Что такое стандарт Wi-Fi 802.11ac, и насколько он быстрее по сравнению с 802.11n

Что такое стандарт Wi-Fi 802.11ac, и насколько он быстрее по сравнению с 802.11n


12.05.2015

Если вы хотите повысить производительность сети Wi-Fi, нужно использовать стандарт 802.11ac. Wi-Fi 802.11ac является обновлением версии 802.11n (с которым наверняка работают ваши нынешние смартфоны и ноутбуки), предлагая скорость передачи данных от 433 мегабит в секунду до нескольких гигабит в секунду. Для достижения в десятки раз более высоких скоростей 802.11ac работает исключительно в диапазоне 5 ГГц, использует полосу пропускания 80 МГц или 160 МГц, работает в восьми пространственных потоках (MIMO) и применяет технологию формирования луча.

Как работает 802.11ac

Много лет назад стандарт 802.11n представил некоторые интересные технологии, которые привели к значительному увеличению скорости передачи данных по сравнению с 802.11b и g. 802.11ac делает то же самое по отношению к 802.11n. У 802.11n поддерживается четыре пространственных потока (4 x 4 MIMO) и ширина канала 40 МГц, а 802.11ac может использовать восемь пространственных потоков и имеет каналы шириной 80 МГц, которые могут быть объединены в каналы по 160 МГц. Даже если всё остальное осталось бы прежним (а оно не осталось), это означает, что 802.11ac имеет спектр пропускания 8x160 МГц против 4x40 МГц - огромная разница, которая позволяет передавать намного больше данных.

Чтобы увеличить пропускную способность ещё выше, 802.11ac также вводит модуляцию 256-QAM (по сравнению с 64-QAM в 802.11n), которая сжимает 256 различных сигналов на одной частоте, смещая их фазы. Теоретически это повышает спектральную эффективность 802.11ac в четыре раза по сравнению с 802.11n. Спектральная эффективность является мерой того, насколько хорошо данный беспроводной протокол или метод мультиплексирования использует доступную ширину канала. В диапазоне 5 ГГц, где каналы достаточно широки (более 20 МГц), спектральная эффективность не столь важна. Зато в сотовых диапазонах каналы часто имеют ширину только 5 МГц, там спектральная эффективность очень важна.

802.11ac вводит стандартизированную технологию формирования луча (в 802.11n она не была стандартизирована, что вело к проблемам совместимости). Формирование луча - передача радиосигналов таким образом, что они направлены на конкретные устройства. Это может увеличить общую пропускную способность и сделать её более последовательной, а также снизить потребление энергии. Формирование луча может быть достигнуто смарт-антеннами, которые отслеживают перемещение устройств, или путём модуляции амплитуды и фазы сигналов, чтобы в результате интерференции формировался узкий луч. 802.11n использует второй способ, который может быть реализован с помощью маршрутизаторов и мобильных устройств. Наконец, 802.11ac, как и прежние версии 802.11, полностью совместим с 802.11n и 802.11g - так что вы можете купить 802.11ac роутер и он будет работать со старыми Wi-Fi устройствами.

Диапазон 802.11ac

В теории на частоте 5 ГГц с формированием луча стандарт 802.11ac должен иметь тот же или лучший диапазон, чем 802.11n (без формирования луча). Частота 5 ГГц, благодаря меньшей проникающей способности, не обладает тем же диапазоном работы, что 2,4 ГГц (802.11b/g). На этот компромисс приходится идти: в перегруженной полосе 2,4 ГГц не хватает спектральной пропускной способности для обеспечения скорости 802.11ac в несколько гигабит. Если маршрутизатор находится в идеальном положении или у вас есть несколько маршрутизаторов, это не играет роли. Более важным фактором будет мощность передачи устройств и качество их антенн.

Насколько быстр стандарт 802.11ac?

Наконец, главный вопрос: насколько быстро работает Wi-Fi 802.11ac? Как всегда, есть два ответа: теоретическая максимальная скорость, которая может быть достигнута в лаборатории, и практическая максимальная скорость для реального мира, в окружении множества ослабляющих сигнал препятствий.

Теоретическая максимальная скорость 802.11ac - восемь каналов 160 МГц 256-QAM, каждый из которых способен выдать 866,7 Мбит/с - итого 6933 Мбит/с (7 Гбит/с). Это скорость передачи данных 900 мегабайт в секунду - быстрее, чем по стандарту SATA 3. В реальном мире, благодаря разделению каналов, вы, вероятно, не получите больше, чем два или три канала по 160 МГц, так что максимальная скорость составит где-то между 1,7 Гбит/с и 2,5 Гбит/с. Сравните это с максимальной теоретической скоростью 802.11n, которая составляет 600 Мбит/с.

В тестировании портала AnandTech года Wi-Fi маршрутизатор WD MyNet AC1300 802.11ac (до трёх потоков) соединили с устройствами на 802.11ac с поддержкой либо одного, либо двух потоков. Наибольшая скорость передачи данных была достигнута в ноутбуке с беспроводным адаптером Intel 7260 802.11ac, который использует два потока, чтобы достичь 364 Мбит/с на расстоянии 1,5 м. На 6 м и через стену этот же ноутбук также был самым быстрым, со скоростью 140 Мбит/с. Максимальная скорость для Intel 7260 по спецификациям - 867 Мбит/с (2x433 Мбит/с).

В ситуациях, когда вам нужна максимальная производительность и надёжность беспроводной сети, 802.11ac является крайне привлекательным вариантом. Вместо того, чтобы загромождать свою гостиную кабелями Ethernet, 802.11ac теперь имеет достаточную полосу пропускания для беспроводной передачи контента высочайшего разрешения до вашего компьютера или телевизора. Для всех, кроме наиболее требовательных случаев, 802.11ac является весьма жизнеспособной альтернативой Ethernet.

Будущее 802.11ac

802.11ac в будущем будет становиться ещё быстрее. Теоретическая максимальная скорость 802.11ac едва не достигает 7 Гбит/с, и хотя в реальности она не будет достигнута, 2 Гбит/с или более в следующие несколько лет получить вполне возможно. При 2 Гбит/с скорость передачи данных равна 256 Мб/сек и Ethernet уже не так необходим. Для достижения таких скоростей производители чипов и устройств должны научиться задействовать больше потоков 802.11ac, от четырёх и более, как в программной, так и в аппаратной части.

Наверняка Broadcom, Qualcomm, MediaTek, Marvell и Intel уже находятся на пути к реализации четырёх и восьми потоков 802.11ac для интеграции в новых маршрутизаторах, точках доступа и мобильных устройствах, но до завершения спецификации 802.11ac второй волны чипсетов и устройств можно не ждать. Предстоит проделать много работы для реализации передовых функций, таких как формирование луча, соответствие стандартам и совместимости с другими устройствами 802.11ac.