Сети WiFi. Стандарты и технологии.
Наиболее быстро развивающимся сегментом телекоммуникаций сегодня является Беспроводная Локальная Сеть (WiFi). В последние годы виден все больший рост спроса на мобильные устройства, построенные на основе беспроводных технологий.
Стоит отметить, что WiFi продукты передают и получают информацию с помощью радиоволн. Несколько одновременных вещаний могут происходить без обоюдного вмешательства благодаря тому, что радиоволны передаются по разным радиочастотам, известным также как каналы. Для осуществления передачи информации WiFi устройства должны «наложить» данные на радиоволну, также известную как несущая волна. Этот процесс называется модуляцией. Существуют различные типы модуляции, которые мы рассмотрим далее. Каждый тип модуляции имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения эффективности и требований к питанию. Вместе, рабочий диапазон и тип модуляции, определяют физический уровень данных (PHY) для стандартов передачи данных. Продукты совместимы по PHY в том случае, когда они используют один диапазон и один тип модуляции.
Первый стандарт беспроводных сетей 802.11 был одобрен Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) в 1997 году и поддерживал скорость передачи данных до 2-х Мбит\с. Используемые технологические схемы модуляции стандарта: псевдослучайная перестройка рабочей частоты (FHSS — Frequency Hopping Spread Spectrum) и широкополосная модуляция с прямым расширением спектра (DSSS — Direct Sequence Spread Spectrum).
Далее, в 1999 году, IEEE одобрила еще два стандарта беспроводных сетей WiFi: 802.11a и 802.11b. Стандарт 802.11a работает в частотном диапазоне 5ГГц со скоростью передачи данных до 54Мбит\с. Данный стандарт построен на основе технологии цифровой модуляции ортогонального мультплексирования с разделением частот (OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Стандарт 802.11b использует диапазон частот 2.4 ГГц и достигает скоростей передачи данных до 11Мбит\с. В отличие от стандарта 802.11a, схема стандарта 802.11b построена по принципу DSSS.
Поскольку реализовать схему DSSS легче, нежели чем OFDM, то и продукты, использующие стандарт 802.11b, начали появляться на рынке раньше (с 1999 года). С тех пор продукты, работающие по беспроводному протоколу радиодоступа и использующие стандарт 802.11b, широко использовались в корпорациях, офисах, дома, в загородных коттеджах, в общественных местах (хот-споты) и т.д. На всех продуктах, прошедших сертификацию альянса совместимости беспроводного оборудования Ethernet (WECA — Wireless Ethernet Compatibility Alliance), имеется соответствующая отметка с официально зарегистрированным логотипом WiFi. Альянс WECA (или Wi-Fi Alliance) включает в себя всех основных производителей беспроводных устройств на основе технологии WiFi. Альянс занимается тем, что сертифицирует, маркирует, а также тестирует на совместимость оборудование, применяющее технологии WiFi.
В начале 2001 года Федеральная Комиссия по Коммуникациям Соединенных Штатов (FCC — Federal Communications Commission) ратифицировала новые правила, благодаря которым разрешается дополнительная модуляция в диапазоне 2.4 ГГц. Это позволило IEEE расширить стандарт 802.11b, что привело к поддержке более высоких скоростей для передачи данных. Таким образом, появился стандарт 802.11g, который работает со скоростью передачи данных до 54Мбит\с и разрабатывался с использованием технологии ODFM.
Частоты Wi-Fi
Обеспечить беспроводную связь с Интернет теперь доступно всем. Достаточно подключить у себя в доме, на даче или в офисе систему wifi и можно принимать сигнал не заботясь о бесконечных проводах, телефонных подключениях, модемах и картах связи. Роутер wifi является маршрутизатором, принимающим решение по пересылке пакетных данных для различных модульных сегментов сети. Проще говоря, если у вас в доме находятся один или несколько ноутбуков и все они нуждаются в подключении к сети Интернет, то эту проблему решает маршрутизатор беспроводной связи. Система wifi самостоятельно находит ваши ноутбуки и устанавливает соединение с Интернет. Стандартная схема беспроводного маршрутизатора предусматривает не менее одного соединения. Раздача интернета происходит на различных частотах. Для Российской Федерации предусмотрены и выделены частоты в диапазоне от 5150—5350 МГц до 5650—6425 МГц. Данные частоты являются основными, для работы в указанных диапазонах не требуется специального разрешения. Фиксированный беспроводной доступ 5150—5350 МГц и 5650—6425 МГц обеспечивает высокую скорость передаваемых данных в сети Интернет. Для поиска свободного канала связи необходимо скоординировать подключение сети с администрациями других сетей. Каждая сеть должна использовать канал-частоту, отделенную от другого канала полосой 25 МГц.
Режимы WiFi — a/b/g/n/ac/ax Стандарты в Работе Беспроводной Сети 2.4 и 5 ГГц — Что Это и Какой Выбрать?
Сегодня поговорим о понятии режимов сети WiFi (802.11). Наверняка при настройке роутера вы видели такой раздел, как «Беспроводной режим работы» с возможностью выбора между стандартами «a, b, g, n» для 2.4 ГГц и 5 ГГц. А в новых двухдиапазонных моделях к ним еще добавились смешанные режимы «ac и ax». Посмотрим, какой из них выбрать и где поменять в настройках роутера TP-Link, Zyxel Keenetic, Asus, Netis, Tenda, Upvel, Huawei и Mercusys
Что такое режимы работы WiFi на 2.4 и 5 ГГц — стандарты и скорость a/b/g/n/ac/ax
Для начала давайте разберемся, что же это такое за режимы wifi — a/b/g/n/ac/ax? По сути, эти буквы являются отображением этапов развития в скорости беспроводной сети. При появлении каждого нового стандарта вай-фай ему давали новое буквенное обозначение, которое характеризовало его максимальную скорость и поддерживаемые типы шифрования для защиты.
- 802.11a — самый первый стандарт WiFi, который работал в диапазоне частот 5 ГГц. Как это ни странно сегодня видеть, но максимальная поддерживаемая скорость составляла всего 54 МБит/c
- 802.11b — потом wifi захватил частоты на 2.4 ГГц и несколько последующих режимов работы поддерживали именно данный диапазон. В их числе «b», скорость на котором равнялась до 11 Мбит/c
- 802.11g — более современный вариант и именно на нем работал мой роутер, когда я написал самую первую статью на данном блоге wifika.ru. Однако, и он уже безвозвратно устарел, так как ограничение по скорости равно 54 МБит/c
- 802.11n — это уже вполне себе рабочий режим wifi для 2.4 ГГц, под который до сих пор выпускается огромное количество беспроводных устройств. Максимальная скорость равна 600 МБит/с при ширине канала в 40 МГц, что достаточно для большинства не требовательных к высокой скорости задач. Хотя бюджетные роутеры или адаптеры чаще всего имеют ограничение в 150 или 300 mbps из-за технических особенностей экономичного железа
- 802.11ac — также современный стандарт беспроводной связи для диапазона 5 ГГц, в котором работает большинство относительно недорогих двухдиапазонных маршрутизаторов и других девайсов. В зависимости от своих характеристик (поддержки MU-MIMO, количества антенн) такие устройства могут достигать скоростей в 6 ГБит/c, что уже более, чем достаточно для выполнения подавляющего списка задач, таких как онлайн игр или воспроизведения видео в высоком качестве
- 802.11ax — самое новое поколение wi-fi, которое принято называть WiFi 6. Умопомрачительные скорости, которые на сегодняшний день избыточны, но уже завтра возможно станут такими же обыденными, как b, g, n и ac. Гаджеты с поддержкой wifi 802.11ax стоят очень дорого, и те, кто их приобретают, точно знают, для чего им это нужно
Какой выбрать режим работы WiFi a, b, g или n для 2.4 ГГц?
При настройке wifi сети роутера в диапазоне частот 2.4 ГГц мы имеем возможность выбора между режимами b, g и n. Это необходимо для установки максимально возможной скорости интернет соединения. Однако, если выбрать самый современный «n», то можем получить такую ситуацию, при которой какое-нибудь старое устройство не сможет подключиться к wifi сети.
Стоит отметить, что все роутеры, адаптеры и прочее сетевое оборудование, которое поддерживает более новый режим wifi, полностью совместимы и со старыми. Если на коробке написано «Wi-Fi 802.11 AC» или «802.11 AX (WiFi 6)«, то на 100% устройство подойдет для любого wifi в сетях 2.4 и 5 ГГц.
Поэтому в настройках роутера помимо отдельных чаще всего мы имеем в меню режима такой пункт, как «смешанный (b,g,n)» или «mixed» в английской версии панели администратора. Он позволяет предоставить маршрутизатору выбор, какой из предложенных лучше всего подходит для того или иного устройства — ноутбука, смартфона, планшета, ТВ и т.д. Тем самым обеспечивается максимальная совместимость стандартов wifi для работы любого девайса.