Просто о сложном: как работает wi-fi и что это вообще такое

Какой стандарт Wi-Fi для смартфона лучше

Что может значить выбор стандарта подключения вай-фай для смартфона, можно рассмотреть, проанализировав характеристики:

  • скорость обмена информацией;
  • помехи;
  • устойчивость связи.

Смартфоны поддерживают все совместимые режимы. Работа мобильного аппарата на частоте 5МГц и с использованием стандарта 11ac даст устойчивую связь, обеспечит скоростную передачу контента и защиту от помех. При этом минус все-таки есть — на частоте 5 МГц волны хуже преодолевают препятствия. Второй нюанс — какой режим роутера для смартфона лучше выбрать. Конечно, устройства должны быть совместимы и маршрутизатор нужен с таким же стандартом. Адаптивная антенна способна передать направленный сигнал на пользователя.

Другие стандарты маршрутизатора обеспечат скорость не более 150 Мбит/с.

Таким образом, если у пользователя есть техника с модулем вай-фай, выбрать стандарт, который обеспечит доступ к интернету, не составит труда. Все, что нужно, — это понять, какая разница в стандартах, и проверить настройки беспроводного маршрутизатора.

Прошивка и пользовательский интерфейс

Программная составляющая сетевого оборудования представляет собой, по сути, полноценную операционную систему. Это особенно заметно на примере продвинутых NAS, однако современные маршрутизаторы практически не уступают миниатюрным серверам.

В целом прошивки большинства роутеров имеют необходимый набор функций по настройке разных способов доступа в Интернет (прямое подключение, вариант PPP), а также таких параметров, как перенаправление портов разными способами (может потребоваться для игр, торрентов и т.д.), родительский контроль, базовая защита от атак извне. Многие устройства могут работать более чем с одной сетью и в каждом диапазоне. Это нужно, к примеру, для создания гостевого Wi-Fi с изоляцией от основной «домашней» беспроводной локации. Например, продукция фирмы ZyXEL позволяет дополнительно использовать «безопасные» DNS-сервисы «Яндекс.DNS» и SkyDNS.

Для компаний, предоставляющих подключение по протоколам PPTP/L2TP/PPPoE, у роутеров есть функция для одновременной работы с ресурсами сети провайдера с использованием своего локального IP, а также с Интернетом. Наприер, у ZyXEL это Link Duo, y D-Link — Dual Access.

Как им пользоваться на смартфоне

Подключить Wi-Fi на телефоне немного проще, чем на компьютере:

  1. Сдвиньте верхнюю шторку.
  2. Здесь нажмите по иконке Wi-Fi. Если рядом есть доступные сети, к которым смартфон ранее подключался, то произойдет автоматическое подключение и вы сможете пользоваться интернетом.
  3. Если же вам нужно подключиться к другой сети, то перейдите в настройки смартфона.
  4. Раскройте раздел «Сеть и интернет» или «Подключения». В зависимости от версии Android и установленной прошивки, он может носить другое название, но смысл останется тем же.
  5. Поставьте переключатель «Использовать Wi-Fi» в активное положение, если он отключен.
  6. Среди списка представленных сетей нажмите по той, к которой хотите подключиться.
  7. Если сеть не защищена паролем, то подключение произойдет сразу же. В противном случае придется ввести пароль.

В настройках Wi-Fi на смартфоне можно смотреть дополнительную информацию по беспроводной точке доступа. Вы можете в любой момент переключиться на мобильный интернет или удалить сеть. Тогда не будет производиться автоматическое подключение, а вся информация по данной точке доступа будет удалена с устройства.

Выберите правильную позицию

Расположение беспроводного маршрутизатора также очень важно. Даже минимальное изменение расположения имеет значение, поскольку маршрутизатор конкурирует с различными устройствами на частотах 2,4 ГГц и/или 5 ГГц

А знаете ли вы, что конструкция и материалы, используемые для строительства дома, также влияют на уровень сигнала?

Производители маршрутизаторов принимают это во внимание и прилагают все усилия, чтобы придать своим устройствам эстетически приятный вид, без выступающих антенн из корпуса. Если Wi-Fi-роутер выглядит приятно, вы можете расположить его там, где сигнал будет максимальным

В идеале, расположите маршрутизатор в центре вашего дома для максимального покрытия и производительности Wi-Fi.

Какой режим Wi-Fi выбрать

Обычно в любом устройстве по типу роутера или модема установлен смешанный режим использования (802.11n/ac mixed или 802.11b/g/n mixed). Нужно это для решения проблем с подключением девайсов и повышения шансов совместимости двух аппаратов. Это позволяет подключаться к маршрутизатору не только с новых смартфонов, но и со старенького ноутбука.

Есть утверждение, что установка 802.11n («Только n») позволяет существенно увеличить скорость передачи данных. Это  работает не всегда, но попробовать можно. Если у человека нет старых гаджетов, которые не поддерживают 802.11n, то можно смело установить этот режим и проверить качество беспроводной сети, выполнить замеры.

Популярный для работы набор 802.11 bgn

Некоторые роутеры работают только на диапазоне с частотой 5 GHz. Для них рекомендуется установить смешанный тип «n/ac». Проверить преимущества и изменения в скорости можно всегда. Достаточно выставить определенный режим, произвести замер. Затем устанавливают другой режим. И так до тех пор, пока не будет найден оптимальный

Важно не забыть, какие именно настройки были изменены, чтобы не пришлось потом их искать и сбрасывать роутер

Таким образом, режимов Wi-Fi существует немало, как и стандартов. Для выбора используемого протокола необходимо определить, все ли устройства в доме его поддерживают. Подробнее о технической части Wi-Fi можно прочитать на Wiki.

Режим работы Wi Fi сети (b/g/n/ac). Что это и как сменить в настройках роутера?Режим работы Wi Fi сети (b/g/n/ac). Что это и как сменить в настройках роутера?

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.

Гибридная рабочая среда вызывает привыкание
Бизнес

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.

Свойства радиоволн

Wi-Fi 5 ГГц неспособен обеспечить стабильной сетью большую площадь и это проблема. А всё дело в том, что частота, на которой он работает, имеет короткую длину волны.

У радиоволн есть свойство — чем больше частота, тем меньше длина волны. Например, для обеспечения навигацией морские судна применяются низкие частоты, с большой длиной волны (от 10 до 100 км). Средние частоты применяются в морской связи и радиовещании — у них длина волны варьируется от 100 метров до 1 километра.

На картинке выше вы можете посмотреть сравнительную таблицу характеристик каждого из диапазонов. И главная фишка большой длины радиоволны — способность огибать препятствия. Если оно меньше длины волны, тогда волна сможет его обойти с минимальными потерями.

Представим, что мы стоим напротив большого прожектора, с диагональю 50 дюймов и поставим между ним и нами чёрный экран диагональю 32 дюйма — волна света сможет его обогнуть и осветит нас. Однако если мы возьмём препятствие побольше (раза в два), тогда прожектор не сможет нас через него осветить. В том числе потому что световая волна поглощается материалом и попросту рассеивается на его поверхности. Также волны имеют свойство отражаться — это тоже отрицательно влияет на КПД.

Длина волны Wi-Fi 2,4 ГГц составляет примерно 12,5 см, а длина волны Wi-Fi 5 ГГц всего 6 сантиметров. Такая разница, очевидно, негативно сказывается на эффективности прохождения через препятствия у 5-гигагерцового Wi-Fi. Она будет больше поглощаться всевозможными препятствиями и отражаться. Зато, чем больше частота, тем больше данных за одну единицу времени можно передать. Таково свойство радиоволн.

Поэтому все устройства умного дома работают на частоте 2,4 ГГц, так как здесь «дальнобойность» намного важнее. Сомневаюсь, что вы будете закачивать в память робота-пылесоса 4K-видео с вашего дня рождения, поэтому разницу в скорости вы не заметите.

На скорость также влияет максимальное количество антенн. У роутеров с поддержкой Wi-Fi 5 — максимум восемь антенн. У Wi-Fi 4 — четыре антенны, и то, чаще всего используется лишь две. Максимально Wi-Fi 5 может выдать до 6928 Мбит/с (при ширине канала 160 МГц) — это по 866 Мбит/с на каждую из восьми антенн. Wi-Fi 802.11n 2,4 ГГц имеет максимальную скорость 600 Мбит/с — по 150 Мбит на четыре антенны.

Конечно, это теоретический максимум. На деле, как правило, значение скорости доходит до 3,5 Гбит/сек. Однако теоретический максимум, который вы можете выжать из Wi-Fi 4 2,4 ГГц составляет всего 600 Мбит/сек. Поэтому разница в пользу частоты 5 ГГц и пятого поколения Wi-Fi очевидна.

Так что если у вас неподалёку от роутера стоит телевизор, на котором вы любите смотреть Netflix, да так, чтоб от качества картинки и звука дрожали стены, 5 ГГц для вас необходимы. Особенно если у вас используется не одно устройство для выхода в интернет. И опять же — если скорость, которую даёт ваш провайдер, выше 150 МБит/сек. Обязательно проверьте, чтобы ваша техника поддерживала работу в частотах Wi-Fi 5 ГГц.

Основные стандарты Wi-Fi

  • 802.11 — принят в 1997 г. Диапазон 2,4 ГГц, скорость 1 или 2 Мбит/с, используется модуляция с прямым расширением спектра (DSSS).
  • 802.11a — 1999 г. 5 ГГц, до 54 Мбит/с. Замена DSSS на модуляцию по методу ортогонального мультиплексирования с разделением частот (OFDM) позволило значительно повысить помехоустойчивость. С другой стороны, более высокие рабочие частоты определяют меньший радиус покрытия и большую зависимость от имеющихся преград.
  • 802.11b — 1999 г. 2,4 ГГц, до 11 Мбит/с. Одобренный одновременно со стандартом 802.11a, этот протокол является результатом эволюционного развития базовой спецификации. Уже апробированные технологии позволили ему раньше воплотиться в рыночные предложения, а достаточно высокие скорости обмена — завоевать популярность у потребителей. Именно эта редакция стандарта изначально называлась Wi-Fi.
  • 802.11g — 2003 г. 2,4 ГГц, до 54 Мбит/с. Преимущества технологии OFDM и разрешение Федеральной Комиссии по Коммуникациям (FCC) на ее использование в диапазоне 2,4 ГГц привели к разработке новой спецификации, в рамках которой были объединены лучшие решения предыдущих стандартов. Она обратно совместима с 802.11b, но имеет более высокую помехозащищенность и позволяет обмениваться данными со скоростью до 54 Мбит/с.
  • 802.11y— 2008 г. 3,65 ГГц, до 54 Мбит/с. Развития не получил.
  • 802.11n — 2009 г. 2,4 и 5 ГГц. Дальнейшее развитие спецификации 802.11g, обратно совместимо со всеми предыдущими стандартами. Реализованные в технологии OFDMMIMO пространственное мультиплексирование и многолучевое отражение позволяют одновременно передавать несколько потоков данных. При максимальной скорости однопотоковой передачи в 150 Мбит/с (1х1), технически возможно множество конфигураций антенного узла. В основном на рынке предлагаются 2х2 и 4х4 устройства, обеспечивающие в «чистом» режиме суммарную скорость обмена 300 и 600 Мбит/с соответственно. Следует иметь в виду, что интеграция в одной беспроводной сети устройств Wi-Fi из разных поколений, ведет к принудительному ограничению скорости на уровне самого медленного объекта.
  • 802.11ac — 2014 г. 5 ГГц. Очередная эволюционная редакция стандарта. Помимо троекратно возросшей скорости обмена, технология MU-MIMO позволяет одновременно общаться с несколькими «партнерами» и способна поддерживать до 8 потоков. С учетом возможности увеличивать полосу пропускания до 160 МГц за счет объединения нескольких частотных каналов, теоретически достижимо значение в 7 Гбит/с. Выпускаемые в настоящий момент устройства с одно-, двух- и трехпотоковой антенной конфигурацией обеспечивают скорости передачи в 450, 900 и 1300 Мбит/с соответственно.

Общая классификация

Каждый пользователь Всемирной паутины должен знать, какие бывают маршрутизаторы. Такая информация позволит сделать правильный выбор при покупке, а также упростит процесс настройки нового гаджета. В соответствии с общепринятой классификацией выделяют пять разновидностей роутеров для беспроводной сети.

Первый вид — это несколько устаревшая разновидность устройств, которые принимают сигнал по телефонному кабелю с разъёмом RJ11. Их называют ADSL-роутерами. Стоит отметить, что они способны принимать данные со скоростью не больше 1 мегабит в секунду, а раздавать — всего до 700 килобит в секунду. Безусловно, такие параметры мало кого устроят сегодня, ведь подобная скорость не позволяет скачивать объёмные файлы. Но раньше такая технология была очень распространена, поскольку не требовала проводки нового кабеля в дом либо квартиру. Невысокая скорость подключения позволила ADSL-роутерам завоевать популярность. Но позже на смену им пришли более прогрессивные технологии.

Второй вид — это самая популярная в наши дни технология Ethernet. Такие устройства имеют порт WAN, по которому подключается кабель с разъёмом RJ45. Безусловно, такие роутеры бывают нескольких разновидностей. Они могут различаться по типу применяемого протокола, поддерживаемому набору стандартов IEEE 802.11. На рынке представлены модели самых разных производителей, начиная от бюджетных и заканчивая товарами с топовыми характеристиками.

Третий вид — 3G и 4G-девайсы. Они используют пакетную передачу данных. При этом принцип действия у таких роутеров очень похож. Они различаются только скоростью работы, кодировкой данных и рабочей частотой. Следует отметить, что во многом качество работы такого роутера зависит от покрытия, предоставляемого оператором. При этом роутеры, которые принимают радиосигнал, очень удобны для людей, которые часто работают в разных местах.

Четвёртый вид — маршрутизаторы, которые подключаются к пассивным оптическим сетям PON. В качестве WAN-порта используется оптический пигтейл SC. Такие устройства появились относительно недавно. Это означает, что маршрутизаторы подключаются к оптическому кабелю, заведённому в жилище либо офис. Такие виды гаджетов не имеют промежуточных узлов. При этом главных их недостаток — слабая защита от перехвата данных.

Пятый вид представляет собой универсальные гаджеты. Суть заключается в том, что одно устройство использует сразу несколько технологий. Самые популярные комбинации — ADSL+Ethernet либо Ethernet+3G. Они имеют дополнительные порты и встроенные модули связи.

Стоит отметить, что покупка универсального устройства должна быть оправдана. Например, в процессе приобретения домашнего маршрутизатора вовсе не обязательно переплачивая и подбирать гаджет с поддержкой нескольких технологий. Если ваш провайдер предоставляет пакетную передачу информации Ethernet, которая является проводной, достаточно приобрести соответствующий роутер.

Частотный диапазон 6 ГГц: Европа на перепутье

Выделение частот в диапазоне 6 ГГц для нужд беспроводных сетей в настоящее время в разных странах находится на разных и порой противоречивых стадиях. Так, несмотря на уже выданное Федеральной комиссии по связи США (FCC) разрешение на использование диапазона 6 ГГц для устройств стандарта Wi-Fi 6 и Wi-Fi 6E, а также позитивные сдвиги в этом направлении со стороны регуляторов Южной Кореи и Великобритании, Европе в этом плане пока находится на перепутье.

Как освободить 2,5 часа в день для каждого сотрудника
Бизнес

По словам Андреаса Гайсса (Andreas Geiss), главы департамента политики в отношении распределении радиочастотного спектра GD CONNECT при Еврокомиссии, процесс ратификации нового частотного диапазона осложняется участием в нем не только 26 стран Евросоюза (за вычетом Великобритании), но также всех 48 стран Европы в составе Европейской конференции администраций почтовых служб и служб связи (CEPT, Conference of European Posts and Telecommunications), сообщил портал The EE Times.

По словам Гейсса, дополнительные сложности в достижении консенсуса по использованию диапазона 6 ГГц в Европе также вызван ограничениями на встречи из-за пандемии коронавируса, однако регуляторы полны оптимизма согласовать уже к апрелю 2021 г. протокол по использованию частотного диапазона шириной 500 МГц – в промежутке между 5945 МГц и 6425 МГц, для целей Wi-Fi.

По его Гейсса, сбор предложений от всех участников CERT должен завершиться в конце ноября 2020 г., после чего они будут рассмотрены другими европейскими органами – включая Европейский комитет по радиочастотному спектру (RSC, European Radio Spectrum Committee) на предмет гармонизации.

Ожидается, что к апрелю 2021 г. европейские регуляторы согласуют и примут две версии правил для использования беспроводного оборудования в диапазоне. Одна из этих версий – с низким энергопотреблением для помещений (Low Power Indoor, LPI), будет предназначена для оборудования с размещением только внутри зданий, с полным доступом к частотам в полосе 480 МГц.

Оборудование категории с очень низким энергопотреблением – Very Low Power (VLP), можно будет использовать как внутри, так и вне помещений, при этом спектральные полосы для этого будут разделены на две категории — 400 МГц и 80 МГц, соответственно.

Ожидается, что большинство техники Wi-Fi с поддержкой диапазона 6 ГГц будет поставляться в категории LPI. В только недавно разработанной и представленной категории VLP будут появляться в основном потребительские устройства – такие как виртуальные очки VR/AR и другие гаджеты с подключением к смартфонам.

Суперскоростной Wi-Fi

Появились новые детали о технологии Wi-Fi 7, которая заменит собой принятый в сентябре 2019 г. стандарт Wi-Fi 6. Главной особенностью седьмого поколения Wi-Fi, пишет ресурс GizChina, станет колоссальный рост скорости – до 30 Гбит/с.

Для сравнения, недавно утвержденный стандарт Wi-Fi 6 имеет верхний предел скорости на отметке 9,6 Гбит/с, а наиболее распространенные сейчас WI-Fi 5 и Wi-Fi 4 – 6,7 Гбит/с и 600 Мбит/с соответственно.

В Wi-Fi 7 будет использоваться технология CMU-MIMO (Coordinated Multi-User Multiple Input Multiple Output), представляющая собой улучшенную версию технологии MU-MIMO. Последняя в настоящее время используется в Wi-Fi 6 и позволяет передавать восемь потоков данных одновременно – CMU-MIMO увеличит это число до 16. Другими словами, Wi-Fi 7 обеспечит стабильную передачу данных не на восемь, как Wi-Fi 6, а сразу на 16 устройств одновременно.

Скорость — главное преимущество WI-Fi 7 перед существующими поколениями Wi-Fi

В Wi-Fi 7 заявлен отказ от использования квадратурной амплитудной модуляции сигнала 1024-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), применяемой в Wi-Fi 6, в пользу 4096-QAM. Данный вид модуляции сигнала представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, сдвинутых по фазе на 90 градусов относительно друг друга, каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом. Переход к 4096-QAM и станет основной причиной скачка скорости передачи данных.

От чего зависит пропускная способность Wi-Fi

Скорость соединения по беспроводной сети можно узнать при подключении к беспроводному адаптеру. Она будет отображена программным обеспечением и будет означать скорость подключения на физическом уровне, которая используется адаптером в данный момент времени при использовании конкретного стандарта.

Влияние на скоростную характеристику могут оказывать различные факторы:

  • Использование старых методов шифрования данных типа WEP и WPA/TKIP. Для современных сетей рекомендуют использовать WPA2.
  • Изменение ширины пропускного канала с 20 МГц на 40 МГц при использовании протокола 802.11n.
  • Нахождение точки доступа беспроводной сети и принимающего адаптера слишком близко друг к другу. Решить проблему можно уменьшением мощности передатчика или повышением расстояния между устройствами.
  • Плохая совместимость программного обеспечения адаптера. Рекомендуется попытаться установить другую версию драйверов на сетевую карту. Найти их можно на сайте производителя.
  • Использование точки доступа на 802.11n с устаревшими стандартами 802.11b/g.

Пропускная способность Wi-Fi зависит от многих факторов

Одноканальный или двухдиапазонный

Все беспроводные коммуникации осуществляются в определенных полосах частот. Все беспроводные устройства работают в диапазоне частот 2,4 ГГц в стандарте до 802.11g, включительно. Полоса 5 ГГц была добавлена начиная с 802.11n, потому что полоса 2,4 ГГц перегружена беспроводными устройствами. Некоторые устройства могут использовать только полосу частот 2,4 ГГц, в то время как двухдиапазонные устройства могут использовать обе полосы – 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Устройства, которые поддерживают 802.11n или последнюю версию 802.11ac, используют оба способа передачи данных, и, хотя старая полоса более ограничена в скорости, новая полоса допускает более высокие скорости.

Новый Wi-Fi через четыре года

Рабочая группа по созданию и развитию сетевых стандартов IEEE 802.1 опубликовала финальные спецификации критериев для определения беспроводного стандарта следующего поколения 802.11be. Ожидается, что к моменту публикации финальной версии, намеченной на середину 2024 г., стандарт получит коммерческое название Wi-Fi 7, а первые тестовые испытания коммерческих устройств нового стандарта стартуют до конца 2024 г.

Стандарт Wi-Fi 7, который придет на смену нынешнему Wi-Fi 6 и запускаемому в следующем году Wi-Fi 6E, призван обеспечить более высокие скорости передачи данных с меньшими задержками, улучшенной энергетической эффективностью и более эффективным подавлением помех. Плавный переход к новому поколению устройств будет обеспечен за счет обратной совместимости с предыдущими поколениями.

Ожидается, что за счет многочисленных усовершенствований технологий беспроводного обмена данными – включая удвоенную ширину каналов, удвоение их количества и другие, новый стандарт сможет обеспечить скорости передачи данных вплоть до теоретических 46 Гбит/с. По словам разработчиков, пиковые скорости обмена данными в условиях реального развертывания сети на нескольких устройствах смогут достигать 30 Гбит/с.

Для сравнения: теоретическая максимальная скорость загрузки данных в сетях 5G заявлена на уровне до 10 Гбит/с. Для устройств стандарта IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) теоретический комбинированный «потолок производительности» заявлен на уровне до 11 Гбит/с.

Oсновные особенности WLAN Plus

WLAN Plus представляет собой законченное архитектурное решение из двух микросхем — микросхемы обеспечения доступа к физическому уровню PHY с поддержкой технологии MIMO (MtW8150) и микросхемы MAC-уровня MtW8170. Перечислим основные особенности чипсета WLAN Plus:

  1. Поддержка технологии MIMO 2×2 или 2×3, для обеспечения высокой производительности и качества обслуживания.
  2. Рабочий диапазон частот микросхемы PHY 4,9…5,6 ГГц при скорости передачи данных до 243 Мбит/с.
  3. Возможность увеличение диапазона рабочих частот.
  4. Совместимость со стандартом 802.11a и поддержка 802.11b/g.
  5. Соддержка дополнительных схем обеспечения безопасности (WPA2, 802.11i).
  6. Поддержка (WMM) (Wireless Multi-Media) 802.11e.
  7. Встроенная поддержка PCI, Ethernet, и других интерфейсов.

Радиотрансивер MtW8150, структурная схема которого приведена на рис. 4, представляет собой автономную RFIC микросхему с поддержкой MIMO. Это основной элемент в решении WLAN Plus компании Metalink. Отметим, что микросхема имеет встроенный локальный генератор (LО — Local Oscillator, гетеродин), который обслуживает не только микросхему MtW8150, но и доступен для тактирования других элементов схемы. MtW8150 использует прямое преобразование частоты и нуждается во внешнем SAW-фильтре, настроенном на основную полосу частот. Радиочастотный RSSI-детектор позволяет осуществить точный автоматический контроль (AGC) устройства, так же как и достичь лучшего в этом классе устройств устранение интерференции. Для изготовления микросхемы MtW8150 используется техпроцесс на подложке из SiGe. Микросхема помещена в пластмассовый корпус TAPP (Thin Array Plastic Package) размерами всего 11Ч11 мм. Номинальное рабочее напряжение равно 3,0 В, что позволяет без проблем использовать микросхему в портативных устройствах с автономным питанием. Микросхема MtW8150 использует два полных канала RF, предназначенные для того, чтобы обеспечить соответ ствие технологии MIMO стандарта IEEE 802.11n. Кроме того, отметим, что микросхема MtW8150 реализует два приемопередатчика в составе: AGC и RSSI.

Рис. 4. Функциональная схема MtW8150

Стандарт Wi-Fi 802.11g

Стандарт 802.11g окончательно был утверждён в июне 2003г. Он является дальнейшим усовершенствованием спецификации IEEE 802.11b и реализует передачу данных в том же частотном диапазоне. Главным преимуществом этого стандарта является повышенная пропускная способность — скорость передачи данных в радиоканале достигает 54 Мбит/с по сравнению с 11 Мбит/с у 802.11b. Как и IEEE 802.11b, новая спецификация функционирует в диапазоне 2,4 ГГц, однако для повышения скорости используется та же схема модуляции сигнала, что и в 802.11a — ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM).

Стандарт 802.11g совместим с 802.11b. Так адаптеры 802.11b могут работать в сетях 802.11g (но при этом не быстрее 11 Мбит/с), а адаптеры 802.11g могут снижать скорость передачи данных до 11 Мбит/с для работы в старых сетях 802.11b.

Новый стандарт Wi-Fi

В мире началось распространение нового стандарта беспроводных сетей Wi-Fi 6E, который в течение неопределенного времени будет недоступен в России. В отличие от обычного Wi-Fi 6, он использует не только стандартные частоты 2,4 и 5 ГГц, но и новую частоту 6 ГГц, которая в России пока что занята. К тому же в обозримом будущем ее могут отдать под совершенно другую технологию связи – сотовые сети пятого поколения, 5G.

Распространение Wi-Fi 6E, пишет The Verge, началось с сертификации международной организацией Wi-Fi Alliance первой волны устройств с поддержкой этой технологии. По мнению сотрудников ресурса, это крупнейшее за последние 20 лет обновление Wi-Fi – они сравнивают переход к использованию частоты 6 ГГц с отказом от обычной двухполосной дороги в пользу восьмиполосного скоростного шоссе.

В теории, стандарт Wi-Fi 6E за счет перехода на 6 ГГц способен обеспечить более стабильное и надежное беспроводное соединение.

Россиянам придется довольствоваться морально устаревшими стандартами Wi-Fi

В качестве примера The Verge приводит обычные многоквартирные дома, где в каждой квартире создана своя беспроводная сеть. Если все они работают на морально устаревшем диапазоне 2,4 ГГц, то это приводит к помехам в их работе, но Wi-Fi 6E обеспечивает более широкую пропускную способность, что позволит избежать подобных проблем.

MIMO

Применение нескольких приемных и передающих антенн (MIMO) дает хороший результат: матрица из четырех приемных и четырех передающих антенн (4×4) обеспечивает четырехкратное увеличение скорости передачи по сравнению с одиночным потоком. Однако на практике бывает сложно обеспечить такое количество антенн, особенно в компактных устройствах, например в смартфонах, в которых, как правило, встроены две антенны. При этом появляется возможность обратиться к многопользовательскому подходу (MU-MIMO), когда передатчик с четырьмя антеннами устанавливает соединения 2×2 с многопользовательскими устройствами, оснащенными двумя антеннами (рис. 6). Необходимо четко разделить нисходящий (DL) и восходящий (UL) потоки между приемником и передатчиком. Как правило, для этого требуется высокая направленность луча, которая обеспечивается за счет электронного управления ФАР.

Рис. 6. Эта конфигурация MU-MIMO со схемой формирования луча позволяет удвоить эффективную скорость передачи данных

Реальная скорость Wi-Fi: 2.4 ГГц (802.11n)

1(все деления на ноутбуке)

Даже для диапазона 2.4 ГГц это низкая скорость. Тем более, что роутер у меня не бюджетный. Бывало, что скорость подымалась за 50 Мбит/с. Но редко. Думаю, 15 соседних Wi-Fi сетей в этом же диапазоне делают свое дело (создают помехи).

2(Marsik_5G)

Вместе с уровнем Wi-Fi сигнала падает и скорость подключения.

Скорость Wi-Fi сети в диапазоне 2.4 GHz у меня не очень. В принципе, нормальная скорость в этом диапазоне где-то от 40 Мбит/с до 70 Мбит/с. Может быть меньше, или больше (очень редко). Все зависит от оборудования (маршрутизатора и клиента), настроек, помех и т. д.

Другие протоколы

802.11d заставляет взаимодействовать между собой роутеры и принимающие устройства различных производителей.

802.11e служит для передачи медиаконтента. Следит за его качеством.

802.11f создан для унифицирования параметров раздающих точек. Дает возможность работать с различными сетями.

802.11h используют для военных радаров. Эксплуатируется в Европе.

802.11i разработан, чтобы защитить передаваемые личные регистрационные данные пользователя.

802.11k создает баланс в нагрузке сети.

802.11m в нем собраны все поправки исправлений протоколов.

802.11p созданы для контроля над безопасностью движения транспорта, навигации, маршрутизации.

802.11r используется для мобильности телефонов и других портативных средств, во время перехода из одной точки покрытия в другую.

802.11s для устройств, которые могут быть маршрутизаторами и точками доступа.

802.11t создан для описания тестирования, результатов, различных требований к устройству.

802.11u сделан для операций взаимодействия внутренних сетей с внешними.

802.11v сделан для поправок усовершенствования протоколов Wi Fi.

802.11y незавершенный протокол для устройств нового поколения.

802.11w для улучшения защиты доступа.

Стандарты IEEE 802.11 — это и есть Wi-Fi

Разработчики роутеров владеют вопросом меняющегося рынка и предлагают комбинированные устройства (Mixed) для гарантированного подключения пользователя к сети интернет. Прежде чем перейти к настройкам, нужно определить, какой режим выбрать для Wi-Fi роутера.

Подробнее о наборе стандартов IEEE 802.11, Wi-Fi bgn — что означает это сочетание?

  • 802.11b — медленный до 11 Мбит/с, диапазон 2.4 ГГц.
  • 802.11g — скорость до 54 Мбит/с, диапазон 2.4 ГГц, совместим со стандартом b.
  • 802.11n — скоростной до 600 Мбит/c, диапазон 5 ГГц и 150 Мбит/c в диапазоне 2.4 ГГц, совместим со стандартом b,g.

Обратите внимание! Wi-Fi b, g, n отличаются скоростью передачи информации. Каждый последующий без дополнительных настроек подключается к предшествующему

Еще один новейший стандарт — 802.11ac — работает только на двухдиапазонных роутерах со скоростью до 6,77 Гбит/с, диапазон 5 ГГц, наличие 8 антенн обеспечивает работу в MU-MIMO.

Режим ас Wi-Fi транслирует сеть в диапазоне 2.4 ГГц и 5 ГГц.

Обратите внимание! Режимы работы роутера — буквенные значения, которые поддерживает устройство, прописаны в характеристиках к прибору рядом с отметкой Wi-Fi 802.11. Полный перечень стандартов насчитывает более 30 позиций

Остальные не являются базовыми. Это поправки или дополнение функций. Два из таких стандарта представляют интерес именно дополнительными возможностями

Полный перечень стандартов насчитывает более 30 позиций. Остальные не являются базовыми. Это поправки или дополнение функций. Два из таких стандарта представляют интерес именно дополнительными возможностями.

802.11.y предлагает дальность передачи данных до 5 км, использует чистый диапазон.

802.11.ad обеспечивает сверхскорость на малых расстояниях.

Плюсы и минусы

Однозначно ответить, что лучше — кабельный интернет или Вайфай — нельзя, так как много зависит от устройств и требований пользователя.

У Wi-Fi выделяют такие преимущества:

  • Для использования не нужно прокладывать кабель;
  • Можно подключать мобильные устройства к домашнему интернету;
  • Повышается уровень мобильности, так как вы больше ограничены длинной интернет-кабеля и можете выходить в интернет из любой точки, входящей в зону покрытия;
  • В пределах зоны покрытия интернетом могут пользоваться сразу несколько пользователей;
  • Все сетевое оборудование, прошедшее сертификацию у Wi-Fi Alliance, полностью совместимо друг с другом;
  • Зона покрытия Wi-Fi сигнала может быть расширена при необходимости.

Из недостатков Wi-Fi выделяют:

  • Большинство роутеров работает только с частотой 2,4 GHz. В этой же частоте работаю мобильные телефоны, Bluetooth, микроволновые печи и другие роутеры. Устройства могут перекрывать сигнал друг друга, создавая помехи. Современные роутеры поддерживают другие частоты, позволяя минимизировать этот недостаток.
  • Реальная скорость практически всегда ниже скорости, указанной производителем и скорости при подключении через кабель. Это связано с тем, что на скорость беспроводной сети виляет множество факторов.
  • К Wi-Fi, даже если он защищен паролем, легко подключиться. Хорошо, если кто-то просто будет пользоваться вашей точкой доступа бесплатно, но иногда хакеры могут взламывать Wi-Fi сети для своих нужд. Обычно это случается с общественными сетями, а не частными.
  • В некоторых странах законодательно могут накладываться ограничения на точки беспроводного доступа. Например, в России Wi-Fi, работающий вне помещения, требуется обязательно регистрировать.

Выводы

Самое важное, устройства WiFi стандарта IEEE 802.11g, обеспечивают скорость передачи данных в среднем 22 Мбит/с. В оптимальных условиях могут достигать до 24 Мбит/с, но никогда не выходят на скорость 54 Мбит/с

Самым важным фактором для обеспечения такой скорости заключается в том, что уровень мощности колеблется от -30 до -70 дБм

Для обеспечения этой функции очень важно правильно выбрать положение точки доступа или маршрутизатора, учитывая, что распространение сигнала WiFi всенаправленное. Постарайтесь расположить точку доступа или маршрутизатор в центре зоны покрытия

Одно заключительное замечание: домашние пользователи, которые имеют возможность заказать подключение к сети Интернет 20 Мбит/с, должны учитывать все объяснения описанные здесь, потому что, если доступ в Интернет осуществляется посредством беспроводного маршрутизатора, то это будет узким местом в собственной беспроводной сети. Решение – это использовать проводное Ethernet подключение или использование нового стандарта WiFi IEEE 802.11n который присутствует уже практически во всех беспроводных устройств, продаваемых в настоящее время.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий