Ну, и несколько интересных фактов для коллекции:
- Человеческое тело ослабляет сигнал на 3-5dB (2.4/5ГГц). Просто развернувшись лицом к точке можно получить более высокую скорость.
- Некоторые дипольные антенны имеют асммметричную диаграмму направленности в H-плоскости («вид сбоку») и лучше работают перевернутыми
- В фрейме 802.11 может использоваться одновременно до четырех MAC-адресов, а в 802.11s (новый стандарт на mesh) - до шести!
Итого
Технология 802.11 (да и радиосетей в целом) обладает множеством неочевидных особенностей. Лично у меня вызывает громадное уважение и восхищение тот факт, что люди отточили насколько сложную технологию до уровня «воткни-работай». Мы рассмотрели (в разном объеме) разные аспекты физического и канального уровня сетей 802.11:- Асиметрию мощностей
- Ограничения на мощность передачи в граничных каналах
- Пересечение «непересекающихся» каналов и последствия
- Работу на «нестандартных» каналах (отличных от 1/6/11/13)
- Работу механизма Clear Channel Assesment и блокировку канала
- Зависимость скорости (rate/MCS) от SNR и, как следствие, зависимость чувствительности приемника и зоны покрытия от требуемой скорости
- Особенности пересылки служебного трафика
- Последствия включения поддержки низких скоростей
- Последствия включения поддержки режимов совместимости
- Выбор каналов в 5ГГц
- Некоторые забавные аспекты безопасности, MIMO и проч.
Теги:
- Wi-Fi
- беспроводные сети
- беспроводная связь
- домашние сети
- wlan
- 802.11n
Для того, чтобы улучшить качество Wi-Fi соединения некоторые пользователи начинают изучать настройки Wi-Fi роутера. В большинстве моделей роутеров можно обнаружить настройку с именем «Ширина канала». Из возможных значений есть 20 Mhz, 40 Mhz и авто(20/40 Mhz). На последних моделях роутеров с поддержкой 5ГГц также есть значение в 80Mhz.
Описание опции «Ширина канала» в настройках роутера Asus
В данной статье мы расскажем за что отвечает данная настройка и какая разница между 20 и 40 Mhz. На основании этого вы сможете определиться какое значение установить в вашем конкретном случае.
Что такое ширина канала в настройках Wi-Fi?
Ширина канала это ширина полосы пропуска трафика между роутером и подключенным к нему устройством. Чтобы вам было понятнее, можно привести пример с автострадой. Чем больше полос в одном направлении, тем больше машин сможет проехать за единицу времени.
То же самое и с шириной канала в Wi-Fi. Чем она больше (шире), тем больше байт сможет пройти через канал связи за единицу времени.
Но если с дорогой все просто и понятно, то в беспроводной среде передачи данных не все так просто. Здесь чем шире канал, тем сильнее на него воздействуют внешние помехи и тем большее количество помех он создает своей работой для других каналов беспроводной связи.
В случае с настройками роутера, значение ширины канала в 20Mhz считается узким каналом, а 40Mhz — широким. Значение «авто» или 20/40 Mhz позволяет вашему роутеру автоматически устанавливать оптимальную ширину канала в конкретной ситуации.
Какое значение ширины канала устанавливать?
Если вы живете в многоквартирном доме и вокруг вас определяется более 3 сетей wi-fi, то скорее всего в вашем случае лучше установить значение ширины канала в 20 Mhz, так как чем шире канал, тем больше на него воздействуют помехи от работы других вай фай сетей. Лучше иметь более медленный канал, но стабильный.
Если же вы живете в частном доме и по близости нет других вай фай сетей, то в вашем случае скорее всего лучше ставить ширину канала 40Mhz. При этом скорость соединения должна вырасти.
Вообще в каждом конкретном случае нужно проводить эксперимент. Пробовать выставлять 20Mhz и тестировать скорость интернета, а затем проводить тесты на 40Mhz. Где результат лучше, то значение и оставлять. Потому что не известно что в каждом конкретном случае может стать помехой для работы вай фай.
1. Измеряйте скорость, используя корректная меру
Первая ошибка многих людей - определение как быстро работает их беспроводная связь на основе пункта "Скорость" в окне свойств беспроводной сети Windows.
Рисунок 1. Не обращайте внимание на это число
На самом деле, это число лишь отдаленно связано с фактической пропускной способностью беспроводного соединения. Тут выводится значение, которое указывает выводить драйвер беспроводного адаптера - link rate .
Link rate называют еще PHY (physical layer - физический уровень) - максимальная скорость, с которой данные могут перемещаться через беспроводную связь между беспроводным клиентом и беспроводным маршрутизатором. Для сетевой карты 10/100 Ethernet, вы обычно видите скорость 100 Mbps, а для гигабитной сетевухи, вы увидите 1000 Mbps (если вы подключены к гигабитному порту коммутатора).
Скорость получателя на прикладном уровне (application layer) будет гораздо ниже, чем скорость физического уровня. В самом деле, link rate "300 Mbps" обычно соответствует скорости от 50 до 90 Mbps на уровне TCP/UDP (в зависимости от используемого 802.11n роутера и адаптера).
Причина столь существенной разницы - большие "накладные расходы", связанные с беспроводными соединениями (много битов используются для передачи информации другим, а не целевым получателям; плюс данные повторной передачи в связи с ненадежностью беспроводной связи)
Чтобы получить более точное измерение скорости беспроводного соединения, необходимо использовать методы, который на самом деле измеряет скорость доставки. А именно:
- расчет скорости делением размера файла на время передачи. LAN Speed Test делает то же самое автоматически под Windows
- копирование файлов и использование Networking monitor (Start > Run perfmon.msc ) в XP
- использование NetMeter во время просмотра потокового видео или передачи файлов
- использование в командной строке Iperf и графической оболочки под нее Jperf . Удобный графический интерфейс + роутер cisco на удаленной стороне позволяют проверить скорость канала связи
Реализация Wi-Fi 802.11n в современных телефонах и планшетах оставляет желать много лучшего. Новые стандарты 802.11ac и 802.11ad обещают в перспективе гигабитные скорости и обсуждаются не первый год. Broadcom и другие компании с середины 2012 г. предлагают производителям соответствующие наборы микросхем. Когда же их начнут внедрять и какие устройства получат поддержку скоростных версий Wi-Fi первыми?
Хитрости в реализации 802.11n
История перехода на новые стандарты повторяется на удивление точно. Одним из первых смартфонов в России с поддержкой черновой версии 802.11n стал HTC HD2, появившийся в 2009 году. Его скорость была лишь чуть выше, чем у смартфонов с Wi-Fi версии «g». Она соответствовала минимальной реализации версии «n» и заставляла горько усмехаться, вспоминая обещанные 600 Мбит/с. Прошли годы, окончательную версию стандарта давно утвердили, но всё осталось по-прежнему.
До сих пор большинство мобильных устройств поддерживают стандарт 802.11n в его минимальном варианте. Один канал шириной 20 МГц на частоте 2,4 ГГц – и всё. Это ограничивает теоретический предел скорости величиной 72 Мбит/с. В реальных условиях фактически демонстрируемые скорости оказываются и того меньше.
Реальная скорость подключения по Wi-Fi (изображение: anandtech.com)
Обратите внимание: версия “g” и даже “а” выглядит на практике вполне конкурентноспособной по сравнению с урезанными вариантами Wi-Fi “n”. Маркетологи же любят делать отсылки к верхнему порогу стандарта – пресловутым 600 Мбит/с. Их можно было бы достичь при использовании четырёх каналов шириной по 40 МГц на частоте 5 ГГц, но такой вариант редко встречается даже в роутерах. Большинство мобильных устройств использует один или два приёмопередатчика – каждый со своей антенной. Только в единичных ноутбуках (например, MacBook Pro) можно встретить три. Соответственно, максимальная скорость составляет 3 x 150 = 450 Мбит/с. Думаю, в мире нет ни одного смартфона или планшета с тремя или четырьмя антеннами.
Реальная скорость передачи данных по Wi-Fi – продолжение (изображение: anandtech.com)Совсем недавно некоторые модели смартфонов стали поддерживать скорость 150 Мбит/с. На MWC 2013 был Huawei Ascend P2 – смартфон среднего класса с двумя антеннами Wi-Fi, что преподносилось как выгодное отличие. Чуть ранее подобным образом представили Ascend Mate. Однако помимо удвоения узких каналов можно увеличить ширину единственного до 40 МГц, и результат получится тот же самый – 150 Мбит/с.
Примечательно, что от цены устройства скорость Wi-Fi не зависит. Работать по Wi-Fi “n” вдвое быстрее большинства других умеет не только iPhone 5 и Huawei Ascend Mate, но и бюджетный Philips W626. Проблема ещё и в том, что производители обычно никак не указывают особенности конкретной модели. В спецификациях везде пишут “802.11 b/g/n” без каких-либо уточнений.
Версия “ad” как конкурент Bluetooth
C Wi-Fi следующих стандартов ситуация ещё интереснее. Вопреки обозначению, 802.11ad (WiGig) не будет преемником 802.11ac. Этот параллельно развивающийся стандарт создан с нуля и вскоре, вероятно, заменит Bluetooth. Его задачей ставится высокоскоростная беспроводная связь на малых расстояниях. В таблице ниже представлены некоторые особенности реализации и теоретические пределы скорости для разных версий Wi-Fi при использовании одного канала.
Ориентировочно стандарт 802.11ad будет лимитирован скоростью до 7 Гбит/с, но рассматривается и возможность её дальнейшего увеличения. В силу особенностей распространения высокочастотного сигнала, устройства должны находиться в прямой видимости и в пределах нескольких метров друг от друга. В отличие от 802.11ac, WiGig не поддерживает обратную совместимость с другими версиями Wi-Fi, так как его рабочая частота составляет 60 ГГц.
Версия “ac” – ожидания и опасения
Версию “n” к середине года начнёт вытеснять 802.11ac. Его разрабатывали с 2008 г. и последняя черновая версия была объявлена только через пять лет. Сейчас готовность стандарта оценивается как 95%, чтобы это ни значило. Не дожидаясь окончательного официального утверждения, производители начали выпускать соответствующие микросхемы год назад. Практика показала, что такой подход был более чем оправдан в случае версии “n”. Аппаратная платформа не подвергалась модификации, а программные изменения легко внести, выпустив обновление прошивки. Одной из первых модуль для работы по стандарту 802.11ac (обратно совместимый с b/g/n) выпустила компания TriQuint. Появившийся в середине 2012 года чип TQP6M0917 имеет габариты 4 х 4 х 0,5 мм, что позволяет использовать его в мобильной технике.
По мнению представителей другой крупной компании, производящей наборы микросхем для модулей связи (Broadcom), первые устройства с поддержкой 802.11ac массово появятся ко второй половине 2013 г. С такой оценкой согласны и представители Qualcomm. Традиционно первыми будут маршрутизаторы и сетевые адаптеры. Смартфоны и планшеты с 802.11ac станут привычными несколько позже, но их отдельные представители поступят в продажу уже в самое ближайшее время.
Скоростной Wi-Fi пятого поколения ожидается в iPhone 5S (символично) и всех смартфонах на платформе Qualcomm Snapdragon 800. По аналогии с историей внедрения версии «n», скорее всего, речь идёт о базовой реализации и одноканальных решениях. В зависимости от ширины канала (от 80 до 160 МГц) скорость новых смартфонов по Wi-Fi будет ограничена теоретическим пределом в 433 или 866 Мбит/с.
На скорости 433 Мбит/с будут подключаться смартфоны с чипами Broadcom BCM4335, Redpine Signals RS9117 и Qualcomm Atheros WCN3680. Более высокие скорости пока анонсированы только в чипах для ноутбуков и маршрутизаторов.
Обратная совместимость оставляет ещё одну лазейку для недобросовестного маркетинга. Устройство с поддержкой черновой версии 802.11ac может использовать привычную сейчас ширину канала в 20 и 40 МГц. При такой формальной реализации скоростная планка опустится ниже минимальных 433 Мбит/с.
Среди других важных особенностей стандарта отмечается методика улучшения качества связи Beamforming. Она позволяет учесть разницу фаз переотражённых сигналов и компенсировать возникающие потери скорости. К сожалению, Beamforming предполагает использование нескольких антенн, что пока ограничивает область его применения ноутбуками.
Предполагается, что в ряде сценариев использования новый стандарт увеличит время автономной работы. Передавая тот же объём данных быстрее, чип сможет раньше переходить в режим пониженного энергопотребления.
Как видно из представленных примеров, технически ничто не мешает увеличить скорость передачи данных по Wi-Fi уже сейчас. Для этого не требуется внедрять новые стандарты – потенциал существующей версии “n” в мобильных устройствах не раскрыт и наполовину. Если для вас критична скорость, попробуйте проверить смартфон или планшет, подключив его к приличному роутеру.