FDDI использует два независимых кольца с противоположной ориентацией для передачи данных (одно из них является резервным). По сравнению с Token Ring время обладания маркера ограничено. В качестве физической среды в FDDI может использоваться только оптоволоконный кабель. Максимальная скорость передачи данных по сети FDDI равна 100 Мбит/с. Оборудование для сетей FDDI в основном производят фирмы DEC, Cisco, 3COM.
Стандарт Token Ring
В ЛВС с передачей маркера сообщения передаются последовательно от одного узла к другому вне зависимости от того, какую топологию имеет сеть - кольцевую или звездообразную. Каждый узел сети получает пакет от соседнего узла. Если данный узел не является адресатом, то он передает тот же самый пакет следующему узлу. Передаваемый пакет может содержать либо данные, направляемые от одного узла другому, либо маркер. Маркер - это короткое сообщение, являющееся признаком незанятости сети. В том случае, когда рабочей станции необходимо передать сообщение, ее сетевой адаптер дожидается поступления маркера, а затем формирует пакет, содержащий данные, и передает этот пакет в сеть. Пакет распространяется по ЛВС от одного сетевого адаптера к другому до тех пор, пока не дойдет до компьютера-адресата, который произведет в нем стандартные изменения. Эти изменения являются подтверждением того, что данные достигли адресата. После этого пакет продолжает движение дальше по ЛВС, пока не возвратится в тот узел, который его сформировал. Узел-источник убеждается в правильности передачи пакета и возвращает в сеть маркер. Важно отметить, что в ЛВС с передачей маркера функционирование сети организовано так, что коллизий возникнуть не может. Скорость передачи данных сетей Token Ring достигает 16 Мбит/с. Оборудование для сетей Token Ring производят многие фирмы, в том числе IBM, 3COM.
Организации занимающиеся стандартизацией в сетях передачи данных
Международная организация по стандартизации - основана в 1946 г. для разработки международных стандартов в различных областях техники, производственной и других видах деятельности.
Модель OSI (Open Systems Interconnection) - взаимодействие открытых систем - семиуровневая модель протоколов передачи данных, разработанная Международной организацией по стандартизации (см. – “ISO ”) и CCITT (Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy) для сопряжения различных видов вычислительного и коммуникационного оборудования различных производителей.]
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) - Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ИИЭР) - организация, созданная в США в 1963 г. Является разработчиком ряда стандартов для локальных вычислительных систем, в том числе - по кабельной системе, физической топологии и методам доступа к среде передачи данных. Наибольшую известность получила серия стандартов 802 (см. далее), ответственность за которые несут Комитет I EEE 802 и (непосредственно) его рабочие группы - подкомитеты.
ITU (International Telecommunications Union) - Международный союз электросвязи (структурное подразделение ООН), ранее - Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии - МККТТ .
ITU-T - Комитет по стандартизации телекоммуникаций в составе ITU (см. ранее), его рабочий орган - Сектор стандартизации телекоммуникаций - TSS, ITU-TSS (Telecommunications Standardization Sector). В задачи ITU-T входит установление стандартов в области электросвязи. Членами комитета являются министерства связи стран - членов ООН, частные компании, научные организации и торговые объединения.
Каналы передачи данных
Преимуществами данного подхода является сокращение количества специалистов пользователя на местах, единое управление сетью, оптимальность сервисной поддержки сети в ходе её эксплуатации и развития и прочие.
Корпоративным пользователям компания предоставляет услуги по организации виртуальных частных сетей второго уровня (VPN Layer 2). При необходимости возможна организация каналов точка-точка или точка-многоточка. В качестве протоколов канального уровня используются протоколы Frame-Relay или Ethernet 802.1q.
При такой организации каналов пользователи имеют возможность самостоятельно организовывать свою корпоративную IP-сеть (VPN Layer 3) путем наложения ее на предоставленные каналы второго уровня.
Для организации каналов передачи данных компания рекомендует использование оборудования производителя Cisco Systems (при подключении по протоколу Frame-Relay оборудование должно быть оснащено интерфейсами V.35 или G.703/G.704; при подключении по протоколу 802.1q — интерфейсами 10/100/1000 Base-TX/FX). Компания готова оказать содействие по выбору и приобретению данного оборудования, с последующей его первичной настройкой.
В качестве физических линий связи на "последней миле" могут быть использованы оптические линии, медные линии с использованием xDSL-протоколов, каналы первичных сетей PDH/SDH.
Организация передачи данных
В ЭВМ используются два основных способа организации передачи данных между памятью и периферийными устройствами: программно-управляемая передача и прямой доступ к памяти (ПДП).
Программно-управляемая передача данных осуществляется при непосредственном участии и под управлением процессора. Например, при пересылке блока данных из периферийного устройства в оперативную память процессор должен выполнить следующую последовательность шагов:
сформировать начальный адрес области обмена ОП;
занести длину передаваемого массива данных в один из внутренних регистров, который будет играть роль счетчика;
выдать команду чтения информации из УВВ; при этом на шину адреса из МП выдается адрес УВВ, на шину управления — сигнал чтения данных из УВВ, а считанные данные заносятся во внутренний регистр МП;
выдать команду записи информации в ОП; при этом на шину адреса из МП выдается адрес ячейки оперативной памяти, на шину управления — сигнал записи данных в ОП, а на шину данных выставляются данные из регистра МП, в который они были помещены при чтении из УВВ;
модифицировать регистр, содержащий адрес оперативной памяти;
уменьшить счетчик длины массива на длину переданных данных;
если переданы не все данные, то повторить шаги 3-6, в противном случае закончить обмен.
Как видно, программно-управляемый обмен ведет к нерациональному использованию мощности микропроцессора, который вынужден выполнять большое количество относительно простых операций, приостанавливая работу над основной программой. При этом действия, связанные с обращением к оперативной памяти и к периферийному устройству, обычно требуют удлиненного цикла работы микропроцессора из-за их более медленной по сравнению с микропроцессором работы, что приводит к еще более существенным потерям производительности ЭВМ.
Альтернативой программно-управляемому обмену служит прямой доступ к памяти — способ быстродействующего подключения внешнего устройства, при котором оно обращается к оперативной памяти, не прерывая работы процессора. Такой обмен происходит под управлением отдельного устройства — контроллера прямого доступа к памяти (КПДП).
Перед началом работы контроллер ПДП необходимо инициализировать: занести начальный адрес области ОП, с которой производится обмен, и длину передаваемого массива данных. В дальнейшем по сигналу запроса прямого доступа контроллер фактически выполняет все те действия, которые обеспечивал микропроцессор при программно-управляемой передаче.
Последовательность действий КПДП при запросе на прямой доступ к памяти со стороны устройства ввода-вывода следующая:
Принять запрос на ПДП (сигнал DRQ) от УВВ.
Сформировать запрос к МП на захват шин (сигнал HRQ).
Принять сигнал от МП (HLDA), подтверждающий факт перевода микропроцессором своих шин в третье состояние.
Сформировать сигнал, сообщающий устройству ввода-вывода о начале выполнения циклов прямого доступа к памяти (DACK).
Сформировать на шине адреса компьютера адрес ячейки памяти, предназначенной для обмена.
Выработать сигналы, обеспечивающие управление обменом (IOR, MW для передачи данных из УВВ в оперативную память и IOW, MR для передачи данных из оперативной памяти в УВВ).
Уменьшить значение в счетчике данных на длину переданных данных.
Проверить условие окончания сеанса прямого доступа (обнуление счетчика данных или снятие сигнала запроса на ПДП). Если условие окончания не выполнено, то изменить адрес в регистре текущего адреса на длину переданных данных и повторить шаги 5-8.
^ Прямой доступ к памяти позволяет осуществлять параллельно во времени выполнение процессором программы и обмен данными между периферийным устройством и оперативной памятью.
Обычно программно-управляемый обмен используется в ЭВМ для операций ввода-вывода отдельных байт (слов), которые выполняются быстрее, чем при ПДП, так как исключаются потери времени на инициализацию контроллера ПДП, а в качестве основного способа осуществления операций ввода-вывода используют ПДП. Например, в стандартной конфигурации персональной ЭВМ обмен между накопителями на магнитных дисках и оперативной памятью происходит в режиме прямого доступа.
Протоколы теледоступа.
Специфика телекоммуникаций проявляется прежде всего в прикладных протоколах. Среди них наиболее известны протоколы, связанные с Internet, и протоколы ISO-IP (ISO 8473), относящиеся к семиуровневой модели открытых систем. К прикладным протоколам Internet относятся следующие:
Telnet — протокол эмуляции терминала, или, другими словами, протокол реализации дистанционного управления используется для подключения клиента к серверу при их размещении на разных компьютерах, пользователь через свой терминал имеет доступ к компьютеру-серверу;
FTP — протокол файлового обмена (реализуется режим удаленного узла), клиент может запрашивать и получать файлы с сервера, адрес которого указан в запросе;
HTTP (Hypertext Transmission Protocol) — протокол для связи WWW-серверов и WWW-клиентов;
NFS — сетевая файловая система, обеспечивающая доступ к файлам всех UNIX-машин локальной сети, т.е. файловые системы узлов выглядят для пользователя, как единая файловая система;
SMTP, IMAP, POP3 — протоколы электронной почты.
Указанные протоколы реализуются с помощью соответствующего программного обеспечения. Для Telnet, FTP, SMTP на серверной стороне выделены фиксированные номера протокольных портов.
В семиуровневой модели ISO используются аналогичные протоколы. Так, протокол VT соответствует протоколу Telnet, FTAM — FTP, MOTIS — SMTP, CMIP — SNMP, протокол RDA (Remote Database Access) предназначен для доступа к удаленным базам данных.
14.15.16.17.18. Табулирование функции - это вычисление значений функции при изменении аргумента от некоторого начального значения до некоторого конечного значения с определённым шагом. Именно так составляются таблицы значений функций, отсюда и название - табулирование. Необходимость в табулировании возникает при решении достаточно широкого круга задач. Например, при численном решении нелинейных уравнений f(x) = 0, путём табулирования можно отделить (локализовать) корни уравнения, т.е. найти такие отрезки, на концах которых, функция имеет разные знаки. С помощью табулирования можно (хотя и очень грубо) найти минимум или максимум функции. Иногда случается так, что функция не имеет аналитического представления, а её значения получаются в результате вычислений, что часто бывает при компьютерном моделировании различных процессов. Если такая функция будет использоваться в последующих расчётах (например, она должна быть проинтегрирована или продифференцирована и т.п.), то часто поступают следующим образом: вычисляют значения функции в нужном интервале изменения аргумента, т.е. составляют таблицу (табулируют), а затем по этой таблице строят каким-либо образом другую функцию, заданную аналитическим выражением (формулой). Необходимость в табулировании возникает также при построении графиков функции на экране компьютера.
Экстре́мум (лат. extremum - крайний) в математике - максимальное или минимальное значение функции на заданном множестве. Точка, в которой достигается экстремум, называется точкой экстремума. Соответственно, если достигается минимум - точка экстремума называется точкой минимума, а если максимум - точкой максимума. В математическом анализе выделяют также понятие локальный экстремум (соответственно минимум или максимум).
Беспроводная передача данных
Липатников Александр
Беспроводная передача данных
В данной статье рассмотрены различные виды технологий беспроводной передачи данных.
Информационные сети создают реальную возможность быстрого и удобного доступа пользователя ко всей информации, накопленной человечеством за всю свою историю. Электронная почта и телеконференции, поиск информации во Всемирной паутине и в файловых архивах, интерактивное общение,онлайн игры, прослушивание музыки, покупки в Интернет-магазинах стали повседневной практикой многих пользователей компьютеров в развитых странах.
В настоящее время беспроводные технологии стали более надежными и в некоторых ситуациях их развертывание обходится дешевле, чем создание кабельных сетей. Существует множество беспроводных технологий, наиболее часто известных пользователям по их маркетинговым названиям, таким как Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth. Каждая технология обладает определёнными характеристиками, которые определяют её область применения. Беспроводные технологии служат для передачи информации на расстояние между двумя и более точками, не требуя связи их проводами. Для передачи информации может использоваться инфракрасное излучение, радиоволны, оптическое или лазерное излучение.
Исследуя тему, я пришел к выводу, что беспроводные сети — отличный способ передачи информации между разными устройствами, который не требует непосредственного соединения этих устройств проводами, и обеспечивает постоянный доступ в интернет в максимально возможном радиусе перемещения.
Возможность создать локальную сеть без использования кабелей выглядит очень заманчивой и преимущества такого подхода очевидны. Возьмем, к примеру, стандартную квартиру. При создании локальной сети первый вопрос, который возникает перед владельцем компьютера, – как же прятать все кабели, чтобы они не путались под ногами?
Для этого приходится или закупать специальные короба, которые крепятся на потолке или стенах, или использовать другие методы, включая самые очевидные, например, спрятать кабели под ковер.
Однако мало кому захочется тратить время, деньги и усилия на прокладку кабеля так, чтобы он не бросался в глаза. Кроме того, всегда существует риск перегнуть определенный сегмент кабеля, в результате чего сеть для отдельного компьютера или всех компьютеров окажется неработоспособной.
Решением этой проблемы являются беспроводные сети (WLAN). Основная технология, применяемая для создания беспроводных сетей на основе радиоволн, – технология Wi-Fi. Эта технология стремительно завоевывает популярность, и уже многие домашние локальные сети созданы на ее основе. В настоящее время существует три основных стандарта Wi-Fi, каждый из которых обладает определенными характеристиками, – стандарты 802.11b, 802.11a и 802.11g. Речь идет о наиболее популярных стандартах, поскольку в реальности их намного больше, причем некоторые из них все еще проходят процесс стандартизации. Например, оборудование стандарта 802.11n уже вовсю продается, однако стандарт все еще развивается.
Структура обычной беспроводной сети практически не отличается от структуры проводной сети. Все компьютеры в сети оснащаются беспроводным адаптером, который имеет антенну и подключается в разъем PCI компьютера (внутренний адаптер) или разъем USB (внешний адаптер). Для ноутбуков можно использовать как внешние адаптеры USB, так и адаптеры для разъема PCMCIA, кроме того, многие ноутбуки изначально оснащены адаптером Wi-Fi. Взаимодействие компьютеров и портативных систем, оснащенных адаптерами Wi-Fi, обеспечивается точкой доступа, которую можно считать аналогом коммутатора в проводной сети.
В настоящее время существует три основных стандарта беспроводных сетей:
Рассмотрим эти стандарты подробнее.
Стандарт 802.11 b был первым сертифицированным стандартом Wi-Fi. Все устройства, совместимые с 801.11b, должны иметь соответствующую наклейку с надписью Wi-Fi. Основные характеристики 801.11b выглядят следующим образом:
Основное преимущество 801.11b – всеобщая доступность и низкая цена. Есть и существенные недостатки, такие как низкая скорость передачи данных (практически в 9 раз меньше, чем скорость в сети 100BASE-TX) и использование радиочастоты, совпадающей с частотой радиоизлучения некоторых бытовых устройств.
Стандарт 802.11 a был разработан для решения проблемы низкой пропускной способности сетей 801.11b. Характеристики 801.11a представлены ниже:
Преимущества очевидны – скорость передачи данных до 54 Мбит/с и рабочая частота, не используемая в бытовой технике, однако достигается это за счет более низкого радиуса действия и отсутствия совместимости с популярным стандартом 802.11b.
Третий стандарт, 802.11 g , постепенно обрел большую популярность за счет скорости передачи данных и совместимости с 802.11b. Характеристики этого стандарта следующие:
Устройства стандарта 802.11g можно рекомендовать для создания беспроводной домашней сети. Скорости передачи данных 54 Мбит/с и радиуса действия до 50 м от точки доступа будет достаточно для любой квартиры, однако для более крупного помещения использование беспроводной связи данного стандарта может оказаться неприемлемым.
Скажем и о стандарте 802.11n, который совсем скоро вытеснит три других стандарта.
Конечно, 802.11n – самый классный и перспективный стандарт. Радиус действия больше и скорость передачи многократно выше, чем у трех других стандартов. Однако не спешите бежать в магазин. У 802.11n есть несколько недостатков, о которых нужно знать.
ASUS WL-500w один из лучших маршрутизаторов стандарта 802.11n .
Самое главное – чтобы насладиться всеми преимуществами 802.11n, необходимо, чтобы все устройства в беспроводной сети поддерживали этот стандарт.
Если одно из устройств работает в стандарте, скажем, 802.11g, то маршрутизатор 802.11n будет переведен в режим совместимости, и его преимущества по скорости и дальности попросту исчезнут. Так что хотите сеть 802.11n – нужно, чтобы все устройства, которые будут в беспроводной сети, поддерживали этот стандарт.
Более того, желательно, чтобы устройства 802.11n были от одной компании. Поскольку стандарт еще разрабатывается, разные компании по своему реализуют его возможности, и нередко бывают казусы, когда беспроводное устройство от Asus стандарта 802.11n не хочет нормально работать с Linksys и т.д.
Так что прежде чем внедрять 802.11n у себя дома, подумайте, учли ли вы эти факторы. Ну и почитайте, конечно, что пишут люди на форумах, где активно обсуждают эту тему.
Если в квартире несколько комнат со стенами из железобетона, скорость передачи на расстоянии уже 20-30 м будет ниже максимальной. Скорость передачи данных от точки доступа к устройству будет уменьшаться пропорционально расстоянию до этого устройства, поскольку для удержания устойчивого сигнала скорость будет понижаться автоматически.
Желательно не размещать точку доступа рядом с бытовыми или офисными устройствами, такими как микроволновые печи, радиотелефоны, факсы, принтеры и т.д .
Приняв решение внедрить беспроводную сеть, следует выбрать соответствующее оборудование, к которому относится, как уже было сказано ранее, два ключевых компонента – точка доступа и адаптеры беспроводной связи. Об этом рассказывается в статье “ Wi-Fi для начинающих: оборудование“.
04.06. Раздел Беспроводная сеть
Происхождение ставшей уже привычной аббревиатуры Wi-Fi в некоторых источниках изначально велось от английской фразы Wireless Fidelity, которую можно перевести — «высокая точность беспроводной передачи данных». В ней заключается некая игра слов для привлечения потребителей созвучностью с другим известным сокращением Hi-Fi (High Fidelity — высокая точность). На сегодняшний день от такой формулировки отказались и термин «Wi-Fi» не имеет официальной расшифровки. Сокращение Wi-Fi используется для обозначения торговой марки Wi-Fi Alliance и обозначает технологию беспроводных сетей, построенных с использованием стандарта IEEE 802.11 . Под этим обозначением развивается целый набор стандартов передачи цифровых данных по каналам радиосвязи. Для соответствия стандарту IEEE 802.11 оборудование должно быть протестировано в Wi-Fi Alliance с последующим получением соответствующего сертификата и права использования логотипа Wi-Fi.
Принцип действия Wi-Fi
Принцип работы беспроводной сети построен на использовании радиоволн, а сам обмен данными во многом напоминает переговоры с использованием радиосвязи:
Применяемые в сетях Wi-Fi приемники и передатчики напоминают устройства, используемые в сотовых телефонах и дуплексных портативных радиостанциях. Они передают и принимают радиоволны, а также преобразовывают цифровой сигнал в радиоволны и наоборот. Отличие устройств Wi-Fi от аналогичных устройств состоит в том, что они используют частоты 2,4 ГГц или 5 ГГц, которые существенно выше, что позволяет передавать больше данных.
В сетях Wi-Fi используются несколько модификаций стандарта 802.11:
Другие стандарты семейства 802.11 разработаны для специализированных сфер применения беспроводных сетей. В частности, для использования в региональных сетях WAN (wide area network), а также внутренних сетях транспортных средств или технологиях, обеспечивающих переключение из одной беспроводной сети в другую.
Приемопередатчики сетей Wi-Fi рассчитаны на работу в одном из трех частотных диапазонов, причем возможно быстрое переключение из одного диапазона в другой. За счет применения такого способа удается снизить воздействие помех и одновременно использовать беспроводную связь несколькими устройствами. Так как все такие устройства оборудованы адаптерами беспроводной связи, для связи с сетью Интернет нескольких устройств может использоваться один маршрутизатор. Такая организация связи очень удобна, практически невидима и достаточно надежна, однако при выходе из строя маршрутизатора или при одновременной попытке большого количества пользователей сети воспользоваться широкополосной связью возможно возникновение взаимных помех или даже неожиданный разрыв связи.
Традиционная схема сети с технологией Wi-Fi содержит как минимум одну точку доступа и одного клиента. Возможна коммутация двух абонентов в режиме точка-точка (Ad-hoc). При этом точка доступа отсутствует, а клиенты соединяются напрямую через сетевые адаптеры. Для передачи своего идентификационного номера в сети SSID каждые 100 мс точка доступа посылает специальные сигнальные пакеты на скорости передачи данных 0,1 Мбит/сек, которая является минимальной для сетей Wi-Fi. Узнав SSID, клиент определяет возможность подключения к данной точке доступа. Если приёмник оказывается в зоне действия 2-х точек доступа с одинаковым SSID, он вправе выбрать одну из них по уровню сигнала. Технология Wi-Fi предоставляет клиенту свободу при определении критериев для соединения.
Преимущества Wi-Fi
Технология беспроводной передачи данных обладает определенными достоинствами:
Недостатки Wi-Fi
Среди недостатков технологии следует отметить:
Так, в некоторых европейских странах разрешено использование двух дополнительных каналов, в то время, как в США они запрещены.
В Японии используется еще один канал в верхнем сегменте диапазона. В некоторых странах (например, России, Белоруссии, Италии) обязательной является регистрация всех наружных сетей Wi-Fi или регистрация Wi-Fi-оператора.
Вопрос:
Где обещанная скорость 300 Мбит/с (или 150 Мбит/с) при подключении беспроводных устройств на стандарте 802.11n к роутеру?
Ответ:
300 Мбит/с - максимальная скорость работы на физическом уровне по стандарту IEEE 802.11n при соединении с адаптерами, использующими два пространственных потока и канал 40 МГц для приема и передачи. Действительная скорость передачи данных в беспроводной сети зависит от особенностей и настроек клиентского оборудования, числа клиентов в сети, препятствий на пути прохождения сигнала, а также наличия других беспроводных сетей и радиопомех в том же диапазоне.
150 Мбит/с - максимальная скорость работы на физическом уровне по стандарту IEEE 802.11n при соединении с адаптерами, использующими один пространственный поток и канал 40 МГц для приема и передачи.
Начнем с того, что многие пользователи неверно ориентируются на скорость подключения в мегабитах в секунду (Мбит/с), которое отображается в строке Скорость (Speed) на закладке Общие (General) в окне Состояние (Status) беспроводного соединения в операционной системе Windows.
Пользователи ошибочно думают, что это значение показывает реальную пропускную способность конкретного сетевого соединения. Данная цифра отображается драйвером беспроводного адаптера и показывает, какая скорость подключения на физическом уровне используется в настоящее время в рамках выбранного стандарта, то есть операционная система сообщает лишь о текущей (мгновенной) физической скорости подключения 300 Мбит/c (её называют ещё канальной скоростью), но реальная пропускная способность соединения при передаче данных может быть значительно ниже, в зависимости от настроек точки доступа с поддержкой 802.11n, числа одновременно подключенных к ней клиентских беспроводных адаптеров и других факторов.
Разница между скоростью подключения, которая отображается в Windows, и реальными показателями объясняется прежде всего большим объемом служебных данных, потерями сетевых пакетов в беспроводной среде и затратами на повторную передачу.
Чтобы получить более или менее достоверное значение реальной скорости передачи данных в беспроводной сети, можно использовать один из указанных ниже способов:
Запустите в Windows копирование большого файла и затем посчитайте скорость, с которой был передан этот файл, используя размер файла и время передачи (Windows 7 при длительном копировании в дополнительных сведениях окна рассчитывает достаточно достоверную скорость).
Обращаем ваше внимание на следующее:
В технических спецификациях устройств указывается скорость соединения в Мегабитах в секунду (Мбит/с), а в пользовательских программах (интернет-браузеры, менеджеры загрузки, p2p-клиенты) скорость передачи данных при скачивании файлов (скорость закачки) отображается в Килобайтах или Мегабайтах в секунду (КБ/с, Кбайт/с или МБ/с, Мбайт/с). Эти величины часто путают.
Для перевода Мегабайтов в Мегабиты, необходимо умножить значение в Мегабайтах на 8. Например, если интернет-браузер показывает скорость при скачивании файлов 4 Мбайт/с, то для перевода в Мегабиты нужно умножить это значение на 8: 4 Мбайт/с * 8 = 32 Мбит/с.
Для перевода из Мегабит в Мегабайты необходимо разделить значение в Мегабитах на 8.
Но вернемся к скорости подключения по Wi-Fi.
В реальных условиях пропускная способность и площадь покрытия беспроводной сети зависят от помех, создаваемых другими устройствами, наличия препятствий и прочих факторов. Рекомендуем вам ознакомиться со статьей «Что влияет на работу беспроводных сетей Wi-Fi? Что может являться источником помех и каковы их возможные причины?»
Как мы писали выше, в операционной системе Windows, а также в утилитах, поставляемых вместе с беспроводным адаптером, при подключении отображается не реальная скорость передачи данных, а теоретическая скорость. Реальная скорость передачи данных оказывается примерно в 2-3 раза ниже, чем та, которая указана в спецификациях к устройству.
Дело в том, что в каждый момент времени точка доступа (роутер с активной точкой доступа) работает только с одним клиентским Wi-Fi-адаптером из всей Wi-Fi-сети. Передача данных происходит в полудуплексном режиме, т.е. по очереди - от точки доступа к клиентскому адаптеру, затем наоборот и так далее. Одновременный, параллельный процесс передачи данных (дуплекс) в технологии Wi-Fi невозможен.
Если в Wi-Fi-сети два клиента, то точке доступа нужно будет коммутировать в два раза чаще, чем если бы клиент был один, т.к. в технологии Wi-Fi используется полудуплексная передача данных. Соответственно, реальная скорость передачи данных между двумя адаптерами будет в два раза ниже, чем максимальная реальная скорость для одного клиента (речь идет о передаче данных от одного компьютера другому через точку доступа по Wi-Fi-соединению).
В зависимости от удаленности клиента Wi-Fi-сети от точки доступа или от наличия различных помех и препятствий будет изменяться теоретическая и, как следствие, реальная скорость передачи данных.
Совместно с беспроводными адаптерами точка доступа изменяет параметры сигнала в зависимости от условий в радиоэфире (расстояние, наличие препятствий и помех, зашумленности радиоэфира и прочих факторов).
Приведем пример. Скорость передачи между двумя ноутбуками, соединенными напрямую по Wi-Fi составляет ~10 Мбайт/с (один из адаптеров работает в режиме точки доступа, а другой в режиме клиента), а скорость передачи данных между теми же ноутбуками, но подключенными через роутер, составляет ~4 Мбайт/с. Так и должно быть. Скорость между двумя устройствами, подключенными через точку доступа по Wi-Fi, всегда будет как минимум в 2 раза меньше, чем скорость между теми же устройствами, подключенными друг к другу напрямую, т.к. полоса частот одна и адаптеры смогут общаться с точкой доступа только поочередно.
Рассмотрим другой пример, когда беспроводная Wi-Fi-сеть создана в роутере с поддержкой стандарта IEEE 802.11n с возможной теоретической максимальной скоростью до 150 Мбит/с. К роутеру подключен ноутбук с Wi-Fi-адаптером стандарта IEEE 802.11n (300 Мбит/с) и стационарный компьютер с Wi-Fi-адаптером стандарта IEEE 802.11g (54 Мбит/с).
В данном примере вся сеть имеет максимальную теоретическую скорость 150 Мбит/с, т.к. она построена на роутере с точкой доступа стандарта IEEE 802.11n 150 Мбит/с. Максимальная реальная скорость Wi-Fi не превысит 50 Мбит/с. Так как все стандарты Wi-Fi, работающие на одном частотном диапазоне, обратно совместимы друг с другом, то к такой сети можно подключиться при помощи Wi-Fi-адаптера стандарта IEEE 802.11g, 54 Мбит/с. При этом максимальная реальная скорость не превысит 20 Мбит/с.
Что делать если Вас не устраивает низкая скорость Интернета через Wi-Fi сеть роутера? Как её увеличить и ускорить роутер?
Для начала подключите свой ноутбук к нему через кабель и проверьте скорость. Возможно что Ваш маршрутизатор ни в чем не виноват и причина тормозов находится на стороне провайдера.
А вот если через кабель все отлично, а по Вай-Фай тормозит — тогда стоит попробовать его немного «подкрутить» по параметрам и тем самым ускорить беспроводную сеть.
Первое, на что надо обратить внимание — это использование только высокоскоростных стандартов Wi-Fi. Для обычного диапазона 2.4 ГГц это 802.11N , а для 5 ГГц — 802.11AC .
Настраивается это обычно в базовых параметрах модуля Вай-Фай на роутере, пункт называется Беспроводной режим . Единственная оговорка — думаю, Вы должны понимать, что Ваше беспроводной адаптер на компьютере, ноутбуке или телефоне тоже должен поддерживать выставленный быстрый стандарт.
Второй параметр, позволяющий увеличить скорость WiFi на роутере — это ширина радио-канала. Чтобы Интернет работал быстрее, выставьте значение 40 МГц для диапазона 2.4 ГГц:
Для диапазона 5 ГГц нужно использовать либо 40 МГц (для 802.11N), либо 80 МГц (для 802.11AC).
Обычно после этого прирост скорости становится ощутимым.
Замечание: Ставить максимальное значение ширины канала роутера можно только если у Вас отличное качество сигнала. Иначе можно получить обратный эффект — нестабильное соединение и падение пропускной способности канала.
В обычном диапазоне 2.4 ГГц значительное влияние может оказывать номер используемого радиоканала. Непересекающимися каналы в диапазоне 2,4 ГГц — это 1, 6 и 11, а значит скорость Вай-Фай сети роутера при их использовании будет выше.
На частотах в 5,0 ГГц доступно 24 непересекающихся канала, поэтому данный диапазон более предпочтителен. Это особенности работы радио-передатчиков и ничего здесь не поделать.
В беспроводных сетях есть своя технология обеспечения качества сервиса или, как она более правильно называется — приоритизации трафика. Называется она Wireless Multimedia или сокращенно WMM .
Её использование является обязательным если Вы хотите выжать по максимуму скорость Вай-Фай на роутере при использовании стандарта 802.11N. Включается эта опция в расширенных или дополнительных параметрах радиомодуля.
Мощность передатчика маршрутизатора или точки доступа так же способны оказывать значительное влияние на скорость Интернета по Wi-Fi. Опять же технология беспроводной связи такова, что наибольшая скорость достигается при наибольшей плотности. А чем выше мощность передатчика роутера, тем плотность ниже, а значит падает и скорость. Именно из-за этого пользователям не советуют приближаться к точке доступа ближе чем на 1,5 метра. В противном случае качество работы сети наоборот падает и передача данных начинает тормозить.
Поэтому, если Вы недовольны скоростью своего роутера — попробуйте снизить мощность передатчика до 75%, а то и до 50%.
Использование устаревших стандартов шифрования беспроводной сети в современных условиях не только является брешью в безопасности, но ещё и причиной появления проблемы со скоростью Вай-Фая.
Дело в том, что стандарты WEP и WPA безнадежно устарели. Кроме того, что они взламываются за несколько минут простыми школьниками, так они ещё имеют и ограничения по передаче данных. Так, используя простой WPA, разогнаться выше 54 мегабит в секунду Вам не удастся даже на мощном современном оборудовании. Именно поэтому обязательно используйте только WPA2 с шифрованием AES тогда у Вас не будет тормозить Wi-Fi.
Ну и ещё один фактор, позволяющий в некоторых случаях в несколько раз ускорить Интернет по Wi-Fi — это перепрошивка роутера. Та микропрограмма, которая идёт на устройстве с завода очень часто оказывается сырой и с ошибками. А иногда встречались случаи, когда ПО было вообще неработоспосбным. Поможет только перепрошивка роутера. Например, на роутерах ASUS неоднократно встречался с тем, что скорость обмена радиомодуля с проводными интерфейсами (этот параметр называется скорость коммутации ) на новых прошивках значительно выше, чем на старых.
Так же встречаются случаи, когда реально увеличить скорость Интернета по WiFi на роутере получается только с помощью альтернативных прошивок.
Заводское программное обеспечение при этом проблему с тормозами девайса решить не может.
Перепрошивка роутера — дело относительно простое. На многих современных моделях есть уже опция автообновления ПО. Для того, чтобы выполнить перепрошивку вручную, сначала надо скачать файл микропрограммы с сайта производителя. Затем в меню настроек аппарата заходим в системные инструменты и в разделе «Обновление ПО» указываем путь к файлу прошивки.
На прилавках пестрят новые устройства на базе 802.11ac которые уже поступили в продажу, и очень скоро перед каждым юзером будет стоять вопрос, стоит ли переплачивать за новую версию Wi-Fi? Ответы на вопросы, касающиеся новой технологии, попробую осветить в данной статье.
802.11ac – предыстория
Последняя официально утвержденная версия стандарта (802.11n), находилась в разработке с 2002 по 2009 год, однако ее так называемая черновая версия (draft) была принята еще в 2007 году, и как многие, наверное, помнят, роутеры с поддержкой 802.11n draft можно было найти в продаже практически сразу после этого события.
Разработчики маршрутизаторов и других Wi-Fi устройств поступили тогда совершенно верно, не дожидаясь утверждения финальной версии протокола. Это позволило им на 2 года раньше выпустить устройства, обеспечивающие скорости передачи данных до 300 Мб/с, а когда стандарт был окончательно запечатлен на бумаге и появились первые 100% стандартизированные маршрутизаторы, старые модули не утратили совместимости за счет следования черновой версии стандарта, обеспечивающей совместимость на уровне железа (незначительные разногласия можно было устранить с помощью обновления программной прошивки).
С 802.11ac сейчас повторяется практически та же история, что была и с 802.11n. Сроки принятия нового стандарта пока точно не известны (предположительно не ранее конца 2013 года), но уже принятая черновая спецификация с большой вероятностью гарантирует, что все выпущенные сейчас устройства в будущем без проблем заработают с сертифицированными беспроводными сетями.
До недавнего времени каждая новая версия добавляла в конце стандарта 802.11 новую букву (например, 802.11g), и они возрастали в алфавитном порядке. Однако в 2011 году эту традицию немного нарушили и перепрыгнули с версии 802.11n сразу на 802.11ac.
Draft 802.11ac был принят в октябре прошлого года, однако первые коммерческие устройства на его основе появились буквально в течение нескольких последних месяцев. Например, Cisco выпустила свой первый маршрутизатор с поддержкой 802.11ac в конце июня 2012.
Улучшения в 802.11ac
Можно определенно говорить о том, что даже 802.11n еще не успел раскрыть себя в некоторых практических задачах, однако это не значит, что прогресс должен стоять на месте. Помимо более высокой скорости передачи данных, которая может быть задействована лишь через несколько лет, каждое усовершенствование Wi-Fi приносит и другие преимущества: повышенную стабильность сигнала, увеличенный диапазон покрытия, снижение энергопотребления. Все вышеперечисленное справедливо и для 802.11ac, так что ниже остановимся на каждом пункте подробнее.
802.11ac относится к пятому поколению беспроводных сетей, и в разговорном языке за ним может закрепиться название 5G WiFi, хотя официально оно неверно. При разработке этого стандарта одной из главных целей ставилось достижение гигабитной скорости передачи данных. В то время как использование дополнительных, как правило, еще не задействованных каналов, позволяет разогнать даже 802.11n до внушительных 600 Мб/с (для этого будут использоваться 4 канала, каждый из которых работает на скорости 150 Мб/с), гигабитную планку ему так и не суждено будет взять, и эта роль достанется его преемнику.
Указанную скорость (один гигабит) решено было брать не любой ценой, а с сохранением совместимости с более ранними версиями стандарта. Это значит, что в смешанных сетях все устройства будут работать независимо от того, какую версию 802.11 они поддерживают.
Для достижения этой цели 802.11ac будет по-прежнему работать на частоте до 6 ГГц. Но если в 802.11n для этого использовались сразу две частоты (2.4 и 5 ГГц), а в более ранних ревизиях только 2.4 ГГц, то в AC низкую частоту вычеркнут и оставят лишь 5 ГГц, так как именно она более эффективна для передачи данных.
Последнее замечание может показаться несколько противоречивым, поскольку на частоте 2.4 ГГц сигнал лучше распространяется на большие расстояния, эффективнее огибая препятствия. Однако этот диапазон уже занят огромным количеством «бытовых» волн (от устройств Bluetooth до микроволновых печей и другой домашней электроники), и на практике его применение только ухудшает результат.
Другой причиной для отказа от 2.4 ГГц стало то, что в этом диапазоне не хватит спектра для размещения достаточного количества каналов шириной в 80-160 МГц каждый.
Следует подчеркнуть, что, несмотря на разные рабочие частоты (2.4 и 5 ГГц), IEEE гарантирует совместимость ревизии AC с более ранними версиями стандарта. Каким образом это достигается, подробно не объяснено, но скорее всего, новые чипы будут использовать 5 ГГц как базовую частоту, однако при работе со старыми устройствами, не поддерживающими этот диапазон, смогут переключаться на более низкие частоты.
Скорость
Заметный прирост скорости в 802.11ac будет получен за счет сразу нескольких изменений. В первую очередь, за счет удвоения ширины канала. Если в 802.11n он уже был увеличен с 20 до 40 МГц, то в 802.11ac составит целых 80 МГц (по умолчанию), а в некоторых случаях и 160 МГц.
В ранних версиях 802.11 (до N спецификации) все данные передавались лишь в один поток. В N их число может составлять 4, хотя до сих пор чаще всего используются только 2 канала. На практике это значит, что суммарная максимальная скорость вычисляется как произведение максимальной скорости каждого канала на их количество. Для 802.11n получаем 150 x 4 = 600 Мб/с.
В 802.11ac пошли дальше. Теперь число каналов увеличено до 8, и максимально возможную скорость передачи в каждом конкретном случае можно узнать в зависимости от их ширины. При 160 МГц получается 866 Мб/с, и, умножив эту цифру на 8, получаем максимальную теоретическую скорость, которую может обеспечить стандарт, то есть почти 7 Гб/с, что в 23 раза быстрее, чем дает 802.11n.
Гигабитную, а тем более 7-гигабитную скорость передачи данных поначалу смогут обеспечить далеко не все чипы. Первые модели маршрутизаторов и других Wi-Fi устройств будут работать на более скромных скоростях.
Например, уже упомянутый первый 802.11ac роутер Cisco хоть и превосходит возможности 802.11n, тем не менее также не выбрался из «догигабитного» диапазона, демонстрируя лишь 866 Мб/с. При этом речь идет о старшей из двух доступных моделей, а младшая обеспечивает всего 600 Мб/c.
Впрочем, заметно ниже этих показателей скорости также не будут падать даже в устройствах самого начального уровня, поскольку минимальная возможная скорость передачи данных, согласно спецификациям, составляет для AC 450 Мб/c.
Экономное энергопотребление
Экономное расходование энергии станет одной из самых сильных сторон AC. Чипы на базе этой технологии уже пророчат во все мобильные устройства, утверждая, что это повысит автономность не только при равной, но и при более высокой скорости передачи данных.
К сожалению, до выхода первых устройств более точные цифры получить вряд ли удастся, а когда новые модели будут на руках, сравнить возросшую автономность можно будет лишь приблизительно, ввиду того, что на рынке вряд ли будет два одинаковых смартфона, отличающихся только беспроводным модулем. Ожидается, что массово такие устройства начнут появляться в продаже ближе к концу 2012 года, хотя первые ласточки уже видны на горизонте, например, ноутбук Asus G75VW, представленный в начале лета.
По словам Broadcom, новые устройства до 6 раз энергоэффективней при сравнении с их аналогами на базе 802.11n. Скорее всего, производитель сетевого оборудования ссылается на некие экзотические условия тестирования, и средняя цифра экономии будет гораздо ниже приведенной, но все равно должна заметно проявляться в виде дополнительных минут, а возможно, и часов работы мобильных устройств.
Возросшая автономность, как это часто бывает, не является в данном случае маркетинговым ходом, поскольку прямо следует из особенностей работы технологии. Например, тот факт, что данные будут передаваться на большей скорости, уже является причиной снижения расхода энергии. Поскольку тот же объем данных может быть получен за меньшее время, беспроводной модуль будет отключен раньше и, следовательно, перестанет обращаться к батарее.
Формирование направленного сигнала (Beamforming)
Эта методика формирования сигнала могла применяться еще в 802.11n, однако на тот момент ее не стандартизировали, и при использовании сетевого оборудования от различных производителей она, как правило, работала неверно. В 802.11ac все аспекты работы бимформинга унифицированы, поэтому он будет применяться на практике куда чаще, хотя все еще остается опциональным.
Названная методика решает проблему падения мощности сигнала, вызванную его отражением от различных предметов и поверхностей. При достижении приемника все эти сигналы приходят со сдвигом фазы, и таким образом уменьшают суммарную амплитуду.
Бимформинг решает эту проблему следующим образом. Передатчик приблизительно определяет местоположение приемника и, руководствуясь этой информацией, формирует сигнал нестандартным образом. В обычном режиме работы сигнал от приемника расходится равномерно во все стороны, а при бимформинге направляется в строго определенном направлении, что достигается с помощью нескольких антенн.
Бимформинг не только улучшает распространение сигнала на открытой территории, но также помогает «пробивать» стены. Если раньше роутер не
«доставал» в соседнюю комнату или обеспечивал крайне нестабильную связь с низкой скоростью, то с AC качество приема в той же самой точке будет гораздо лучше.
802.11ad
802.11ad, также как и 802.11ac, имеет второе, более легкое для запоминания, но неофициальное имя – WiGig.
Несмотря на название, эта спецификация не будет следующей за 802.11ac. Обе технологии начали развивать одновременно, и главная цель (преодоление гигабитного барьера) у них одна. Разные только подходы. Если AC стремится сохранить совместимость с предыдущими разработками, то AD начинает с чистого листа бумаги, что во многом упрощает его реализацию.
Главным отличием между соперничающими технологиями станет рабочая частота, из которой следуют все остальные особенности. Для AD она на порядок выше по сравнению с AC и составляет 60 ГГц вместо 5 ГГц.
В связи с этим рабочий диапазон (зона покрытая сигналом) также уменьшится, однако в нем будет гораздо меньше интерференций, поскольку 60 ГГц используются реже по сравнению с рабочей частотой 802.11ac, не говоря уже о 2.4 ГГц.
На каких именно дистанциях 802.11ad устройства будут видеть друг друга, сказать пока сложно. Не уточняя цифр, официальные источники говорят об «относительно небольших дистанциях в пределах одной комнаты». Отсутствие на пути сигнала стен и других серьезных препятствий также является обязательным и необходимым условием для работы. Очевидно, что речь идет о нескольких метрах, и символично, если бы пределом стало бы то же ограничение, что и для Bluetooth (10 метров).
Небольшой радиус передачи станет причиной того, что технологии AC и AD не будут конфликтовать между собой. Если первая нацелена на беспроводные сети для домов и офисов, то вторая будет использоваться в других целях. В каких именно, вопрос все еще открытый, но уже есть слухи о том, что AD наконец придет на смену Bluetooth, который не справляется со своими обязанностями из-за крайне низкой по нынешним меркам скорости передачи данных.
Стандарт также позиционируют для «замены проводных соединений» – вполне возможно, что в ближайшем будущем он станет известен как «беспроводной USB» и будет применяться для подключения принтеров, жестких дисков, возможно, мониторов и другой периферии.
Текущая Draft версия AD уже опередила свою первоначальную цель (1 Гб/c), и максимальная скорость передачи данных в ней составляет 7 Гб/с. При этом используемая технология позволяет улучшить эти показатели, оставаясь в рамках стандарта.
Что 802.11ac значит для простых пользователей
Вряд ли к моменту стандартизации технологии интернет-провайдеры уже начнут предлагать тарифные планы, для раскрытия которых необходима мощь 802.11ac. Следовательно, реальное применение более скоростному Wi-Fi на первых порах можно будет найти только в домашних сетях: быстрая передача файлов между устройствами, просмотр HD-фильмов при одновременной загрузке сети другими задачами, бэкап данных на внешние жесткие диски, подключенные непосредственно к роутеру.
802.11ac решает не только проблему со скоростью. Большое количество подключенных к роутеру устройств уже сейчас может создавать проблемы, даже если пропускная способность беспроводной сети используется не по максимуму. Учитывая, что количество таких устройств в каждой семье будет только расти, думать над проблемой надо уже сейчас, и AC является ее решением, позволяя одной сети работать с большим количеством беспроводных устройств.
Быстрее всего AC распространится в среде мобильных устройств. Если новый чип будет обеспечивать хотя бы 10% прирост автономности, его использование полностью оправдает себя даже при небольшом увеличении цены устройства. Первые смартфоны и планшеты на базе технологии AC, скорее всего, стоит ждать ближе к концу года. Как уже упоминалось, ноутбук с 802.11ac уже выпущен, однако, насколько известно, это пока единственная модель на рынке.
Как и предполагалось, стоимость первых AC-роутеров оказалась достаточно высокой, и резкого падения цен в ближайшие месяцы вряд ли стоит ждать, особенно если вспомнить, как ситуация развивалась с 802.11n. Однако уже в начале следующего года маршрутизаторы будут стоить меньше $150-200, которые производители просят за свои первые модели прямо сейчас.
Согласно просачивающейся небольшими дозами информации, Apple в очередной раз будет среди первых адептов новой технологии. Wi-Fi всегда был ключевым интерфейсом для всех устройств компании, к примеру, 802.11n нашел свой путь в технику Apple сразу после утверждения Draft спецификации в 2007 году, поэтому не удивительно, что 802.11ac также готовится к скорому дебюту в составе многих устройств Apple: ноутбуках, Apple TV, AirPort, Time Capsule и, возможно, iPhone/iPad.
В завершение, стоит напомнить, что все упомянутые скорости являются максимально теоретически достижимыми. И точно так же, как 802.11n на самом деле работает медленнее 300 Мб/с, реальные предельные скорости для AC также будут ниже того, что указано на устройстве.
Производительность в каждом случае будет сильно зависеть от используемого оборудования, наличия других беспроводных устройств, конфигурации помещения, но ориентировочно, роутер с надписью 1.3 Гб/с сможет передавать информацию не быстрее 800 Мб/с (что по-прежнему заметно выше теоретического максимума 802.11n).
Популярность Wi-Fi-соединения растёт с каждым днём, поскольку огромными темпами увеличивается спрос на этот вид сети. Смартфоны, планшеты, ноутбуки, моноблоки, телевизоры, компьютеры - вся наша техника поддерживает беспроводное подключение к интернету, без которого уже невозможно представить жизнь современного человека.
Технологии передачи данных развиваются вместе с выпуском новой техники
Для того чтобы подобрать подходящую для ваших нужд сеть, необходимо узнать про все стандарты Wi-Fi, существующие на сегодняшний день. Компанией Wi-Fi Alliance разработано более двадцати технологий подключения, четыре из которых сегодня наиболее востребованы: 802.11b, 802.11a, 802.11g и 802.11n. Самым последним открытием производителя стала модификация 802.11ас, показатели которой в несколько раз превышают характеристики современных адаптеров.
Является старшей сертифицированной технологией беспроводного подключения и отличается общей доступностью. Устройство обладает весьма скромными параметрами:
Следует отметить, что этот стандарт имеет слабую помехоустойчивость и низкую пропускную способность. Поэтому, несмотря на привлекательную цену этого Wi-Fi-подключения, его техническая составляющая значительно отстаёт от более современных моделей.
Эта технология представляет собой улучшенную версию предыдущего стандарта. Разработчики сделали упор на пропускную способность устройства и его тактовую частоту. Благодаря таким изменениям, в этой модификации отсутствует влияние других устройств на качество сигнала сети.
Однако все преимущества стандарта 802.11a компенсированы в равной степени его недостатками: уменьшенным радиусом подключения и высокой (по сравнению с 802.11b) ценой.
Обновлённая модификация выходит в лидеры сегодняшних стандартов беспроводных сетей, поскольку поддерживает работу с распространённой технологией 802.11b и, в отличие от неё, имеет достаточно высокую скорость соединения.
Как вы могли заметить, тактовая частота снизилась до 2,4 ГГц, но зона покрытия сети вернулась до прежних показателей, характерных для 802.11b. Кроме того, цена на адаптер стала более доступной, что является весомым преимуществом при выборе оборудования.
Несмотря на то, что эта модификация уже давно появилась на рынке и обладает внушительными параметрами, производители до сих пор работают над её улучшением. В связи с тем, что она несовместима с предыдущими стандартами, её популярность невелика.
Так как этот стандарт до сих пор развивается, у него есть характерные особенности: он может конфликтовать с оборудованием, поддерживающим 802.11n, только потому, что производители устройств разные.
Кроме популярных технологий, производитель Wi-Fi Alliance разработал и другие стандарты для более специализированного применения. К числу таких модификаций, исполняющих сервисные функции, относятся:
Устройства модификации 802.11ас предоставляют пользователям абсолютно новое качество работы в интернете. Среди преимуществ этого стандарта следует выделить следующие:
Познакомившись поближе со всеми существующими на сегодняшний день модификациями Wi-Fi-соединения, вы без труда сможете выбрать подходящую для ваших потребностей сеть. Следует напомнить, что большинство устройств содержит стандартный адаптер 802.11b, который также поддерживается технологией 802.11g. Если вы ищете беспроводную сеть 802.11ас, то количество оснащённых ею устройств сегодня невелико. Однако это весьма актуальная проблема и в скором времени всё современное оборудование перейдёт на стандарт 802.11ас. Не забудьте позаботиться о безопасности доступа в интернет, установив сложный код на своё Wi-Fi-соединение и антивирус для защиты компьютера от вирусного ПО.
