Ieee 802.11ac - це новий стандарт бездротових комп`ютерних мереж

802.11ac - передісторія

Остання офіційно затверджена версія стандарту (802.11n), перебувала в розробці з 2002 по 2009 рік, проте її так звана чорнова версія (draft) була прийнята ще в 2007 році, і як багато, напевно, пам`ятають, роутери з підтримкою 802.11n draft можна було знайти в продажу практично відразу після цієї події.

Розробники маршрутизаторів і інших Wi-Fi пристроїв надійшли тоді цілком правильно, не чекаючи затвердження фінальної версії протоколу. Це дозволило їм на 2 роки раніше випустити пристрої, що забезпечують швидкості передачі даних до 300 Мб / с, а коли стандарт був остаточно зафіксований на папері і з`явилися перші 100% стандартизовані маршрутизатори, старі модулі не втратили сумісності за рахунок проходження чорновій версії стандарту, що забезпечує сумісність на рівні заліза (незначні розбіжності можна було усунути за допомогою поновлення програмної прошивки).

З 802.11ac зараз повторюється практично та ж історія, що була і з 802.11n. Терміни прийняття нового стандарту поки точно не відомі (приблизно не раніше кінця 2013 року), але вже прийнята чорнова специфікація з великою ймовірністю гарантує, що всі випущені зараз пристрою в майбутньому без проблем запрацюють з сертифікованими безпровідними мережами.

До недавнього часу кожна нова версія додавала в кінці стандарту 802.11 нову букву (наприклад, 802.11g), і вони зростали в алфавітному порядку. Однак у 2011 році цю традицію трохи порушили і перестрибнули з версії 802.11n відразу на 802.11ac.

Draft 802.11ac був прийнятий в жовтні минулого року, однак перші комерційні пристрої на його основі з`явилися буквально протягом декількох останніх місяців. Наприклад, Cisco випустила свій перший маршрутизатор з підтримкою 802.11ac в кінці червня 2012.

Покращення в 802.11ac

Можна впевнено говорити про те, що навіть 802.11n ще не встиг розкрити себе в деяких практичних завданнях, проте це не означає, що прогрес повинен стояти на місці. Крім більш високої швидкості передачі даних, яка може бути задіяна лише через кілька років, кожне удосконалення Wi-Fi приносить і інші переваги: ​​підвищену стабільність сигналу, збільшений діапазон покриття, зниження енергоспоживання. Та все це справедливо і для 802.11ac, так що нижче зупинимося на кожному пункті докладніше.

802.11ac відноситься до п`ятого покоління бездротових мереж, і в розмовній мові за ним може закріпитися назву 5G WiFi, хоча офіційно воно невірно. При розробці цього стандарту однією з головних цілей ставилося досягнення гигабитной швидкості передачі даних. У той час як використання додаткових, як правило, ще не задіяних каналів, дозволяє розігнати навіть 802.11n до значних 600 Мб / с (для цього будуть використовуватися 4 канали, кожен з яких працює на швидкості 150 Мб / с), гигабитную планку йому так і не судилося взяти, і ця роль дістанеться його наступнику.

Вказану швидкість (один гігабіт) вирішено було брати не за всяку ціну, а зі збереженням сумісності з більш ранніми версіями стандарту. Це означає, що в змішаних мережах всі пристрої будуть працювати незалежно від того, скільки разів 802.11 вони підтримують.

Для досягнення цієї мети 802.11ac буде як і раніше працювати на частоті до 6 ГГц. Але якщо в 802.11n для цього використовувалися відразу дві частоти (2.4 і 5 ГГц), а в більш ранніх ревізіях тільки 2.4 ГГц, то в AC низьку частоту викреслять і залишать лише 5 ГГц, так як саме вона більш ефективна для передачі даних.

Відео: Навіщо потрібен стандарт Wi-Fi 802.11AC?

Останнє зауваження може показатися трохи суперечливим, оскільки на частоті 2.4 ГГц сигнал краще поширюється на великі відстані, ефективніше огинаючи перешкоди. Однак цей діапазон вже зайнятий величезною кількістю «побутових» хвиль (від пристроїв Bluetooth до мікрохвильових печей та іншої домашньої електроніки), і на практиці його застосування тільки погіршує результат.

Іншою причиною для відмови від 2.4 ГГц стало те, що в цьому діапазоні не вистачить спектра для розміщення достатньої кількості каналів шириною в 80-160 МГц кожен.

Відео: Основи стандарту 802.11ac

Слід підкреслити, що, незважаючи на різні робочі частоти (2.4 і 5 ГГц), IEEE гарантує сумісність ревізії AC з більш ранніми версіями стандарту. Яким чином це досягається, докладно не пояснено, але швидше за все, нові чіпи будуть використовувати 5 ГГц як базову частоту, однак при роботі зі старими пристроями, не підтримують цей діапазон, зможуть перемикатися на більш низькі частоти.

швидкість

Помітний приріст швидкості в 802.11ac буде отримано за рахунок відразу декількох змін. В першу чергу, за рахунок подвоєння ширини каналу. Якщо в 802.11n він вже був збільшений з 20 до 40 МГц, то в 802.11ac складе цілих 80 МГц (за замовчуванням), а в деяких випадках і 160 МГц.

У ранніх версіях 802.11 (до N специфікації) всі дані передавалися лише в один потік. В N їх число може становити 4, хоча до цих пір найчастіше використовуються тільки 2 канали. На практиці це означає, що сумарна максимальна швидкість обчислюється як твір максимальної швидкості кожного каналу на їх кількість. Для 802.11n отримуємо 150 x 4 = 600 Мб / с.

У 802.11ac пішли далі. Тепер число каналів збільшено до 8, і максимально можливу швидкість передачі в кожному конкретному випадку можна дізнатися в залежності від їх ширини. При 160 МГц виходить 866 Мб / с, і, помноживши цю цифру на 8, отримуємо максимальну теоретичну швидкість, яку може забезпечити стандарт, тобто майже 7 Гб / с, що в 23 рази швидше, ніж дає 802.11n.

Гигабитную, а тим більше 7-гигабитную швидкість передачі даних спочатку зможуть забезпечити далеко не всі чіпи. Перші моделі маршрутизаторів і інших Wi-Fi пристроїв будуть працювати на більш скромних швидкостях.

Наприклад, уже згаданий перший 802.11ac роутер Cisco хоч і перевершує можливості 802.11n, проте також не вибрався з «догігабітного» діапазону, демонструючи лише 866 Мб / с. При цьому мова йде про старшу з двох доступних моделей, а молодша забезпечує всього 600 Мб / c.

Втім, помітно нижче цих показників швидкості також не падатимуть навіть в пристроях самого початкового рівня, оскільки мінімальна можлива швидкість передачі даних, відповідно до специфікації, становить для AC 450 МБ / c.

економне енергоспоживання

Економне витрачання енергії стане однією з найсильніших сторін AC. Чіпи на базі цієї технології вже пророкують в усі мобільні пристрої, стверджуючи, що це підвищить автономність не тільки при рівній, але і при більш високій швидкості передачі даних.

На жаль, до виходу перших пристроїв більш точні цифри отримати навряд чи вдасться, а коли нові моделі будуть на руках, порівняти зрослу автономність можна буде лише приблизно, з огляду на те, що на ринку навряд чи буде два однакових смартфона, що відрізняються тільки бездротовим модулем. Очікується, що масово такі пристрої почнуть з`являтися в продажі ближче до кінця 2012 року, хоча перші ластівки вже видно на горизонті, наприклад, ноутбук Asus G75VW, представлений на початку літа.

За словами Broadcom, нові пристрої до 6 разів енергоефективності при порівнянні з їх аналогами на базі 802.11n. Швидше за все, виробник мережевого устаткування посилається на якісь екзотичні умови тестування, і середня цифра економії буде набагато нижче наведеної, але все одно повинна помітно проявлятися у вигляді додаткових хвилин, а можливо, і годин роботи мобільних пристроїв.

Відео: Основні принципи роботи бездротових мереж 802.11

Зросла автономність, як це часто буває, не є в даному випадку маркетинговим ходом, оскільки прямо випливає з особливостей роботи технології. Наприклад, той факт, що дані будуть передаватися на більшій швидкості, вже є причиною зниження витрати енергії. Оскільки той же обсяг даних може бути отриманий за менший час, бездротовий модуль буде відключений раніше і, отже, перестане звертатися до батареї.

Формування спрямованого сигналу (Beamforming)

Ця методика формування сигналу могла застосовуватися ще в 802.11n, однак на той момент її не стандартизовані, і при використанні мережного обладнання від різних виробників вона, як правило, працювала невірно. У 802.11ac всі аспекти роботи бімформінга уніфіковані, тому він буде застосовуватися на практиці набагато частіше, хоча все ще залишається опціональним.

Названа методика вирішує проблему падіння потужності сигналу, викликану його відображенням від різних предметів і поверхонь. При досягненні приймача всі ці сигнали приходять із зсувом фази, і таким чином зменшують сумарну амплітуду.

Бімформінг вирішує цю проблему наступним чином. Передавач приблизно визначає місце розташування приймача і, керуючись цією інформацією, формує сигнал нестандартним чином. У звичайному режимі роботи сигнал від приймача розходиться рівномірно на всі боки, а при бімформіне направляється в строго визначеному напрямку, що досягається за допомогою декількох антен.

Бімформінг не тільки покращує поширення сигналу на відкритій території, але також допомагає «пробивати» стіни. Якщо раніше роутер не "діставав» в сусідню кімнату або забезпечував вкрай нестабільну зв`язок з низькою швидкістю, то з AC якість прийому в тій же самій точці буде набагато краще.

802.11ad

802.11ad, також як і 802.11ac, має другу, більш легке для запам`ятовування, але неофіційне ім`я - WiGig.

Незважаючи на назву, ця специфікація не буде слідів за 802.11ac. Обидві технології почали розвивати одночасно, і головна мета (подолання гигабитного бар`єру) у них одна. Різні тільки підходи. Якщо AC прагне зберегти сумісність з попередніми розробками, то AD починає з чистого аркуша паперу, що багато в чому спрощує його реалізацію.

Головною відмінністю між змагаються технологіями стане робоча частота, з якої випливають всі інші особливості. Для AD вона на порядок вище в порівнянні з AC і становить 60 ГГц замість 5 ГГц.

У зв`язку з цим робочий діапазон (зона покрита сигналом) також зменшиться, однак в ньому буде набагато менше інтерференцій, оскільки 60 ГГц використовуються рідше в порівнянні з робочою частотою 802.11ac, не кажучи вже про 2.4 ГГц.

На яких саме дистанціях 802.11ad пристрої будуть бачити один одного, сказати поки складно. Не уточнюючи цифр, офіційні джерела говорять про «відносно невеликих дистанціях в межах однієї кімнати». Відсутність на шляху сигналу стін і інших серйозних перешкод також є обов`язковим і необхідною умовою для роботи. Очевидно, що мова йде про кілька метрів, і символічно, якби межею стало б те ж обмеження, що і для Bluetooth (10 метрів).

Невеликий радіус передачі стане причиною того, що технології AC і AD НЕ будуть конфліктувати між собою. Якщо перша націлена на бездротові мережі для будинків і офісів, то друга буде використовуватися в інших цілях. В яких саме, питання все ще відкритий, але вже є чутки про те, що AD нарешті прийде на зміну Bluetooth, який не справляється зі своїми обов`язками через вкрай низькою за нинішніми мірками швидкості передачі даних.

Стандарт також позиціонують для «заміни проводового підключення» - цілком можливо, що в найближчому майбутньому він стане відомий як «бездротової USB» і буде застосовуватися для підключення принтерів, жорстких дисків, можливо, моніторів і іншої периферії.

Поточна Draft версія AD вже випередила свою початкову мету (1 Гб / c), і максимальна швидкість передачі даних в ній становить 7 Гб / с. При цьому використовується технологія дозволяє поліпшити ці показники, залишаючись в рамках стандарту.

Що 802.11ac значить для простих користувачів

Відео: Asus PCE-AC68: огляд дводіапазонного бездротового адаптера

Навряд чи до моменту стандартизації технології інтернет-провайдери вже почнуть пропонувати тарифні плани, для розкриття яких необхідна потужність 802.11ac. Отже, реальне застосування більш швидкісного Wi-Fi на перших порах можна буде знайти тільки в домашніх мережах: швидка передача файлів між пристроями, перегляд HD-фільмів при одночасній завантаженні мережі іншими завданнями, бекап даних на зовнішні жорсткі диски, підключені безпосередньо до роутера.

802.11ac вирішує не тільки проблему зі швидкістю. Велика кількість підключених до роутера пристроїв вже зараз може створювати проблеми, навіть якщо пропускна здатність бездротової мережі використовується не по максимуму. З огляду на, що кількість таких пристроїв в кожній родині буде тільки рости, думати над проблемою треба вже зараз, і AC є її рішенням, дозволяючи одній мережі працювати з великою кількістю бездротових пристроїв.

Швидше за все AC пошириться в середовищі мобільних пристроїв. Якщо новий чіп буде забезпечувати хоча б 10% приріст автономності, його використання повністю виправдає себе навіть при невеликому збільшенні ціни пристрою. Перші смартфони та планшети на базі технології AC, швидше за все, варто чекати ближче до кінця року. Як уже згадувалося, ноутбук з 802.11ac вже випущений, однак, наскільки відомо, це поки єдина модель на ринку.

Як і передбачалося, вартість перших AC-роутерів виявилася досить високою, і різкого падіння цін в найближчі місяці навряд чи варто чекати, особливо якщо згадати, як ситуація розвивалася з 802.11n. Однак уже на початку наступного року маршрутизатори будуть коштувати менше $ 150-200, які виробники просять за свої перші моделі прямо зараз.

Згідно просочується невеликими дозами інформації, Apple в черговий раз буде серед перших адептів нової технології. Wi-Fi завжди був ключовим інтерфейсом для всіх пристроїв компанії, наприклад, 802.11n знайшов свій шлях в техніку Apple відразу після затвердження Draft специфікації в 2007 році, тому не дивно, що 802.11ac також готується до швидкого дебюту в складі багатьох пристроїв Apple: ноутбуках, Apple TV, AirPort, Time Capsule і, можливо, iPhone / iPad.

На завершення, варто нагадати, що всі згадані швидкості є максимально теоретично досяжними. І точно так само, як 802.11n насправді працює повільніше 300 Мб / с, реальні граничні швидкості для AC також будуть нижче того, що зазначено на пристрої.

Продуктивність в кожному випадку буде сильно залежати від використовуваного обладнання, наявності інших бездротових пристроїв, конфігурації приміщення, але орієнтовно, роутер з написом 1.3 Гб / с зможе передавати інформацію не швидше 800 Мб / с (що як і раніше помітно вище теоретичного максимуму 802.11n) .