Технология Wi-Fi: преимущества и принцип действия
Словосочетание Wi-Fi (вай-фай) является обозначением всемирно известной торговой марки Wi-Fi Alliance и собственно технологии беспроводной связи высокой скорости, которая была спроектирована с помощью стандарта IEEE 802.11. На сегодняшний день практически невозможно представить какое-либо мобильное устройство, компьютер или мультимедийную систему без Wi-Fi модуля, способного в полной мере поддерживать беспроводную технологию передачи данных. В основу принципа работы сети Wi-Fi положено использование радиоволн. Упрощенно этот процесс выглядит как элементарный обмен данными с помощью радиосвязи. То есть специальный адаптер беспроводной сети Wi-Fi транслирует в эфир полученные и обработанные данные. Маршрутизатор полученные данные опять же преобразует и посредством кабеля отправляет во Всемирную паутину (Интернет). Схожим образом, только в обратном порядке осуществляется и прием данных из интернета. Принцип действия и устройство оборудования для осуществления беспроводной связи схожи с аналогичными приборами, обеспечивающими сотовую связь. Главное отличие между этими устройствами заключается в частотном диапазоне их работы. Для беспроводной сети используется частота 2,4 ГГц или 5,0 ГГц, что значительно выше используемой в сотовой связи частоты волн. Но такая частота позволяет передать гораздо большее количество данных за единицу времени.
Таким образом, чтобы получить беспроводную сеть Wi-Fi, потребуется не так уж и много: наличие устойчивого интернет-соединения, Wi-Fi роутер и, собственно, устройство, способное принять преобразованную информацию. Средняя скорость передачи преобразованных данных роутером составляет 100 Мб/с. Максимальное расстояние, на которое способны передать информацию Wi-Fi роутеры, предназначенные для бытовых нужд, составляет порядка 100 метров. Естественно, что этот показатель не учитывает наличие различных естественных преград, таких как стены, двери и тому подобные предметы. В реальности максимальное расстояние передачи данных роутером составляет 50–60 метров. Существуют также очень мощные роутеры, созданные специально для создания обширной сети Wi-Fi на больших площадях. Радиус действия таких передатчиков может достигать 1 километра, но стоит делать поправку на препятствия. Очень сильно влияет на скорость передачи информации количество одновременно находящихся в конкретной Wi-Fi сети абонентов: чем выше это число, тем ниже скорость раздачи роутером. При этом скорость самого интернета остается неизменной. Решить проблему падения скорости передачи данных можно либо с помощью защиты сети паролем, который будет доступен лишь некоторым клиентам, либо с помощью так называемой расстановки приоритетов в пользовании интернетом. Второй способ наиболее успешно используется в крупных организациях с большим количеством одновременно работающих в интернете сотрудников.
- Одним из первых был создан стандарт, получивший маркировку 802.11а. Максимальная скорость передачи данных ограничена величиной 54 Мбит/с, а частота, на которой происходит передача информации, составляет 5 ГГц.
- Наиболее медлительным является стандарт с обозначением 802.11b — здесь скорость передачи информации не превышает 11 Мбит/с, но при этом на протяжении долгого промежутка времени именно описываемый стандарт являлся самым популярным, что вызвано его максимальной среди всех конкурентов дешевизной и простотой эксплуатации. Используется частота передачи данных, равная 2,4 ГГц.
- Самый распространенный на сегодняшний день стандарт 802.11g, работающий на частоте 2,4 ГГц и обладающий скоростью передачи данных до 54 Мбит/с. Это заявленный показатель скорости, но, как показывает многолетняя практика, загруженность сети не позволяет скорости превысить барьер в 25 Мбит/с.
- Наиболее актуальный на данный момент и быстроразвивающийся стандарт 802.11n. Скорость передачи данных значительно превышает показатели более ранних версий стандарта и составляет максимум 150 Мбит/с при использовании одной антенны и до 600 Мбит/с при использовании 4 антенн и технологии MIMO 4×4.
- Самый современный и быстрый стандарт Wi-Fi 802.11ac с самыми впечатляющими скоростными характеристиками: от 433 Мбит/с при использовании одного канала до почти 7 Гбит/с при использовании 8 двусторонних каналов с технологией MU-MIMO 8×8.
- Стандарт следующего поколения Wi-Fi 802.11ax (или просто Wi-Fi 6), который уже очень скоро придёт на смену 802.11ac, характеризуется, прежде всего, новой модуляцией 1024-QAM, которая даёт прирост пропускной способности +25% к нынешней 256-QAM. Стандарт Wi-Fi 6 подразумевает одновременное использование частотных диапазонов 2.4 ГГц и 5 ГГц с «умным» распределением между подключенными устройствами, что улучшит среднюю скорость каждого пользователя «по крайней мере в четыре раза» (по утверждениям компании Intel).
Многие современные Wi-Fi роутеры поддерживают сразу два частотных диапазона (2.4/5 Ггц) и несколько стандартов. Например, в спецификации может быть указано Wi-Fi 802.11 b/g/n/ac.
Преимущества использования беспроводной сети Wi-Fi вполне очевидны. Прежде всего, стоит отметить отсутствие необходимости привязываться к определенному месту для выхода в интернет, искать подводящий кабель. Это тем более важно для тех мест, где прокладка кабеля по техническим причинам невозможна. Также несомненным удобством является одновременное подключение нескольких абонентов, причем с абсолютно разных устройств и в различных точках пространства, в котором действует сеть Wi-Fi.
Немаловажным плюсом является гораздо более низкий уровень вредного для живых существ излучения, выделяемого устройствами Wi-Fi в сравнении, допустим, с приборами сотовой связи.
Чем различаются стандарты 802.11 b/g/a/n/ac/ax
Когда вы просматривали характеристики своего роутера или выбирали новый, то наверняка видели цифры и буквы, указанные в заголовке. Давайте разберемся, что они означают. 802.11 b/g/a/n/ac/ax — это рабочие режимы беспроводной сети в наборе стандартов Wi-Fi 802.11. Различия между ними заключаются главным образом в скорости передачи данных, а также в рабочей частоте:
- Стандарт 802.11a (Wi-Fi 1) обеспечивает скорость соединения до 54 Мбит/c (не путать с пропускной способностью канала) на частоте 5 ГГц. Это самый ранний по времени появления режим работы Wi-Fi 802.11.
- Стандарт 802.11b обеспечивает поддержку скорости 11 Мбит/с на частоте 2,4 ГГц, на которую одно время стали массово переводить все роутеры.
- Стандарт 802.11g поддерживает скорость соединения 54 Мбит/c на частоте 2,4 ГГц. Он совместим с 802.11b, но, как и предыдущий, уже давно устарел.
- Стандарт 802.11n (или Wi-Fi 4) обеспечивает скорость соединения уже 150 Мбит/c на частоте 2,4 ГГц и 600 Мбит/c на 5 ГГц. В этом режиме работают многие современные устройства с Wi-Fi, поскольку скорости здесь уже вполне рабочие по нынешним меркам. Так что поддержка 11n среди производителей прекратится еще нескоро.
- Стандарт 802.11ac (он же Wi-Fi 5) — один из двух самых современных стандартов беспроводного интернета. Скорость передачи данных по нему может достигать 6,5 Гбит/с и даже чуть больше, если устройство имеет 8 антенн. Если вы любите онлайн-игры или стримите видео, приобретайте роутер с поддержкой этого режима.
- Стандарт 802.11ax (Wi-Fi 6) — самый передовой режим работы беспроводных устройств. Стандарт 11ax был утвержден всего пару лет назад, 1 февраля 2021 года. Устройства с поддержкой Wi-Fi 6 могут работать со скоростью соединения уже до 11 Гбит/с и в частотном диапазоне от 1 до 7 ГГц.
О выборе режима работы
В предыдущей статье мы уже рассказывали про особенности частот 2,4 и 5 ГГц. Если вы планируете устроить домашнюю сеть на частоте 2,4 ГГц, то можете выбирать между режимами b/g/n/ac. Для максимальной совместимости в современных роутерах предусмотрен режим mixed (смешанный), который позволяет подключаться к сети устройствам, работающим на стандартах предыдущего поколения, то есть b/g/n.
При работе сети на частоте 5 ГГц также можно использовать смешанный режим. В этом режиме к сети смогут подключаться устройства, работающие по стандартам a/n/ac. Если же вам посчастливилось стать обладателем роутера новейшей модели, поддерживающей 802.11ax, смело выбирайте режим максимальной совместимости. Это позволит подключить всю технику, гаджеты и другие устройства к сети Wi-Fi, обеспечив максимально возможную скорость.
Секреты быстрого интернета: чем отличаются Wi-Fi 4, Wi-Fi 5, Wi-Fi 6
В конце 2019 года ожидается появление нового стандарта Wi-Fi 6. Чем он отличается от своих предшественников Wi-Fi 5 и Wi-Fi 4, мы расскажем в этой статье.
Wi-Fi 6, Wi-Fi 5 и Wi-Fi 4: объясняем термины
Термины WLAN и Wi-Fi в основном используются взаимозаменяемо. Различия между ними очень незначительные. В принципе, оба обозначают беспроводную сеть. Чтобы упростить наименования для каждого стандарта, старые обозначения WLAN были заменены новыми терминами Wi-Fi.
- В 2009 году появился WLAN 802.11n. Эту версию принято называть Wi-Fi 4.
- Следующая версия 2014 года WLAN 802.11ac теперь называется Wi-Fi 5.
- Новый стандарт, который должен был называться WLAN 802.11ax, будет носить имя Wi-Fi 6.
Что нового в Wi-Fi 6
Wi-Fi 6 призван, во-первых, сделать соединения более стабильными, а во-вторых — обеспечить более быструю скорость передачи данных.
При этом максимальная полоса пропускания Wi-Fi 6 должна составлять от 10 до 11 Гбит/с. Для сравнения, максимальная скорость передачи данных Wi-Fi 5 составляет 1,3 Гбит/с, а Wi-Fi 4 — всего от 150 до 600 мегабит в секунду.
Wi-Fi 6 может распределять максимальную полосу пропускания на 8 каналов. Таким образом, теоретически роутер сможет одновременно взаимодействовать и обмениваться данными сразу с восемью устройствами. Это достигается путем лучшего разделения входящих и исходящих сигналов на восемь каналов, максимально используемых Wi-Fi 6. Что должно сделать сеть Wi-Fi более стабильной, особенно при высокой нагрузке.
Возможность высокой скорости передачи данных в сочетании с обменом данными с несколькими устройствами новый стандарт Wi-Fi 6 получает за счёт сочетания различных функций, которые скрываются за несколько загадочным обозначением MU-MIMO-OFDMA. MU-MIMO означает «Multiple User — Multiple Input, Multiple Output». Эта технология должна обеспечить оптимальное использование антенн роутера.
В то время как с Wi-Fi 5 роутер передает и принимает данные только с одного конечного устройства, роутеры с Wi-Fi 6 должны иметь возможность отправлять данные на несколько устройств одновременно. Кроме того, роутеры с помощью этого стандарта Wi-Fi смогут принимать данные сразу с разных устройств.
Еще одна интересная аббревиатура — OFDMA — расшифровывается как «Orthogonal Frequency Division Multiple Access». Эта технология предназначена для поддержки MU-MIMO.
Однако чтобы вы могли воспользоваться преимуществами быстрого подключения Wi-Fi, ваш роутер и конечное устройство должны поддерживать новый стандарт. Новые модели с поддержкой супербыстрогоWi-Fi 6 уже представили ASUS, TP-Link, Netgear и Fritzbox, но пока эти роутеры совершенно не популярны и очень дороги по сравнению с моделями прошлого поколения.
Читайте также:
- Ускоряем интернет: как установить Wi-Fi репитер
- Как усилить сигнал Wi-Fi дома: подбираем рецепт
Технология 802.11n (Wi-Fi 4): царица Wi-Fi
Приветствую вас на портале WiFiGid! На связи Ботан. Что-то посмотрел по нашим статьям про технологии Wi-Fi и увидел, что до сих пор мы ничего не написали про IEEE 802.11n – воистину народный стандарт Wi-Fi для каждого жителя планеты на текущий день. Спешу восстановить справедливость. Кратко, по делу, для простого домашнего обывателя без технических вычурностей. Начинаем!
Стандарт IEEE 802.11n
Решил кратко выделить все особенности этого стандарта в короткие пункты – так можно пропускать ненужное, да и все самое важное можно заметить простой пробежкой глазом по тексту.
802.11n – это прежде всего стандарт Wi-Fi. Утвержден 11 сентября 2009 года. Пришел на замену предыдущего стандарта 802.11g. По сравнению с предыдущим собратом сильно увеличил скорость. Активно применяется и по сей день в беспроводном оборудовании всех мастей: от роутеров и до умного дома. И да – если вы используете новейший роутер с поддержкой Wi-Fi 6 – скорее всего на частоте 2.4 ГГц ваши устройства будут общаться с ним именно на стандарте 802.11n. А так как частота 2.4 ГГц плотно заняла свое место в Wi-Fi (и заменять ее пока нет смысла) – этот стандарт действительно можно назвать народным.
Поколение Wi-Fi 4
С относительно недавнего времени сложные буквенные названия стандартов Wi-Fi пропустили через маркетологов и для народного восприятия заменили цифрами поколений:
- 802.11n – Wi-Fi 4.
- 802.11ac – Wi-Fi 5.
- 802.11ax – Wi-Fi 6.
Прошлые поколения рассматривать нет смысла, на момент написания этой статьи именно эти три стандарта активно используются. Так что, если вдруг заметили обозначение Wi-Fi 4, знаем, что это за стандарт и какие особенности ему присущи (читаем ниже).
Скорость 802.11n и классы скорости
Напомню (если вы не пользовались старыми роутерами), предыдущий стандарт Wi-Fi 802.11g поддерживал максимальную скорость передачи 54 Мбит/с. Т.е. подключили вы интернет 100 Мбит/с, а на всех устройствах, подключенных по воздуху, по факту вышла скорость в два раза меньше.
Эту проблему и решила «энка». Теперь скорость передачи данных на одну антенну стала 150 Мбит/с.
И по факту этой скорости для большей части России и малотребовательных умных устройств более чем достаточно и по сей день. А если нужно больше или просто захотелось молниеносной локальной беспроводной сети – добро пожаловать в новые стандарты.
Т.к. до сих пор роутеры на 802.11n активно выпускаются, они унаследовали маркировку скорости на коробке: 150N ,300N, 600N. Расшифровка простая: поддержка стандарта N + максимальная скорость роутера (не клиента, не вашего устройства). Не путайте эту маркировку с моделью роутера, а то к нам часто обращаются с вопросами в духе «как починить мой роутер N300».
Частоты
В основном стандарт работает на частоте 2.4 ГГц.
По факту же сам стандарт может работать и на 5 ГГц, но уж так сложилось, что сегодня и завтра его будут активно использовать только на 2.4 ГГц. Поэтому не заморачиваемся и используем.
Ширина канала
Прирост скорости здесь обеспечили за счет ширины канала. Ее увеличили до 40 МГц.
Этим же путем развиваются и новые стандарты. Так мой роутер умеет работать на ширине 160 МГц, а это скорости «мама не горюй». Если не знакомы с шириной канала, отправляю вас в нашу статью.
MIMO
Просто отмечу, что именно с приходом «четверки» появилось само понятие MIMO в технологии Wi-FI (multiple input – multiple output), которая ныне переродилась в MU-MIMO (тоже передача в обе стороны за счет разных антенн, но еще и по отношению к нескольким пользователям). За счет MIMO уже старые роутеры умели в экспериментальном режиме показывать скорость до 300 Мбит/с (2 антенны по 150 Мбит/с на ширине 40 МГц – арифметика). По факту же именно в 802.11n активно это мало используется, ну и да ладно, для истории знать надо (я про домашнего пользователя и особенности клиентских устройств, которые поддерживают MIMO 1×1).
Совместимость
Разговоры о совместимости стандарта – двоякая палка. Но в общих чертах – старые устройства могут работать в новой сети. Разумеется, они будут работать исключительно на своих скоростях, но проектирование стандарта 802.11n учло этот момент. Благо, что сейчас старых устройств c поддержкой 802.11g и хуже становится все меньше и меньше.
Режим работы в роутере
Если вы зашли сюда по поводу режима работы своего роутера, рекомендую не париться и поставить «авто». Любителям же увеличения локальных килобитов, рекомендую к прочтению эту статью.