Что такое диапазон частот wifi
Какой Wi-Fi лучше: 2,4 или 5 ГГц? Как не ошибиться при выборе частоты
Могу поспорить, что многие из вас часто замечали маркировку 2,4 и 5 ГГц при выборе роутера. И кто-то мог даже выбирать версию на 5 ГГц, потому что «чем больше — тем лучше», а потом сталкиваться с такой проблемой, как малый радиус действия Wi-Fi сети.
Тем временем, владельцы роутеров с частотой Wi-Fi 2,4 ГГц могут возразить и рассказать свои жалобы о плохой скорости интернета, потере пакетов данных, обрывах связи и помехах от микроволновой печи. Возникает вопрос — какая частота Wi-Fi лучше и какой роутер лучше выбрать. В этом материале мы поможем вам разобраться с этими вопросами.
Wi-Fi 5: да придёт спаситель. Или нет?
IEEE (это ребята, которые занимаются стандартизацией протокола Wi-Fi) не сидят сложа руки. В 2013-м они выпустили в релиз новый стандарт Wi-Fi 802.11ac (его еще называют Wi-Fi 5) — прогрессивный протокол Wi-Fi с частотой работы 5 ГГц. Он получил большую пропускную способность, увеличенную скорость и надёжность интернет-подключения. Причина в том, что частота 5 ГГц практически не забита всякими шумами и у неё больше непересекающихся каналов. В 2009-м IEEE был представлен стандарт Wi-Fi 802.11n — он работал на обеих частотах, однако, по-настоящему 5 ГГц «заиграли» в новом протоколе. Тем не менее, моменты, которых мы в основном будем касаться в материале, относятся к обоим протоколам, так как речь будет идти про гигагерцы.
Каждый роутер работает в определённом диапазоне частот. То есть Wi-Fi раздаётся не строго на частоте 2,4 или 5 ГГц. Для первого варианта в России предусмотрено 14 каналов в диапазоне от 2412 МГц до 2484 МГц. У других стран эта характеристика может быть другой. Поэтому, покупая роутер из-за рубежа, обращайте на это внимание. Вдруг он будет работать на других каналах, которые у нас не поддерживаются.
К сожалению, практически все эти каналы перекрываются друг другом. Это становится ещё одной причиной возникновения помех. Тут есть три канала, которые не накладываются друг на друга — в диапазонах (≈2401-2423 МГц, ≈2426-2448 МГц и ≈2451-2473 МГц). Существуют специальные программы, которые позволяют отслеживать, какие каналы свободны относительно других и программно перенастраивать роутер для работы в более свободных диапазонах.
У 5 ГГц таких диапазонов 33 и все они не пересекаются. По умолчанию ширина каналов составляет 80 МГц, а в некоторых случаях 160 МГц, в то время, как у Wi-Fi 2,4 ГГц ширина каналов составляет 20 МГц (с возможностью расширения до 40). Это позволяет передавать больший объём данных, а соответственно от этого увеличивается и скорость. В Wi-Fi 5, том самом — 802.11ac появилась технология MU-MIMO, которой разработчики смогли оптимизировать функционирование антенн на роутерах и еще больше прокачать показатель скорости вкупе с 5 ГГц. Более подробно об этом мы расскажем в отдельном материале про правильный выбор роутера.
Это делает 5-гигагерцовый Wi-Fi 5 (802.11ac) хорошим выбором, если у вас много устройств с выходом в интернет и скорость интернета от провайдера составляет больше 150 МБит/с. Так как протокол позволяет в полной мере раскрыть потенциал сетевого потока. Если у вас Wi-Fi 4, то сеть 5 ГГц тоже сможет выдать показатели скорости получше, чем 2.4.
И вроде всё хорошо и Wi-Fi 5 ГГц надо однозначно «брать», если бы не одно «но» — физика.
Свойства радиоволн
Wi-Fi 5 ГГц неспособен обеспечить стабильной сетью большую площадь и это проблема. А всё дело в том, что частота, на которой он работает, имеет короткую длину волны.
У радиоволн есть свойство — чем больше частота, тем меньше длина волны. Например, для обеспечения навигацией морские судна применяются низкие частоты, с большой длиной волны (от 10 до 100 км). Средние частоты применяются в морской связи и радиовещании — у них длина волны варьируется от 100 метров до 1 километра.
На картинке выше вы можете посмотреть сравнительную таблицу характеристик каждого из диапазонов. И главная фишка большой длины радиоволны — способность огибать препятствия. Если оно меньше длины волны, тогда волна сможет его обойти с минимальными потерями.
Представим, что мы стоим напротив большого прожектора, с диагональю 50 дюймов и поставим между ним и нами чёрный экран диагональю 32 дюйма — волна света сможет его обогнуть и осветит нас. Однако если мы возьмём препятствие побольше (раза в два), тогда прожектор не сможет нас через него осветить. В том числе потому что световая волна поглощается материалом и попросту рассеивается на его поверхности. Также волны имеют свойство отражаться — это тоже отрицательно влияет на КПД.
Длина волны Wi-Fi 2,4 ГГц составляет примерно 12,5 см, а длина волны Wi-Fi 5 ГГц всего 6 сантиметров. Такая разница, очевидно, негативно сказывается на эффективности прохождения через препятствия у 5-гигагерцового Wi-Fi. Она будет больше поглощаться всевозможными препятствиями и отражаться. Зато, чем больше частота, тем больше данных за одну единицу времени можно передать. Таково свойство радиоволн.
Поэтому все устройства умного дома работают на частоте 2,4 ГГц, так как здесь «дальнобойность» намного важнее. Сомневаюсь, что вы будете закачивать в память робота-пылесоса 4K-видео с вашего дня рождения, поэтому разницу в скорости вы не заметите.
На скорость также влияет максимальное количество антенн. У роутеров с поддержкой Wi-Fi 5 — максимум восемь антенн. У Wi-Fi 4 — четыре антенны, и то, чаще всего используется лишь две. Максимально Wi-Fi 5 может выдать до 6928 Мбит/с (при ширине канала 160 МГц) — это по 866 Мбит/с на каждую из восьми антенн. Wi-Fi 802.11n 2,4 ГГц имеет максимальную скорость 600 Мбит/с — по 150 Мбит на четыре антенны.
Конечно, это теоретический максимум. На деле, как правило, значение скорости доходит до 3,5 Гбит/сек. Однако теоретический максимум, который вы можете выжать из Wi-Fi 4 2,4 ГГц составляет всего 600 Мбит/сек. Поэтому разница в пользу частоты 5 ГГц и пятого поколения Wi-Fi очевидна.
Так что если у вас неподалёку от роутера стоит телевизор, на котором вы любите смотреть Netflix, да так, чтоб от качества картинки и звука дрожали стены, 5 ГГц для вас необходимы. Особенно если у вас используется не одно устройство для выхода в интернет. И опять же — если скорость, которую даёт ваш провайдер, выше 150 МБит/сек. Обязательно проверьте, чтобы ваша техника поддерживала работу в частотах Wi-Fi 5 ГГц.
Какой Wi-Fi роутер лучше?
Вот мы весь материал говорили про частоты и протоколы Wi-Fi 4 и Wi-Fi 5, на которых работают многие роутеры, а брать стоит в идеале роутер с поддержкой Wi-Fi 6. Он сможет обеспечить хорошую сеть как в 2,4 ГГц, так и в 5 ГГц. Плюс у него ещё останется запас на будущее, так как Wi-Fi 6 имеет свои плюшки: предел скорости 11 Гбит/секунду, алгоритм умного пробуждения, который увеличит время работы ваших гаджетов и много чего ещё.
Так что это станет вложением на несколько лет вперёд. Главное — обратите внимание, чтобы ваше устройство поддерживало все эти современные протоколы. В остальном любой современный роутер обеспечит вас обеими сетями (они будут разделяться в общем списке, так как работают в разных диапазонах). Но тема того, как правильно выбрать роутер, я думаю, достойна отдельного материала.
Частоты Wi-Fi: 2.4 и 5 ГГц – полный разбор WiFi диапазонов
Привет, мой дорогой читатель. Надеюсь, у тебя всё хорошо, и солнышко светит над твоей головой. А сегодня я (маг беспроводных сетей в третьем поколении) поведаю тебе про все тайны частоты Wi-Fi сети. Начнём, наверное, с определения Wi-Fi — это определённый стандарт радиовещания, который используется для распространения нумерованных пакетов данных между двумя или более устройствами. В частности, используется стандарт радиовещания – IEEE 802.11, который был впервые использован компанией Alliance в 1999 году. Сам стандарт был изобретён чуть ранее в 1998 году. Но вы пришли сюда читать про частоту и волны, поэтому поподробнее про них.
Радиоволны
Передача данных происходит путём обычного кодирования, а в последствии перенаправлении кода на передатчик. Он в свою очередь переформатирует электронный сигнал в радиоволну Радиоволна также используется и в передаче информации в мобильной связи, телевидении и также в разогреве еды в микроволновой печи.
У волны, как вы наверное помните из физики, есть три характеристики: частота, амплитуда (или высота), а также длина. Именно первая и определяет канал передачи, а также скорость передачи для отдельных более высоких частот.
В частности, изначально с 2000 по 2009 год использовался только один стандарт с частотой 2.4 ГГц. На данный момент он является самым распространенным, так как имеет высокую скорость передачи данных и больший диапазон распространения.
2.4 ГГц
Как уже и было сказано, пока что это основной и лидирующий стандарт передачи данных. На данной частоте работает 13 каналов. Каждый канал имеет ширину в 20 МГц. Давайте взглянем на диаграмму ниже.
Как видите, есть ещё и 14 канал, но он не используется в современных роутерах и маршрутизаторах. Также начало волн начинается с 2.400 GHz, а заканчивается на 2.500 GHz. Один канал занимает от 20 до 40 МГц. На картинке выше канал имеет как раз ширину волны 20 МГц. Но современные маршрутизаторы могут использовать более широкий канал в 40 МГц.
Если присмотреться, то начало следующего канала начинается с 2.406 МГц, то есть один канал может перекрещиваться с ещё 5 каналами. Если на одном канале сидит очень много роутеров, то сигнал может ухудшаться из-за потери пакетов, появляются лаги, а приёмнику нужно заново отправлять потерянные данные.
Такое часто происходит в многоквартирных домах, когда несколько каналов занимают сразу 2 или даже 3 соседских роутера. На современных аппаратах вся конфигурация подбора каналов происходит в автономном режиме. Когда роутер включается, он ищет максимально отдалённую волну от уже занятых.
ПРИМЕЧАНИЕ! Иногда роутер не может сам выбрать канал, и начинаются прерывания, лаги, падает скорость. Советую прочесть мою статью – где я рассказываю, как правильно выбрать канал и улучшить сигнал.
Также на картинке более ярко выделены каналы, которые не пересекаются — это 1, 6 и 11. В идеале, передача данных в этих каналах будет почти без потерь. Соседние же каналы могут слегка портить связь. Если же стоит настройка с шириной 40 МГц, то канал дополнительно будет пересекаться ещё с пятью другими, что может пагубно влиять на связь.
ВНИМАНИЕ! В Америке использование 12 и 13 каналов запрещено законом. Поэтому, если выбрать в настройках интернет-центра эти диапазоны, то могут быть проблемы с некоторыми устройствами, выпущенными в США.
Как и у любой волны, у подобной есть качество затухания, которое напрямую зависит от частоты. 2.4 ГГц — это дециметровая гипервысокая частота. Длина волны примерно равняется 124.3 – 121.3 мм. При такой частоте скорость передачи данных будет выше, но при этом и радиус вещания не будет страдать.
На 2.4 ГГц работают такие стандарты как:
Чаще всего используются именно b, g и n. Первые два уже устаревают, но все же пока осталось достаточно много устройств, работающих на этих стандартах. Скорость передачи у них от 11 до 54 Мбит/c. Последний N – более новый стандарт, изобретённый в 2009 году. Скорость передачи может достигать 600 Мбит/с при нескольких потоках. На одном потоке максимальная скорость – 300 Мбит/с.
5 ГГц
Данный стандарт был введен совершенно недавно. Диапазон частот варьируется от 5,170 ГГц до 5,905. Используются стандарты типа 802.11a, h, j, n и ac. Как вы заметили, N тоже совместим с данной частотой. Поэтому две сети могу существовать и работать как одно целое. Скорость передачи данных вырастает до нескольких гигабит в секунду. Это обусловлено как раз увеличением частоты в два раза.
С увеличение частоты увеличивается и скорость передачи данных, но растёт затухание. Даже если не будет никаких препятствий, то волна затухнет куда быстрее. Именно поэтому эту частоту чаще используют в небольшом радиусе. Например, для подключения телевизора, компьютера или ноутбук вблизи роутера.
Также большим минусом данной частоты является её неустойчивость к препятствиям. То есть она ещё сильнее затухает от стен, стекла, металла, деревьев чем волна 2.4 ГГц. Для увеличения скорости применяется ещё одна ширина канала – в 80 МГц. На данный момент её использовать вполне реально, так как количество каналов – 180, да и роутеров с поддержкой 5 ГГц не так много. Поэтому каналы у «пятёрки» свободнее.
Затухание сигнала
Напрямую зависит от препятствия. Чем больше ширина препятствия, тем сильнее затухание. Также нужно учитывать и материал. Вот таблица примерного затухания.
Материал | Ширина (см) | Потери сигнала в dB | (П) Процент потери в диапазоне (%) |
---|---|---|---|
Улица без препятствий | 0 | 0 | 0 |
Железобетон | 5 | 25 | 90 |
Стекло | 0.5 | 3 | 26 |
Дерево | 2 | 9 | 45 |
Бетон | 15 | 20 | 75 |
Бетон | 31 | 23 | 82 |
Расчёт по этой формуле:
Приведём пример: дальность действия волны W равна 150 метрам на открытой местности. Мы поставим на пути волны стекло в 1 см. Тогда 150*(100% – 26%*2) = 72 метров. Как вы, наверное, увидели, самым серьезным препятствием – является металл. При правильном использовании его можно использовать как отражатель волны.
Также к более плохой связи можно отнести способность огибать препятствие. И эта характеристика также зависит от длины волны. Так как 2.4 ГГц имеет большую длину волны, то она способна почти без потерь обогнуть более широкое препятствие чем волна 5 ГГц. То есть чем больше длина, тем ниже скорость передачи, но меньше затухание от препятствий.
К затуханию можно приписать также естественную потерю мощности сигнала, которая уменьшается со временем пучка волны. От преград волна, также как и свет, может отражаться. Чем больше отражается волна, тем слабее становится сигнал. Именно поэтому нельзя точно сказать, насколько далеко будет бить тот или иной роутер.
Как усиливается сигнал
В более дорогих моделях используется схема MIMO. То есть передача данных происходит сразу в несколько потоков. При использовании данные разбиваются на число частей схемы MIMO и одновременно отправляются на приёмник. Но приёмник также должен поддерживать эту технологию.
Например, таким образом можно достичь скорости 7 Гбит/с, если использовать схему 8xMU-MIMO. То есть у данного роутера должно обязательно стоять до 8 антенн или больше. Каждая антенна будет отправлять свой сигнал, а в конце они будут складываться.
Дома чаще всего используют именно антенны широкого действия. Они обладают меньшим коэффициентом усиления, но сам пучок имеет больший радиус. Станет более понятно, если вы взгляните на картинку ниже. При увеличении dB пучок становится более узким. Именно поэтому на мощных вай-фай роутерах для увеличения покрытия используют сразу несколько мощных антенн.
Какой диапазон Wi-Fi лучше использовать: 2,4 или 5 ГГц?
Многие модели современных роутеров могут работать как на частоте 2,4 ГГц, так и на 5 ГГц. Мы разобрались, какой стандарт лучше выбрать.
Что лучше: 2,4 ГГц или 5 ГГц?
Между маршрутизаторами 2,4 ГГц и 5 ГГц есть некоторые отличия:
Как переключиться на диапазон 5 ГГц
Как правило, роутер сам решает, с какой частотой устройства будут подключаться к маршрутизатору. Если вы хотите самостоятельно выбрать между большим диапазоном у частоты 2,4 ГГц и более быстрой передачей данных у частоты 5 ГГц, в современных роутерах это вполне возможно. Следующая инструкция относится к большинству актуальных моделей:
После того, как вы нажмете кнопку «Применить» или «ОК», обе сети будут доступны отдельно. Например, если вы работаете за ноутбуком и находитесь недалеко от роутера, можно переключиться на сеть 5 ГГц. А если вы используете беспроводное устройство на очень большом расстоянии от источника сигнала, лучше подойдет частота 2,4 ГГц.
Преимущества и недостатки 2,4 ГГц и 5 ГГц
Несмотря на то, что стандарт 2,4 ГГц значительно старше, он имеет некоторые преимущества по сравнению с новым диапазоном 5 ГГц.
Прежде всего, с распространением сигнала через стены маршрутизатор с частотой 2,4 ГГц справляется немного лучше. В теории дальность действия сети 2,4 ГГц также выше, но на практике это обычно выглядит по-разному из-за многочисленных помех. Если вы используете много старых устройств, поддержка диапазона 2,4 ГГц также является необходимой, так как не все гаджеты поддерживают 5 ГГц.
Из-за небольшого количества каналов (всего 13), в теории в сети 2,4 ГГц есть только 3 канала без перекрытия. Это огромный недостаток по сравнению с сетью 5 ГГц, обеспечивающей до 19 каналов без перекрытия и, таким образом, более отказоустойчивую работу. Кроме того, другие приборы (например, Bluetooth-гаджеты) работают с частотой 2,4 ГГц и тем самым мешают сети.
Обзор технологии Wi-Fi
Wi-Fi остается одной из наиболее перспективных технологий беспроводной связи. Она стремительно развивается и принимает в себя новые беспроводные решения, позволяющие увеличить скорость передачи данных. Даже с развитием LTE-сетей, Wi-Fi не остается в стороне, а скорее получает дополнительную ветку развития, разгружая трафик в наиболее востребованных участках сети.
Wi-Fi для применения внутри помещений в рамках установленной законодательством мощности излучения не требует получения разрешения на использование частот. Кроме того, организация Wi-Fi-сети в условиях дома или небольшого офиса довольно проста, благодаря чему, зачастую, можно обойтись своими силами. Тем не менее, при проектировании сети с высокими требованиями к качеству связи, плотности покрытия и пропускной способности, как правило, прибегают к помощи специалистов. Развертывание Wi-Fi-сети занимает на порядок меньше времени по сравнению с прокладкой СКС до рабочих мест. Именно за простоту настройки, развертывания, относительную дешевизну и удобство, Wi-Fi по праву считают одной из перспективных и активно развивающихся технологий.
Требования к Wi-Fi-оборудованию описаны в наборе стандартов IEEE 802.11. С выпуском каждого нового стандарта, к 802.11 добавлялась буква, например, 802.11a/b/n и т.д. На сегодняшний день насчитывается несколько десятков разновидностей стандартов Wi-Fi. Не все стандарты были направлены на увеличение скорости передачи данных, некоторые из них затрагивают вопросы безопасности (например, 802.11i), другие включали описание работы роуминга (802.11r) и т.д.
В таблице ниже приведены стандарты беспроводной связи Wi-Fi, в которых производилось увеличение скоростей передачи данных:
Стандарт | Диапазон | Год выхода | Примерная скорость, Мбит/с |
802.11 | 2.4 ГГц | 1997 | 1 |
802.11b | 2.4 ГГц | 1999 | 5 (11) |
802.11a | 5 ГГц | 2001 | 54 |
802.11g | 2.4 ГГц | 2003 | 54 |
802.11n | 2.4 / 5 ГГц | 2009 | 600 |
802.11ac | 5 ГГц | 2014 | 7000 |
802.11ad | 60 ГГц | 2009 | 7000 |
802.11ax | 2.4 / 5 ГГц | 2019 | 11 000 |
802.11ay | 60 ГГц | в разработке | 20 000 |
При этом следует отметить, что не все перечисленные стандарты Wi-Fi служат для организации беспроводных локальных сетей как привычные нам роутеры, работающие в диапазонах 2.4 и 5 ГГц (стандарты 802.11 a/b/g/n/ac). Такие стандарты как 802.11ad и 802.11ay изначально планировалось выпустить для передачи данных на небольшие расстояния – от 1 до 10 метров – и, в перспективе, использовать их для организации высокоскоростных интерфейсов передачи данных, например для подключения мониторов к ПК и передачи изображения в формате 8K. Однако, в результате развития 5G-сетей и переходом в диапазон до 100 ГГц, устройства с поддержкой 802.11ad стали применяться для организации радиодоступа вне помещений (но для таких частот должны быть обеспечены условия прямой видимости).
Таким образом, у Wi-Fi большое будущее, которое позволит использовать данную технологию в совершенно разных приложениях. Несомненно, данная технология найдет свое место как в 5G-сетях, IoT-решениях, так и в VR-приложениях:
Применимость различных стандартов Wi-Fi
Частотные диапазоны Wi-Fi-сетей
Диапазон 2.4 ГГц
Большинство обычных клиентских маршрутизаторов и бытовых Wi-Fi-устройств работает в двух частотных диапазонах: 2,4 ГГц (802.11 b/g/n) и 5 ГГц (802.11 a/n/ac).
В диапазоне 2,4 ГГц стандартами определено 14 каналов. Некоторые из них могут быть недоступны в ряде стран (например, 14 канал разрешен для использования только в Японии). Каналы с номерами 1, 6 и 11 считаются полностью не пересекающимися по частотам и называются, как ни странно, «непересекающимися». Но на деле всегда остается «неучтенка», и если точки доступа расположены достаточно близко друг к другу, то и непересекающиеся каналы становятся пересекающимися:
Каждый канал занимает ширину в 20 МГц. В некоторых случаях, стандартами разрешено использовать ширину канала равную 40 МГц (см. раздел Агрегация каналов). Номера каналов и их центральные частоты приведены на рисунке.
Каналы Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц
Использование непересекающихся каналов удобно в том случае, когда требуется организовать равномерное радиопокрытие таким образом, чтобы рядом расположенное оборудование не мешало друг другу, увеличивая тем самым стабильность и качество связи:
Одним из недостатков диапазона 2,4 ГГц является его высокая загруженность и малое количество каналов. Помехи для Wi-Fi-сети могут создавать не только другие Wi-Fi-устройства и точки доступа, но и Bluetooth-устройства, работающие в этом же частотном диапазоне. Даже обычная бытовая СВЧ-печь способна очень сильно влиять на качество соединения в диапазоне 2,4 ГГц. Для минимизации взаимных влияний мощность Wi-Fi-передатчиков строго ограничена и регламентирована. Использование мощного передатчика требует получения разрешения в радиочастотном центре.
Более перспективным, с точки зрения меньшей загруженности и наличия большего числа каналов, является частотный диапазон 5 ГГц.
Диапазон 5 ГГц
В частотном диапазоне 5 ГГц доступно 23 неперекрывающихся канала по 20 МГц. Можно даже отметить, что 5-гигагерцовый диапазон состоит только из неперекрывающихся каналов, так как на такой частоте перекрытие создает существенные коллизии. Здесь уже можно использовать не только ширину 20/40 МГц, но и каналы шириной в 80 МГц (основной + вспомогательный). Ниже изображено расположение каналов в диапазоне 5 ГГц:
Под агрегацией следует понимать логическое объединение нескольких параллельных каналов передачи в один. Стандартами допускается использование полосы пропускания 40 МГц в диапазоне 2,4 ГГц. В диапазоне 5 ГГц ширина каналов может быть увеличена до 40, 80, 160 МГц с занятием частот соседних каналов для увеличения пропускной способности сети:
Это и называется агрегированием. В случае использования широкой полосы пропускания, стабильность соединения может снижаться в силу взаимных влияний различных сетей друг на друга. Однако, несомненно, увеличение ширины канала позволяет многократно увеличить скорость передачи данных.
Технологии, применяемые в оборудовании Wi-Fi
В этом разделе приводится описание технологий, которые нашли применение в беспроводных сетях стандарта 802.11 и позволили многократно увеличить скорости передачи данных – MIMO и Beamforming.
Технология MIMO оказала большое влияние на развитие Wi-Fi. Буквально несколько лет назад никто не думал о том, что будут существовать беспроводные устройства с пропускной способностью в сотни мегабит в секунду. Возникновение новых скоростных стандартов связи, в том числе 802.11n произошло во многом благодаря MIMO.
Наиболее простое определение, которое можно дать технологии MIMO – это многопотоковая передача данных. Аббревиатура переводится с английского как «несколько входов, несколько выходов». В отличие от своего «родителя» (Single Input / Single Output), в устройствах с поддержкой MIMO сигнал передается на одном радиоканале с помощью нескольких приемников и передатчиков.
Как только технология беспроводной передачи данных Wi-Fi начала пользоваться большим спросом, быстро стали возрастать и требования к скорости. Впервые технология MIMO появилась в стандарте 802.11n, который дал возможность увеличить канальную скорость беспроводного соединения с 54 Мбит/сек до 600 Мбит/сек. Стандарт 802.11n дает возможность применять как стандартную ширину канала в 20 МГц, так и использовать широкополосную линию в 40 МГц. Таким образом можно получить в несколько раз увеличенную пропускную способность каналов, которые используются в данный момент. С помощью объединения MIMO с более широкой полосой пропускания канала, получается достаточно мощный способ повышения физической скорости передачи.
Типы MIMO
Для различного количества пользователей, между которыми в одно и тоже время идет передача данных, существует два типа технологий:
Разница между технологиями SU и MU-MIMO
Особенности технологии
До появления стандарта 802.11ax, технология MU-MIMO работала только в диапазоне 5 ГГц. С появлением 802.11ax MU-MIMO стала доступной и на 2.4 ГГц. В продаже сетевого оборудования появляется все больше двухдиапазонных маршрутизаторов с поддержкой данной технологии.
MU-MIMO использует технологию Beamforming. Благодаря ей, сигналы распространяются не хаотично, а в направлении беспроводного устройства. Эта направленность позволяет увеличить дальность сигнала и повысить скорость передачи данных.
К сожалению, невозможно обслуживать бесконечное количество пользователей и потоков данных. Например, роутер с поддержкой трех потоков может одновременно работать только с тремя Wi-Fi-устройствами без задержек.
Чтобы пользоваться преимуществами метода, принимающее устройство должно иметь поддержку MU-MIMO. В данном случае, достаточно одной антенны и пользовательское устройство примет поток данных от роутера.
Компании, выпускающие смартфоны, роутеры, точки доступа и другие сетевые устройства уже заложили в них поддержку технологии. Как гарантируют производители, во многих современных устройствах, они учли также аппаратные требования для поддержки MU-MIMO, и теперь достаточно обновить ПО на своем гаджете, и пользователь получит поддержку данной технологии.
Сигнал, который передается с помощью архитектуры MU-MIMO, сложно перехватить, что повышает безопасность беспроводной сети.
На первых этапах развития технологии существовала трудность совмещения устройств, работающих с поддержкой MIMO и без нее. Однако на данный момент это уже не так актуально – практически каждый современный производитель беспроводного оборудования использует ее в своих устройствах. Также, одной из проблем при появлении технологии передачи данных с помощью нескольких приемников и нескольких передатчиков, являлась цена устройства.
Особенно это актуально в местах, где много различных перекрытий сигналов и множество других источников радиопомех, работающих в нелицензируемом диапазоне частот 2.4 и 5 ГГц.
Следует отметить, что главной сложностью при внедрении beamforming в устройства является сложность настройки антенн в сочетании с грамотным программным обеспечением. В недорогих моделях роутеров зачастую наличие beamforming является лишь маркетинговым ходом. Сильно повысить стабильность приема в отдаленных участках помещения не получится. Beamforming стал частью стандарта, начиная с 802.11ac, во втором поколении этих устройств (wave 2).
MCS в Wi-Fi сетях
Чем выше индекс MCS, тем «сложнее» вышеперечисленные параметры передачи. Значение индексов MCS для различных стандартов Wi-Fi приводится в таблице ниже. В расширенной виде с таблицей MCS можно ознакомиться по ссылке.