Wifi ac скорость


Следующее поколение Wi-Fi — кратко о 802.11ac

В конце прошлого года 802.11n окончательно подмял под себя (как минимум в плане поставок чипсетов) все предыдущие стандарты Wi-Fi — некоторые эксперты озвучивали цифры порядка 70%. Распробовав высоких скоростей публика хочет больше, и в наследники прочат 802.11ac, обещая до гигабитные скорости. Давайте разберемся, что же мы получим на самом деле.

Что со скоростью?
802.11n использовал следующее для увеличения пропускной способности:
  • Оптимизированные механизмы модуляции и передачи пакетов позволяли «прорваться» с 54Mbps до ~75Mbps
  • Затем включался Channel Bonding — каналы шириной 40Mhz (в два раза шире традиционных 22Mhz) обеспечивали удвоение скорости — до 150Mbps.
  • Затем включался механизм Multiple Spatial Streams, коих по стандарту может быть до четырех, что позволяет достичь в теории 150*4 = 600Mbps
802.11ac собирается «догнать и перегнать» следующими способами:
  • Каналы шириной 80Mhz и 160Mhz, что позволяет моментально удвоить/учетверить результаты 802.11n.
  • Максимальное число Spatial Streams увеличили до 8, что позволяет еще раз удвоить скорости.
  • Оптимизация модуляции и методов передачи пакетов позволяет выжать еще немного ресурса и добиться того, что высокие скорости будут доступны не только в радиусе 4м от точки доступа.
Итого, сложив все факторы, мы можем получить скорость в теории в восемь с лишним раз превышающую показатели 802.11n — порядка 5Gbps. Маркетологи ликуют, пипл хавает. На практике, же, такая скорость практически недостижима:
  • Новые каналы уже не вписываются в диапазон 2.4Ghz, поэтому 802.11ac будут работать только в 5Ghz. Но и в 5Ghz не все так просто. В той же Европе беспроблемно можно работать только на первых четырех каналах: 36/40/44/48 — на остальных необходимо включать DFS/TPC (сосуществование с радарами), что исключает возможность построения мало-мальски надежной сети. А в эти 4 канала влезет только 1 канал 802.11ac, да и то «всего-то» на 80Mhz. В качестве упражнения попробуйте посчитать сколько 160Mhz-каналов впишется в весь диапазон 5Ghz в разных регионах. Некоторые надежды возлагают на 802.11ad — версию стандарта, работающую в 60Ghz, где мегагерц доступно побольше, но этот частотный диапазон пока четко оформлен только в США, и дальность связи в нем измеряется десятками метров (что очень неплохо для того, чтобы сбросить видео с телефона на телевизор или пользования беспроводной мышкой, но не для серьезных сетей). Так что, делим скорость пополам.
  • 8 Spatial Streams требуют радиомодуля с 8 антеннами и подходящей обстановки (чтобы все 8 потоков в итоге сошлись на клиенте). Как будет выглядеть Dual-Radio точка доступа с 8x8:8 MIMO (16 антенн при Dual Radio!) остается только гадать. :) Мобильные устройства, скорее всего, не пойдут дальше 4x4:4 из-за необходимости экономить электроэнергию и пространство в корпусе. Так что, режем скорость еще пополам.
Итого получаем максимум удвоение скоростей 802.11n — что само по себе все равно не плохо.
Почему же мы все равно перейдем на 802.11ac?
Помимо скоростей, 802.11ac предлагает два ключевых улучшения:
  • Beamforming — возможность динамически менять диаграмму направленности антенн (что реально для антенной решетки из 8 элементов). В идеале, это обозначает, что зона покрытия точки доступа оптимально подстраивается под текущее расположение клиентов. Beamforming не нов для Wi-Fi, его даже сделали частью стандарта 802.11n. Но частью опциональной! В 802.11ac он станет частью обязательной. Пока неясно как именно будет работать Beamforming в 802.11ac и будет ли от него в итоге хоть какая-то польза, но совершенно очевидно, что вводится он для максимизации эффекта следующего (и основного) улучшения.
  • В 802.11ac наконец-то появится MU-MIMO! Сети Wi-Fi — полудуплексные: пока один передает — остальные слушают. Пакеты передаются последовательно — в один момент времени передается один пакет. Если по «трубе» в 450Mbps (802.11n 3x3:3 MIMO) идет поток в 1Mbps — используется 1/450 полосы пропускания. Если при этом прибывают данные для другого клиента — использовать незадействованную полосу пропускания не удастся. В итоге толку от сверхвысоких скоростей 802.11n в сетях с большим количеством небыстрых клиентов (т.е. корпоративных) очень мало. MU-MIMO позволяет разбить «трубу» на несколько «трубок меньшего диаметра» и передавать данные по ним параллельно. Эта технология хорошо известна телекомщикам. Пока что, говорят о двух вариантах реализации MU-MIMO в 802.11ac: SDMA (Space Division Multiple Access) позволяет передавать данные разным клиентам по разным Spatial Streams (вот где нужен Beamforming!), Downlink MIMO позволяет разбить поднесущие OFDM на группы, и динамически (вроде-бы) выделять каждому клиенту нужное число поднесущих. Таким образом, даже если на точке доступа будут сидеть клиенты 2x2:2 MIMO — все равно можно будет использовать весь потенциал «трубы».
Итого
Как видно, даже если ограничить максимальную скорость одним Gbps, стандарт 802.11ac обещает существенные выгоды как для домашних (высокие скорости), так и для корпоративных сетей (эффективная утилизация этих самых высоких скоростей в сетях с большим числом клиентов). Кроме того, для поддержки новых радиорежимов нужно целиком и полностью менять все оборудование, что обещает существенные выгоды вендорам и интеграторам — все довольны, в общем :) В настоящее время ожидается, что стандарт будет ратифицирован в конце 2012/начале 2013 года, однако наболее оптимистично настроенные вендоры уже представили чипсеты и продукты на их основе на CES-2012. Уготована ли 802.11ac судьба 802.11n, принятого на несколько лет позже, чем ожидалось, покажет время. Ждем-с.

UPD: Появилось первое железо и тесты

Теги:
  • Wi-Fi
  • 802.11
  • 802.11ac
  • MU-MIMO

habr.com

Ближайшее будущее Wi-Fi: как обстоят дела с 802.11ac

В ближайшее время Wi-Fi должен разжиться тремя интересными усовершенствованиями:

  • 802.11ac (он же «Гигабитный Wi-Fi») как средство повышения скорости и емкости WLAN
  • Wi-Fi Certified Passpoint (он же Hotspot 2.0) на основе спецификации 802.11u, как способ значительно улучшить ситуацию с хотспотами и разгрузить сотовые сети.
  • Wi-Fi Certified Voice Enterprise: как способ наведения порядка в ситуации с построением высокопроизводительных сетей для передачи голоса и видео. Отличную инфраструктуру можно построить и сейчас, но отсутствие жестких стандартов для клиентских устройств создает проблемы с работоспособностью решения в целом.
Все они в той или иной мере уже доступны в реальных продуктах и имеют потенциал стать массовыми в самое ближайшее время. В этой части рассмотрим 802.11ac. Я уже писал обзор этой технологии в целом, а также приводил сравнение производительности так что сфокусируемся на прикладных аспектах. В целом, принятие 802.11ac как стандарта ожидается в начале 2014 года, что не помешало некоторым компаниям анонсировать чипсеты еще прошлым летом. На рынок технология будет выходить несколько этапов, названных “волнами”.
  • Wave 1 позволяет пробиться за гигабитный барьер «сырой» скорости передачи данных (~1300 теоретических Mbps при 3x3:3 MIMO с шириной канала 80MHz и новой модуляцией 256-QAM). В целом, тот же 802.11n, но быстрее.
  • Wave 2 принесет дальнейшие улучшения в плане скорости (4x4:4 MIMO/160MHz ~= 3500Mbps) и емкости – MU-MIMO.
  • Последующие волны могут принести остальные нововведения, считающиеся опциональными или слишком сложными для быстрого внедрения (типа 8x8:8 MIMO). А могут и не принести вообще — немало технологий описанных в стандарте 802.11n так и не были реализованы в реальных продуктах.
Продукты Wave 1 по состоянию на Май 2013 анонсированы уже достаточно большим количеством производителей как потребительского, так и бизнес-уровня: Aruba, Cisco, Motorola Solutions, Ubiquiti , ASUS, D-Link, Linksys, NetGear, TP-Link и все-все-все. Некоторые из них пока существуют только в стадии анонса, а некоторые уже можно и купить. Но стоит ли? Давайте рассмотрим «за» и «против» этого «гигабитного Wi-Fi» и попытаемся понять.

Возросшая скорость передачи. Тут всё понятно – сеть быстрее, все как бы рады. Только нужно помнить, что необходима поддержка на клиенте. Давайте посмотрим, что нужно для «пробития гигабитного барьера» на оборудовании Wave1. Дабы далеко не ходить, обратимся к табличке скоростей из Wikipedia

  • При ширине канала 20MHz, максимальная скорость на поток составляет ~87Mbps, что означает, что при нынешнем ограничении в 3 потока, гигабита нам не видать.
  • При ширине канала 40MHz, максимальная скорость на поток составляет ~200Mbps, что означает, что при нынешнем ограничении в 3 потока, гигабита нам не видать. Зато, по сравнению с 802.11n мы ускорились на треть (600/450) просто путем замены железа.
  • При ширине канала 80MHz, максимальная скорость на поток составляет ~433Mbps, что означает, что нам нужно задействовать все 3 потока. Это накладывает довольно строгие требования на план покрытия: нужно обеспечить 80MHz-каналы (неперекрывающиеся для соседних ячеек, так что нам нужно минимум 4, а где их найти?), плюс, нужно обеспечить благоприятную среду для трёх пространственных потоков, что не очень просто.
Даже с каналами 80MHz и правильным размещением точек, не стоит рассчитывать на гигабитные скорости. Большинство компактных клиентов не будет поддерживать три потока. Смартфоны обычно поддерживают 1 поток, планшеты – 1-2 потока, ноутбуки – 2-3 потока. Это важно помнить при планировании сети и не гнаться за скоростями, которые клиенты просто не смогут поддерживать. С Wave2 и MU-MIMO, однако, «малопоточные» клиенты будут обрабатываться гораздо эффективней. Скажем, точка с 4SS сможет параллельно вести передачу на 4 клиента с 1SS (по потоку на каждого) или на три клиента в комбинации 1+2+1 и т.д. Это должно значительно повысить эффективность использования эфирного времени и поднять емкость сети. Об этом ниже.

Возросшая чувствительность радио. Новые чипсеты (и на точках и на клиентах) обладают лучшей чувствительностью, поэтому считается, что для успешной работы 256-QAM (и достижения более высоких скоростей) не понадобится увеличивать плотность покрытия. Обратите внимание, что это никаким образом не относится к MIMO, да и уповать на порядочность производителей сверхдешевых клиентских устройств тоже не стоит.

Немаловажным нюансом является также проводное подключение точек. Точка 802.11n может «выжать» максимум 900Mbps из двух радио (3x3:3/40Mhz), для чего вполне достаточно одного линка GE. Точка 802.11ac Wave 1 теоретически может выжать 2x1300Mbps = 2.6Gbps, для чего не хватит даже трех линков GE (а Wave2 так вообще все 7Gbps). Апгрейдить всё на 10GE? Будет довольно дорого. К счастью (как минимум для Wave 1) этого не нужно. Важно помнить, что пропускная способность Ethernet исторически меряется с учетом оверхеда самого протокола («нетто»), а для Wi-Fi – без («брутто»). Так что теоретические «сырые» 2600Mbps вполне реально втиснуть в 2 линка GE. Большинство объявленных точек 802.11ac Wave 1 имеют 2 порта GE и считается что этого хватит. Правда, придется доплатить за дополнительные порты на свитчах и прокладку второго кабеля (обычно ~50% от стоимости прокладки первого). Опять же, если мы строим сеть для BYOD (т.е. клиенты будут поддерживать 1-2 потока), то может хватить и одного гигабита.

Возросшая емкость сети. Полезным побочным эффектом возросшей скорости является то, что передача того же объема данных занимает меньше времени :) Таким образом, возрастает емкость нашей полудуплексной ячейки. Предположим, у нас есть некоторое количество клиентов 802.11n 1x1:1/40MHz (150Mbps) на точке доступа, каждому из которых требуется 10Mbps полосы пропускания. Для удобства вычислений положим, что эффективная пропускная способность ячейки составит 0.6 от теоретической = 90Mbps. При полудуплексном обмене, таким образом, ячейка сможет поддерживать 9 клиентов. При апгрейде на 802.11ac, сохраняя ширину канала и количество потоков, мы сможем получить теоретические 200Mbps в ячейке за счет 256-QAM, подняв емкость до 200*0.6/10 = 12 клиентов. Налицо прирост в 30% просто за счет замены железа. Если задуматься, кстати, емкость ячейки не зависит то того, будет ли у вас точка 2x2:2 или 3x3:3, т.к. при полудуплексной передаче для клиента 1x1:1 остальные потоки не используются. А вот с Wave2 и MU-MIMO в том же сценарии мы можем 12 клиентов легко превратить в 36 или 48. А при 8x8:8 — вообще в 96!

В принципе, вот и все основные факторы.
  • С одной стороны: возросшая скорость и емкость
  • С другой стороны: не всегда скорость достигается, требуется замена клиентов и точек (и те и те будут дороже), требуется апгрейд проводной части, всё купленное придется менять снова при выходе Wave2.
Сопоставив факторы, можно понять, когда переход на 802.11ac выгоден, а когда – нет.

Первый фактор – чисто экономический. Если возросшая скорость и емкость (которые мы научились прикидывать) действительно оправдывают дополнительную стоимость (которую мы тоже теперь можем оценить) – переход имеет смысл.

Второй фактор – стратегический. Покупать Wave1 сейчас или ждать Wave2 потом? Еще месяц назад сказал бы, что ждать Wave2, скорее всего не стоит, т.к. выход оборудования запланирован аж на 2015. Однако всего лишь на прошлой неделе был анонсирован чипсет Wave2 4x4:4 MU-MIMO!

Учитывая, после анонса первых чипсетов 802.11ac первые продукты Wave1 появились через ~полгода в потребительском секторе и менее чем через год в корпоративном – вполне возможно, что в это время в следующем годы мы уже будем вовсю тестировать Wave2. Так что, если нет срочной потребности – стоит рассмотреть возможность перепрыгнуть сразу на Wave2. Опять же, 4x4:4 MIMO еще понадобится запустить, а MU-MIMO имеет смысл только для относительно маломощных клиентов, да и апгрейд проводной инфраструктуры точно придется делать. Если хочется строить сеть для ноутбуков или делать беспроводной вынос прямо сейчас – Wave1 вполне подойдет.

Есть еще третий вариант. С выходом оборудования 802.11ac с текущего оборудования 802.11n слетит «налет новизны», а вместе с ним и наценка за крутизну. Таким образом, для тех, кто созрел апгрейдиться с 802.11a/b/g (или для тех, у кого сети вообще нет) вполне может подойти вариант недорого перейти на 802.11n, если производительность устраивает (склады, ритейл, хотспоты и т.д.). Для них гораздо более актуальными могут оказаться другие нововведения: Passpoint и Voice Enterprise, о которых поговорим в следующих статьях.

P.S. Всё вышесказанное относится, в основном, к корпоративным сетям, но может быть применено и для дома. Только помните, что радиопланирование для дома — еще та радость, большинство интернет-соединений всё равно не быстрее 802.11n, а таблеты и телефоны с трудом переваривают более 65Mbps. Так что особой пользы от апгрейда всего и вся для дома на 802.11ac Wave 1 (пока что) не видно.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Теги:

habr.com

Тестирование беспроводных адаптеров стандарта 802.11ac

Все чаще на наших страницах встречаются устройства, поддерживающие современный стандарт беспроводной связи 802.11ac. Напомним коротко, чем же он интересен. Ключевых особенностей две: работа в диапазоне 5 ГГц и скорость подключения до 1300 Мбит/с. Первая позволяет рассчитывать на более свободный эфир, что приводит к повышению стабильности и скорости соединения. В городских квартирах в диапазоне 2,4 ГГц сегодня можно поймать пару десятков соседских сетей, что существенно влияет на производительность и качество работы беспроводного подключения. А вот 5 ГГц в настоящий момент относительно свободен, несмотря на возможность его использования для оборудования стандарта 802.11n, широкого распространения эта конфигурация не получила. Что касается скорости, то благодаря новым вариантам кодирования сигнала и поддержке работы на «учетверенном» канале, наиболее производительные решения с 802.11ac имеют максимальную скорость подключения 1300 Мбит/с.

Однако нельзя не упомянуть и о недостатках стандарта. Во-первых, сети на 5 ГГц при работе в городских условиях могут иметь меньшую площадь покрытия из-за более сильного затухания сигнала в препятствиях. Во-вторых, использование четырех каналов одновременно означает, что сложно будет создать в одном пространстве несколько непересекающихся сетей. В частности, многие доступные на локальном рынке роутеры работают с 802.11ac только на одном наборе каналов.

Сегодня практически все крупные производители сетевого оборудования уже имеют в своем арсенале одну или несколько моделей беспроводных роутеров с реализацией нового стандарта. Ознакомиться с обзорами некоторых из них можно в соответствующем разделе нашего сайта. А вот в клиентских устройствах он встречается пока относительно редко. В случае смартфонов и планшетов у пользователя нет возможности поменять установленный в нем контроллер, тогда как настольные компьютеры и ноутбуки можно самостоятельно оборудовать данными адаптерами. Хотя конечно, на наш взгляд, если говорить о стационарных ПК, лучше все-таки использовать подключение по кабелю. Но не всегда у пользователя есть такая возможность или требуется именно мобильное подключение.

В этом материале мы протестируем насколько доступных на нашем рынке решений и посмотрим, на что можно рассчитывать пользователям, которым требуется высокоскоростное беспроводное подключение на небольшом расстоянии. В тестировании принимают участие три роутера от компании Asus: RT-AC68U, RT-AC56U и RT-AC52U. Полные их обзоры можно прочитать по ссылкам. Устройства отличаются реализованными конфигурациями 802.11ac — первый поддерживает скорость соединения 1300 Мбит/с, второй — 867 Мбит/с, а третий — только 433 Мбит/с.

Что касается клиентских адаптеров, то для данного материала мы подобрали следующий набор: Asus PCE-AC68, Asus USB-AC50, Asus USB-AC56, Intel Dual Band Wireless-AC 7260 Plus Bluetooth, Netgear A6200. Данные модели существенно отличаются практически по всем характеристикам, в том числе шине, чипсету и максимальной скорости. Для сравнения с решениями прошлого поколения использовался основанный на чипе Qualcomm (Atheros) адаптер TP-Link TL-WDN4800, как один из наиболее производительных. Его максимальная скорость соединения достигает 450 Мбит/с.

Asus PCE-AC68

Адаптер поставляется в достаточно крупной картонной коробке. Оформлена она в традиционных темных тонах. На упаковке приводятся фотографии устройства, технические характеристики и ключевые особенности. На верхней крышке есть прозрачное окошко, через которое виден выносной антенный блок.

В комплект поставки входит адаптер, три антенны, выносной блок для них с магнитным креплением и метровым кабелем, дополнительная планка для установки в низкопрофильные корпуса, компакт-диск с ПО, пара листовок. Как мы видим, производитель уделил достойное внимание своей топовой модели и комплектация у нее отличная. Так что устройство можно эффективно использовать с большинством конфигураций современных настольных ПК.

Внешний вид мало отличается от других плат расширения и особенно прошлой модели — PCE-AC66. Привлекает внимание только крупный радиатор красного цвета, закрывающий чип. Учитывая характеристики устройства, он совсем не будет лишним.

Во время тестирования температура радиатора была достаточно высокой, так что при использовании в компактных корпусах необходимо уделить внимание проверке температурного режима. На заднюю панель выведены три стандартных разъема для антенн, рядом с ними есть единственный индикатор состояния.

Данный адаптер, имеющий интерфейс PCIe x1, основан на чипе Broadcom BCM4360, том же самом, что использовался в его предшественнике. Однако ревизия чипа отличается, что позволяет реализовать поддержка типа модуляции QAM256 (TurboQAM) и для диапазона 2,4 ГГц, позволяющая увеличить в нем скорость соединения. Маловероятно, что это будет важным поводом для апгрейда, а полученные показатели для 5 ГГц можно использовать и для оценки скорости предшественника. В результате возможности устройства следующие: до 1,3 Гбит/с с 802.11ac на 5 ГГц и до 600 Мбит/с с 802.11n на 2,4 ГГц. Отметим, что для достижения высоких показателей на 2,4 ГГц потребуется реализация аналогичного типа модуляции и в роутере. В настоящий момент, она поддерживается в Asus RT-AC68U. Данные показатели позволяют производителю называть модель Wireless-AC1900 (1900=1300+600). Адаптер также обратно совместим с сетями 802.11a/b/g/n.

Для устройства заявлена совместимость с 32- и 64-битными версиями Microsoft Windows XP/Vista/7/8/8.1. На сайте производителя можно скачать обновление драйверов и фирменную утилиту для настройки и контроля подключения. Отметим, что в сети можно найти инструкции для запуска адаптеров на использованном чипсете под Linux.

Asus USB-AC50

Устройство USB-AC50 нам уже встречалось в тестировании роутера RT-AC52U. Этот адаптер начального уровня предлагается как в виде отдельного устройства, так и как опциональный элемент для роутера. Скорее всего, в комплектацию первого варианта традиционно будут входить документация и комплект драйверов.

Модель имеет компактные размеры — всего 31×16×9 мм с учетом разъема. При установке в порт USB внешняя часть выступает примерно на 20 мм (зависит от конструкции порта). На корпусе из темного пластика есть еле заметный светодиодный индикатор статуса. Отметим, что во время работы корпус и разъем адаптера значительно нагревались.

Устройство имеет интерфейс USB 2.0 и поддерживает работу в сетях 802.11a/n/ac только в диапазоне 5 ГГц. Антенна у него одна, так что максимальная скорость подключения составляет 433 Мбит/с. Основой адаптера служит чип MediaTek MT7610U.

Производитель заявляет о совместимости устройства с различными вариантами операционных систем семейств Windows, Mac OS X и Linux. О конкретных версиях и дистрибутивах необходимо узнавать в разделе техподдержки.

Asus USB-AC56

Третья модель адаптера Asus в этом обзоре — USB-AC56. Упаковка у нее ожидаемо поменьше, чем у PCE-AC68. Оформление в целом аналогичное, однако здесь вся поверхность, а не только выделенные элементы, покрыта глянцевым лаком.

В комплекте поставки кроме адаптера можно найти одну внешнюю антенну, удлинитель USB 3.0 на 90 сантиметров с утяжеленной (но не магнитной) подставкой для адаптера, компакт-диск с драйверами, гарантию, краткую инструкцию по установке.

Конструкция адаптера достаточно необычная. Общие размеры с крышками на разъемах составляют 115×28×18 мм. Под одной из крышек находится разъем USB для подключения к компьютеру, а с другой — стандартный R-SMA для единственной антенны.

Отметим, что устройство можно использовать и без внешней антенны. Корпус изготовлен из черного пластика. Глянцевая верхняя панель имеет характерный фирменный «бриллиантовый» дизайн. На боковой стороне установлена кнопка для подключения по технологии WPS. Единственный индикатор голубого цвета прячется под лицевой панелью.

Данная модель имеет интерфейс USB 3.0 и базируется на чипе Realtek RTL8812AU. Он поддерживает работу в сетях 802.11a/b/g/n/ac со скоростями подключения до 300 Мбит/с (2,4 ГГц, 802.11n) и 867 Мбит/с (5 ГГц, 802.11ac).Внутри корпуса установлены две компактные антенны. При необходимости можно использовать вместо одной из них внешнюю.

Для устройства заявлена совместимость с 32- и 64-битными версиями Microsoft Windows XP/Vista/7/8/8.1, Mac OS X 10.5-10.9. На сайте производителя можно скачать обновление драйверов и утилит для Windows и Mac OS X. Кроме того, на нем представлена и версия для Linux. Отметим, что данный адаптер — одна из немногих моделей с 802.11ac, которые можно использовать не только с Windows. В частности, мы проверили его работоспособность в OS X 10.9.

Intel Dual Band Wireless-AC 7260 Plus Bluetooth

Компания Intel относительно недавно анонсирована собственные решения с поддержкой стандарта 802.11ac. В серии беспроводных адаптеров 7260 его поддерживает модель с длинным названием Intel Dual Band Wireless-AC 7260 Plus Bluetooth. Мы тестировали устройство, выполненное в формате half-miniPCIe и предназначенное для использования в ноутбуках и других компактных системах. Оно было приобретено в интернет-магазине, так что о комплекте поставки или упаковке сказать особо нечего. Кроме 802.11a/b/g/n/ac с максимальными скоростями работы 300 Мбит/с на 2,4 ГГц с 802.11n и 867 Мбит/с на 5 ГГц с 802.11ac, устройство также реализует контроллер Bluetooth 4.0. Для его использования необходимо наличие в слоте расширения разводки для шины USB, а наш адаптер для настольного ПК ее не имеет, поэтому данную функцию мы не тестировали. Как и ранее, основой продукта служит фирменный чип производства Intel. Отметим поддержку им таких функций как Wi-Fi Direct, Wi-Di, Intel Smart Connect Technology, vPro, AMT.

Отметим, что среди актуальных беспроводных решений Intel есть и менее производительный вариант с одной антенной. Кроме того, адаптеры предлагаются и в более компактном формате карт расширения M.2 (NGFF), а также в комплекте с адаптером для установки в настольные ПК с подключением к шине PCIe.

Производитель указывает для своих беспроводных решений совместимость с операционными системами Microsoft Windows 7/8 и Linux. Но на сайте для данной модели представлены только драйвера под Windows 7/8/8.1 (для 32- и 64-битных версий ОС). Кроме непосредственно драйверов беспроводного контроллера, пользователям могут оказаться полезны дополнительные утилиты: Intel Wireless Display, Intel WiDi Media Share и Intel WiDi Remote. Впрочем, если говорить о Windows 8.1, то поддержка WiDi/Miracast уже встроена в нее и для транслирования изображения на беспроводной дисплей никаких программ не требуется. Интересующиеся пользователи наверняка слышали о проекте iwlwifi для обеспечения работы беспроводных устройств Intel под Linux. Правда надо заметить, что в данном случае устройство выполняет только роль сетевого адаптера, без каких-либо дополнительных функций.

Netgear A6200

Компания Netgear также активно участвует в продвижении решений нового стандарта беспроводной связи. Именно на примере ее роутера мы впервые познакомились с ним почти два года назад. Сегодня в арсенале компании представлено шесть маршрутизаторов с поддержкой 802.11ac и два USB-адаптера. В этом материале мы познакомимся со старшей моделью — A6200.

Устройство поставляется в небольшой картонной коробке. В оформлении используется золотой цвет, что видимо должно подчеркивать высокий статус устройства. На упаковке приведена фотография адаптера, его основные технические характеристики, ключевые особенности и другая информация. Комплект поставки состоит из адаптера, USB-удлинителя на один метр, компакт-диска с драйверами, листовок по установке на нескольких языках.

Адаптер имеет необычную конструкцию. На первый взгляд — это стандартный и достаточно крупный (87×31×14 мм) USB-донгл. Основная часть его корпуса изготовлена из серого матового пластика и полностью покрыта треугольными отверстиями для обеспечения необходимого температурного режима микросхем. На одной из боковых сторон установлена кнопка WPS и голубой светодиодный индикатор.

Верхняя часть из черного матового пластика скрывает в себе две антенны. Этот блок может поворачиваться относительно основного корпуса на 90 или 180 градусов. Хотя маловероятно, что это будет существенно влиять на скорость работы. Разъем USB установлен также на поворотном кронштейне и имеет обратную ориентацию разъема, что подразумевает использование устройства с ноутбуками.

Подключить адаптер к стандартному порту настольного ПК на задней панели, скорее всего, не получится. В этом случае пригодится комплектный удлинитель, имеющий подходящий по форме ответный разъем.

Адаптер имеет интерфейс USB 2.0 и основан на чипе Broadcom BCM43526. В нем реализована поддержка стандартов 802.11a/b/g/n/ac. Максимальная скорость подключения в диапазоне 2,4 ГГц составляет 300 Мбит/с со стандартом 802.11n, при работе на 5 ГГц с 802.11ac она составляет 867 Мбит/с. Использование версии 2.0 интерфейса USB с этим устройством может ограничивать реальную производительность адаптера.

Производитель указывает среди совместимых операционных систем все последние версии Microsoft Windows XP/Vista/7/8. В комплект, кроме драйвера, входит также опциональная утилита Netgear Genie для настройки адаптера.

Тестирование

Тестирование производительности проводилось только в стандарте 802.11ac. На роутерах использовались последние доступные на момент проведения измерений официальные версии прошивок (3.0.0.4.374_4561 для RT-AC52U и 3.0.0.4.374_5656 для RT-AC56U/RT-AC68U) и драйверов. Настройка беспроводной точки доступа в роутере затрагивала две опции — включался режим защиты WPA2-PSK и устанавливался короткий защитный интервал. В отсутствии соседних сетей в диапазоне 5 ГГц, данные параметры обеспечивали использование максимально возможных скоростей соединения в каждой паре. Что касается выбора каналов, то была выбрана автоматическая настройка (реально использовались 36-40-44-48).

Устройства располагались примерно на четырех метрах прямой видимости. Используемые компьютеры работали под управлением операционной системы Microsoft Windows 8.1. Для проверки производительности применялся тестовый пакет IxChatiot. Каждая пара роутер/адаптер тестировалась в шести сценариях на сегментах LAN—WLAN: однопоточный прием и передача, одновременный прием и передача (всего два потока), прием и передача в восемь потоков, одновременный прием и передача в восемь потоков (по четыре в каждую сторону). При анализе результатов нельзя забывать, что роутер RT-AC52U имеет проводные порты только 100 Мбит/с, и во многих случаях скорость будет ограничиваться именно ими. По этой же причине отдельно комментировать их мы не будем, а сосредоточимся на старших моделях.

Поскольку цифр очень много, то выбрать подходящий для анализа вариант непросто. Мы остановились на отдельных графиках для каждого адаптера, как наиболее удачных с точки зрения размера и требуемого количества цветов. Масштаб был выбран по максимальным результатам для упрощения визуального сравнения разных графиков.

Начнем с устройства поколения 802.11n — TP-Link TL-WDN4800. Прежде всего, стоит заметить, что и сегодня возможности этой модели выглядят очень неплохо. Ранее мы видели для нее цифры на уровне 200 Мбит/с и более.

При работе с роутерами нового поколения адаптер выступил на высоком уровне. Поскольку четыре канала в данном случае не используются, то RT-AC68U благодаря установке трех антенн (как и на адаптере) оказывается лучшей парой. Кроме того, стоит отметить рост показателей в многопоточном режиме. Так что несмотря на большую разницу в возрасте элементной базы, никаких замечаний к работе устройств нет.

Второй участник представляет собой наиболее мощное устройство, из представленных на рынке. Возможности беспроводного модуля PCE-AC68 сочетаются с быстрой шиной PCIe.

Максимальные цифры на уровне 600 Мбит/с мы уже видели. Более интересно в данном случае сравнение двух старших роутеров. На одном и двух потоках разницы между ними практически нет. На мультипоточной передаче в сторону клиента лучше выступает RT-AC68U, однако разница относительно невелика. В то же время, на задаче приема данных от клиента в несколько потоков вперед со значительным отрывом выходит формально более слабая по характеристикам модель. Но топовое устройство отыгрывается на полнодуплексных операциях.

Asus USB-AC50 имеет минимальную конфигурацию среди адаптеров с 802.11ac. Его единственная антенна способна обеспечить скорость соединения не более 433 Мбит/с. Результаты контроллера могут быть интересны для оценки возможностей мобильных устройств (смартфонов и планшетов). Хотя, конечно, для последних очень многое будет зависеть и от их реализации антенны.

На роутерах с гигабитными сетевыми портами можно рассчитывать на 170-290 Мбит/с. Для одной антенны это отличный результат. Впрочем, здесь может влиять и шина USB 2.0, для которой подобная производительность близка к максимальной.

Адаптер USB-AC56 отличается от младшей модели и возможностями контроллера и интерфейсом.

Эти особенности не преминули сказаться на результатах. Максимальные скорости работы данной модели составляют более 400 Мбит/с. Кстати, они снова вписываются в формулу грубой оценки реальной скорости беспроводных соединений как половине от скорости соединения (в этом устройстве — 867 Мбит/с). Как и следовало ожидать, разницы между старшими роутерами здесь почти нет, хотя RT-AC68U немного впереди.

Компания Intel интересна и тем, что использует в адаптерах чипы собственной разработки, но роутеров с ее микросхемами на рынке нет. Кроме того, в отличие от решений с 802.11n, для последнего поколения устройств варианта с максимальной конфигурацией из трех антенн у нее нет. Этому можно найти вполне логичное объяснение — три антенны сложно разместить в ультрабуках, этот вариант потребляет больше электричества, а скорость двухантенной версии и так выше, чем у лучших представителей 802.11n. Рассмотренная карта является одной из немногих для шины miniPCIe, так что она может подойти для апгрейда ноутбуков или сборки компактных ПК.

Адаптер не очень хорошо показал себя в тестах на передачу данных. Скорость здесь составляет 250-300 Мбит/с. Это может сказаться на таких сценариях как резервное копирование данных ноутбука. А вот скорость приема очень неплоха — 400-500 Мбит/с. Интересно, что в этот раз быстрее оказался RT-AC56U.

Показатели последнего участника — Netgear A6200 — можно попробовать предсказать. С одной стороны, это устройство имеет поддержку скоростей до 867 Мбит/с, но с другой — оборудовано портом USB версии 2.0. Скорее всего, именно эта особенность существенно повлияет на результаты тестирования.

Действительно, к сожалению, данная модель мало отличается от USB-AC50 и заметно отстает от USB-AC56. Максимальная скорость работы составляет около 250 Мбит/с. Здесь явно напрашивается использование интерфейса USB 3.0.

Выводы

По итогам тестирования, прежде всего, надо отметить, что инфраструктура 802.11ac сегодня уже вполне состоялась. На рынке присутствует достаточно большое количество роутеров с поддержкой данного стандарта. Клиентов относительно немного, однако при желании можно найти как мобильные устройства, так и адаптеры для установки в различные вычислительные системы. Второй положительный момент — хорошая совместимость моделей разных производителей и основанных на разных чипсетах. Напомним, что проверялись роутеры с Broadcom и Mediatek совместно с адаптерами на Broadcom, Intel, Qualcomm/Atheros, Mediatek и Realtek четырех производителей.

Как мы и говорили ранее, конфигурацию роутера RT-AC52U с высокоскоростным модулем беспроводной связи последнего поколения и проводными портами 100 Мбит/с сложно назвать удачной. В большинстве задач именно проводные порты будут ограничивать скорость его работы. Кроме того, маловероятно, что в сценарии, требующем быстрого обмена данными между двумя беспроводными устройствами, будет использоваться именно младшая реализация 802.11ac.

Тестирование показало, что для адаптеров 802.11ac достаточно существенной характеристикой является интерфейс подключения к компьютеру. Модели Asus USB-AC50 и Netgear A6200 показали близкие результаты именно по этой причине. На практике второй адаптер, скорее всего, будет иметь преимущество с точки зрения дальности устойчивого соединения благодаря своим размерам, но этот вопрос в данном материале мы не изучали. В результате эти устройства с интерфейсом USB 2.0 показывают до 250-300 Мбит/с со старшими моделями роутеров, что сравнимо с максимальными показателями 802.11n. Картина существенно меняется, если мы посмотрим на оборудованный USB 3.0 адаптер Asus USB-AC56. В мультипоточном режиме он способен разогнаться до 400-500 Мбит/с. Учитывая программную поддержку различных версий операционных систем, это устройство вполне способно завоевать определенную популярность среди требовательных пользователей и энтузиастов.

Asus PCE-AC68 еще раз подтвердил свои отличные характеристики. Так что если вам необходимо обеспечить высокую скорость работы в сети без проводов для стационарного компьютера, он отлично подойдет на эту роль. Единственным заметным недостатком устройства (если не считать стоимости) является высокое энергопотребление и нагрев.

В случае, если хочется усовершенствовать ноутбук или собрать компактную вычислительную систему с быстрым беспроводным соединением, рекомендуем рассмотреть контроллер Intel Dual Band Wireless-AC 7260 Plus Bluetooth. Он показал хорошие результаты, а кроме того, отличается компактными размерами, требует наличия только двух антенн и реализует поддержку протокола Bluetooth. Из дополнительных функций стоит упомянуть работу с беспроводными дисплеями.

Если же попробовать посмотреть с точки зрения роутеров, то тестирование показало, что современные решения со скоростями соединения 867 и 1300 Мбит/с различаются совсем не так, как можно было бы предположить по данным цифрам. На практике использование топовой модели роутера, с точки зрения скорости, имеет смысл только для наиболее мощных клиентских устройств. Всем остальным вполне достаточно и более простой конфигурации с двумя антеннами.

Средняя цена по данным price.ru
Роутер Asus RT-AC52U$87(79)
Роутер Asus RT-AC56U$134(10)
Роутер Asus RT-AC68U$177(137)
Адаптер Asus PCE-AC68Н/Д(0)
Адаптер Asus USB-AC56Н/Д(0)
Адаптер Intel 7260 Wireless-ACН/Д(0)
Адаптер Netgear A6200$54(10)
Средняя цена по данным Яндекс.Маркет
Роутер Asus RT-AC52UT-10716045
Роутер Asus RT-AC56UT-10451403
Роутер Asus RT-AC68UT-10574514
Адаптер Asus PCE-AC68T-10556361
Адаптер Asus USB-AC56T-10589766
Адаптер Intel 7260 Wireless-ACT-10760354
Адаптер Netgear A6200T-9333592

www.ixbt.com

Рекомендуемые настройки для 802.11ac Связь

Ключевые параметры, относящиеся к 11ac

ПримечаниеФактическое имя и особенность настройки могут варьироваться в зависимости от AP. Проверьте руководство пользователя или свяжитесь с вашим производителем AP для получения подробной информации.
  • Канал

    Эта настройка управляет каналом, который ap использует для связи с устройствами клиента в сети Wi-Fi.

    Большинство APs должны иметь этот набор для Автоматического по умолчанию. Мы не рекомендуем изменять эту настройку, если вы:

    • Иметь хорошее понимание каналов Wi-Fi
    • Знать, как определить наименее перегруженный канал в вашей среде
  • Ширина канала

    Для оптимальной производительности и совместимости, включите Поддержка для всех ширин канала. Если настроен только для 40 МГц или 80 МГц, эта настройка предотвращает подключение устаревших устройств, поддерживающих только 20 МГц, к AP.

  • (Беспроводной) Режим

    Эта настройка управляет типом устройств Wi-Fi (802.11a/b/g/n/ac), которые могут подключаться к AP.Для оптимальной производительности и совместимости, включите Поддержка всех беспроводных режимов.

    Если настроен только для 11ac режим, устаревшие устройства, которые Поддержка только 11n или 11a/g не могут подключиться к AP.

www.intel.ru

Высокоскоростной Wi-Fi стандарта 802.11ac в России

?

Виктор Борисов (victorborisov) wrote, 2017-01-27 13:01:00 Виктор Борисов victorborisov 2017-01-27 13:01:00 Category: У техники Apple достаточно давно существуют проблемы с диапазоном 5 Ггц в России. Из-за различных законодательных ограничений на использование этого диапазона в Российской Федерации многие компьютеры Apple не могут работать на максимально возможной скорости. Первоначально это касалось стандарта 802.11n, который работал как в диапазоне 2,4 Ггц, так и в диапазоне 5 Ггц. Сейчас это касается высокоскоростного стандарта связи 802.11ac, позволяющего получить скорость передачи данных по воздуху вплоть до 1300 Мбит! С предисторией вопроса можно ознакомиться здесь.Основная проблема заключается в том, что Apple использует древнейший и уже отмененный протокол 802.11d для определения региона, в котором работает конкретный компьютер. Замечу, что это касается только компьютеров. У мобильных устройств (iPhone, iPad) такой проблемы нет, впрочем, они пока не могут работать на таких скоростях.

Я думаю не стоит рассказывать о том, что диапазон 2,4 Ггц в городах перегружен и наивно пытаться получить в нём скорость более 30-40 Мбит. Более высокие скорости можно получить только в диапазоне 5 Ггц. Но и здесь есть ограничения.

В прошлой версии операционной системы El Capitan проблем со стандартом 802.11ac в диапазоне 5 Ггц не было (кажется, в Apple просто забыли добавить региональные ограничения для России). В macOS Sierra эти проблемы появились. Как только компьютер подцепляет код страны RU (вещаемый по протоколу 802.11d) — ограничивается список доступных каналов и ширина диапазона до 40 Мгц. Хотя в постановлениях ГРЧЦ по частотному диапазону 5 Ггц указано, что ширина 80 и 160 Мгц доступна в России.

Country Code: RUSupported PHY Modes: 802.11 a/b/g/n/ac

Supported Channels: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 132, 136, 140, 149, 153, 157, 161, 165

В El Capitan в этом списке также были каналы 100-116 (по моим наблюдениям — самые быстрые). Более серьезная проблема заключается в ограничении ширины полосы. При таком ограничении невозможно получить скорость больше 400 мбит в режиме 2х2 и 600 мбит в режиме 3х3.

Впрочем, об этом даже написано на официальном сайте Apple:

AirPort Time Capsule разработан на основе проектных технических требований к стандарту IEEE 802.11ac. Поддержка функций 802.11ac зависит от законодательных требований, существующих в конкретной стране; каналы с шириной спектра 80 МГц и технология формирования луча недоступны в Российской Федерации, на Украине, в Кувейте, Беларуси, Морокко, Азербайджане, Казахстане и Египте. Максимальная теоретическая скорость передачи данных составляет 600 Мбит/с; фактическая скорость будет ниже.

Обратите внимание, что технология формирования луча (Beamforming) по мнению Apple также недоступна в России.

Поэтому категорически нельзя покупать Time Capsule или AirPort Extreme сертифицированные РосТестом, убрать это ограничение будет невозможно в принципе.Большинство производителей роутеров убрали поддержку вещания кода региона, но даже если вы уберёте вещание на своём роутере, то это не застрахует вас от того, что компьютер Apple подцепит код RU с соседского роутера (обычно это происходит после пробуждения из сна и если соседский роутер работает на 1 канале в диапазоне 2,4 Ггц). В настоящий момент упорно продолжают вещать код региона RU роутеры TP-Link, Zyxel и оборудование GPON от МГТС.Посмотреть протокол и скорость текущего подключения можно с помощью Option+клик на иконке Wi-Fi в правом верхнем углу. Максимальную скорость в диапазоне 5 Ггц можно получить только на «верхних» каналах (см. таблицу скоростей в зависимости от ширины канала выше).В macOS Sierra уже не просто сделать патч драйвера wi-fi (чтобы он перестал пытаться получить код региона по протоколу 802.11d), как это предлагается в статье на hub.ru, т.к. потребуется полностью отключать System Integrity Protection, что является не безопасным решением. Но это решение до сих пор может быть актуально для старых MacBook, которые отказываются вообще видеть диапазоне 802.11n и работают только в режиме 802.11g на скорости 54 Мбит (да, до сих пор есть и такие).

Что делать, если вы хотите получить максимальную скорость по Wi-Fi в стандарте 802.11ac?

Не допускать, чтобы компьютер получил регион RU от вашего или соседского роутера. На своём роутере эту опцию нужно отключить (либо установить код страны отличный от России, например HK). Если вам не повезло и код RU вещается соседским роутером, то не отчаивайтесь и найдите среди соседских роутеров тот, который вещает любой другой код страны, отличный от RU. Просто попытайтесь подключиться к этой сети с неправильным паролем (вы ведь его всё равно не знаете). После этой попытки ваш компьютер вернётся на универсальный код (обычно X3) и вы снова сможете подключиться к своей собственной сети с максимальной скоростью. ДОПОЛНЕНИЕ: Можете даже вручную добавить эту соседскую сеть с неправильным паролем в самый конец списка предпочтительных сетей.Лично я использую высокоскоростной роутер Huawei WS880 (технический аналог Asus AC-68U), работающий на прошивке XWrt-Asus-Merlin. Вообще у меня три таких роутера: на даче, в квартире и у родителей (между ними работает скоростной OpenVPN туннель). Кстати, это самый бюджетный высокоскоростной 802.11ac роутер на рынке, но он сейчас жуткий дефицит и найти его можно только на вторичном рынке (на Авито скупили абсолютно все, после того как я обмолвился об этом роутере в инстаграм). Согласно измерениям с помощью iperf, реальная и стабильная скорость передачи данных по воздуху составляет 900 Мбит!

А вы пользуетесь Wi-Fi по стандарту 802.11ac? На какой скорости?

Tags: apple, macos, wi-fi, дача, квартира, оборудование, сеть
  • Весной этого года я установил два новых бризера Tion Lite в квартире у родителей. Прошло 6 месяцев эксплуатации и это значит, что пришло время…

  • Ну что, готовы к зиме? Шины новые купили или прошлогодний комплект поставите? Шипы или фрикционки — вечный спор. У каждого типа зимних шин есть…

  • Горный велосипед занимает особое место в моей жизни уже целых 20 лет. В сентябре 1999 года началась моя история маунтинбайка: сначала это была…

  • Недавно мы с Иваном Константиновым завершили очередной объект, на котором выполнили полный комплекс работ по установке системы отопления и…

  • Прошло уже 5 лет с того момента, как мы установили в квартире первый бризер Тион О2. Если коротко, то можно разделить нашу жизнь в городе на до и…

  • Давно не писал, а тут такой прекрасный повод. Владимир Сухоруков, ведущий YouTube-канала «Тепло-вода», выпустил целый сюжет, посвящённный мне и…

victorborisov.livejournal.com

Скорость сети WiFi N в жилых помещениях.

Хотя технология Wi-Fi получила значительный рост и помогает обеспечить доступ к Интернету миллионам людей во всём мире, последние версии стандарта не совсем помогли пользователям сети Wi-Fi узнать, какая реальная производительность их сети. В этой статье мы рассмотрим причины путаницы, возникшей вокруг производительности сетей Wi-Fi, и проанализируем случай наиболее используемой сегодня версии, коммерчески известной как Wi-Fi N.

Wi-Fi и стандарт IEEE 802.11

Прежде чем приступить к анализу производительности бытовых подключений Wi-Fi N, мы рассмотрим различные версии стандарта.

Технология Wi-Fi основана на использовании стандарта, разработанного всемирной организацией IEEE, посвящённой разработке стандартов в области науки и техники. Первая официальная версия стандарта была опубликована в 1997 году и называлась IEEE 802.11.

Параллельно с разработкой стандарта IEEE в 1999 году некоторые из наиболее важных производителей беспроводных решений создали организацию под названием WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) с целью обеспечения совместимости беспроводных устройств, разработанных в соответствии с этим стандартом. Несколько лет спустя эта организация меняет название на Wi-Fi Alliance. Устройства, соответствующие стандарту IEEE 802.11, продаются с наименованием Wi-Fi (Wireless Fidelity), что обеспечивает совместимость с остальными устройствами на рынке.

С тех пор было опубликовано несколько версий с последовательными улучшениями до достижения текущей версии, известной как IEEE 802.11ac, и опубликованной в январе 2014 года. В следующей таблице приведены все версии:

Стандартный Торговые названия Год Максимальная скорость теоретическая
IEEE 802.11 1997 2 Мбит / с
IEEE 802.11 a 802.11 A 1999 54 Мбит / с
IEEE 802.11 b 802.11 B, WiFi B 1999 11 Мбит / с
IEEE 802.11 g 802.11 G, Wi-Fi G 2003 54 Мбит / с
IEEE 802.11 n 802.11 N, WiFi N 2009 600 Мбит / с
IEE 802.11 ac 802.11 AC, WiFi AC 2014 1.3 Гбит / с (*)

(*) Стандарт IEEE 80211ac позволяет достигать более высоких скоростей, но на данный момент максимальная скорость устройств, сертифицированных Wi-Fi Alliance, показана в таблице.

Всем устройствам, которые соответствуют любому из этих стандартов, присваивается имя устройства Wi-Fi. Однако между ними могут быть большие различия.

Из всех версий стандарта первые три считаются практически вымершими, а наиболее часто используемой является версия 802.11N. Хотя, без сомнения, версия, которая до сих пор пользовалась большой популярностью, была версией 802.11G. Эта версия была опубликована в 2003 году, и спустя пару лет использование устройств Wi-Fi стало значительно расти.

Важной особенностью стандарта 802.11G является то, что все устройства, отвечающие этому стандарту, отвечают одинаковым техническим характеристикам. Все устройства могут использовать одну и ту же полосу частот, одинаковую полосу пропускания на канал, один и тот же тип модуляции, одну и ту же полосу защиты, при этом стандарт 802.11G обеспечивает теоретическую максимальную скорость 54 Мбит/с.

Но с выходом нового стандарта 802.11N всё изменилось с точки зрения простоты. Этот новый стандарт добавляет некоторые функции относительно своего предшественника 802.11G, которые могут существенно улучшить производительность беспроводных сетей. Но, и это важно, это не заставляет все устройства Wi-Fi N реализовывать все эти функции. Эта ситуация вызвала некоторую путаницу при оценке производительности устройств Wi-Fi N.

Стандарт 802.11N и все его вариации

До предыдущей версии, 802.11G, все устройства Wi-Fi имели одинаковые характеристики, с которыми производительность была более или менее одинаковой в оптимальных условиях с максимальным теоретическим пределом для всех устройств 54 Мбит/с.

Но в стандарте 802.11N определено несколько рабочих конфигураций, каждая из которых предлагает различные функции, и не обязательно, чтобы сертифицированное устройство, такое как 802.11N, включало все возможные конфигурации и, следовательно, предлагало максимальную производительность.

Ключ ко всему этому называется схемой модуляции и кодирования или более известной по его аббревиатуре MCS (Схема модуляции и кодирования). Схема модуляции и кодирования определяет значение некоторых параметров передачи, которые напрямую влияют на максимально достигнутую скорость, то есть производительность соединений Wi-Fi.

В конце этой статьи предлагается более техническое приложение по этой функции. На данный момент и для упрощения скажем, что стандарт IEEE 802.11n определяет до 77 MCS, то есть 77 различных режимов работы, и каждый из них предлагает до четырех теоретических максимальных скоростей, в зависимости от используемой ширины канала и защитного интервала.

На практике были реализованы только 32 из этих режимов. Режим 0, самый низкий, обеспечивает теоретическую максимальную скорость 6,50 Мбит/с (для канала 20 МГц и защитный интервал 800 нс). В то время как самый высокий режим, 31, обеспечивает теоретическую максимальную скорость 600 Мбит/с (с каналом 40 МГц и защитным интервалом 400 нс). Фактически, эта последняя скорость 600 Мбит/с считается максимальной скоростью стандарта.

И здесь начинается важная часть. Из стандартной MCS только первые 16 режимов требуются в точках доступа (или маршрутизаторах Wi-Fi). И только первые 8 обязательны для клиентских устройств — ноутбуков, смартфонов, планшетов и т. д. Все остальные являются необязательными.

В предыдущей таблице показана сравнительная скорость различных устройств Wi-Fi G и N. Следует отметить, что существует только одна возможная конфигурация для WiFi G, в то время как для WiFi N мы можем найти до 4 разных, каждое с разными максимальными скоростями в зависимости от реализованных режимов. Только устройство WiFi N, которое реализует все режимы работы, от 0 до 31, может использовать теоретическую максимальную скорость 600 Мбит/с.

Как используется MCS в WiFi N?

Обмен данными между точкой доступа (или маршрутизатором WiFi) и клиентом Wi-Fi осуществляется посредством согласования максимальной MCS, которая допускает условия передачи и характеристики устройств.

Первоначально согласовывается максимально возможная MCS. Но эта MCS может быть уменьшена, чтобы минимизировать эффект из-за условий передачи, таких как расстояние между устройствами, препятствия, помехи и т. д.

Наиболее продвинутые типы модуляции и высокие скорости модуляции имеют преимущество передачи большего количества битов на единицу модулированного сигнала, но, напротив, они более чувствительны к ошибкам, вызванным условиями передачи, такими как помехи, слабый сигнал, расстояние между устройствами и т. д. Когда частота ошибок увеличивается, решение состоит в том, чтобы изменить тип модуляции, скорость модуляции или оба, пока не будет найдена схема, которая меньше всего зависит от условий передачи.

Следовательно, максимальная MCS, используемая в связи WiFi N, в условиях расстояния, препятствий, оптимальных помех, отмечается устройством с самой низкой MCS. Если мы пытаемся установить связь между точкой доступа или маршрутизатором WiFi, который реализует наивысшую MCS 31 и, следовательно, может достигать 600 Мбит/с, с клиентом WiFi N, например смартфоном, который реализует до MCS 7, теоретическая максимальная скорость из этого соединения будет только 150 Мбит/с, который обеспечивает MCS 7.

Мы уже видели, как преимущества сетей Wi-Fi N зависят от функций, реализованных в устройствах. MCS, используемая в связи Wi-Fi, будет установлена ​​устройством с меньшим количеством функций.

В случае жилых сетей N-Wi-Fi реальность такова, что маршрутизаторы Wi-Fi, которые операторы предоставляют своим клиентам, являются, так сказать, бюджетными. Это означает, что они реализуют минимальное количество режимов MCS, требуемое стандартом, которое, как мы видели, составляет 16. Следовательно, теоретическая максимальная скорость, которую поддерживает большинство жилых маршрутизаторов, поддерживаемых операторами, составляет 300 Мбит/с.

И то же самое происходит с беспроводными клиентами, такими как смартфоны, планшеты и т. д. Многие из них также реализуют минимальное количество режимов MCS, требуемое в стандарте, которое в данном случае равно 8. На практике это ограничивает теоретические максимальные скорости в жилых соединениях WiFi N до 150 Мбит/с.

Фактическая скорость в жилых помещениях WiFi N

До сих пор мы говорили о теоретических максимальных скоростях. В этом разделе мы предлагаем реальные измерения, проводимые в реальных условиях. Детали тестов можно увидеть в этой статье (ожидается публикация). Здесь мы увидим только выводы.

В тестах использовалась точка беспроводного доступа с максимальной MCS 15, то есть теоретическая максимальная скорость 300 Мбит/с.

Клиентские устройства были ноутбуком с внешней картой WiFi N, подключенной через USB, с максимальной MCS 7. И смартфоном Motorola Moto G. Производитель не указывает максимальный режим, который он допускает, но на основании результатов тестов мы выводим, что его 7 — максимальная ожидаемая MCS.

В дополнение к режиму MCS, используемому в WiFi, существует ещё один параметр, который существенно влияет на теоретическую максимальную скорость, а именно пропускную способность канала. Стандарт позволяет использовать две полосы пропускания: 20 МГц и 40 МГц. Ширина 20 МГц уже использовалась в Wi-Fi G. Ширина 40 МГц является новой в WiFi N и обеспечивает более высокие скорости передачи для той же MCS, но на практике он используется редко, главным образом потому, что его реализация не является обязательной, а некоторые устройства WiFi не реализуют его, и, во-вторых, потому что канал 40 МГц намного более чувствителен к помехам, особенно в жилых помещениях, где рядом есть другие сети WiFi. Поэтому чаще всего устройства WiFi N используют каналы с частотой 20 МГц, и при этом предположении предлагаются результаты (в вышеупомянутой статье с подробной информацией о тестах также предлагаются результаты тестов с каналом 40). МГц).

Наконец, мы просто указываем, что приложение, используемое для тестирования, называется iPerf. Это бесплатное программное обеспечение и доступно как для Windows, так и для Android.

Исходя из всего вышесказанного, тесты скорости между точкой доступа WiFi и ноутбуком дают следующий результат:

Фактическая максимальная скорость, которая была достигнута в тестах, как показано на предыдущем рисунке, составляет 51 Мбит/с. Эти тесты проводились в среде без помех, без препятствий и на расстоянии около двух метров между точкой доступа WiFi и портативным устройством.

Хотя режим MCS = 7 поддерживает теоретическую максимальную скорость до 150 Мбит/с, эта скорость достигается с помощью канала 40 МГц. Мы уже видели, что это не обычное использование канала. Обычно используется канал с частотой 20 МГц. В этом случае теоретическая максимальная скорость составляет 72,2 Мбит/с, что видно из следующей выдержки из таблицы режимов MCS:

В этом случае фактическая максимальная скорость, которая была получена, составила 49,1 Мбит/с. В этом случае также теоретическая максимальная скорость составляет 72,2 Мбит/с, поскольку используется канал 20 МГц.

Вывод:

В жилых помещениях наиболее распространенным сценарием является поиск устройств WiFi N, которые поддерживают режим MCS = 7 и используют каналы 20 МГц (в диапазоне 2,4 ГГц). В этих условиях теоретическая максимальная скорость составляет 72,2 Мбит/с, а фактическая максимальная скорость, достигнутая в наших тестах, составляет около 50 Мбит/с.

По сравнению с предыдущим стандартом WiFi G улучшение является значительным, но оно далеко от тех теоретических 600 Мбит/с, с которыми, в некоторых случаях, был продан стандарт WiFI N.

Мы кратко суммируем, какие факторы определяют указанную MCS:

  • Spatial streams, что можно перевести как “пространственный поток”. Он использует технику, называемую SDM (Spatial Division Мультиплексирования — Мультиплексирование деления в пространстве) для беспроводной передачи данных, что позволяет получить различные потоки информации в одном и том же диапазоне частот. Используют звонки, multi-пути сигналов радиосвязи из-за отражений, и без использования этой техники могут быть помехи, но благодаря SDM можно использовать для передачи дополнительной информации. В стандарте WiFi N поддерживает от 1 до 4 параллельных потоков. Каждый поток, связан обычно с одной антенной, так что для использования этой функции необходимо иметь более одной антенны.
  • Coding Rate или скорость модуляции. Этот параметр тесно связан со следующим. Как правило, указываются две цифры. Первая указывает, сколько бит информации на один символ (минимальная единица сигнала модуляции, содержащей информацию), а вторая указывает на число общее число битов, переданных в командной строке. Эти биты дополнительный второй параметр и биты избыточности для обнаружения ошибок.
  • Modulation type o tipo модуляция. Модуляция — это процесс, посредством которого мы создаем сигнал, который адаптируется к среде передачи. В случае WiFi сигнал, модулированный аналоговый сигнал, который содержит цифровую информацию. В зависимости от метода используемой модуляции, можно получить и отправить больше битов, за то же количество времени. Параметр, который определяет производительность типа модуляции частности — это количество бит на один символ. В модуляции, самое основное это BPSK и наиболее передовой является 64-QAM. Более продвинутая модуляция позволяют передавать больше битов в единицу времени, но они более чувствительны к помехам и пропаданию сигнала.
  • Пропускная способность канала. Ширина канала — это разница между более высокой частотой и самой низкой частотой используемых каналов. В стандарте WiFi G используются каналы с фиксированной пропускной способностью 20 МГц. Тем не менее, в WiFi-N, существует возможность выбрать каналы 20 МГц и 40 МГц. Использование канала 40 МГц, повышает производительность передачи, тем не менее, рекомендуется использовать в средах с низким уровнем шумов. Стандарт WiFi N обеспечивает возможность использования двух частотных диапазонов: первый расположен в 2.4 ГГц, который уже используется в Wi-Fi G, и второй диапазон 5 ГГц. Каналы 40 МГц, на самом деле предназначены для использования на последней полосе 5 ГГц, так как он поддерживает большее число каналов и работает без помех. Но на практике, ни один оператор не обеспечивает WiFi роутеры, работающие в диапазоне 5 ГГц, таким образом, в жилых помещениях, как правило, поэтому вы не сможете использовать каналы 40 МГц.
  • Интервал времени (GI). Этот параметр определяет период времени, в символах (минимальная единица сигнала, которая содержит информацию). В средах, где существует возможность multitrayectos необходимо оставить промежуток времени что бы сохранить символы идущие подряд, и этот период достаточно большой, чтобы избежать того, что символ не достигнет приёмника до окончания предыдущего (из-за маршрута многопутевой маршрутизации). Стандарт допускает использование двух значений, 400 НС 800 НС.

mega-obzor.ru


Смотрите также