Стандарт Wi-Fi связи 802.11ac

IEEE 802.11ac — это стандарт беспроводных компьютерных сетей семейства 802.11 для сетей Wi-Fi на частотах 5-6 ГГц. Устройства, которые работают по этому стандарту, обеспечивают скорость передачи данных более 1 Гбит/с (до 6 Гбит/с 8x MU-MIMO), что многократно выше, чем существующий на сегодняшний день 802.11n. Стандарт подразумевает использование до 8 антенн MU-MIMO и расширение канала до 80 и 160 МГц. По версии компании Broadcom, данный стандарт относится к сетям поколения 5.5G.

802.11ac относится к 5-му поколению беспроводных сетей, и в разговорном языке за ним может закрепиться название 5G Wi-Fi. При разработке этого стандарта одной из главных целей ставилось достижение гигабитной скорости передачи данных. В то время как использование дополнительных, как правило, еще не задействованных каналов, позволяет разогнать даже 802.11n до внушительных 600 Мб/с (для этого будут использоваться 4 канала, каждый из которых работает на скорости 150 Мб/с), гигабитную планку ему так и не суждено будет взять, и эта роль достанется его преемнику.

Указанную скорость в 1 гигабит решено было брать с сохранением совместимости с более ранними версиями стандарта. Это значит, что в смешанных сетях все устройства будут работать независимо от того, какую версию 802.11 они поддерживают.

Для достижения совместимости, 802.11ac будет по-прежнему работать на частоте до 6 ГГц. Но если в 802.11n для этого использовались сразу две частоты (2.4 и 5 ГГц), а в более ранних ревизиях только 2.4 ГГц, то в AC низкую частоту вычеркнут и оставят лишь 5 ГГц, так как именно она более эффективна для передачи данных. Последнее замечание может показаться несколько противоречивым, поскольку на частоте 2.4 ГГц сигнал лучше распространяется на большие расстояния, эффективнее огибая препятствия. Однако этот диапазон уже занят огромным количеством «бытовых» волн, начиная от устройств Bluetooth, до микроволновых печей и другой домашней электроники, и на практике его применение только ухудшает результат. Второй причиной для отказа от 2.4 ГГц стало то, что в этом диапазоне не хватит спектра для размещения достаточного количества каналов шириной в 80-160 МГц каждый. Следует подчеркнуть, что, несмотря на разные рабочие частоты (2.4 и 5 ГГц), IEEE гарантирует совместимость ревизии AC с более ранними версиями стандарта.

Скорость 802.11ac

Заметный прирост скорости в 802.11ac будет получен за счет сразу нескольких изменений. В первую очередь, за счет удвоения ширины канала. Если в 802.11n он уже был увеличен с 20 до 40 МГц, то в 802.11ac составит целых 80 МГц (по умолчанию), а в некоторых случаях и 160 МГц.

В ранних версиях 802.11 (до N спецификации) все данные передавались лишь в 1 поток. В N их число может составлять 4 потока, хотя до сих пор чаще всего используются только 2 канала. На практике это значит, что суммарная максимальная скорость вычисляется, как произведение максимальной скорости каждого канала на их количество. Для 802.11n получаем 150 x 4 = 600 Мб/с. В 802.11ac число каналов увеличено до 8, и максимально возможную скорость передачи в каждом конкретном случае можно узнать в зависимости от их ширины. При 160 МГц получается 866 Мб/с, и, умножив эту цифру на 8, получаем максимальную теоретическую скорость, которую может обеспечить стандарт, то есть почти 7 Гб/с, что в 23 раза быстрее, чем дает 802.11n.

Экономное энергопотребление

Экономное расходование энергии станет одной из самых сильных сторон AC . Чипы на базе этой технологии уже пророчат во все мобильные устройства, утверждая, что это повысит автономность не только при равной, но и при более высокой скорости передачи данных.

По словам Broadcom, новые устройства до 6 раз энергоэффективней при сравнении с их аналогами на базе 802.11n. Скорее всего, производитель сетевого оборудования ссылается на некие экзотические условия тестирования, и средняя цифра экономии будет гораздо ниже приведенной, но все равно должна заметно проявляться в виде дополнительных минут, а возможно, и часов работы мобильных устройств. Возросшая автономность, как это часто бывает, не является в данном случае маркетинговым ходом, поскольку прямо следует из особенностей работы технологии. Например, тот факт, что данные будут передаваться на большей скорости, уже является причиной снижения расхода энергии. Поскольку тот же объем данных может быть получен за меньшее время, беспроводной модуль будет отключен раньше и, следовательно, перестанет обращаться к батарее.

Формирование направленного сигнала Beamforming

Beamforming формирования сигнала могла применяться еще в 802.11n, однако на тот момент ее не стандартизировали, и при использовании сетевого оборудования от различных производителей она, как правило, работала неверно. В 802.11ac все аспекты работы Beamforming унифицированы, поэтому он будет применяться на практике куда чаще, хотя все еще остается опциональным.

Beamforming решает проблему падения мощности сигнала, вызванную его отражением от различных предметов и поверхностей. При достижении приемника все эти сигналы приходят со сдвигом фазы, и таким образом уменьшают суммарную амплитуду.

Бимформинг решает эту проблему следующим образом. Передатчик приблизительно определяет местоположение приемника и, руководствуясь этой информацией, формирует сигнал нестандартным образом. В обычном режиме работы сигнал от приемника расходится равномерно во все стороны, а при бимформине направляется в строго определенном направлении, что достигается с помощью нескольких антенн.

Beamforming не только улучшает распространение сигнала на открытой территории, но также помогает «пробивать» стены. Если раньше роутер не «доставал» в соседнюю комнату или обеспечивал крайне нестабильную связь с низкой скоростью, то с AC качество приема в той же самой точке будет гораздо лучше.

Отличие 802.11aс от 802.11n

• в 3 раза большая скорость (в теории, 1,3 гигабит против 450 мегабит в секунду), что положительно скажется на потоковой медиа (в частности, HD-видео), мобильных играх и передаче данных. Современный 802.11n дает максимальную скорость 150 Мбит/с от одной антенны, 300 от двух и 450 от трех. У 802.11ac эти показатели на порядок выше: 450/900/1,3 Гбит/с соответственно. А скорость у 802.11ac-совместимых аппаратов, имеющих сразу 8 антенн, сможет достигать целых 7 Гбит/c.
• более широкой диапазон покрытия и более стабильный сигнал, которые позволят покрыть всю квартиру при помощи одного маршрутизатора. Улучшения достигаются за счет технологии формирования луча Beamforming, которая распознает местоположение устройства и направляет сигнал Wi-Fi прямо на него. Такая методика поможет повысить качество приема сигнала.
• устранение помех за счет перехода на более эффективный для передачи данных диапазон 5 ГГц (в полосах частот от 80 до 160 мегагерц).
• обратная совместимость со устаревающими стандартами. Выбрасывать роутер после покупки нового компьютера не придется: при необходимости они смогут автоматически переключиться с 5 ГГц на 2,4.

Что 802.11ac значит для простых пользователей?

Реальное применение более скоростному Wi-Fi можно будет почти во всех типах сетей: быстрая передача файлов между устройствами, просмотр HD-фильмов при одновременной загрузке сети другими задачами, бэкап данных на внешние жесткие диски, подключенные непосредственно к роутеру.

802.11ac решает не только проблему со скоростью. Большое количество подключенных к роутеру устройств уже сейчас может создавать проблемы, даже если пропускная способность беспроводной сети используется не по максимуму. Учитывая, что количество таких устройств в каждой семье будет только расти, думать над проблемой надо уже сейчас, и AC является ее решением, позволяя одной сети работать с большим количеством беспроводных устройств.

Особенно стандарт AC полезен для мобильных устройств, так как новый чип обеспечивает более 10% прирост автономности, его использование полностью оправдает себя даже при небольшом увеличении цены устройства.

Производительность в каждом случае будет сильно зависеть от используемого оборудования, наличия других беспроводных устройств, конфигурации помещения, но ориентировочно, роутер с надписью 1.3 Гб/с сможет передавать информацию не быстрее 800 Мб/с (что по-прежнему заметно выше теоретического максимума 802.11n).

Если Вас интересует построение домашней или корпоративной сети на базе технологии 802.11ac, обращайтесь к специалистам ITcom в Харькове и с радостью Вам поможем.