Два диапазона Wi-Fi или почему пора переходить на 802.11ac/Wi-Fi 5

 

Количество передаваемых данных изо дня в день растёт. Причем, стоит напомнить, что под популярным термином «Big Data» подразумевается не столько «тяжелые данные», сколько большое количество самих пакетов данных.

 

Даже в случае домашних систем, поток данных уже будет интенсивным с парой компьютеров и смартфонов: онлайн-видео, социальные сети, приложения на фоне, музыкальные сервисы и т.д. Если же сюда добавить датчики движения, метеостанцию, камеры и ещё десяток гипотетических гаджетов, то получится более чем загруженная система. И всё это общается с серверами через один-единственный домашний маршрутизатор.

 

Надо ли говорить, что если захочется оснастить своё жилище различными гаджетами, то и к выбору Wi-Fi роутера следует подойти серьезно. Сегодня есть несколько поддерживаемых стандартов беспроводной связи, соответственно поддерживающие их пользовательские устройства и совместимые роутеры. Помимо технической части, стоит учесть внешние факторы – радио-наводки от соседских сетей, возможные помехи от конструкций и т.д.

 

Мы не будем углубляться в историю стандартов подключений, а опишем текущую ситуацию с доступными технологиями и совместимыми устройствами. Постараемся проанализировать, какие решения помогут удобно пользоваться беспроводным доступом к Интернету.

 

Актуальные стандарты сегодня

 

Итак, есть IEEE 802.11 — набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сети. Аббревиатура составлена из названия его создателей — Institute of Electrical and Electronics Engineers.

 

Пользовательское название — Wi-Fi, которое является торговой маркой организации Wi-Fi Alliance, которая занимается разработкой и продвижением беспроводных технологий с 1999 года.

 

Поколений стандартов и их ревизий уже довольно много. Первые три основных, практически уже не встречающиеся сегодня – a, b и g. Актуальные для современных устройств – n, ac, ax. Соответственно по периоду прохождению сертификации для потребительских устройств — это 2009, 2011 и 2019 год. Есть и другие, но ввиду их специфичности не будем углубляться.

 

802.11n позволяет достигать скоростей до 150 Мбит/с при ширине канала 40 МГц на каждую независимую антенну. Поддерживается большинством сетевых и пользовательских устройств начального и среднего уровня.

 

 

802.11ac обеспечивает пропускную способность от 433 Мбит/с и до 6,77 Гбит/с при использовании технологий MU-MIMO (когда роутер умеет общаться одновременно не с одним пользовательским устройством, а несколькими).

 

Собственно уже здесь прослеживается тенденция к наращиванию одновременно подключенных устройств, каждому из которых будет обеспечен свой канал для передачи данных. Поэтому здесь же стало актуальным расширение радиочастотного диапазона, чтобы девайсы пользователей не использовали одни и те же частоты.

 

В роутерах с поддержкой 802.11ac устанавливают модуль 802.11n для одновременной  работы подсетей в 2,4 и 5 ГГц.

 

Поскольку далеко не все пользовательские устройства поддерживают  диапазон 5 ГГц, практически все ac-роутеры оснащаются дополнительным модулем, работающим в диапазоне 802.11n. Таким образом, можно обеспечить более высокую пропускную способность «продвинутой» группе домашних устройств и разгрузить 2,4 ГГц для других гаджетов. Ну, или оставить 2,4 ГГц для гостевых сетей.

 

802.11ax предназначен для работы в уже существующих спектрах 2,4 ГГц и 5 ГГц, но может включать дополнительные полосы частот в диапазонах от 1 до 7 ГГц по мере их появления. За счёт упомянутого MU-MIMO были внедрены ещё несколько технологий, которые повысили не столько скорость передачи данных, сколько стабильность сигнала. На выставке CES 2018 были представлены устройства, продемонстрировавшие максимальную скорость до 11 Гбит/с.

 

В какой-то момент в Wi-Fi-альянсе решили, что пользователям будет сложно запоминать новые литеры в окончаниях наименования стандартов. Поэтому было предложено махом переименовать все 802.11 в поколения вая-фая по цифрам. В итоге получилось так:

 

802.11a	Wi-Fi 1
802.11b	Wi-Fi 2
802.11g	Wi-Fi 3
802.11n	Wi-Fi 4
802.11ac	Wi-Fi 5
802.11ax	Wi-Fi 6

 

Перспективы

 

В итоге, все ноутбуки, смартфоны, камеры, датчики и хабы, выпущенные в районе 2009 года будут поддерживать Wi-Fi 802.11n и новее. При этом самый новый 802.11ax уже иногда встречается в новинках, но пока назвать его распространённым нельзя.

 

А вот 802.11ac по идее должен переживать свой расцвет, так как поддержка большего количества радио-каналов (в диапазоне 5 ГГц), позволяет реже устройствам пользователей встречаться на одних и тех же частотах.

 

Учитывая, что с сертификации 802.11ac прошло уже 8 лет, а пользователи всё ещё не спешат переходить на него, то ac будет актуален ещё по меньшей мере 3-4 года. Да и сами устройства (смартфоны, ноутбуки, планшеты и др.) не флагманского уровня все ещё работают только с 802.11n.

 

По данным исследования IDC только в 2021 году количество сетевых устройств с 802.11ax превысит 802.11ac, а вот доля 802.11n практически останется неизменной.

 

 

Статистика по Wi-Fi в пользовательской технике

 

Мы решили разобраться, как представлен рынок наиболее популярных устройств в срезе поддержки Wi-Fi-стандартов. Для этого мы использовали популярные в Украине прайс-агрегаторы и посмотрели сколько моделей доступны среди смартфонов, персональных компьютеров и планшетов с поддержкой тех или иных Wi-Fi-стандартов.

 

Смартфоны и планшеты

 

 

Производители смартфонов, пожалуй, с наименьшей «охотой» переходят на новые стандарты беспроводной связи, как и на новые симметричные разъемы. Тем не менее, с поддержкой 802.11ac есть много доступных моделей, буквально от $100, и далеко не все из них А-бренды. И всё равно, даже в половине моделей нет поддержки 5 ГГц. Только 20 % моделей смартфонов поддерживают 802.11ac, а 802.11ax есть менее чем в 5 %.

 

Планшетов с Wi-Fi достаточно много – всё-таки не все готовы обслуживать ещё одну SIM-карту, да и 3G/4G-модуль это заметно влияющая на цену опция. Выяснилось, что с поддержкой именно более нового 802.11ac есть только 20 % моделей планшетов, остальные довольствуются 802.11n.

 

Ноутбуки, десктопы

 

 

Ноутбуков с поддержкой Wi-Fi 802.11ac достаточно много и поддержка этого стандарта обеспечена даже в самых базовых моделях за $250. Да и выбор весьма велик, так как 80 % продаваемых моделей лэптопов оснащаются беспроводными адаптерами 802.11ac.

 

Любопытно, что в Украине уже можно купить и ноутбуки с поддержкой 802.11ax и это, как правило, модели средне-высокого и топового уровня. Цена за самый доступный начинается с $700. А их количество составляет пока примерно 10 % от  всех моделей ноутбуков, которые продаются у нас.

 

Немного странно в этом плане смотреть на стационарные персональные компьютеры, но ради ясности картины мы всё-таки глянули, сколько вообще десктопов имеют Wi-Fi-модуль. Моноблоков, готовых решений и мини-ПК, как ни странно, оказалась почти половина – 45 %.

 

Чтобы прояснить картину с собранными системами и потенциальными владельцами большого ПК с Wi-Fi мы посмотрели на количество материнских плат, которые изначально имеют беспроводной модуль – чуть  более 5%. Причем, это, как правило, опция флагманских решений, которые популярны у энтузиастов. Ещё процент можно накинуть за счет докупаемых Wi-Fi-модемов для десктопов, но это крайне экзотические случаи.

 

 

Категория устройств для умного дома и просто с подключением к интернету оценить сложнее. Но можем сказать, что большая часть смарт-ТВ, хабов вроде Mi Hub, IP-камер работают с не самым новым 802.11n. И лишь умные колонки с поддержкой цифровых помощников оперативнее всего переходят на поддержку диапазонов 801.11ac.

 

Среди устройств для создания контента – половина фото-камер имеют Wi-Fi-модуль, а вот экшн-камеры, как это ни странно, имеют в своих рядах только треть моделей с таким подключением.

 

Поддержка стандартов в роутерах

 

В случае выбора Wi-Fi маршрутизатора с поддержкой 802.11n или 802.11ac вам следует помнить, что с более новым 802.11ac сейчас покупается гораздо меньше роутеров, хотя цена на них уже заметно ниже. И это будет один из залогов того, что в вашей домашней сети будет меньше помех от соседских сетей. С другой стороны, за «чистотой» эфира одновременно стоит недостаток диапазона 5 ГГц, но обо всё по порядку.

 

Когда в настройках маршрутизатора с поддержкой 802.11n вы или роутер автоматически выбираете канал, то на самом деле в диапазоне 2,4 ГГц из вариантов есть только 3 непересекающихся канала. Это 1й (2412 МГц), 6й (2437 МГц) и 11й (2462 МГц). Все остальные – 2-5 и 7-10 имеют небольшое пересечение и когда два устройства работают в соседствующих каналах, скорость подключения может падать.

 

Причем речь не только об устройствах в вашей квартире. Те же каналы используют и соседи. Хорошо, если роутер смог автоматически выбрать самый незагруженный диапазон. А ведь в разных частях квартиры к вам могут пробиваться разные Wi-Fi-сети соседей.

 

 

Более разнообразная ситуация с роутерами в которых есть поддержка 802.11ac, который работает в диапазоне 5 ГГц. В этом частотном диапазоне доступно 23 неперекрывающихся канала. Есть четыре диапазона, в которых частотные каналы не пересекаются друг с другом, поэтому наложений меньше. Первый блок каналов UNII-1 (Lower) — частота от 5180 до 5240, второй блок UNII-2 (Middle) — частота от 5260 до 5320, третий блок UNII-2 (Extended) — частота от 5500 до 5700 и четвертый блок UNII-3 — частота от 5745 до 5805.

 

 

Есть, конечно, и нюанс, не всё сетевое оборудование поддерживает все эти каналы и чаще всего мы имеем дело с UNII-1, UNII-2 и UNII-3, но не расширенной версией. Другая часть оговорки, радиус действия сигнала по стандарту 802.11ac – меньше.

 

Вероятно, именно поэтому производителями сейчас активно продвигаются Mesh-системы, которые могут скомпенсировать сокращение площади покрытия, количеством точек доступа.

 

 

Выводы

 

Несмотря на распространённость стандарта Wi-Fi предыдущего поколения, стоит подготовиться к увеличению трафика и скорой потребности в повышенной пропускной способности. Переход на стандарт 802.11ac имеет актуальность сейчас ввиду нескольких причин.

 

Онлайн игры потребляют не больше чем раньше, но появился облачный гейминг – когда есть возможность играть, используя облачные мощности. Здесь-то поток данных и увеличиться на порядки.

 

Стандарт ac имеет большее разнообразие каналов для подключения. Пользовательские устройства смогут работать без помех от других сетей. Также увеличившаяся пропускная способность предполагает беспроблемную работу устройств в сети.

 

Есть, конечно, и оговорки. Сетевые устройства с 802.11ac всё ещё дороже,  хотя и среди них появились доступные модели с возможностью работы в  диапазоне 2,4 ГГц и 5 ГГц.

 

Технологическая же особенность, подверженность сигнала угасанию и, как следствие, меньший радиус покрытия, потребует покупки дополнительных точек доступа. Это касается квартир с тремя и более комнатами и частных домов.

 

Зато вместо классических точек доступа можно использовать Mesh-устройства, которые не только расширяют зону действия сети, но и поддерживают интеллектуальную переадресацию. В случае если девайс перемещается от точки к точке раздачи интернета, переподключение будет происходить незаметнее для пользователя. Но опять же, за комфорт нужно будет немного доплатить.