Исследование Wi-Fi сетей 5 ГГц с протоколом 802.11ac

IEEE 802.11ac Gigabit Wi-Fi был представлен для обеспечения передачи VHT-данных (very high throughput – очень высокая пропускная способность) – до 7 Гбит/с в диапазоне ISM 5,8 ГГц в беспроводных локальных сетях. Имеет значительно более широкую полосу пропускания, чем другие стандарты вай фай.

Используя скорости этого порядка, обычная беспроводная связь могла бы работать без ограничения. Для достижения этого был введен ряд ключевых функций.

Параметр

Свойства

Диапазон частот

ISM 5,8 ГГц (нелицензионный)

Передача данных

6,93 Гбит/с

Пропускная способность передачи

20, 40 и 80 МГц

160 и 80 + 80 МГц дополнительно

Форматы модуляции

BPSK, QPSK, 16,64,

256-QAM дополнительно

Кодирование FEC

Сверточный или LPDC (опционально) со скоростями кодирования 1/2, 2/3, 3/4 или 5/6

MIMO

Как одиночный, так и многопользовательский MIMO – до 8 пространственных потоков.

Формирование луча

Необязательный

Технологии

OFDM. Формат сигнала, в котором используется большое количество близко расположенных несущих, каждая из которых модулируется потоком данных с низкой скоростью. Использование OFDM особенно применимо к широкополосной передаче, поскольку оно решает некоторые проблемы с избирательным замиранием.

MIMO и MU-MIMO. Разновидность антенной технологии, в которой используются несколько антенн для разделения сигналов, проходящих по разным путям в результате отражений. Для достижения требуемых показателей использования спектра пропускной способности в доступном пространстве установлено значение в 7,5 бит/с.

Увеличенная пропускная способность. Применяемая ширина полосы канала – до 80 МГц в качестве “эталона”, с опциями – 160 или два блока по 80 мегагерц.

Следует отметить несколько важных вещей об этом новом протоколе Wi-Fi в целом.

  1. Он не увеличивает пропускную способность. Точка доступа обеспечивает более быструю информационную передачу, чем предыдущие стандарты. Однако на практике вряд ли можно увидеть, что 802.11ac достигнет своего теоретического максимума 1,3 Гбит/с. Для этого нужно три потока данных, каждый из которых должен “выдавать” до 433 мегабит в секунду. Типичный операторский маршрутизатор обрабатывает до восьми потоков данных, а клиентские устройства – только один. Например, Samsung Galaxy S4 задействует ac с набором микросхем Broadcom BCM4335 Wi-Fi. Этот чипсет может принять только один поток, поэтому даже в лучшем из возможных случаев получится увидеть только 433 Мбит/с.
  2. Поддерживая только частоту 5 ГГц, хорошая новость состоит в том, что там гораздо свободней, чем в избыточно нагруженных 2,4. Недостаток заключается в меньшей дальности действия. Также есть еще одна особенность – формирование луча. Для Wi-Fi в офисе или квартире сегодня сигнал всенаправленный – он формирует сферу связи вокруг устройства. Сигнал передается непосредственно от точки доступа (AP) к определенному устройству и обратно.
  3. Все устройства ac будут совместимы со старыми технологиями Wi-Fi, такими как ноутбук с поддержкой стандарта n или даже старый сетевой мост g. Однако, если установить точку доступа 802.11ac, пользователь все равно будет ограничен максимальной пропускной способностью старых устройств. Нужно не забывать, что любая сеть имеет максимальную скорость, равную быстродействию ее самого медленного звена. Например, если устанавливается точка ac, а подключение к интернету составляет 10 Мбит/с, это не принесет никакой пользы. В таком случае достаточно будет 802.11n или даже g.
  4. 11ac имеет спектральную маску, в которую должны попадать излучаемые сигналы. Она детализирует максимально допустимый уровень побочных сигналов и шумов. Спектральная маска отличается между различными полосами пропускания, а также в зависимости от смещения от центральной частоты.
  5. Диапазон 2,4 гигагерца сейчас серьезно переполнен. Теоретически в нем допускается до 14 поддиапазонов (каналов). На практике, чтобы избежать помех, это число снижается до трех-четырех. При конфликтующих каналах – уменьшается производительность сети. Один из главных способов получить выгоду от 802.11ac – это использовать каналы шириной 80 МГц.
  6. Для точек доступа стандарта ac второй волны потребуется два, а не один порт Gigabit Ethernet. Это удваивает потребность в портах коммутатора и кабельных трассах.

Резюме

5 ГГц имеет более короткий диапазон по сравнению с 2,4, он менее переполнен (и, следовательно, перегружен), способен работать на более высоких скоростях. Маршрутизаторы, поддерживающие Wi-Fi802.11 ac, как правило, более продвинутые и включают в себя новые функции, такие как формирование луча, динамический выбор частоты и управление мощностью передачи.

intrastar