Wi-Fi- как много в этом звуке... Думаю все знают, что Wi-Fi это беспроводная локальная сеть. И казалось бы, что сложного может быть в Wi-Fi, все просто, но не тут то было достаточно, к примеру, почитать спецификацию роутера. Чего там только не написано- IEEE802.11n, IEEE802.11b, IEEE802.11g, Диапазон частот 2.4 ГГц, 5 ГГц. Что в этом разобраться необходимо иметь два высших образования в сфере IT. Но на самом деле все не так сложно как кажется, в этой статье я попытаюсь объяснить, что значат числа и цифры, которые сопровождают Wi-Fi устройства.
Итак начнем с стандартов IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers )- международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике. Главная цель IEEE- стандартизация в области IT. Так вот, что бы различать стандарты, после сокращения IEEE написаны цифры, которые соответствуют определенной группе стандартов, например:
- Ethernet - это стандарты группы IEEE 802.3
- WiFi - это стандарты группы IEEE 802.11
- WiMAx - это стандарты группы IEEE 802.16
| Стандарт IEEE |
Название технологии на английском языке | Частотный диапазон работы сетей,ГГц | Год ратификации WiFi альянсом | Теоретическая пропускная способность, Мбит/с |
|---|---|---|---|---|
| 802.11 b | Wireless b | 2,4 | 1999 | 11 |
| 802.11 a | Wireless a | 5 | 2001 | 54 |
| 802.11 g | Wireless g | 2,4 | 2003 | 54 |
| Super G | 2,4 | 2005 | 108 | |
| 802.11 n | Wireless N, 150Mbps | 2,4 | - | 150 |
| Wireless N Speed | 2,4 | - | 270 | |
| Wireless N, 300Mbps | 2,4 | 2006 | 300 | |
| Wireless Dual Band N | 2,4 и 5 | 2009 | 300 | |
| Wireless N, 450Mbps | 2,4/ 2,4 и 5 | - | 450 | |
| 802.11 ac | Wireless ac | 5 | - | 1300 |
Из этой таблицы видно, что с каждым новым стандартом скорость Wi-Fi сети неуклонно растет. Если вы увидите на каком либо устройстве (роутере, ноутбуке и т.д.) надпись IEEE 802.11 b/g/n это означает, что устройство поддерживает три стандарта 802.11b, 802,11g, 802.11n (на момент написания статьи это самое популярное сочетания, поскольку стандарт 802.11a устарел и использует диапазон частот 5 Ггц, а 802.11ac еще не получил большой популярности).
Самое время пришло разобраться в частотных диапазонах в которых работают Wi-Fi сети, их два- 2,4 ГГц (точнее, полосу частот 2400МГц-2483,5МГц) и 5 ГГц (точнее диапазон 5,180-5,240ГГц и 5,745-5,825ГГц).
Большинство устройств работают на частоте 2,4 ГГц, это подразумевает- использование полосы 2400МГц-2483,5МГц с частотой шага 5МГц. эти полосы образуют каналы, для Росии их 13
Канал Нижняя частота Центральная частота Верхняя частота
1
2.401 2.412
2.423
2
2.406 2.417
2.428
3
2.411 2.422
2.433
4
2.416 2.427
2.438
5
2.421 2.432
2.443
6
2.426 2.437
2.448
7
2.431 2.442
2.453
8
2.436 2.447
2.458
9
2.441 2.452
2.463
10
2.446 2.457
2.468
11
2.451 2.462
2.473
12
2.456 2.467
2.478
13
2.461 2.472
2.483
Частотные каналы в спектральной полосе 5GHz:
| Канал | Частота , ГГц | Канал | Частота , ГГц | Канал | Частота , ГГц | Канал | Частота , ГГц | |||||||
| 34 | 5,17 | 62 | 5,31 | 149 | 5,745 | 177 | 5,885 | |||||||
| 36 | 5,18 | 64 | 5,32 | 15 | 5,755 | 180 | 5,905 | |||||||
| 38 | 5,19 | 100 | 5,5 | 152 | 5,76 | |||||||||
| 40 | 5,2 | 104 | 5,52 | 153 | 5,765 | |||||||||
| 42 | 5,21 | 108 | 5,54 | 155 | 5,775 | |||||||||
| 44 | 5,22 | 112 | 5,56 | 157 | 5,785 | |||||||||
| 46 | 5,23 | 116 | 5,58 | 159 | 5,795 | |||||||||
| 48 | 5,24 | 120 | 5,6 | 160 | 5,8 | |||||||||
| 50 | 5,25 | 124 | 5,62 | 161 | 5,805 | |||||||||
| 52 | 5,26 | 128 | 5,64 | 163 | 5,815 | |||||||||
| 54 | 5,27 | 132 | 5,66 | 165 | 5,825 | |||||||||
| 56 | 5,28 | 136 | 5,68 | 167 | 5,835 | |||||||||
| 58 | 5,29 | 140 | 5,7 | 171 | 5,855 | |||||||||
| 60 | 5,3 | 147 | 5,735 | 173 | 5,865 | |||||||||
Соответственно в РФ имеем следующие не перекрывающиеся каналы шириной 20MHz внутри помещений:
1. 5150-5250 MHz
36: 5180 MHz
40: 5200 MHz
44: 5220 MHz
48: 5240 MHz (данный канал эффективен при условии задействования следующей полосы)
2. 5250-5350 MHz
(уточняйте возможность использования данной полосы)
52: 5260 MHz
56: 5280 MHz
60: 5300 MHz
64: 5320 MHz
За счет более редкого использования и больших количеств каналов точки Wi-Fi, скорость работы Wi-Fi увеличивается. Но для использования 5ГГц необходимо что бы не только Wi-Fi источник (роутер) работал на этой частоте, но и само устройство (ноутбук, планшет, телефон, телевизор). Минус использования 5ГГц это дороговизна оборудования, в сравнении с устройствами работающими на частоте 2,4 ГГц и меньшая дальность действия в сравнении с частотой 2,4 ГГц.
Wi-Fi- как много в этом звуке… Думаю все знают, что Wi-Fi это беспроводная локальная сеть. И казалось бы, что сложного может быть в Wi-Fi, все просто, но не тут то было достаточно, к примеру, почитать спецификацию роутера. Чего там только не написано-IEEE802.11n, IEEE802.11b, IEEE802.11g,
Диапазон частот 2.4 GHz, 5 GHz . Что в этом разобраться необходимо иметь два высших образования в сфере IT. Но на самом деле все не так сложно как кажется, в этой статье я попытаюсь объяснить, что значат числа и цифры, которые сопровождают Wi-Fi устройства.
Итак начнем с стандартов IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers )- международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике. Главная цель IEEE- стандартизация в области IT. Так вот, что бы различать стандарты, после сокращения IEEE написаны цифры, которые соответствуют определенной группе стандартов, например:
- Ethernet - это стандарты группы IEEE 802.3
- WiFi - это стандарты группы IEEE 802.11
- WiMAx - это стандарты группы IEEE 802.16
| Стандарт IEEE | Название технологии на английском языке | Частотный диапазон работы сетей,ГГц | Год ратификации WiFi альянсом | Теоретическая пропускная способность, Мбит/с |
|---|---|---|---|---|
| 802.11 b | Wireless b | 2,4 | 1999 | 11 |
| 802.11 a | Wireless a | 5 | 2001 | 54 |
| 802.11 g | Wireless g | 2,4 | 2003 | 54 |
| Super G | 2,4 | 2005 | 108 | |
| 802.11 n | Wireless N, 150Mbps | 2,4 | — | 150 |
| Wireless N Speed | 2,4 | — | 270 | |
| Wireless N, 300Mbps | 2,4 | 2006 | 300 | |
| Wireless Dual Band N | 2,4 и 5 | 2009 | 300 | |
| Wireless N, 450Mbps | 2,4/ 2,4 и 5 | — | 450 | |
| 802.11 ac | Wireless ac | 5 | — | 1300 |
Из этой таблицы видно, что с каждым новым стандартом скорость Wi-Fi сети неуклонно растет. Если вы увидите на каком либо устройстве (роутере, ноутбуке и т.д.) надпись IEEE 802.11 b/g/n это означает, что устройство поддерживает три стандарта 802.11b, 802,11g, 802.11n (на момент написания статьи это самое популярное сочетания, поскольку стандарт 802.11a устарел и использует диапазон частот 5 Ггц, а 802.11ac еще не получил большой популярности).
Самое время пришло разобраться в частотных диапазонах в которых работают Wi-Fi сети, их два- 2,4 ГГц (точнее, полосу частот 2400МГц-2483,5МГц) и 5 ГГц (точнее диапазон 5,180-5,240 GHz и 5,745-5,825 GHz).
Большинство устройств работают на частоте 2,4 ГГц, это подразумевает- использование полосы 2400МГц-2483,5МГц с частотой шага 5МГц. эти полосы образуют каналы, для Росии их 13:
Канал Нижняя частота Центральная частота Верхняя частота
1
2.401 2.412
2.423
2
2.406 2.417
2.428
3
2.411 2.422
2.433
4
2.416 2.427
2.438
5
2.421 2.432
2.443
6
2.426 2.437
2.448
7
2.431 2.442
2.453
8
2.436 2.447
2.458
9
2.441 2.452
2.463
10
2.446 2.457
2.468
11
2.451 2.462
2.473
12
2.456 2.467
2.478
13
2.461 2.472
2.483
При настройке роутера можно выбрать один из каналов или довериться выбору самого роутера и выбрать АВТО. Стоит заметить, что выбор канала ответственное дело, поскольку чем больше устройств (например соседских роутеров) работают на вашем канале, тем меньше будет скорость у всех кто использует этот канал. Для правильного выбора стоит воспользоваться одной из программ сканирования W-Fi сетей в вашем доме/ офисе, определить менее занятый канал и выбрать его при настройке Wi-Fi роутера.
Частотные каналы в спектральной полосе 5GHz:
| Канал | Частота , ГГц | Канал | Частота , ГГц | Канал | Частота , ГГц | Канал | Частота , ГГц | |||||||
| 34 | 5,17 | 62 | 5,31 | 149 | 5,745 | 177 | 5,885 | |||||||
| 36 | 5,18 | 64 | 5,32 | 15 | 5,755 | 180 | 5,905 | |||||||
| 38 | 5,19 | 100 | 5,5 | 152 | 5,76 | |||||||||
| 40 | 5,2 | 104 | 5,52 | 153 | 5,765 | |||||||||
| 42 | 5,21 | 108 | 5,54 | 155 | 5,775 | |||||||||
| 44 | 5,22 | 112 | 5,56 | 157 | 5,785 | |||||||||
| 46 | 5,23 | 116 | 5,58 | 159 | 5,795 | |||||||||
| 48 | 5,24 | 120 | 5,6 | 160 | 5,8 | |||||||||
| 50 | 5,25 | 124 | 5,62 | 161 | 5,805 | |||||||||
| 52 | 5,26 | 128 | 5,64 | 163 | 5,815 | |||||||||
| 54 | 5,27 | 132 | 5,66 | 165 | 5,825 | |||||||||
| 56 | 5,28 | 136 | 5,68 | 167 | 5,835 | |||||||||
| 58 | 5,29 | 140 | 5,7 | 171 | 5,855 | |||||||||
| 60 | 5,3 | 147 | 5,735 | 173 | 5,865 | |||||||||
Соответственно в РФ имеем следующие не перекрывающиеся каналы шириной 20MHz внутри помещений:
1. 5150-5250 MHz
36: 5180 MHz
40: 5200 MHz
44: 5220 MHz
48: 5240 MHz (данный канал эффективен при условии задействования следующей полосы)
2. 5250-5350 MHz
(уточняйте возможность использования данной полосы)
52: 5260 MHz
56: 5280 MHz
60: 5300 MHz
64: 5320 MHz
За счет более редкого использования и больших количеств каналов точки Wi-Fi, скорость работы Wi-Fi увеличивается. Но для использования 5ГГц необходимо что бы не только Wi-Fi источник (роутер) работал на этой частоте, но и само устройство (ноутбук, планшет, телефон, телевизор). Минус использования 5ГГц это дороговизна оборудования, в сравнении с устройствами работающими на частоте 2,4 ГГц и меньшая дальность действия в сравнении с частотой 2,4 ГГц.
Сегодня является одним из популярных средств беспроводной связи? Да потому что, данный стандарт является быстрым и надежным.
Впервые Wi-Fi устройства начали появляться в конце в 90-х годов, и пользователи могли выбирать один из двух, на тот момент, версий – a
и
b
. Версия b стала более доступной с ценовой точки зрения, поэтому она превратилась в массовый стандарт. Таким образом, практически все устройства сделаны именно под этот стандарт, который еще использует диапазон 2,4 Ггц
.
В последние годы использование частотного диапазона 2,4 Ггц, не считалось проблемой, так как в большом доме редко когда имелось более двух или трех Wi-Fi устройств. Сейчас же ситуация резко изменилась – почти каждая квартира имеет хотя бы по одному Wi-Fi устройству, в частности, это могут быть ноутбуки, планшеты или телефоны, использующие частотный диапазон 2,4 Ггц. Кстати, многие бытовые устройства, такие как, холодильники, микроволновые печи, беспроводные мышки и клавиатуры, также используют этот диапазон. И наконец, всем известный и популярный стандарт Bluetooth, также опирается на него.
В чем же может крыться проблема. А в том, что чем больше устройств работает на одной и той же частоте, тем сильнее они мешают друг другу. Данное явление называется «интерференцией» и сильно ухудшает качество связи, а также скорость передачи данных.
Для решения этой проблемы, компанией Wi-Fi Alliance был введен новы частотный диапазон – 5 GHz . Он является частью протокола версии n. Также, сейчас многие устройства могут использовать, как диапазон 2,4 Ггц, так и 5 Ггц. А вот с появлением нового стандарта – ас, все новые устройства должны поддерживать только частотный диапазон 5 Ггц.
Почему нужно использовать частотный диапазон 5 Ггц
Так, как данный диапазон появился сравнительно недавно, то устройств, которые его используют, сейчас не очень много. Поэтому даже в густозаселенном городе можно спокойно использовать устройство в диапазоне 5 Ггц и при этом не будет никаких помех и нарушений связи, будет скорость и стабильность Wi-Fi соединения.
Естественно, оба Wi-Fi устройства (которые связываются по Wi-Fi) должны поддерживать такой диапазон. Другими словами, диапазон 5 Ггц, должен поддерживать, как маршрутизатор, так и устройство, которое принимает сигнал.
Как узнать, что устройство поддерживает 5 Ггц?
Если у Вас есть маршрутизатор, то и соответственно есть инструкция, в которой можно посмотреть, поддерживает ли он этот стандарт. Об этом еще может быть сказано на упаковке к устройству. Можно также открыть панель управления маршрутизатором и посмотреть поддерживаемые частоты.
Особенности использования 5 Ггц
Для того, чтобы воспользоваться всеми преимуществами диапазона 5 Ггц, нужно иметь двухдиапазонный маршрутизатор. Такой маршрутизатор предлагает возможность использовать сразу два диапазона 2,4 Ггц и 5 Ггц. Таким образом, если у вас будет старое Wi-Fi устройство, которое поддерживает только 2,4 Ггц, то маршрутизатор будет с ним совместим. А, если маршрутизатор поддерживал бы только 5 Ггц, то любое устройство с 2,4 Ггц не смогло бы с ним работать.
Кстати, если маршрутизатор поддерживает только 5 Ггц, а ноутбук или планшет нет, то можно приобрести специальный Wi-Fi адаптер, который позволит нормально использовать Wi-Fi сеть. Минус заключается лишь в том, что один порт USB будет занят, а так все нормально.
До сих пор, немало пользователей подключены к интернет посредством Ethernet-кабеля, но сейчас прилично набрали обороты ноутбуки, планшеты и смартфоны, которым беспроводная технология Wi-Fi просто необходима. Раньше скорость беспроводного подключения оставляла желать лучшего, да и надежность «хромала». На данный момент все современные Wi-Fi-адаптеры соответствуют стандарту IEEE 802.11n, что позволяет передавать по беспроводной сети HD-контент, правда не всегда передача такого типа данных комфортна на устройствах данного стандарта.
В теории мы имеем следующую пропускную способность устройств:
- до 150 Мбит/с при использовании 1 антенны
- до 600 Мбит/с при использовании 4 антенн
На практике реальная скорость в 1.5 — 2 раза ниже заявленной.
Выбирая роутер, в первую очередь, опирайтесь на поддержку стандарта Wi-Fi 802.11n, так как он наиболее современный и имеет совместимость с оборудованием предыдущих поколений: 802.11 a, 802.11 b и 802.11 g. Следующим стандартом, который придет на смену 802.11 n будет - 802.11 аc или 5G Wi-Fi.
На данный момент, уже можно приобрести сетевое оборудование с поддержкой Wi-Fi 802.11 ас , которое производители выпускают на ранок с пометкой «draft». Никаких проблем с совместимостью устройств вы испытывать не будете, тем более, что аналогичная история была со стандартом 802.11 n. Стандарт Wi-Fi 802.11 n сейчас наиболее популярен. Плюс ко всему, он не исчерпал свой потенциал. Скорость передачи данных достаточна для большинство пользователей.
Преимущества роутера с поддержкой стандарта Wi-Fi 802.11 ас
- высокая пропускная способность
- большой радиус действия
- пониженное энергопотребление
Одной из причин появления технологии Wi-Fi 802.11 ac - достижение пропускной способности в 1 Гбит/с. Что немаловажно, сохранена совместимость с сетевым оборудованием предыдущих поколений. Для повышения скорости передачи данных стандарт Wi-Fi 802.11 ac был переведен на частоту 5 ГГц. Как вы знаете, устройства с поддержкой 802.11 n работают на частоте 2,4 ГГц. Чтобы совместить технологии, оборудование стандарта Wi-Fi 802.11ac способно переключаться на частоту 2,4 ГГц. Многие уже видели в продаже, а некоторые в настоящее время пользуются двухчастотными роутерами .
Важно учесть, что радиоволны на частоте 2,4 ГГц лучше огибают препятствия, тем самым распространяются на большие расстояния, но данный частотный диапазон подвержен помехам от различной бытовой техники. Помимо этого, в данном диапазоне частот не получается разместить достаточное число каналов шириной 80-160 МГц каждый. А именно двукратное увеличение ширины канала позволило повысить пропускную способность технологии Wi-Fi 802.11ac. Исходя из этого, частота 5 ГГц становится более рациональным вариантом. Ведь помимо увеличенной ширины каналов удвоилось и их максимальное количество — с 4-х для стандарта Wi-Fi 802.11n до восьми для 802.11ac.
Если взять во внимание, что пропускная способность одного 160-МГц канала равна 866 Мбит/с, то пиковая скорость передачи данных стандарта Wi-Fi 802.11ac с 8-ю антеннами — около 7 Гбит/с. Для большинства устройств с поддержкой Wi-Fi 802.11 ac ширина каналов будет ограничена 80 МГц, а их количество — тремя. В результате мы получаем пропускную способность 1,3 Гбит/с.
Что такое бимформинг?
Технология формирования направленного сигнала , так называемый бимформинг , появилась еще до утверждения финальных спецификаций Wi-Fi 802.11n, но даже с переходом на 802.11 ac она остается необязательной. Тем не менее сам по себе бимформинг является уже полностью сформированной технологией, что позволяет избежать проблем с несовместимостью сетевого оборудования от разных производителей. Бимформинг способен минимизировать затухание сигнала после того, как радиоволны наталкиваются на различные препятствия.
Принцип работы технологии
Передатчик определяет примерное местонахождение приемника и направляет сигнал в строго заданном направлении, что сказывается на повышении радиуса действия точек доступа Wi-Fi, а обязательным условием явл яется лишь наличие у передатчика нескольких антенн, направленных в разные стороны.
Энергопотребление wi-fi 802.11 ac
Каждый пользователь смартфона или планшета сталкивался с быстрой разрядкой аккумулятора мобильного устройства при активном использовании беспроводного соединения. Теоретически контроллеры Wi-Fi 802.11ac потребляют в 6 раз меньше электроэнергии для передачи данных на аналогичной скорости, что и 802.11n. На практике цифры гораздо скромнее, но результаты заметны. Кроме того, увеличенная пропускная способность технологии Wi-Fi 802.11ac позволяет быстрее загружать данные из интернета и по завершении уходить контроллеру в спящий режим, для понижения энергопотребления. В скором будущем, в мобильных устройствах (смартфонах и планшетах) будут использоваться энергоэффективные контроллеры Wi-Fi 802.11ac со скоростью передачи данных от 433 Мбит/с до 866 Мбит/с.
Контроллеры Wi-Fi 802.11 ac
Выпущенные на данный момент контроллеры Wi-Fi 802.11ac поддерживают от 1-го до 4-х 80- мегагерцевых каналов с пропускной способностью 433 Мбит/с каждый, поэтому их пиковая скорость передачи данных равна лишь 1,7 Гбит/с. Сейчас, вы можете купить wi-fi роутер с поддержкой Wi-Fi 802.11ac, но, правда, с ограниченной до 1,3 Гбит/с скоростью от компаний NETGEAR, TP-Link, D-Link, ASUS, Belkin и Buffalo.
Очень часто первый вопрос, с которым сталкивается провайдер частной сети или пользователь, это - какую частоту выбрать: 2,4 или 5 ГГц? В чем их отличия?
Почему именно эти дипазоны? Все очень просто - на данный момент это наиболее распространенные частоты, на которых осуществляется беспроводное соединение. Большинство устройств Wi-Fi выпускается именно для 2,4 ГГц или 5 ГГц и стандартов, на которых они основаны. .
| Стандарт IEEE* | Частота, ГГц | Год утверждения альянсом | Теоретическая пропускная способность, Мбит/с |
| 802.11b | 2,4 | 1999 | 11 |
| 802.11a | 5 | 2001 | 54 |
| 802.11g | 2,4 | 2003 | 54 |
| 802.11n | 2,4 | 2006 | 300 |
| 802.11n Dual Band | 2,4 / 5 | 2009 | 300 |
| 802.11ac | 5 | 2011 - черновая редакция | 1300 |
*Еще немного информации о существующих стандартах беспроводной связи - в нашей статье .
Попробуем охарактеризовать каждую частоту по ключевым для организации сети параметрам.
Цена устройств
Вывод : весомым плюсом организации интернет-доступа на частоте 2,4 является более низкая цена.
Загруженность частоты
Диапазон 2,4 ГГц становится все более загруженным по причине повсеместного распространения беспроводных сетей. В приведенной выше таблице видно, что большинство стандартов использует именно его. Вне зависимости от того, работает устройство с 802.11b, 802.11g или 802.11n - вы передаете данные по одному и тому же каналу.
Кроме того, на двухгигагерцовой частоте можно выделить лишь 3 отдельных канала передачи данных, в то время как на 5 ГГц - девятнадцать.
Вывод: по этому параметру выигрывает диапазон 5 ГГц, как более свободный эфир.
Непрямая видимость и побочные помехи
Для сигнала диапазона 5ГГц даже деревья, листва и т.д. - существенные помехи. Поэтому для хороших показателей дальности и скорости оборудованию требуется чистая прямая видимость. Отличие частоты 2,4ГГц в том, что для нее это не так критично.
В то же время по другому параметру - наличию помех в эфире, частота 2,4ГГц проигрывает . В этом диапазоне работают многие посторонние устройства - микроволновки, телефоны и т.д. - поэтому количество шумов может быть очень существенным.
Дальность линка
Диапазон 5 ГГц характеризуется меньшей зоной Френеля, и как следствие - бОльшей дальнобойностью.
Итоги
В итоге, какую частоту выбрать - 2,4ГГц или 5Ггц зависит от того, в каких условиях вы развертываете сеть, и какие параметры хотите получить. Стандартно поступают следующим образом:
- Для радиомостов на дальние расстояния выбирают устройства 5 Ггц диапазона. Дальнобойность + отсутствие помех + свободный эфир = идеальные для этого условия.
- Для раздачи интернета абонентам в режиме точка-многоточка чаще всего выбирают 2,4Ггц. Однако в связи с перегруженностью диапазона все чаще применяют также 5 ГГц.
- Для других локальных решений все больше производителей выпускают оборудование Dual Band - с работой на обеих частотах одновременно или же выборочно (Mikrotik Groove A-52HPn , D-Link DAP-1525 (UPD Снято с производства) и другие).