Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi — Компьютерные сети — Учебники

Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi

Автор — Елена Смирнова, Андрей Пролетарский, Екатерина Ромашкина, Сергей Балюк, Александр Суровов

В учебном пособии «Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi», написанном под руководством Андрея Пролетарского, рассмотрены теоретические и практические вопросы, связанные с созданием беспроводных сетей и устройств, их реализующих. В основу пособия легли материалы занятий, проводимых в авторизованном учебном центре «МГТУ—D-Link», созданном в 2006 году для продвижения современных сетевых технологий. Центр объединил фундаментальное образование в области информационных технологий от МГТУ им. Н.Э. Баумана с практическими знаниями от компании D-Link.

В главе 1 рассматриваются технологии создания беспроводных сетей и устройства для их реализации. Глава 2 посвящена подробному изучению стандарта ГЕЕЕ 802.

11, включая управление доступом к среде. В главе 3 изложены вопросы подключения клиента к беспроводной сети в инфраструктурном режиме — сканирование, методы аутентификации и ассоциаций. Глава 4 посвящена вопросам безопасности передачи данных в беспроводных сетях (WEP, TKIP, ССМР, WPA, WPA2, WPS). В главе 5 всесторонне рассматривается физический уровень 802.11. Показаны особенности радиочастотного спектра, принципы модуляции, даны варианты спецификаций 802.11, описаны технологии повышения производительности, механизмы защиты. В главе 6 проводится оценка беспроводной линии связи и приведен пример ее расчета. Главы 7 и 8 включают вопросы поэтапного проектирования беспроводных сетей: от планирования производительности и зоны действия до развертывания и тестирования сети. Практическая часть учебного пособия состоит из 13 лабораторных работ, включающих изучение и настройку основных параметров точек доступа и беспроводных маршрутизаторов, функций безопасности, сегментации беспроводной сети, средств управления и мониторинга. Отдельные лабораторные работы посвящены преобразованию единиц измерения и расчету беспроводной линии связи. Кроме того, две последние работы включают изучение и настройку сегментации беспроводной сети на основе частотных диапазонов и SSID/VLAN, а также настройку точек доступа с помощью программного контроллера Central WiFi Manager. Издание снабжено обширным глоссарием.

Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по основным образовательным программам высшего образования по направлениям подготовки бакалавриата/магистратуры укрупненной группы специальностей и направлений подготовки «Информатика и вычислительная техника».

Издательство – МГТУ им. Н. Э. Баумана

Год издания – 2017

Формат книги — PDF

Размер — 85,2 Мб

СКАЧАТЬ с gigapeta.com

Или

СКАЧАТЬ с turbobit.net

Или

СКАЧАТЬ с hitfile. net

Стандарты Wi-Fi: список самых распространенных протоколов

Передача данных по сети Wi-Fi осуществляется уже не один десяток лет и постоянно совершенствуются. Версии Wi-Fi различаются по мощности потока и параметрам. Информация в статье поможет выбрать режим на роутере и разобраться между типами Wi-Fi. Ниже мы опишем самые распространенные и популярные разновидности Wi-Fi.

С чего все начиналось?

Первый (базовый) стандарт Wi-Fi 802.11 появился в 1996 году. Изначально скорость приема-передачи маршрутизатором Wi-Fi была минимальной. Но каждые несколько лет она постепенно увеличивалась вместе с пропускной способностью и стабильностью передачи.

Вначале информация передавалась при потоке не более 1 Мбит/с. Такой способ применялся только для настраивания всевозможных спецсредств. Тем более, что мобильные средства с приемом интернета появились чуть позднее, тогда и возрос спрос на беспроводную сеть. Позднее увеличилась мощность модуля и при этой же версии скорость достигла 2 Мбит/с. Но предел возможностей достиг своего максимума и потребовались новые типы Wi-Fi.

Протоколы Wi-Fi и их характеристики

В следующей таблице приведены максимальные скорости передачи данных при использовании того или иного стандарта:

Давайте расскажем про самые известные и распространенные виды Wi-Fi.

802.11а

Этот протокол положил начало дальнейшему развитию беспроводной передачи данных. Принципы работы основывались на базовой версии Wi-Fi, были взяты основные кодирования стандарта. Отличием его от первоначального варианта стала возможность использовать частоту 5 ГГц, что позволило возрасти мощности потока до 54 Мбит/с. С используемой раньше частотой в 2,4 ГГц этот протокол был несовместим, и возникали дополнительные неудобства, ведь приходилось настраивать средства приема на обе частоты.

802.11b

При разработке протокола вернулись к использованию частоты в 2,4 ГГц, потому что преимуществ у нее оказалось больше из-за пропускной способности. Разработчикам удалось добиться скорости потока данных в пределах 5,5 – 11 Мбит/с. Со временем и мобильные аппараты стали работать на таких уровнях. Широко использовался почти до 2010 года, ведь такой мощности вполне хватало и для компьютерных средств, и для гаджетов. Современные аппараты и сейчас могут улавливать разные виды Вай-Фай, в том числе и этот, правда скорость будет низкой.

802.11g

Это более усовершенствованный стандарт 802.11b, работающий на той же частоте, но на более высокой скорости (до 54 Мбит/с).

802.11n

Обновление до этой версии произошло к 2009 году. Технические возможности устройств достигли уровня, который позволял перерабатывать более тяжелый контент, и обновление было очень кстати. Волны способны проходить через бетонные преграды. Позволяет нескольким аппаратам в доме работать одновременно стабильно и без сбоев.

Одновременно может поддерживать обе частоты, была внедрена разработка MIMO, что обеспечивает скорость передачи до 150 Мбит/с. Скорость передачи данных по Wi-Fi заложена на самом деле до 600 Мбит/с, но из-за помех она намного ниже. К тому же, для удешевления приемников, многие производители исключают MIMO вообще. Прекрасно работает на платформе Windows. Самый часто встречающийся протокол.

802.11ac

Зачем нужен стандарт 802.11ac? Смотрите видео-презентацию:

На сегодняшний день этот вид является крайним и самым быстрым стандартом. Вышел в 2014 году, а в 2016 был усовершенствован. Не все последние смартфоны способны его поддерживать, хотя этот тип является часто встречаемым. Работает он исключительно на волне 5 ГГц, что снизило ширину покрытия, но наличие направленных антенн и поддержки MIMO компенсировало потери.

Многие пользователи выражают недовольство по ряду причин:

• роутер выглядит массивно из-за множества антенн;
• потребление электроэнергии при использовании повышается;
• расположение должно быть одинаковое от всех подключенных к нему средств;
• стоимость аппарата с данной функцией не попадает в бюджетную категорию.

Образец роутера, который поддерживает технологию MU-MIMO, представлен на картинке:

Но, несмотря на все недостатки, эта версия может объединять около 8-ми каналов.

Какой режим выбрать на роутере?

Как сменить режим Вай-Фай в настройках роутера, смотрите в следующем видео:

Все роутеры поддерживают протоколы Wi-Fi b/g/n. Двухдиапазонный роутер поддерживает стандарт ac. Все современные устройства (планшеты, ноутбуки, смартфоны и т. д) работают в этих режимах в диапазоне 2,4 и 5 Ггц.

Более старые гаджеты скорее всего не поддерживают протоколы n и ac. И если на вашем роутере выставлен только режим n, то такие устройства просто не подключатся к сети Вай-Фай. Поэтому самый оптимальный вариант – выбрать смешанный режим 802.11 b/g/n. Тогда будут работать и старые, и новые устройства. Именно такой режим чаще всего стоит на роутерах с завода.

Однако, если старых ноутбуков и смартфонов у вас нет, то рекомендуется выставить стандарт n для диапазона 2,4 Ггц. Это позволит увеличить скорость интернета.

Дополнительные стандарты Wi-Fi

Теперь кратко о дополнительных версиях, которые используются для сервисных функций:

1. 11d. Отвечает на синхронизацию устройств Вай-Фай и обеспечивает скорость передачи в масштабах государства.
2. 11e. Влияет на качество медиафайлов.
3. 11f. Управляет параметрами точек доступа разных производителей.
4. 11h. Защищает от помех военную радиосвязь и метеорологические радары.
5. 11i. Защищает передаваемую информацию пользователей.
6. 11k. Распределяет равномерно загруженность по разным точкам доступа.
7. 11m. Объединяет все обновления группы стандартов 802.11.
8. 11p. Используется для контроля за безопасностью движения, навигации.
9. 11r. Автоматически определяет беспроводную сеть при переходе в зону покрытия другой точки доступа и подключает к ней аппарат.
10. 11s. Позволяет любому мобильному устройству или гаджету стать точкой доступа.
11. 11t. Упорядочивает систему тестирования стандартов 802.11.
12. 11u. Синхронизирует внешние сети с сетями Вай-Фай.
13. 11v. Работает на усовершенствование протокола 802.11.
14. 11y. Незавершенная версия. Разработан для частот от 3,65 до 3,70 ГГц.
15. 11w. Ищет возможности для постоянного усовершенствования защиты доступа к передаче данных.

Надеемся, что наша статья была для вас полезной!

Краткая история WiFi, возможности и перспективы беспроводной передачи данных в ближайшем будущем

Технологии беспроводной передачи данных, которую мы знаем как WiFi, уже более 30 лет. В этой статье вспомним, почему WiFi называется именно так, как появился, какие были основные этапы развития и что ждет технологию в будущем.

Все это и немного больше — под катом.

Почему именно “WIFi”?

Многие из нас принимают аббревиатуру, как должное, не задумываясь о том, почему технология называется именно так. Ларчик открывается просто — дело в том, что WiFi изначально продвигали со слоганом «The Standard for Wireless Fidelity», что можно перевести как «стандарт беспроводной точности».

Затем технология получила сокращенное название «Wireless Fidelity», что со временем было обрезано до WiFi. Частично сыграла свою роль и аббревиатура HiFi, которая расшифровывается как High Fidelity. Может быть, разработчики WiFi пытались сделать свою технологию узнаваемой как раз за счет HiFi — кто знает. Как бы там ни было, своего они добились.

С чего все началось

Наверное, не будет ошибкой сказать, что датой рождения технологии является 1985 год. Тогда Федеральная служба по связи США официально разрешила использовать определенные частоты радиоспектра без лицензии. Эту инициативу поддержали и другие страны, так что бизнес быстро понял — в этой нише можно заработать. Один за другим стали появляться проекты беспроводной связи, которые разные компании пытались коммерциализировать.

Лишь в самом конце прошлого века, в 1997 году, появились первые спецификации беспроводной связи WiFi. Первое поколение, 802.11, давало возможность передавать данные со скоростью в 2 Мбит/с, при том, что радиус действия модуля был очень небольшим. Да и стоимость оборудования, которое обеспечивало беспроводную передачу данных, была просто заоблачной.

Затем, где-то в 1999 году, появились прототипы двух редакций базового стандарта: 802.11b и 802.11a. Они обеспечивали невиданную скорость передачи данных по воздуху — вплоть до 11 Мбит/с. Радиодиапазон при этом использовался тот же, что и сейчас — 2,4 ГГц. Радиус действия был гораздо большим, чем у самого первого поколения WiFi. Радиооборудование становится все более доступным — его могут купить уже и обычные пользователи.

Чуть позже скорость увеличили до 54 Мбит/с, воспользовавшись диапазоном в 5 ГГц и назвав спецификацию 802.11a. Именно тогда и закрепилось название WiFi, которое сейчас является обозначением спецификации 802.11.

Кроме того, разработчики стали заботиться о безопасности передаваемых данных лучше, чем раньше. Так, на смену дырявому WEP пришел WPA (англ. — Wi-Fi Protected Access). Еще год спустя, в 2004, появился протокол WPA2, который стал весьма надежно защищать беспроводные сети.

Спустя десять лет

Да, в течение десяти лет технология развивалась, но не очень быстро — пропускной способности канала вполне было достаточно для потребностей пользователей того времени. Но затем стало понятно, что дальше так продолжаться не может — нужен новый стандарт, который позволил бы передавать больше данных за единицу времени.

Основная причина в том, что качество фото и видео возросли, причем очень значительно, по сравнению с концом 20-го века. Стоит только посмотреть фотографии начала 2000-х, сравнив их с цифровым контентом более раннего времени, и все станет понятно.

В целом, технологии не стояли на месте, в 2003-м, например, появилась спецификация 802.11g. Но это не было чем-то принципиально новым — разработчики воспользовались технологией диапазона 5 ГГц, адаптировав ее для диапазона 2,4 ГГц. К слову, количество членов WiFi Alliance стало тоже расти, как на дрожжах. В 2003 году их стало более 100. Соответственно, все больше компаний разрабатывали оборудование, совместимое с беспроводным стандартом WiFI.

Ура, новые технологии

В 2009 команда разработчиков из WiFi Alliance приняла новый стандарт — 802.11n. Это уже было новое поколение WiFi, без клонирования механизма передачи данных из одного диапазона в другой. При этом скорость передачи данных увеличилась во много раз — вплоть до 600 Мбит/с.

Такого резкого роста пропускной способности удалось добиться за счет использования многопотоковой передачи данных MIMO вместо SISO. Многопотоковая передача позволила использовать несколько потоков передачи данных, направляемых разными же антеннами. В самом начале стандарт давал возможность работать с 4 потоками, каждый из которых предоставлял пропускную способность в 150 Мбит/с.

При этом технология была «умной» — сигналы обрабатывались, а затем объединялись в единое целое, что давало возможность добиться пропускной способности в 600 Мбит/с, во всяком случае, в теории. В целом, MIMO и положила начало развитию современного WiFi — скоростного, надежного и дальнобойного.

И снова развиваемся

Технология беспроводной связи продолжила эволюционировать. Так, в 2015 году появилась новая ревизия — WiF 802.11 AC, где количество потоков MIMO было доведено до 8. Благодаря этому, а также другим техническим ухищрениям удалось добиться пропускной способности одного канала до 866 Мбит/сек. Правда, были некоторые сложности с достижением теоретического максимума, поскольку в узкой полосе частот 2,4 ГГц достаточно сложно добиться идеального приема из-за загруженности «эфира».

Те пропускной способности в 7 Гбит/с добиться удавалось исключительно редко. Но все же скорость огромная по сравнению с предыдущими поколениями. MIMO усовершенствовали, так что появилась технология MU-MIMO — мультиплексирование каналов. Точки доступа стали умными, их научили разбивать один канал на несколько подканалов, каждый из которых обменивается данными с абонентами. Это дало возможность оптимизировать работу точек доступа даже в очень высоконагруженных сетях.

Добиться этого удалось еще и за счет фазового сдвига сигнала таким образом, что интерференция становилась «конструктивной», так что радиоволны усиливались за счет взаимодействия.

Новые достижения

Недавно был принят новый стандарт — 802.11 AX, который называют еще Wi-Fi 6. Здесь появилось сразу несколько нововведений, включая добавление новой технологии OFDMA. Она позволила увеличить производительность одного канала с шириной спектра 40 МГц до 290 Мбит/с. Схему MU-MIMO усовершенствовали, теперь появился двухсторонний полноценный режим обмена данными.

В частности, разработчики ввели квадратурную амплитудную модуляцию (QAM) 1024, которая позволила повысить плотность модуляции и увеличить скорость передачи данных примерно на треть.

802.11ax позволяет работать в средах с высокой плотностью клиентов, передавая по воздуху тяжелый медиаконтент — например, видео с разрешением 4-8К. Количество точек доступа, находящихся поблизости друг от друга, практически не влияет на качество приема и передачи данных. Достоинство нового поколения связи еще и в том, что оно довольно энергоэффективное, так что батарей мобильных устройств хватает на более продолжительное время работы.

Что дальше?

В недалеком будущем нас ждет новый протокол беспроводной передачи данных WiFI 7 или IEEE 802.11be. Он будет работать с технологией CMU-MIMO, позволяющей поддерживать работу сразу 16 потоков данных. Помимо традиционных полос 2,4 ГГц и 5 ГГц, WiFi 7 также будет поддерживать полосу частот 6 ГГц. Все три полосы частот могут работать одновременно.

Теоретическая максимальная скорость передачи Wi-Fi 7 может достигать 30 Гбит/с, что в три раза превышает максимальную скорость 9,6 Гбит/с для Wi-Fi 6.

К сожалению, разработка основных механизмов работы технологии задерживается из-за эпидемии. Изначально планировалось, что все основные работы будут завершены до 2021 года, а стандарт будет одобрен в 2024 году. Но теперь, скорее всего, этот срок будет увеличен примерно на полгода, если не на год. Но в любом случае, разработка не прекратилась, она продолжается, хотя и в несколько замедленном темпе.

У Zyxel тоже есть WiFi 6

Zyxel, как любой уважающий себя и своих клиентов производитель, представил широкий ассортимент точек доступа стандарта WiFi 6 и PoE коммутаторов к ним. Есть и бюджетные модели и навороченные точки с “квантовым подавителем гравитационного возмущения”. 🙂

Смотрите сами.

А если понравилось, заходите к нам и оставайтесь:
— Новостной канал в Telegram
— Телеграм-чат поддержки для специалистов
— Форум для специалистов
— Наш YouTube

Сети Wi Fi. Работа и стандарты. Применение и особенности

В начале развития интернета подключение сети осуществляли сетевым кабелем, который нужно было проводить в помещении таким образом, чтобы он не мешал. Его крепили и прятали, как могли. В старой мебели для компьютеров до сих пор остались отверстия для проведения кабеля.

Когда беспроводные технологии и сети Wi-Fi стали популярными, то необходимость проведения кабеля сети и его скрытия исчезла. Беспроводная технология позволяет получать интернет «по воздуху», если имеется маршрутизатор (точка доступа). Интернет начал развиваться в 1991 году, а ближе к 2010 году он уже стал особенно популярным.

Что такое Wi-Fi

Это современный стандарт получения и передачи данных от одного устройства к другому. При этом устройства должны быть оснащены радиомодулями. Такие модули Wi-Fi входят в состав многих электронных приборов и техники. Сначала они входили только в комплект планшетов, ноутбуков, смартфонов. Но теперь их можно найти в фотоаппаратах, принтерах, стиральных машинах, и даже мультиварках.

Принцип работы

Чтобы заходить в Wi-Fi, необходимо наличие точки доступа. Такой точкой на сегодняшний день в основном является маршрутизатор. Это маленькая коробочка из пластика, на корпусе которой имеется несколько гнезд для подключения интернета по проводу. Сам маршрутизатор связан с интернетом по сетевому проводу, называемому витой парой. По антенне точка доступа раздает информацию из интернета в сеть Wi-Fi, по которой различные устройства, имеющие приемник Wi-Fi, принимают эти данные.

Вместо маршрутизатора может работать ноутбук, планшет или смартфон. Они также должны иметь подключение к сети интернета по мобильной связи через сим-карту. Эти устройства имеют такой же принцип действия обмена данными, как у маршрутизатора.

Метод подключения интернета к точке доступа не имеет значения. Точки доступа делятся на частные и публичные. Первые применяются только для пользования самими владельцами. Вторые дают доступ в интернет за деньги, либо бесплатно большому количеству пользователей.

Публичные точки (горячие) чаще всего имеются в общественных местах. К таким сетям легко подключиться, находясь на территории этой точки, либо рядом с ней. В некоторых местах требует авторизоваться, но вам предлагают пароль и логин, если вы будете пользоваться платными услугами данного заведения.

Во многих городах вся их территория полностью охватывает сеть Wi-Fi. Чтобы подключиться к ней, нужно оплатить абонемент, который стоит не дорого. Потребителям предоставляют как коммерческие сети, так и со свободным доступом. Такие сети строят муниципалитеты, частные лица. Небольшие сети для жилых домов, общественных заведений со временем становятся крупнее, применяют пиринговое соглашение, чтобы взаимодействовать свободно друг с другом, работать на добровольной помощи и пожертвования других организаций.

Власти городов часто спонсируют аналогичные проекты. Например, во Франции в некоторых городах предоставляют доступ без ограничений в интернет тем, кто даст разрешение использовать крышу дома для установки антенны Wi-Fi. Много университетов на западе разрешают доступ в сеть студентам и посетителям. Число хот-спотов (публичных точек) неуклонно растет.

Стандарты Wi-Fi

IЕЕЕ 802.11 – протоколы для низких скоростей обмена данными, основной стандарт.

IЕЕЕ 802.11а – является несовместимым с 802.11b, для высоких скоростей, использует каналы частоты 5 ГГц. Способность пропускать данные до 54 Мбит/с.

IЕЕЕ 802.11b – стандарт для быстрых скоростей, частота канала 2,4 ГГц, пропускная способность до 11 Мбит/с.

IЕЕЕ 802.11g – скорость эквивалентна стандарту 11а, частота канала 2,4 ГГц, совместим с 11b, скорость пропускания до 54 Мбит/с.

IEEE 802.11n – наиболее прогрессивный коммерческий стандарт, частоты каналов 2,4 и 5 ГГц, может работать совместно с 11b, 11g, 11а. Наибольшая скорость работы 300 Мбит/с.

Чтобы подробнее представить работу различных стандартов беспроводной связи, рассмотрим информацию в таблице.

Применение сети Wi-Fi

Основное назначение беспроводной связи в быту – это вход в интернет для посещения сайтов, общение в сети, скачивание файлов. При этом нет нужды в проводах. С течением времени прогрессирует распространение точек доступа по территории городов. В будущем можно будет пользоваться интернетом с помощью сети Wi-Fi в любом городе без ограничений.

Такие модули применяются для создания сети внутри ограниченной территории между несколькими устройствами. Многие фирмы уже разработали мобильные приложения для мобильных гаджетов, которые дают возможность обмениваться информацией через сети Wi-Fi, но при этом не подключаясь к интернету. Это приложение организует тоннель шифрования данных, по которому будет передаваться информация другой стороне.

Обмен информацией осуществляется гораздо быстрее (в несколько десятков раз), чем по известному нам Блютузу. Смартфон может выступать и в роли игрового джойстика в соединении с игровой консолью, либо компьютером, выполнять функции пульта управления телевизором, работающим по Wi-Fi.

Порядок применения сети Wi-Fi

Для начала нужно купить маршрутизатор. В желтое или белое гнездо необходимо вставить сетевой провод, настроить по прилагаемой инструкции.

На принимающих устройствах с модулем Wi-Fi включают его, выполняют поиск необходимой сети и производят подключение. Чем большее количество устройств будет подключено к одному маршрутизатору, тем меньше будет скорость передачи данных, так как скорость поровну делится на все устройства.

Модуль Wi-Fi выглядит в виде обычной флешки, подключение осуществляется по интерфейсу USB. Он имеет невысокую стоимость. На мобильном устройстве можно включить точку доступа, которая будет исполнять роль маршрутизатора. Во время раздачи смартфоном интернета по точке доступа, на нем не рекомендуется слишком загружать процессор, то есть, нежелательно смотреть видео, или скачивать файлы, так как скорость делится между подключенным и раздающим устройством по остаточному принципу.

Wi-Fi технология дает возможность заходить в сеть интернета без кабеля. Источником такой беспроводной сети может быть любое устройство, у которого есть радиомодуль Wi-Fi. Радиус распространения зависит от антенны. С помощью Wi-Fi создают группы устройств, а также можно просто передавать файлы.

Достоинства Wi—Fi

• Не требуется протяжка проводов. За счет этого достигается экономия средств на прокладку кабеля, разводку, а также экономится время.
• Неограниченное расширение сети, с повышением числа потребителей, точек сети.
• Нет необходимости портить поверхности стен, потолков для прокладки кабеля.
• Совместимость на глобальном уровне. Это группа стандартов, которая работает на устройствах, произведенных в разных странах.

Недостатки Wi—Fi

• В ближнем зарубежье применение сети Wi-Fi без разрешения допускается для создания сети в помещениях, складах, на производстве. Для связи двух соседних домов общим радиоканалом, требуется обращение в надзорный орган.
• Правовой аспект. В разных странах относятся по-разному к применению передатчиков диапазона Wi-Fi. Некоторые государства требуют все сети регистрировать, если они действуют за помещениями. В других ограничивают мощность передатчика и определенные частоты.
• Стабильность связи. Маршрутизаторы, установленные дома, распространенных стандартов раздают сигнал на расстояние 50 метров внутри зданий, и 90 метров за помещением. Многие электронные устройства, погодные факторы уменьшают уровень сигнала. Дальность расстояния зависит от частоты работы и других параметров.
• Помехи. В городах возникает значительная плотность точек установки маршрутизаторов, поэтому часто возникают проблемы подключения к точке, если рядом есть другая точка, работающая на той же частоте с шифрованием.
• Параметры изготовления. Часто бывает, что производители не придерживаются определенных стандартов изготовления устройств, поэтому точки доступа могут иметь нестабильную работу, скорость отличается от заявленной.
• Потребление электроэнергии. Достаточно большой расход энергии, снижающий заряд батарей и аккумуляторов, увеличивает нагрев оборудования.
• Безопасность. Шифрование данных по стандарту WЕР является ненадежным, легко взламываемым. Протокол WРА, который более надежен, не поддерживают точки доступа на старом оборудовании. Наиболее надежным считается сегодня протокол WРА2.
• Ограничение функций. Во время передачи малых пакетов информации к ним присоединяют много информации служебного пользования. Это делает качество связи хуже. Поэтому не рекомендуют применять сети Wi-Fi для организации работы IР телефонии по протоколу RТР, так как нет гарантии по качеству связи.

Особенности Wi-Fi и Wi MAX

Технология сети Wi-Fi прежде всего создавалась для организаций, чтобы уйти от проводной связи. Однако сейчас эта беспроводная технология набирает популярность для частного сектора. Виды беспроводных связей Wi-Fi и Wi MAX родственные по выполняемым задачам, но решают разные проблемы.

Устройства Wi MAX имеют особые цифровые сертификаты связи. Достигается полная защита потоков данных. На базе Wi MAX образуются частные конфиденциальные сети, которые дают возможность создавать защищенные коридоры. Wi MAX передает необходимую информацию, не смотря на погоду, постройки и другие препятствия.

Также этот вид связи используют для видеосвязи высокого качества. Можно выделить основные его преимущества, состоящие в надежности, мобильности, высокой скорости.

Похожие темы:

Что такое Wi-Fi 6 и какие у него преимущества? | Роутеры (маршрутизаторы) | Блог

С момента анонсирования Wi-Fi 6 в 2018 году этот стандарт оброс множеством слухов и предположений. С тех пор прошло почти два года, и хотя окончательно стандарт еще не утвержден, первые устройства с его поддержкой уже появились в продаже. И теперь можно попытаться понять, что такое этот Wi-Fi 6, и как нам удалось не заметить пять предыдущих.

Почему Wi-Fi 6?

Потому что так решил консорциум Wi-Fi. Теперь новые версии протокола беспроводной передачи данных IEEE 802.11 будут обозначаться не непонятными цифрами и буквами, а просто порядковым номером. Wi-Fi 6 — это 802.11ах, а предыдущие версии, начиная аж с представленного в 1997 году оригинального 802.11, получили номера с 1 до 5. Во-первых, так проще и понятнее, а во-вторых, консорциум обещает, что в скором будущем номер поколения (начиная с Wi-Fi 4) появится в значке соединения в статусной строке.

И можно будет по одному взгляду на экран догадаться, что скорость Интернета низкая не по чьему-то злому умыслу, а потому что в настройках адаптера выставлен 802.11n.

Скорость соединения — быстрее и еще быстрее.

Каждое новое поколение 802.11 отличалось от предыдущего значительным увеличением максимальной скорости соединения. Не стал исключением и Wi-Fi 6 — теперь максимальная скорость между двумя беспроводными устройствами в идеальных условиях составляет 1,2 Гбит/с на канал шириной 160 МГц.

С учетом того, что количество каналов в новой редакции может достигать 8, максимально достижимая теоретическая скорость составляет 9,6 Гбит/с. И пусть практические скорости пока в 3-4 раза ниже, это все равно довольно много. Кроме того, Wi-Fi 6 — это не только возросшая скорость.

MIMO 8×8

Wi-Fi 6 поддерживает до 8 каналов MU-MIMO (Multipule User, Multiple Input, Multiple Output — Несколько пользователей, Множественный ввод-вывод). Это значит, что максимальная скорость роутера может быть распределена по нескольким клиентам в нужных пропорциях. Например, по одному каналу на смартфоны и три канала на ноутбук (конечно, если у него есть три приемных тракта).

Количество «мешающих» друг другу устройств в таком режиме снижается в разы. Wi-Fi 6 — отличное решение для построения небольших высокоскоростных сетей.

2,4 ГГц возвращается.

Когда было объявлено, что 802.11ac (Wi-Fi 5) не будет поддерживать частоту 2,4 ГГц, многие встретили эту новость с разочарованием. И не только из-за большого количества устройств, не работающих на 5 ГГц: чем меньше длина радиоволны (больше частота), тем меньше ее пробивная способность. Поэтому при одной и той же мощности передатчика площадь 5 ГГц сети может быть намного меньше, чем если бы она вещала на 2,4 ГГц.

Что же, Wi-Fi консорциум прислушался к пожеланиям пользователей, новый стандарт будет работать в обоих диапазонах, что, конечно же, расширяет его возможности.

Увеличиваем плотность сигнала с 1024-QAM модуляцией

Передача данных в Wi-Fi осуществляется при помощи квадратурной модуляции, когда сигнал кодируется подчастотами с одной длиной волны, но со сдвигом по фазе. В самом простом случае одно состояние сигнала предает два бита информации — это QAM-2 модуляция.

При увеличении подчастот количество бит, передаваемых одним состоянием сигнала увеличивается – 4, 8, 16, и т.д. до 256 в 802.11ac. Wi-Fi 6 поддерживает 1024-QAM модуляцию, что (теоретически) позволяет получить значительный прирост скорости. Однако при этом сигнал становится намного менее разборчивым и подверженным помехам. Поэтому реальный прирост скорости при использовании 1024-QAM будет заметен только в идеальных условиях.

OFDMA — избавляемся от очередей

А вот это действительно полезная технология для реальных городских условий. OFDMA позволит увеличить скорость соединения в условиях высокой загруженности диапазона. Как сейчас работает роутер, получив запрос от нескольких клиентов? Он подготавливает пакеты данных и отправляет их по очереди. Соответственно, чем больше клиентов в сети, тем больше задержки между запросом и ответом. OFDMA позволяет выделять на частоте канала отдельные подчастоты для отдельных клиентов и отправлять ответ всем им одновременно.

Более того, технология позволяет варьировать ширину клиентского канала в зависимости от объема отправляемого пакета.

BSS Coloring — раскрасим сети в разные цвета

Еще одна технология, призванная ускорить скорость в современных условиях. Сейчас любое устройство расшифровывает любой сигнал, полученный на «своей» частоте — неважно, от своей сети, чужой сети или вообще от радионяни. В современных реалиях это приводит к сильному снижению производительности устройств, если поблизости расположены другие сети и устройства, работающие в том же диапазоне. Ведь только полностью расшифровав пакет и выяснив, что он предназначен другой сети, роутер его отбраковывает. Технология BSS Coloring снабжает пакеты простейшей цифровой подписью, которую устройство может считать без полной расшифровки сигнала. Можно сказать, что сигналы в каждой сети «раскрашены» своим цветом и их принадлежность теперь видна сразу.

Это значительно экономит ресурсы и, как следствие, увеличивает скорость передачи данных.

TWT — каждой вещи свое время

Технология TWT (Target Wake Time — «время пробуждения устройства») ориентирована в основном на «интернет вещей» — умных устройств наподобие кофеварок, отопительных котлов и прочих устройств с Wi-Fi интерфейсом. Сейчас «умные» устройства находятся в сети все время, пока включены, увеличивая ее загруженность. Использование TWT позволит им выходить в сеть только тогда, когда она действительно нужна для передачи (или приема) данных.

Как видно, Wi-Fi 6 предлагает множество если и не революционных, то достаточно серьезных изменений, позволяющих надеяться, что проблемы низкой скорости однажды останутся в прошлом. Увы, большинство преимуществ Wi-Fi 6 работают только если все устройства в сети поддерживают этот протокол. Таких пока немного. Но Wi-Fi 6 обратно совместим со всеми предыдущими стандартами, поэтому роутер с поддержкой нового стандарта можно приобрести уже сегодня и надеяться, что переход на шестое поколение «вайфая» произойдет быстро и безболезненно.

Краткий путеводитель по беспроводным технологиям «Интернета вещей».Часть 3. Wi-Fi

Первая часть статьи вышла в Control Engineering Россия №6’2017

Вторая часть статьи вышла в Control Engineering Россия №1’2018

Введение в Wi-Fi

В целом Wi-Fi — это не что-то единичное, а большое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам. Название этой технологии возникло как производное от английского словосочетания wireless fidelity, которое сначала использовалось в рекламных целях, поскольку было созвучно давно устоявшемуся термину Hi-Fi из области звукозаписи и звуковоспроизведения, означающему нестандартную аппаратуру с высокой верностью (high fidelity) воспроизведения. Как иногда бывает в жизни, никто не думал и не гадал, но именно этот маркетинговый ход прижился как термин, и иного мы уже не представляем.

Разработка беспроводной технологии Wi-Fi началась в 1999 г., когда группа компаний, стоящих у истоков беспроводных технологий, — 3Com, Aironet (сейчас Cisco), Harris Semiconductor (сейчас Intersil), Lucent (сейчас Agere), Nokia и Symbol Technologies — основали организацию Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Именно они зарегистрировали свою новую технологию под торговой маркой Wi-Fi. В 2000 г. WECA стала частью Wi-Fi Alliance, представляющего в настоящее время промышленную группу, в которую входят более трехсот компаний — все основные производители беспроводного оборудования Wi-Fi.

Удачно выбранное название технологии, как мы видим, сохранилось и стало торговой маркой теперь уже Wi-Fi Alliance. Основными задачами этого альянса являются разработка, тестирование, сертификация, поддержка и продвижение форматов беспроводной связи на основе Wi-Fi-протоколов.

Рис. 1. Модуль Wi-Fi PSF-B85 от компании ITEAD, использующий микросхему ESP8285 с высокой степенью интеграции

Интересно, что поначалу ничто не предвещало того, во что в итоге превратится эта технология, поскольку Wi-Fi разрабатывался с весьма приземленной целью. Но, как и все хорошо, грамотно и, главное, вовремя разработанное, он успешно занял свою весьма немалую нишу на рынке беспроводной связи, причем не только т. н. широкого потребления, но и индустриального оборудования, IoT и, как уже было сказано, сетей большего радиуса действия.

Первоначально стандарт Wi-Fi был предназначен для замены сетевого кабеля и использовался в качестве канала связи между ноутбуками и принтерами. Поэтому он был разработан с высокой пропускной способностью канала передачи данных (от 10 до 50 Мбит/с) и при этом на него не накладывались особые ограничения по потребляемой мощности — что сейчас является основным требованием для IoT-устройств с питанием от батареи или аккумулятора. Кроме того, достаточно свободно определялись размеры конечного решения. С появлением «Интернета вещей» стали доступны самые разные варианты исполнения Wi-Fi-модулей — например, совсем не похожие на привычные всем нам роутеры (рис. 1). Но будем справедливы: проблема энерго­потребления пока остается ахиллесовой пятой многих протоколов Wi-Fi. Так, представленный на рис. 1 миниатюрный модуль при его использовании с протоколом 802.11b (CCK 1 Мбит/с, P_out = 19,5 дБм) потребляет 215 мА, в режиме 802.11n (с пакетами длиной по 1024 бит и P_out = –65 дБм) — 102 мА, а в дежурном режиме — 70 мА, что явно многовато. Тем не менее, отвечая требованиям рынка, появились и решения с пониженным энерго­потреблением. Все старые и новые протоколы, а также особенности реализации Wi-Fi будут рассмотрены ниже.

В большое и давно состоявшееся семейство Wi-Fi входит много «родственников», имена которых начинаются с IEEE 802.11. Именно благодаря тому, что все они подпадают под стандарты семейства IEEE 802.11xxx, технология Wi-Fi обеспечивает решения почти на любой вкус [4]. Как и все удачные разработки в мире электроники, Wi-Fi эволюционирует и постоянно развивается по мере появления новых идей и технологий. В настоящее время его наиболее популярная разновидность работает в ISM-диапазонах 2,4 и 5 ГГц, но с национальными ограничениями: так, в России для этой технологии разрешены не требующие лицензирования (при выполнении ограничений по мощности) полосы частот 2400–2483,5 МГц и 5150–5350 МГц.

Несмотря на существующие проблемы, к которым мы еще вернемся, аналитики не справляют по технологии Wi-Fi поминки, а прогнозируют ей достаточно хорошие перспективы (рис. 2). Особенно это касается роста рынка оборудования Wi-Fi с малым собственным потреблением — применительно к интересующей нас теме IoT [5].

Рис. 2. Прогноз развития рынка оборудования с использованием технологии Wi-Fi. Источник информации: исследование компании ABI, 2015 г.

 

Особенности технологии Wi-Fi и ее основные протоколы

Под термином Wi-Fi обычно подразумевают не столько технологии и протоколы, сколько беспроводную локальную сеть (Wireless LAN, или WLAN). Это связано с тем, что наиболее распространенное применение данной технологии — обеспечение устройствам доступа к локальной сети и Интернету без прямого подключения через Ethernet-кабель. Сети Wi-Fi почти повсеместны: они встречаются в большинстве квартир, офисов и общественных мест, и с помощью смартфона можно практически везде найти нужную точку доступа.

Поскольку непосредственное «воплощение» технологии Wi-Fi в различных формах началось с 1999 г. (сам протокол вышел в 1997 г.), то для реализации таких решений уже имеется много поставщиков — как отдельных микросхем (чипсетов), так и полностью готовых модулей, что дает разработчикам широкий выбор возможностей. Однако нельзя обольщаться: следует проявлять известную осторожность при оценке характеристик компонентов, а особенно приемника. Дело в том, что в зависимости от выбранного типа микросхем может сильно меняться производительность, а именно: диапазон частот, пропускная способность, блокировки, коэффициент ошибок при передаче пакетов и потребление мощности от батареи. Для успешного функционирования устройства необходимо применять только те компоненты, которые отвечают поставленным перед разработчиком задачам. Поскольку Wi-Fi изначально был предназначен для высокоскоростной передачи данных (10 Мбит/с), он, как правило, потребляет больше энергии, чем другие протоколы ближнего радиуса действия, поэтому при использовании основных протоколов разработчикам не удастся достичь 10-летнего срока службы в устройствах Wi-Fi для IoT со стандартными батареями без их подзарядки.

Чтобы получить реальную картину того, как устройство использует доступную энергию, и рассчитать срок службы его источников питания, необходимо измерить и оценить фактическое энергопотребление устройства в сравнительно длительном режиме покоя и — относительно него — очень коротких активных состояниях передачи с высоким током потребления. С другой стороны, поскольку Wi-Fi по своей природе легко обеспечивает подключение к локальным сетям и Интернету, рынок все же откликнулся на потребность в повышении энергоэффективности и предложил два протокола Wi-Fi, которые хотя бы частично решают данную проблему. Место Wi-Fi в IoT-технологиях удачно показано на рис. 3 [5].

Рис. 3. Место Wi-Fi по отношению к другим беспроводным IoT-технологиям

IEEE 802.11b Wi-Fi

Это первый протокол из семейства 802.11. Он был разработан в 1999 г., действует в ISM-диапазоне с частотой 2,4 ГГц и использует широкополосную модуляцию с прямым расширением спектра (англ. Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS), называемую также кодированием с применением дополнительных кодов (англ. Complementary Code Keying, CCK). При этом для избежания конфликтов с другими устройствами, совместимыми с IEEE 802.11b, в данном протоколе предусмотрен множественный доступ к каналу связи с контролем несущей и предотвращением коллизий (англ.  Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA).

Использование CSMA/CA увеличивает потребление энергии от батареи и обеспечивает фактическую скорость передачи данных лишь до 6 Мбит/с. Однако применение этой технологии при совместной работе устройств в без того переполненном радиочастотном спектре является более эффективным решением для передачи данных, чем протоколы без CSMA/CA. К сожалению, не все беспроводные протоколы с частотой 2,4 ГГц являются «дружелюбными» при обмене данными, поэтому использование такого подхода в условиях сложной обстановки в эфире дает определенные преимущества.

IEEE 802.11a Wi-Fi

Данный протокол работает в диапазоне частот 5 ГГц. Он способен передавать потоки данных со скоростью до 54 Мбит/с (хотя реальная пропускная способность канала связи достигает примерно половины от этой скорости) благодаря применению мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (англ. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM) и CSMA/CA. Сигнал OFDM является цифровой схемой модуляции, использующей множество близко расположенных ортогональных поднесущих, которые одновременно переносят часть данных, проходящих по линии связи. OFDM-модуляция также позволяет компенсировать помехи в движении и в условиях многолучевого приема, который может иметь место в зданиях с большим количеством металлических конструкций или многочисленными пользователями Wi-Fi.

Особенностью протокола IEEE 802.11a является то, что для достижения работоспособной модуляции и, следовательно, скорости приемо-передатчики на каждом конце линии связи соединяются, основываясь на локальной радиочастотной среде. Это может быть большим преимуществом для устройств, которым требуется высокая скорость передачи данных в условиях внешних помех, или для системы с множеством устройств. Высокая скорость в IoT означает более короткое время передачи и, соответственно, меньшую загруженность выделенной полосы частот. Кроме того, поскольку протокол IEEE 802.11a использует диапазон с частотой в 5 ГГц, это обеспечивает большую ширину полосы пропускания. Но необходимо учитывать, что сигналу с частотой 5 ГГц требуются другие условия распространения, а это, естественно, оказывает влияние на функционирование системы в целом. У данного участка частотного спектра особая физика, поэтому сигналы такой частоты не будут проникать в объекты так же, как с частотой 2,4 ГГц. Кроме того, доступные каналы для передачи данных в этой полосе частот зависят от стандартов того или иного государства, в котором такая система развернута.

Однако есть и другая проблема, которая касается области частот 5 ГГц. Дело в том, что в некоторых странах этот диапазон применяется для трансляции спутникового телевидения, в целях радиолокации и т. д. Сигналы от такой техники могут вносить помехи в работу Wi-Fi-устройств, использующих спецификацию IEEE 802.11a, поэтому некоторые каналы в этой полосе могут быть им недоступны. Эти каналы могут быть полностью запрещены для использования в Wi-Fi-устройствах или могут быть разрешены, но только при условии, что устройства должны немедленно освободить каналы, если в них был обнаружен радиолокационный сигнал. Поэтому в решениях, работающих по протоколу 802.11a, используется технология DFS (англ. Dynamic Frequency Selection — динамической выбор частоты). Термин вошел в обиход еще во время развития технологии РЛС и подразумевает, что радиостанции (в нашем случае устройства Wi-Fi) меняют канал, занятый радиолокатором. Ваше оборудование может перестроиться на резервный канал, но при этом во время перенастройки некоторые точки доступа из сети будут выведены. Можно также отключить ряд частот и, таким образом, не использовать DFS в своих устройствах. Это позволит избежать помех от радиолокатора и исключить возникновение в сети прерываний типа hiccups (буквально — икоты) как следствия динамической перенастройки каналов в непредсказуемые моменты времени, но при этом, естественно, вам будет доступно меньшее число каналов в единицу времени.

Еще одна проблема касательно IEEE 802.11a заключается в том, что многие беспроводные транзитные сети также работают в частотном диапазоне 5 ГГц, поэтому из-за высокой мощности соседнего канала или диаграммы направленности антенны вблизи таких сетей Wi-Fi-устройства могут сталкиваться со значительными помехами. И хотя область 5 ГГц имеет широкую полосу и, соответственно, достаточно места для размещения большого количества каналов с высокой пропускной способностью, ей все равно свойственны проблемы, аналогичные для всего не требующего лицензирования спектра частот. О некоторых из них мы поговорим отдельно.

IEEE 802.11g Wi-Fi

Данный протокол был предложен в 2003 г. Он так же, как и IEEE 802.11a, использует OFDM-модуляцию, но является стандартом семейства Wi-Fi, работающим в диапазоне 2,4 ГГц. Хотя IEEE 802.11g использует иной тип модуляции, чем 802.11b, его можно применять для того, чтобы избежать помех при взаимодействии в сети, с устройствами, выполненными в соответствии с протоколом IEEE 802.11b. Однако такие смешанные системы в основном будут иметь меньшую пропускную способность, чем в случае соответствия всех устройств кластера спецификации IEEE 802.11g.

С другой стороны, подобные устройства Wi-Fi могут адаптивно менять тип модуляции, что способствует повышению пропускной способности в более благоприятных радиочастотных средах: в ISM-диапазоне 2,4 ГГц максимальная скорость передачи составляет до 54 Мбит/с.

Также нужно учитывать, что аппаратные средства или прошивка, необходимые для обеспечения такой универсальности и, следовательно, более сложного поведения, могут потребовать большего потребления энергии от батареи, чем более простые протоколы. Поэтому здесь важно найти компромисс между необходимой скоростью передачи данных и сложностью технологии. Это даст возможность определить, какой из членов обширного семейства Wi-Fi лучше всего подходит для конкретного применения.

IEEE 802.11n Wi-Fi и IEEE 802.11ac Wi-Fi

IEEE 802.11n Wi-Fi (2009 г.) и IEEE 802.11ac Wi-Fi (2014 г.) являются дополнениями к стандартам серии IEEE 802.11. Они предоставляют более сложные и широкие функциональные возможности устройствам физического уровня в сетях IEEE 802.11, включая MIMO (от англ. Multiple Input Multiple Output). MIMO — это метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала. Передача и прием данных по данным протоколам осуществляются системами из нескольких антенн с формированием определенной диаграммы направленности, а также с агрегацией кадров (фрагментов данных на канальном уровне), что в совокупности обеспечивает более широкополосные каналы. Однако повышение скорости передачи данных требует и значительно большей мощности, поэтому чаще всего эти решения Wi-Fi используются не в самих IoT-устройствах, а в более сложном линейном оборудовании (беспроводных маршрутизаторах) и поэтому выходят за рамки настоящего обзора.

Несомненно, Wi-Fi довольно часто является очевидным выбором для IoT, что иллюстрируют показанные в статье графики прогноза применения данной технологии. Но описанные выше ограничения и проблемы привели к добавлению в семейство стандартов этих двух спецификаций — 802.11ah и 802.11ax. Их появление напрямую связано с интересующими нас беспроводными технологиями в рамках «Интернета вещей», где, как известно, имеют место самые разно­образные требования к подключению с точки зрения диапазона, пропускной способности данных, энергоэффективности и стоимости конечного IoT-устройства.

Wi-Fi HaLow

Одна из новых технологий Wi-Fi, HaLow (рис. 4), основана на стандарте IEEE 802.11ah, который был ратифицирован в октябре 2016 г. Это первый стандарт Wi-Fi, специально разработанный для приложений IoT. Он был введен для решения проблем диапазона и мощности «Интернета вещей». Протокол 802.11ah использует лицензионную полосу частот в субгигагерцовом ISM-диапазоне 900 МГц (конкретная частота будет зависеть от страны и региона). Это позволяет увечить радиус покрытия и одновременно выполнить требования по снижению потребляемой мощности. Использование предопределенных периодов пробуждения и активности оптимизирует энергопотребление и обеспечивает дальность действия в радиусе до мили (около 1609 м) [5].

Рис. 4. Сравнение Wi-Fi HaLow с предшествующими технологиями Wi-Fi

Еще одно огромное преимущество HaLow — это возможность подключения более 8 тыс. устройств с одной точки доступа. Более того, стандарт 802.11ah поддерживает mesh-сеm, поэтому тысячи устройств могут последовательно соединяться и объединяться. Сеть из устройств технологии 802.11ah теоретически может охватывать весь город. Это делает технологию чрезвычайно рентабельной, особенно для поставщиков услуг и в рамках «умных» городов, поскольку позволяет так сгруппировать станции, чтобы свести к минимуму их влияние и расширить зону покрытия.

Однако для 802.11ah потребуются специализированные точки беспроводного доступа (или радиостанции внутри точек доступа) и клиентское оборудование (в отличие от стандартного Wi-Fi), хотя специалисты рассчитывают на то, что субгигагерцовые полосы HaLow будут встроены в уже имеющиеся точки доступа Wi-Fi. Несмотря на то, что протокол 802.11ah был ратифицирован в октябре 2016 г., по реализации Wi-Fi HaLow пока поступило очень мало предложений от поставщиков микросхем и модулей. Тем не менее чипсеты и программное обеспечение HaLow доступны уже сегодня — например, от компании Newracom [5].

HEW (802.11ax)

Предстоящий протоколу 802.11ah стандарт высокой эффективности (IEEE 802.11ax) также предлагает ряд функций специально для IoT. Он сохраняет целевые функции времени и функции группировки станций от 802.11ah, при этом позволяя IoT-клиентам и быть экономными в части расхода энергии, и избегать коллизий (говоря простым языком — не мешать друг другу в эфире). Кроме того, этот стандарт предусматривает многопользовательские возможности в виде восходящей линии связи MIMO, как в протоколах 802.11n и 802.11ac, что в сочетании с меньшим интервалом поднесущих (78,125 кГц) дает нескольким клиентам (до 18 пользователей) одновременно отправлять данные по каналу с полосой частот 40 МГц.

Первое голосование за 802.11ax было проведено в период между 1 декабря 2016 г. и 8 января 2017 г., но не дало положительных результатов (было предложено 7418 комментариев), и повторное голосование было перенесено на осень 2017 г. Так что публикация, открывающая путь протоколу 802.11ax, как ожидается, задержится до 2019 г. Принятие 802.11ax в рамках IoT будет зависеть от стоимости клиентов 802.11ax и того, как быстро клиенты и точки доступа попадут на рынок. И хотя это скорее кажется делом ближайшего будущего, жизнь не стоит на месте: уже доступны чипсеты данного протокола от компаний Qualcomm и Broadcom, а компания Asus анонсировала первый Wi-Fi-роутер с его поддержкой.

 

Wi-Fi большого радиуса действия

Как уже было сказано в начале этой статьи, технология Wi-Fi не ограничивается сетями малого радиуса и небольшой зоной покрытия. Голь, как известно, на выдумки хитра. Была найдена лазейка: появились поставщики, которые предоставляют оборудование для обеспечения беспроводной связи на больших расстояниях с использованием частот и типов модуляции технологии Wi-Fi в сочетании с более крупными и эффективными антеннами, в некоторых случаях узконаправленными. Кроме того, в таком оборудовании, как правило, применяется технология, позволяющая удаленной точке доступа (в виде физического устройства) получать электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару Ethernet-соединения. Эта технология называется PоE (от англ. Power over Ethernet, буквально — питание через Ethernet). Как уже упоминалось, такие устройства доступа могут быть сконфигурированы как соединение точка-точка (point-to-point) или как радиально-узловая многоточечная связь — точка-мультиточка (point-to-multipoint). Благодаря особенностям реализации они позволяют обеспечить связь в не требующем лицензирования спектре радиочастот Wi-Fi с дальностью около 20 км. Однако такое хитрое использование нелицензионного спектра может повлечь и значительные уровни помех. Тем не менее подобные системы применяются поставщиками беспроводных интернет-услуг в полосах 2,4 и 5 ГГц в городских и пригородных районах.

Для частных транзитных сетей такое решение предоставляет недорогой способ ретрансляции данных на большие расстояния. Сопряжение ретрансляционных станций с локальной точкой доступа дает возможность быстрого и простого соединения с кластером устройств с поддержкой Wi-Fi в отдаленной области — например, для рекреационных или сельскохозяйственных нужд. Хотя это имеет минимальное отношение к интересующему нас беспроводному «Интернету вещей», подобное решение может быть хорошим инструментом для построения сетей с большим радиусом покрытия от отдельного устройства. Но с потреблением энергии на уровне ватт они, скорее всего, не будут использоваться как узловые IoT-устройства.

 

Преимущества и проблемы Wi-Fi применительно к IoT и не только

Как известно, одним из столпов, на которых зиждется успех IoT, является потребность подключить множество IoT-устройств к остальному миру через Интернет. Можно с уверенностью предположить, что основой для этого станет именно беспроводная связь. Вопрос остается в том, какая из технологий наиболее подходящая? Сейчас существует много вариантов, каждый из которых предлагает различные способы установления соединения для приложений IoT. Наиболее востребованными являются Wi-Fi, Bluetooth и их разновидности, а также LTE на базе сотовой связи. Конкретный выбор будет зависеть уже от определенных области применения, диапазона и полосы частот, пропускной способности канала передачи данных и времени автономной работы. В каких-то случаях, возможно, даже будет необходима комбинация технологий. Но это тема уже следующей (и завершающей) части данной статьи.

Вероятнее всего, именно Wi-Fi останется одной из самых популярных технологий IoT в бурно развивающемся сегменте рынка оборудования для «умного дома». Он находит в этой области самое широкое применение, поскольку имеет целый ряд изложенных выше преимуществ и в данном случае практически не связан ограничениями в части энергопотребления, которые не характерны или не так критичны для интеллектуальных домашних приложений с питанием от сети напряжения переменного тока. Что касается Wi-Fi с малым энерго­потреблением, то в основном он будет использоваться в тех приложениях, которым достаточно периодической передачи данных с низкой скоростью. Это такие области применения, как часть сенсорного оборудования и счетчики в «умных домах», носимые и медицинские устройства, а также другие сегменты коммерческого и промышленного рынков (рис. 1).

Однако мы должны помнить, что у технологии Wi-Fi есть и недостатки. Помимо высокого энергопотребления, существует еще целый ряд проблем. Первая заключается в том, что эта технология, работая в не требующем лицензирования спектре частот, как следствие, подвергается повышенному уровню помех из-за их перегруженности.

Вторая — поскольку Wi-Fi может напрямую и без кабеля подключаться к Интернету со всеми его угрозами, необходимо уделять особое внимание проблемам кибербезопасности. Устройство Wi-Fi должно быть спроектировано так, чтобы обеспечить конфиденциальность данных и правильную работу конечного приложения. При массовом появлении IoT-устройств из-за отсутствия на многих из них браузеров и клавиатур их подключение к Wi-Fi-сети с точки зрения настроек политики безопасности было упрощено. В результате это привело к атакам DoT (DDoS of Things) на IoT-устройства, и эта проблема все еще до конца не решена.

Учитывая этот вопрос, поставщикам Wi-Fi-оборудования необходимо уделять больше внимания разработке программных продуктов, которые будут гарантировать (особенно это касается индустриального «Интернета вещей»), что IoT-устройства подключаются только по разрешенным портам и протоколам [6]. При этом еще добавляются трудности, связанные с широко внедряемыми облачными технологиями. В «Интернете вещей» доступ к облачному серверу должен быть бесперебойным, и для этого Wi-Fi-сети должны стать еще более безопасными — с возможностью круглосуточного мониторинга, управления и самовосстановления.

Еще одна проблема, связанная с Wi-Fi, — это конкуренция между ним и LTE. Вторая технология (подробнее она будет рассмотрена в четвертой части обзора) позволяет использовать уже имеющиеся сети сотовой мобильной связи. Но дело в том, что традиционных частот (800–900, 2500–2600 МГц) для LTE недостаточно. Многие операторы связи в ряде регионов уже отдают предпочтение LTE в диапазоне 1800 МГц вместо традиционной связи GSM, и поэтому передача данных сегодня превышает голосовой трафик. В связи с чем LTE, а вернее ее разновидность LTE-U (LTE-Unlicensed), «замахнулась» на традиционную для Wi-Fi полосу частот в диапазоне 5 ГГц. И Wi-Fi в данном случае находится в более тяжелом положении: помимо того, что сотовые сети распространены уже практически повсеместно, LTE позволяет устройствам с низким энергопотреблением, которые не требуют высокой скорости, передавать данные в виде небольших пакетов. При этом LTE имеет большой диапазон покрытия и гарантирует IoT-устройствам длительный срок службы от батареи.

Что касается высокоскоростной передачи данных, то LTE обеспечивает более эффективное использование спектра радиочастот. Так, при идеальных условиях приема LTE может развить скорость до 50 Мбит/c с полосой 15 МГц на канал, в то время как Wi-Fi, хоть и способен выдать до 100 Мбит/c, но с полосой канала 40 МГц [7].

Тем не менее у Wi-Fi в этом раскладе есть свой козырь: практически во всех случаях он является условно бесплатным для пользователя, а за использование LTE нужно регулярно платить. Так что здесь место осознанным компромиссам. Кроме того, Wi-Fi Alliance, к которому присоединился и Google, достаточно влиятелен, и деньги в технологию Wi-Fi вложены немалые, чтобы просто взять и сдаться.

 

Заключение

Технология Wi-Fi готова уже сегодня подключить миллиарды IoT-устройств друг к другу, к Интернету и к миллиардам единиц бытовой электроники, компьютеров и промышленного оборудования. Высокая устойчивость Wi-Fi, его гибкость и пригодность для многоцелевого применения, а также давняя приверженность Wi-Fi Alliance к функциональной совместимости использующих эту технологию устройств (независимо от ее версии) делают Wi-Fi одной из идеальных платформ для инноваций в безграничном множестве технологий «Интернета вещей».

В данной статье мы рассмотрели одну из основных беспроводных технологий, которая обеспечивает организацию сетей IoT как на низком уровне с малой зоной собственного покрытия, так и для передачи информации на большие расстояния. Однако нужно признать, что эта технология, особенно в последнем варианте, не является панацеей. Для собираемых в рамках IoT «больших данных» и их передачи, часто на огромные расстояния, а также для обработки, анализа и последующего использования информация для принятия решений имеется еще целый ряд специализированных протоколов и технологий. Это станет темой последней, четвертой части предлагаемого обзора беспроводных технологий «Интернета вещей».

Окончание статьи.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

История стандартов беспроводной связи: возвращение к основам Wi-Fi

Wi-Fi развивался и будет развиваться, чтобы обеспечить большую пропускную способность для ваших устройств, но, как говорится … создайте его, и они появятся.

Пропускная способность будет быстро израсходована; чем их больше, тем больше возьмут пользователи. Давайте кратко рассмотрим историю WLAN и то, как стандарт менялся с течением времени.

В начале

В 1970 году Гавайский университет разработал первую беспроводную сеть для беспроводной передачи данных между Гавайскими островами.Однако только в 1991 году Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) (который я опишу более подробно на следующей неделе) начал обсуждать стандартизацию технологий WLAN. В 1997 году IEEE ратифицировал оригинальный стандарт 802.11 — термин «технология 802.11» просто относится к Wi-Fi.

В 1999 г. беспроводная связь была представлена ​​широкой публике как «полезная вещь» с ратификациями 802.11 a и b. У этих стандартов были очень низкие скорости (до 54 Мбит / с и 11 Мбит / с соответственно), но это было нормально, потому что не было портативных мобильных телефонов с Wi-Fi и очень мало ноутбуков.

К 2003 году, однако, появились некоторые мобильные устройства, использующие Wi-Fi, и портативные ноутбуки стали более стандартными как для бизнеса, так и для личного использования. Именно тогда был ратифицирован стандарт 802.11g, обеспечивающий скорость до 54 Мбит / с в диапазоне 2,4 ГГц. По мере приближения к сегодняшнему дню, в 2007 году, действительно произошло рождение смартфона, а вместе с ним и ратификация стандарта 802.11n.

Стандарт «n» обеспечил более высокую скорость обработки до 450 Мбит / с для Wi-Fi, и он поддерживал оба 2.Устройства с частотой 4 ГГц и 5 ГГц. Сегодня умные устройства достаточно надежны, чтобы заменить специализированные, более дорогие портативные технологии, поэтому беспроводная связь должна наверстать упущенное.

Введите гигабитный Wi-Fi

Это то место, где мы попадаем в текущую сферу 802.11ac. 802.11ac — это фантастическая новая беспроводная технология, которая вводит нас в эпоху гигабитного Wi-Fi.

беспроводных сетевых устройств | Newegg

Беспроводные сетевые устройства бывают самых разных типов, чтобы удовлетворить ваши уникальные потребности в подключении.Устанавливаете ли вы новую домашнюю сеть для развлечений или нуждаетесь в серьезной настройке для повышения производительности на рабочем месте, подумайте о совместимости с другими беспроводными аксессуарами. Беспроводные маршрутизаторы подключают ваши устройства к Интернету для расширенных развлечений и производительности. Большинство из них имеют инновационный дизайн, позволяющий транслировать мультимедиа высокой четкости. С помощью USB-адаптеров беспроводной сети вы можете обновить встроенный Wi-Fi® на своем настольном компьютере. Сетевые антенны и расширители диапазона обеспечивают надежную длину волны и частоту для улучшения покрытия сети.

Беспроводные сетевые устройства повышают скорость беспроводной связи

Правильный выбор сетевых устройств для домашней сети гарантирует быстрое и надежное подключение к Интернету. Маршрутизаторы позволяют одновременно использовать подключение к различным беспроводным аксессуарам для упрощения работы. Последние модели имеют различные удобные конструкции для совместимости с вашим интернет-провайдером. Большинство беспроводных маршрутизаторов работают на двухдиапазонной частоте, которая менее подвержена перегрузкам для улучшенной потоковой передачи HD и игр.Благодаря наличию нескольких потоков Wi-Fi эти устройства увеличивают доступную пропускную способность, увеличивая скорость загрузки и скачивания. Многие модели маршрутизаторов оснащены встроенными портами USB для обмена данными по сети. Интеллектуальные беспроводные маршрутизаторы отличаются инновационным дизайном, обеспечивающим беспрепятственное подключение к различным аксессуарам домашней автоматизации. В новейшие маршрутизаторы встроены функции безопасности для защиты сетевых устройств от вредоносного ПО и кражи данных. Другие имеют монтажные люльки и эстетичную планировку, подходящую для вашего домашнего декора.Некоторые беспроводные маршрутизаторы поставляются с загружаемыми мобильными приложениями для простой установки и управления доступом со смартфона.

Беспроводные сетевые USB-адаптеры

обеспечивают повышенную портативность

Если материнская плата вашего ПК не оснащена встроенным Wi-Fi или вам необходимо обновить существующее подключение к Wi-Fi, тогда вам подойдут адаптеры беспроводной сети USB. Многие из них оснащены портами USB 3.0 для легкой установки. Большинство беспроводных адаптеров совместимы с различными компьютерными операционными системами и маршрутизаторами Wi-Fi для повышения универсальности.Их компактная и прочная конструкция упрощает транспортировку и увеличивает срок их службы. Некоторые из них оснащены регулируемыми антеннами для увеличения дальности действия сети. С помощью ключей mini-USB вы можете транслировать прямые телепередачи в высоком разрешении на свой компьютер. Адаптеры беспроводной сети устраняют необходимость в проводных соединениях, чтобы уменьшить беспорядок в вашей установке.

Беспроводные расширители диапазона помогают покрыть большие площади

Устраните мертвые зоны в вашей настройке Интернета с помощью новейших расширителей беспроводного диапазона, которые позволяют вам свободно перемещаться без отключения.Эти сетевые аксессуары оснащены несколькими мощными усилителями и антеннами, чтобы расширить диапазон маршрутизаторов Wi-Fi для более широкой зоны покрытия. Беспроводные расширители диапазона обеспечивают потоковую передачу мультимедиа 4K и HD без задержек и без буферизации для увлекательных развлечений. Большинство из них оснащены надежными процессорами для оптимальной производительности. Некоторые из них оснащены удобными кнопками для быстрой установки и ввода команд, в то время как другие оснащены светодиодными индикаторами, указывающими на ваше соединение. Обдумайте желаемую зону покрытия, чтобы помочь вам выбрать эффективный расширитель диапазона для вашего дома

802.одиннадцать что? Подробное описание того, почему Wi-Fi отстой

Enlarge / Wi-Fi соединяет мир воедино, но это все еще довольно сложно.

Аурих Лоусон

Когда в конце девяностых беспроводные сети, основанные на стандарте 802.11b, впервые появились на потребительских рынках, на бумаге это выглядело довольно неплохо. Обещая «11 Мбит / с» по сравнению с исходным проводным Ethernet 10 Мбит / с, разумный человек мог бы подумать, что 802.11b на самом деле был на быстрее , чем проводные Ethernet-соединения 10 Мбит / с.Прошло некоторое время, прежде чем я познакомился с беспроводными сетями — смартфонов еще не было, а ноутбуки по-прежнему были ужасно дорогими, маломощными и тяжелыми. Я уже раскачивал проводные сети Fast Ethernet (100 Мбит / с) во всех офисах моих клиентов и в моем собственном доме, поэтому идея снизить скорость на 90 процентов действительно не привлекала.

В начале 2000-х все начало меняться. Ноутбуки стали меньше, легче и дешевле, а Wi-Fi в них был встроен прямо с завода. Малые предприятия начали обращать внимание на «11 Мбит / с» стандарта 802.11b пообещал и решил, что 10 Мбит / с им было достаточно в их последнем здании, так почему бы просто не использовать беспроводную связь в новом? Мое первое реальное знакомство с Wi-Fi было связано с последствиями этого решения, и это не произвело хорошего первого впечатления. Оказывается, что «11 Мбит / с» — это максимальная скорость физического уровня на физическом уровне , а не скорость, с которой вы могли ожидать, что ваши фактические данные будут передаваться с одной машины на другую. На практике это было не намного лучше, чем удаленный доступ в Интернет — по скорости и надежности.В реальной жизни , если у вас , ваши устройства располагались достаточно близко друг к другу и к точке доступа, то лучшее, на что вы могли разумно рассчитывать, было 1 Мбит / с — около 125 КБ / с. Дальше стало только хуже — если бы у вас было десять компьютеров, пытающихся получить доступ к серверу, вы могли бы сократить эти 125 КБ / с до 12,5 КБ / с для каждого из них.

Маршрутизатор DI-514 802.11b от D-Link. Это был идеальный роутер для своего времени … но это были темные дни, друг, действительно темные дни.

Как и все привыкли к мысли, что 802.11b — отстой, появился 802.11g. Обещая 54 кричащих Мбит / с, 802.11g все еще был вдвое медленнее Fast Ethernet, но в пять раз быстрее , чем оригинальный Ethernet! Правильно? Ну нет. Как и в случае 802.11b, заявленная скорость была максимальной скоростью передачи данных на физическом уровне, а не тем, чего вы когда-либо ожидали увидеть на индикаторе выполнения. И также, как и в случае 802.11b, ваш лучший сценарий имел тенденцию составлять примерно десятую часть этого — 5 Мбит / с или около того — и вы бы разделили эти 5 Мбит / с или около того между всеми компьютерами в сети, не получая их для каждого из их, как если бы вы использовали коммутируемую сеть.

802.11n был представлен потребителям примерно в 2010 году, обещая шестьсот Мбит / с. Вот Это Да! Хорошо, значит, он не такой быстрый, как гигабитный проводной Ethernet, который только начал становиться доступным примерно в то же время, но в шесть раз, быстрее, чем проводной Fast Ethernet, верно? Опять же, разумное ожидание в реальной жизни составляло примерно десятую часть этого. Может быть. В хороший день. На одно устройство.

Маркетологи зажали зубы в первый день и никогда не отпускали.

Когда в конце 2013 года на рынок вышел стандарт 802.11ac, коробки в магазинах истерически заявляли о все более высоких скоростях, многие из которых в несколько раз превышали самых быстрых доступных проводных сетей для потребителей . Шли годы — 1,3 Гбит / с! 2,7 Гбит / с! 5,3 Гбит / с! Но к тому времени я уже давно перестал обращать внимание. Маркетологи в первый же день зажали зубы и никогда не отпускали. Wi-Fi далеко не так быстр, как проводной; маркетинг — это все ложь, урок усвоен.

Реклама

Давным-давно перестав волноваться по поводу Wi-Fi, я нашел это очень странным, когда Wi-Fi mesh взорвался на рынке в 2016 году, и я закончил его подробный обзор.

Распаковка маркетингового экземпляра

Допустим, беспроводной маршрутизатор предлагает вам маршрутизатор «AC5300» с «революционной трехдиапазонной технологией Wi-Fi с потрясающей комбинированной скоростью беспроводной связи до 5332 Мбит / с. Благодаря потокам данных 4×4, которые можно комбинировать с помощью формирования луча и MU-MIMO. технология для увеличения надежности и дальности действия.»(Фактическая копия рекламы с современного маршрутизатора. Но это не только D-Link — Netgear, Linksys, ASUS и TP-Link делают то же самое.) К настоящему времени мы, надеюсь, знаем, что абсолютно , а не означает, что собираемся подключить ноутбук и скачивать вещи со скоростью 600+ МБ / сек. Но что означает , ?

Все становится неясным, когда мы пытаемся распечатать рейтинг скорости «AC5300». Эти вещи создаются путем умножения максимальной скорости PHY каждого радиомодуля в маршрутизаторе на максимальное количество потоков MIMO, которые поддерживает радиостанция, и их сложения.DIR-895L / R представляет собой трехдиапазонное устройство, которое может передавать и принимать одновременно по трем различным каналам Wi-Fi: два канала 5 ГГц и один канал 2,4 ГГц. Предполагая, что у вас нет перегрузок в сетях ваших соседей, это означает, что вы можете подключить три устройства — например, ноутбук, смартфон и планшет — одновременно к разным радиостанциям и по разным каналам. Все идет нормально!

У нас есть два радиомодуля 5 ГГц с шириной каналов 80 МГц и радиомодуль 2,4 ГГц с шириной канала 40 МГц, каждый из которых поддерживает до четырех потоков MIMO.К сожалению, это не складывается правильно — 433 Мбит / с на канал 5 ГГц шириной 80 МГц, умноженное на четыре пространственных потока, дает 1732 Мбит / с, а D-Link заявляет, что 2166 Мбит / с на радиомодуль 5 ГГц. Откуда эти дополнительные 108,5 Мбит / с на поток? Вы не найдете прямого ответа на этот вопрос, но, в зависимости от вашего уровня цинизма, это либо «проприетарные расширения 802.11, которые ваше устройство может поддерживать или не поддерживать, включение сжатия, для которого ваши данные могут или не могут подходить», либо «маркетинг лол.«Сейчас это довольно стандартная практика, и именно поэтому некоторые двухдиапазонные маршрутизаторы 3×3 внезапно переходят с« AC1700 »на« AC1900 ».

Ситуация становится еще хуже, когда вы исследуете часть этого рейтинга «AC5300» 2,4 ГГц. D-Link заявляет, что скорость передачи данных 2,4 ГГц составляет 1000 Мбит / с. Скорость PHY для каналов 802.11n 2,4 ГГц шириной 40 МГц составляет 150 Мбит / с, а 150 Мбит / с, умноженные на четыре потока MIMO, составляют 600 Мбит / с. Откуда эти недостающие 400 Мбит / с? Честно говоря, можно только догадываться, но выглядит как , как будто они дают себе дополнительные 50 Мбит / с на поток, предполагая модуляцию 256-QAM на 2.Спектр 4 ГГц, даже несмотря на то, что это нестандартная и не одобренная IEEE настройка, которую поддерживают очень немногие устройства. Это дает вам 800 Мбит / с. Вам все еще не хватает на 200 Мбит / с заявленных 1000 Мбит / с, но это те же 20 процентов, которые D-Link предоставил себе для «сжатия» в диапазоне 5 ГГц, так что Боб ваш дядя. Вероятно.

Увеличить / Вот что происходит, когда вы не держите в узде отдел маркетинга. Все, что для этого нужно, это наклейка Type R.

Если вы до сих пор получаете от этого «рейтинг скорости переменного тока всегда ложь», вы не ошибаетесь.Итак, давайте вернемся к тому, что мы, , можем ожидать от от всего этого.

Прежде всего, давайте поговорим об этом «4 × 4 MIMO». Замечательно, что он есть в маршрутизаторе, но на ваших клиентских устройствах — ноутбуках, планшетах и ​​смартфонах — нет. По состоянию на февраль 2017 года почти все клиентские устройства либо однопоточные, либо 2 × 2. Эти дополнительные потоки не принесут вам никакой пользы, если ваши клиентские устройства не могут их использовать. Вы можете подумать, что это нормально; вы можете использовать два потока MIMO для ноутбука и два для планшета.Извините, но все же нет — это MU- MIMO, который ваш маршрутизатор может поддерживать или не поддерживать, но ваши клиентские устройства почти наверняка не поддерживают. (У очень мало флагманских смартфонов, таких как Galaxy S7, поддерживающих MU-MIMO, но единственные карты для ноутбуков MU-MIMO , которые мне удалось получить до сих пор, были нестандартными интерфейсами, предоставляемыми непосредственно поставщиками оборудования.) Это тоже довольно теоретически; Небольшое количество проведенных мной тестов MU-MIMO действительно дает некоторые надежды, но с точки зрения справедливого распределения полосы пропускания между клиентами MU-MIMO оно выглядит лучше, чем при чистом увеличении производительности.Когда я тестировал включение MU-MIMO на маршрутизаторе с двумя подключенными клиентами MU-MIMO, это увеличило их общую пропускную способность примерно на 20 процентов. Все или почти все ваши клиентские устройства поддерживают SU- MIMO, который по-прежнему позволяет только одному устройству связываться с точкой доступа в любой момент времени. Итак, если ваше самое быстрое клиентское устройство имеет радиомодуль 2 × 2, все, что вы когда-либо получаете от этой точки доступа, — это скорость 2 × 2, точка.

Реклама

Пока что мы сократили этот «AC5300 до 5.Маршрутизатор со скоростью 3 Гбит / с до одного радиомодуля за раз, что, как они утверждают, составляет 2,166 Гбит / с. Затем мы посмеялись над «дополнительной скоростью сжатия», которая не поможет нашим JPEG, MP3, HTTP-передачам со сжатием gzip или, по сути, все остальное, что нас может заинтересовать, снизило нас до 1,732 Гбит / с. Затем мы поняли, что можем подключиться только к двум из этих четырех потоков MIMO в рекламной копии, что снизило нас до 866 Мбит / с.

Мы уже закончили? К сожалению нет. Вы никогда не увидите, как устройство действительно перемещает данные со скоростью PHY за пределами тщательно продуманного потока UDP-трафика в изолированной и безэховой чистой комнате.

Увеличить / Безэховая радиочастотная камера, Группа исследования антенн, Университет Демокрита, Фракии, Греция. Внутренние поверхности покрыты пирамидальным материалом, поглощающим радиацию (RAM), который изготовлен из прорезиненной пены, пропитанной смесью углерода и железа.

В идеальных условиях в реальных условиях (расстояние 10 футов или около того, без промежуточных стен, без помех или конкуренции) одно высококачественное клиентское устройство обычно получает от одной трети до двух третей скорости PHY для канал, к которому он подключен, умноженный на количество потоков MIMO, которые он может передавать и принимать.Адаптер Qualcomm Atheros AR9462 802.11n 2×2 в моем Chromebook Acer C720 (и в небольшой армии дешевых ноутбуков, которые я использую для тестирования) достигает максимальной скорости где-то около 205 Мбит / с, примерно две трети скорости PHY двух 5 ГГц, 64-QAM. , Потоки MIMO шириной 40 МГц. Адаптеры TP-Link Archer T4U и Linksys WUSB-6300 802.11ac USB3, которые я использую для тестирования — также устройства 2 × 2 — могут почти достичь 350 Мбит / с, что составляет около 40 процентов от PHY. Macbook Pro с Broadcom BCM94360CS в паре с подходящим маршрутизатором может достичь реальной скорости в идеальных условиях 600 Мбит / с… но это адаптеры 3×3, что возвращает их обратно в ту же скобку от одной трети до двух третей.

Теперь давайте поймем, что большую часть времени мы, вероятно, не будем сидеть в 10 футах от маршрутизатора с полностью прямой видимостью — половина причины, по которой мы wireless в первую очередь, состоит в том, что мы может бродить по всему дому. Вы находитесь в тридцати футах от вас и между маршрутизатором и двумя или более стенами, прежде чем вы осознаете это, а теперь у вас скорость больше 80 Мбит / с… и это , если у вас есть отличное беспроводное клиентское устройство, действительно хорошая точка доступа, и у вас нет других людей или устройств, конкурирующих с вами за внимание этого радио.

Увеличить / Оба этих устройства используют чипсет Realtek RTL8812au 2×2 802.11ac, но с очень разными результатами.

изображение Джима Солтера

Если вы еще не достаточно отвращены ко всему этому … многие из этих устройств также демонстрируют сильную направленность. Linksys WUSB-6300 имеет примерно одинаковую скорость увеличения или уменьшения, но Qualcomm AR9462 и Archer T4U сильно предпочитают загрузку для загрузки, причем скорость загрузки часто вдвое ниже, чем скорость загрузки, или даже хуже… и разные конструкции клиентских устройств, даже с одним и тем же набором микросхем под капотом, могут работать с очень по- по-разному (WUSB-6300 и T4U являются устройствами Realtek RTL8812au).

Тестирование Wi-Fi беспорядок .

.