Стандарты wi-fi и их отличия друг от друга

Общая информация о каналах

Каналы Wi-Fi – это частоты, на которых функционируют точки доступа пользователей.

Полосы частот осуществляют формирование специальных каналов:

• На частоте 2,4 GHz в Российской Федерации и Украине допустимо использование каналов только с 1 по 13: любая Wi-Fi сеть функционирует в этом диапазоне каналов. Это обязательно следует учитывать при настройке маршрутизатора, т.к. каждый пользователь выбирает государство использования своего роутера.
• В Соединённых Штатах допустимое использование числа каналов вообще 11. По этой причине бывают сложности во время подключения к беспроводной сети устройства, привезённого из США: оно не может видеть Вай-Фай, функционирующий на 12 и 13 каналах.

Углубимся в детали

Считается, что есть “перекрывающиеся” каналы WiFi и неперекрывающиеся. Под последними обычно подразумевают “1/6/11” и мол, якобы используя их Вы получите наибольший прирост скорости и наименьшее количество помех.

Однако это не всегда так, ибо Wi-Fi это технология широкополосная и полностью сдержать сигнал в рамках канала невозможно.

Как показывает выше, сигнал на 22МГц не заканчивается и даже непересекающиеся каналы таки перекрываются: 1/6 и 6/11 — на ~-20dBr, 1/11 — на ~-36dBr, 1/13 — на -45dBr.

Попытка поставить две точки доступа, настроенные на соседние «неперекрывающиеся» каналы, близко друг от друга приведет к тому, что каждая из них будет создавать соседке помеху в 20dBm – 20dB – 50dB (которые добавим на потери распространения сигнала на малое расстояние и небольшую стенку) = -50dBm.

Такой уровень шума способен целиком забить любой полезный Wi-Fi сигнал из соседней комнаты, или блокировать ваши коммуникации практически целиком, т.е если вы поставите точку рядом со стеной, а ваш сосед – с другой стороны стены, его точка на соседнем «неперекрывающемся» канале все равно может доставлять вам серьезные проблемы.

Если говорить про каналы WiFi просто

В общем, я немного ушел в глубины тематики, если говорить упрощенно, то вот что нужно знать и понимать:

Простейший пример этого, – наличие дома у Вас Wi-Fi наушников и одного (а лучше двух) роутеров. При определенном совпадении каналов вещания “вафли”, собственно, Вы можете не просто частенько терять связь при перемещении по дому, но и услышать в них характерные помехи: так называемый “роботизированный” звук и тому подобные ужасы жизни.

Необходимость выбора канала

Из-за колоссальной загруженности каналов создаются помехи всем пользователям, происходит существенное снижение скорости Wi-Fi, сброс соединений. В итоге владельцу роутера приходится начинать поиск нового канала.

Обычно сложности появляются после того, как две или больше сетей Вай-Фай закрепляются на одном канале. Для пользователя из частного дома в зоне покрытия его Wi-Fi вообще могут отсутствовать другие сети или их будет совсем небольшое количество, а сигнал слабый. В квартирах может быть по несколько сетей, которые могут вставать на один канал ( к примеру, если пользователь выбирает определённый канал, а его соседи делают аналогичный выбор). Чем больше точек доступа делят одну частоту, тем сильнее они будут друг другу мешать, а скорость – снижаться.

Однако такие действия устройства происходят не в каждом случае. Решить вопрос в этом случае можно при помощи ручной настройки. Специальные утилиты помогают выявить наличие Вай-Фай сетей рядом и то, какие каналы они занимают. Затем уже в настройках маршрутизатора устанавливаются нужные каналы.

Для выявления занятых соседями каналов пользуются специальной утилитой inSSIDer. Это бесплатная программа, очень популярная в настоящее время. Как пользоваться программой для выбора оптимального Wi-Fi канала, показано в этом видео:

Как сменить режим работы b/g/n в настройках Wi-Fi роутера?

Я покажу как это сделать на примере двух роутеров, от ASUS и TP-Link. Но если у Вас другой маршрутизатор, то смену настроек режима беспроводной сети (Mode) ищите на вкладке настройки Wi-Fi, там где задаете имя для сети и т. д.

На роутере TP-Link

Заходим в настройки роутера. Как в них зайти? Я уже устал писать об этом практически в каждой статье :). Посмотрите лучше эту запись https://f1comp.ru/sovety/ne-zaxodit-v-nastrojki-routera/.

После того, как попали в настройки, слева перейдите на вкладку Wireless – Wireless Settings.

И напротив пункта Mode Вы можете выбрать стандарт работы беспроводной сети. Там есть много вариантов. Я советую устанавливать 11bgn mixed. Этот пункт позволяет подключать устройства, которые работают хотя бы в одном из трех режимов.

Но если у Вас все же возникают проблемы с подключением определенных устройств, то попробуйте режим  11bg mixed, или 11g only. А для достижения хорошей скорости передачи данных можете установить 11n only. Только смотрите, что бы все устройства поддерживали стандарт n.

На забудьте после внесения изменений сохранить настройки нажав на кнопку Save. И перезагрузите роутер.

На примере роутера ASUS

Здесь все так же. Заходим в настройки и переходим на вкладку “Беспроводная сеть”.

Напротив пункта “Режим беспроводной сети” можно выбрать один из стандартов. Или же установить Mixed, или Auto (что я и советую сделать). Подробнее по стандартам смотрите чуть выше. Кстати, в ASUS справа выводиться справка, в которой можно прочитать полезную и интересную информацию по этим настройкам.

Для сохранения нажмите кнопку “Применить”.

Стандарт Wi-Fi IEEE 802.11ac

В 2014 году был утвержден новый стандарт Wi-Fi IEEE 802.11ac. Он стал логичным продолжением 802.11n, предоставляющим десятикратный рост скорости. Благодаря возможности объединения до 8 каналов (по 20 МГц каждый) одновременно – теоретический потолок увеличился до 6,93 Гбит/с. что в 24 раза быстрее, чем 802.11n.

От частоты 2,4 ГГц было решено отказаться, в силу загруженности диапазона и невозможности объединения более 2 каналов. Стандарт Wi-Fi IEEE 802.11ac работает в диапазоне 5 ГГц и обратно совместим с устройствами 802.11n (с частотой 2,4 ГГц), но работа с более ранними версиями не гарантируется. Сегодня еще не все смартфоны поддерживают его (к примеру, поддержки нет у многих бюджетников на MediaTek).

Отзывы

Вспомогательные спецификации

• 802.11d — уточнение границ используемой полосы частот для разных стран.
• 802.11e — определение качества обслуживания для медиаконтента.
• 802.11f — унификация требований к оборудованию разных производителей.
• 802.11h — порядок работы в диапазоне 5 ГГц, предотвращающий помехи радарам.
• 802.11i — методы защиты данных.
• 802.11k — методы балансировки (распределения) нагрузки.
• 802.11m — текущие исправления для всего семейства стандартов.
• 802.11p — порядок взаимодействия устройств, движущихся друг относительно друга.
• 802.11r — правила роуминга при переходе в зону покрытия смежного узла.
• 802.11s — спецификация многосвязных сетей.
• 802.11t — метрология и испытания.
• 802.11u — взаимодействие с сетями другого типа.
• 802.11v — методы управления.
• 802.11w — безопасность управления.

Очередная смена поколений Wi-Fi началась. Приобретение устройств стандарта 802.11n целесообразно только для замены вышедших из строя, а на перспективу следует ориентироваться на последнюю спецификацию и строить беспроводные локальные сети исключительно на базе нового оборудования.

Ограничения Wi-Fi

Наиболее важными показателями работы Wi-Fi являются: полоса пропускания (BW), количество битов данных на поднесущей (SC) и количество пространственных каналов (SS). На рис. 1 сравниваются основные стандарты Wi-Fi: 802.11g (2003 г.), 802.11n (2009 г.) и 802.11ac (2013 и 2016 г., альтернативное название — Wi-Fi 5).

Вместе эти параметры определяют максимально доступную скорость передачи данных. Она равна произведению количества поднесущих на количество битов данных в символе и количество пространственных каналов, поделенное на длительность символа. При этом количество поднесущих зависит от полосы пропускания. Количество битов данных в символе определяется схемами модуляции и кодирования. Длительность символа учитывает защитный интервал.

Устройства Wi-Fi оптимальны для бытовых приложений, небольших офисов и магазинов. При наличии достаточного количества точек доступа они также эффективны в отелях, терминалах аэропортов, офисах и сетях среднего размера. Недостатком является тот факт, что чем больше точек доступа, тем более загруженным становится эфир, что усиливает интерференцию. На рис. 1 перечислены ограничивающие факторы для каждого параметра. Так, полоса пропускания регулируется нормативными актами, а остальные параметры — техническими факторами: количество битов на поднесущую зависит от условий связи в РЧ-канале, а количество пространственных каналов определяется размерами устройства, поскольку требуется установить несколько антенн.

Рис. 1. Развитие стандартов Wi-Fi

802.11ah

Что такое Wi-Fi стандарт

Wi-Fi – это стандарт беспроводной связи, который появился в 1998 году, но начал развиваться еще в 1985, когда в США приняли решение об открытии нескольких полос беспроводной сети. На тот момент она использовалась для работы микроволновых печей и других приборов.

Фирменный логотип

Практика показывает, что многие люди даже не знают, что такое стандарты, вай-фай беспроводная сеть и так далее. Для многих это все одно – «Интернет». Это немного не правильно. «Wi-Fi» – это не глобальная сеть, а товарный знак. Если человек покупает оборудование (роутер, точку доступа, модем и так далее) с наклейкой Wi-Fi, то он получает сертифицированный продукт, который будет функционировать и обмениваться данными с другими такими же беспроводными девайсами.

Сам по себе термин был введен специальным Альянсом, который его разработал. Изначально он назывался ««IEEE 802.11b-compatible», но от такого названия быстро отказались в связи с его длиной. Было принято сократить его и видоизменить. «Wi-Fi» ничего не обозначает. Просто он был созвучен с Hi-Fi и это плюсом при рекламе стандарта. Уже потом он начал расшифровываться как Wireless Fidelity.

Логотип компании-разработчика стандарта

Скорее всего такие заблуждения людей связаны с неправильной рекламой технологий. За время существования было несколько крупных кампаний, но люди запомнили продукт не по его качествам, а по характеристикам ассоциированных с ним приборов и сетей.

Важно! Яркий пример – компания Xerox. Люди так привыкли к ее копировальным устройствам и принтерам, что теперь любой подобный аппарат все называют «ксероксом», а копию – «ксерокопией»

Стандарты Wi-Fi

Ответить на вопрос о приоритетности сетей Wi-Fi, нам поможет понимание её стандартов, ведь каждый из них имеет индивидуальные характеристики, что может дать более ясное представление о технологии.

Начнём с того, что на сегодня существует 3 основных стандарта:

• 802.11b
• 802.11a
• 802.11g

Это только популярные, так как помимо существует ещё несколько стандартов, имеющих узкое применение или находящихся в разработке.

Так, например, стандарт 802.11n уже существует длительное время, и используется в ряде сетевого оборудования, доступного на прилавках магазинов. Но этот стандарт до сих пор развивается и совершенствуется, так как не удаётся получить производительных модификаций с полной совместимостью с прошлыми стандартами.

Медиа-провайдер Воля

Wi-Fi 802.11ac

На момент написания статьи самый новый и самый быстрый протокол. Если предыдущие виды Wi-Fi работали в основном в частоте 2,4 ГГц, имеющей ряд ограничений, то здесь используются строго 5 ГГц. Это практически вдвое снизило ширину покрытия. Впрочем, производители маршрутизаторов решают данную проблему установкой направленных антенн. Каждая из них отправляет сигнал в свою сторону. Однако некоторым людям это всё же покажется неудобным по следующим причинам:

• Роутеры получаются громоздкими, так как в их составе присутствуют четыре или даже большее число антенн;
• Желательно устанавливать маршрутизатор где-то посредине между всеми обслуживаемыми помещениями;
• Роутеры с поддержкой Wi-Fi 802.11ac потребляют больше электричества, нежели старые и бюджетные модели.

Главное достоинство нового стандарта заключается в десятикратном росте скорости и расширенной поддержке технологии MIMO. Отныне объединяться могут до восьми каналов! В результате теоретический поток данных составляет 6,93 Гбит/с. На практике скорости гораздо ниже, но даже их вполне хватает для того, чтобы посмотреть на устройстве какой-нибудь 4K-фильм онлайн.

Некоторым людям возможности нового стандарта кажутся излишними. Поэтому многие производители не внедряют его поддержку в бюджетные смартфоны. Не всегда протокол поддерживается и даже достаточно дорогими девайсами. Например, его поддержки лишён Samsung Galaxy A5 (2016), который даже после снижения ценника невозможно отнести к бюджетному сегменту. Узнать о том, какие стандарты Wi-Fi поддерживает ваш смартфон или планшет, достаточно просто. Для этого посмотрите его полные технические характеристики в интернете, либо запустите один из бенчмарков.

Samsung ue32F5300 нет изображения

Лучшие роутеры 2020 года

Но все же давайте рассмотрим несколько моделей роутеров, которые, наверное, я мог бы советовать в 2020 году. Это такие не очень дешевые и не очень дорогие варианты, которые скорее всего подойдут большему количеству людей. Так же в конце рассмотрим несколько моделей Wi-Fi Mesh систем.

1. TP-Link Archer A7

Хороший вариант маршрутизатора для дома или квартиры.

В нем есть все, что необходимо:

• Поддержка двух диапазонов и соответственно стандарта 802.11ac.
• Гигабитные порты.
• USB-порт.
• Простой и понятный веб-интерфейс, управление через приложение.
• Прикольный внешний вид.

Из похожих моделей можете еще посмотреть Archer C1200, Archer A6, Archer C7 и более дорогой и производительный Archer A9.

Так же можете почитать мой обзор маршрутизатора TP-Link Archer A7.

Asus RT-AC1750U или Asus RT-AC65P

Интересные модели, производительности и функционала которых точно будет достаточно для домашнего использования. Двухдиапазонные, с гиагбитными портами и USB-портом стандарта 3.1. Необычный внешний вид.

Если хотите проверенный временем роутер, то у ASUS это модели RT-AC58U, RT-AC66U, RT-AC1200G+. Только внимательно изучайте технические характеристики.

D-Link DIR-878, DIR-853, DIR-825

Все три роутера двухдиапазонные (2.4 ГГц и 5 ГГц) и с гамбитными WAN/LAN портами. D-Link DIR-878, например, более дорогой. Но он самый производительный и быстрый. И почему-то без USB. D-Link DIR-825 самый доступный вариант, который отлично подойдет для небольшой квартиры или дома.

Если нужен более доступный вариант, посмотрите D-Link DIR-806A. Но он без гигабитных портов.

Keenetic Viva KN-1910

У производителя Keenetic достаточно большая линейка интернет-центров (маршрутизаторов). Одна из оптимальных (по характеристикам и цене) моделей – Keenetic Viva. Конечно же это двухдиапазонная модель. WAN/LAN порты поддерживают скорость до 1 Гбит/с, скорость по Wi-Fi до 1267 Мбит/с. Есть два USB-порта. Поддержка 3G/4G модемов, отличный веб-интерфейс. Может использоваться как ADSL модем, после покупки и подключения адаптера Keenetic Plus DSL.

У Keenetic есть как более доступные и простые модели (например, Keenetic Speedster, Keenetic Extra), так и более продвинутые и соответственно дорогие (Keenetic Giga, Keenetic Ultra). Это, наверное, один из лучших роутеров для дома на 2020 год.

Netis WF2780

У меня был такой Netis WF2780, нормальный вариант. Особенно, когда бюджет ограничен, но хочется взять современный роутер.

Возможно, будет интересно почитать: Netis WF2780 – обзор, настройка, отзывы

Есть еще более производительная, игровая модель Netis WF2681 в красном корпусе.

Tenda AC9 и Tenda AC10U

Еще парочка недорогих, современных роутеров, но уже от производителя Tenda. Достаточно серьезные маршрутизаторы, с отличными характеристиками. Оба двухдиапазонные и с гигабитными портами. Так же есть USB-порт.

Почитайте мой обзор Tenda AC9 и Tenda AC10U.

Есть еще более доступные варианты (из двухдиапазонных). Например, Tenda AC5 или Tenda AC8.

Mercusys AC12G

Еще один доступный производитель. И самый популярный их роутер – Mercusys AC12G. Я советую рассматривать именно Mercusys AC12G. Там есть еще более дешевый Mercusys AC12, но он без гигабитных портов. Но как вариант, если вам не нужны быстрые WAN/LAN порты, то можете посмотреть и AC12.

Эта модель была у меня на обзоре: Обзор маршрутизатора Mercusys AC12.

Xiaomi Mi WiFi Router 4A Gigabit Edition

Если рассматривать маршрутизаторы от Xiaomi, то в 2020 году я выбирал бы модель Mi WiFi Router 4A Gigabit Edition. Вернее, я неверное вообще не покупал бы роутер Xiaomi. Нет, не потому что они какие-то плохие, просто они мне не очень нравятся. Да и у многих возникают разные проблемы в процессе настройки. Но если вы любите технику от Xiaomi, то рассмотрите Mi WiFi Router 4A Gigabit Edition.

Это обычный двухдиапазонный маршрутизатор с гиагбитными портами. Есть еще более доступная модель Mi WiFi Router 4A. Без гигабитных портов

Внешний вид и цена на эти роутеры конечно привлекает внимание покупателей

Варианты от других производителей

• MikroTik: hAP ac², hAP ac lite tower, hAP ac.
• Huawei: модель Huawei WS5200.
• Totolink: модель A3002RU 6617.
• Strong 750.

Обратите внимание, что я выше рассматривал только оптимальные (по моему мнению) модели маршрутизаторов, которые подходят для домашнего использования, и которые можно рекомендовать к покупке даже в конце 2020 года. И скорее всего они будут актуальные и в 2021 году

В продаже есть огромное количество других, как более доступных, так и более дорогих и продвинутых маршрутизаторов. Выбирайте модель исходя их ваших требований и бюджета. Но я бы не советовал сильно экономить на роутере.

Oсновные особенности WLAN Plus

WLAN Plus представляет собой законченное архитектурное решение из двух микросхем — микросхемы обеспечения доступа к физическому уровню PHY с поддержкой технологии MIMO (MtW8150) и микросхемы MAC-уровня MtW8170. Перечислим основные особенности чипсета WLAN Plus:

1. Поддержка технологии MIMO 2×2 или 2×3, для обеспечения высокой производительности и качества обслуживания.
2. Рабочий диапазон частот микросхемы PHY 4,9…5,6 ГГц при скорости передачи данных до 243 Мбит/с.
3. Возможность увеличение диапазона рабочих частот.
4. Совместимость со стандартом 802.11a и поддержка 802.11b/g.
5. Соддержка дополнительных схем обеспечения безопасности (WPA2, 802.11i).
6. Поддержка (WMM) (Wireless Multi-Media) 802.11e.
7. Встроенная поддержка PCI, Ethernet, и других интерфейсов.

Радиотрансивер MtW8150, структурная схема которого приведена на рис. 4, представляет собой автономную RFIC микросхему с поддержкой MIMO. Это основной элемент в решении WLAN Plus компании Metalink. Отметим, что микросхема имеет встроенный локальный генератор (LО — Local Oscillator, гетеродин), который обслуживает не только микросхему MtW8150, но и доступен для тактирования других элементов схемы. MtW8150 использует прямое преобразование частоты и нуждается во внешнем SAW-фильтре, настроенном на основную полосу частот. Радиочастотный RSSI-детектор позволяет осуществить точный автоматический контроль (AGC) устройства, так же как и достичь лучшего в этом классе устройств устранение интерференции. Для изготовления микросхемы MtW8150 используется техпроцесс на подложке из SiGe. Микросхема помещена в пластмассовый корпус TAPP (Thin Array Plastic Package) размерами всего 11Ч11 мм. Номинальное рабочее напряжение равно 3,0 В, что позволяет без проблем использовать микросхему в портативных устройствах с автономным питанием. Микросхема MtW8150 использует два полных канала RF, предназначенные для того, чтобы обеспечить соответ ствие технологии MIMO стандарта IEEE 802.11n. Кроме того, отметим, что микросхема MtW8150 реализует два приемопередатчика в составе: AGC и RSSI.

Рис. 4. Функциональная схема MtW8150

Протоколы Wi-Fi

Стандарты Wi-Fi – это то же самое, что и протоколы. Разницы между ними нет, просто так сложилось. Разработкой этих стандартов занимается IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). Самый низкий и базовый протокол имеет название IEEE 802.11. Он определяет набор технологий для наиболее низкой скорости работы в сети. Есть и ряд других стандартов, о которых будет идти речь дальше.

Стандарт 802.11b

IEEE 802.11b – младший набор протоколов, описывающий чуть большие скорости, чем IEEE 802.11, но обладающий большими технологическими ограничениями. После своего появления он активно продвигался Вайфай Альянсом и назывался «Wi-Fi». Ратификацию прошел в 1999 году. Работает на частоте 2.4 ГГц. Максимальные скорости составляют 1, 2, 5.5 и 11 Мбит/с.

Стандарт 802.11a

Еще более быстрый набор протоколов Wi-Fi a, описывающий существенные скорости передачи данных. Ратифицирован он был также в 1999 году, а работает на частоте 5 ГГц. Стоит сказать, что он не совместим с IEEE 802.11b. Скорость передачи может быть 6, 9, 12, 18, 36, 48 и 54 Мбит/с.

Стандарт 802.11g

Аналогичные скорости, что и в предыдущем случае, но помимо радиочастоты OFDM он также может использовать и DSSS. Правда скорость на последней не поднимается выше 11 Мбит/с. Ратификация прошла в 2003 году. Стандарт использует 2.4 ГГц частотные каналы.

Принцип работы

Стандарт 802.11n

Новейший набор протоколов. Wi-Fi n пользуется коммерческой и бытовой популярностью, поддерживаясь практически на всех современных роутерах, модемах и прочей цифровой технике. Он задействует сразу два частотных диапазона: 2.4 и 5 ГГц.  Плюсом его использования является полная совместимость с протоколами IEEE 802.11a, IEEE 802.11b и IEEE 802.11g. Скорость передачи зависит от выбора частоты. При использовании 2.4 ГГц максимальные показатели составляют 150 Мбит/с, а при 5 ГГц – 600 Мбит/с.

Важно! Кроме описанных выше стандартов есть и дополнительные протоколы, использующиеся в некоторых сервисных функциях. К ним относятся: 802.11d, 802.11e, 802.11f, 802.11h, 802.11i, 802.11k, 802.11m, 802.11p, 802.11r и некоторые другие

Защитные интервалы

В настоящее время защитные интервалы Wi-Fi очень коротки и не позволяют справиться с межсимвольной интерференцией, которая часто возникает в средах с несколькими трактами прохождения сигнала, когда его задержка велика.

Внутри помещения, как правило, задержка не превышает 0,5 мкс, а вне помещения она достигает 3 мкс. Этого достаточно для появления интерференции, поскольку длина символа составляет 3,2 мкс (рис. 5).

Рис. 5. Использование более широких интервалов позволяет ослабить межсимвольную интерференцию при работе вне помещений, когда сигнал имеет множество путей прохождения

Одно из возможных решений — расширение защитного интервала при работе вне помещения. При этом увеличивается задержка сигнала.

Топ-10 лучших программ для работы с жестким диском 2019 года

Wi-Fi

Самый первый стандарт не имел никакого буквенного обозначения. Он появился на свет в 1996 году и использовался в течение примерно трех лет. Данные по воздуху при применении этого протокола скачивались со скоростью 1 Мбит/с. По современным меркам это чрезвычайно мало. Но давайте вспомним, что о выходе в «большой» интернет с портативных устройств тогда и речи не было. В те годы ещё даже WAP толком не был развит, интернет-странички в котором редко весили более 20 Кб.

В целом, преимущества новой технологии тогда никто не оценил. Стандарт использовался в строго специфических целях — для отладки оборудования, удаленной настройки компьютера и прочих премудростей. Рядовые пользователи в те времена о сотовом телефоне могли только мечтать, а слова «беспроводная передача данных» стали понятны им только спустя несколько лет.

Однако низкая популярность не помешала протоколу развиваться. Постепенно начали появляться девайсы, повышающие мощность модуля передачи данных. Скорость при той же версии Wi-Fi возросла вдвое — до 2 Мбит/с. Но было понятно, что это предел. Поэтому Wi-Fi Alliance (объединение из нескольких крупных компаний, созданное в 1999 году) пришлось разрабатывать новый стандарт, который обеспечивал бы более высокую пропускную способность.

Мастер отделочных работ / бригадир

Основные стандарты Wi-Fi

• 802.11 — принят в 1997 г. Диапазон 2,4 ГГц, скорость 1 или 2 Мбит/с, используется модуляция с прямым расширением спектра (DSSS).
• 802.11a — 1999 г. 5 ГГц, до 54 Мбит/с. Замена DSSS на модуляцию по методу ортогонального мультиплексирования с разделением частот (OFDM) позволило значительно повысить помехоустойчивость. С другой стороны, более высокие рабочие частоты определяют меньший радиус покрытия и большую зависимость от имеющихся преград.
• 802.11b — 1999 г. 2,4 ГГц, до 11 Мбит/с. Одобренный одновременно со стандартом 802.11a, этот протокол является результатом эволюционного развития базовой спецификации. Уже апробированные технологии позволили ему раньше воплотиться в рыночные предложения, а достаточно высокие скорости обмена — завоевать популярность у потребителей. Именно эта редакция стандарта изначально называлась Wi-Fi.
• 802.11g — 2003 г. 2,4 ГГц, до 54 Мбит/с. Преимущества технологии OFDM и разрешение Федеральной Комиссии по Коммуникациям (FCC) на ее использование в диапазоне 2,4 ГГц привели к разработке новой спецификации, в рамках которой были объединены лучшие решения предыдущих стандартов. Она обратно совместима с 802.11b, но имеет более высокую помехозащищенность и позволяет обмениваться данными со скоростью до 54 Мбит/с.
• 802.11y— 2008 г. 3,65 ГГц, до 54 Мбит/с. Развития не получил.
• 802.11n — 2009 г. 2,4 и 5 ГГц. Дальнейшее развитие спецификации 802.11g, обратно совместимо со всеми предыдущими стандартами. Реализованные в технологии OFDMMIMO пространственное мультиплексирование и многолучевое отражение позволяют одновременно передавать несколько потоков данных. При максимальной скорости однопотоковой передачи в 150 Мбит/с (1х1), технически возможно множество конфигураций антенного узла. В основном на рынке предлагаются 2х2 и 4х4 устройства, обеспечивающие в «чистом» режиме суммарную скорость обмена 300 и 600 Мбит/с соответственно. Следует иметь в виду, что интеграция в одной беспроводной сети устройств Wi-Fi из разных поколений, ведет к принудительному ограничению скорости на уровне самого медленного объекта.
• 802.11ac — 2014 г. 5 ГГц. Очередная эволюционная редакция стандарта. Помимо троекратно возросшей скорости обмена, технология MU-MIMO позволяет одновременно общаться с несколькими «партнерами» и способна поддерживать до 8 потоков. С учетом возможности увеличивать полосу пропускания до 160 МГц за счет объединения нескольких частотных каналов, теоретически достижимо значение в 7 Гбит/с. Выпускаемые в настоящий момент устройства с одно-, двух- и трехпотоковой антенной конфигурацией обеспечивают скорости передачи в 450, 900 и 1300 Мбит/с соответственно.

Wi-Fi

Стандарт беспроводной передачи данных Wi-Fi был создан специально для объединения нескольких компьютеров в единую локальную сеть. Обычные проводные сети требуют прокладки множества кабелей через стены, потолки и перегородки внутри помещений. Также имеются определенные ограничения на расположение устройств в пространстве. Беспроводные сети Wi-Fi лишены этих недостатков: можно добавлять компьютеры и прочие беспроводные устройства с минимальными физическими, временными и материальными затратами. Для передачи информации беспроводные устройства Wi-Fi используют радиоволны из спектра частот, определенных стандартом IEEE 802.11. Существует четыре разновидности стандарта Wi-Fi (табл. 4). 802.11n поддерживает работу сразу в двух частотных диапазонах одновременно на четыре антенны. Суммарная скорость передачи данных при этом достигается 150–600 Мбит/с.

Таблица 4. Разновидности стандарта Wi-Fi

Стандарт	802.11b	802.11g	802.11a	802.11n
Количество используемых неперекрывающихся радиоканалов	3	3	3	11
Частотный диапазон, ГГц	2,4	2,4	5	2,4/5
Максимальная скорость передачи данных в радиоканале, Мбит/с	11	54	54	150–600

Плюсы и минусы

Сформулируем некоторые ключевые особенности стандарта Wi-Fi. К его достоинствам относятся:

• высокая скорость передачи данных;
• компактность;
• большое разнообразие модулей под разные задачи;
• высокий уровень стандартизации и совместимость между устройствами Wi-Fi разных производителей;
• защита передаваемых данных.

Основные недостатки таковы:

• большое энергопотребление и невозможность работы в течение длительного времени от автономных источников питания;
• относительно высокая стоимость (по сравнению с Bluetooth и ZigBee).

Области применения

Характерные особенности стандарта Wi-Fi диктуют основные области его применения. Это:

• Автомобильная электроника. Модули Wi-Fi могут применяться в системах мониторинга автотранспорта и в бортовых автомобильных системах, поскольку тут практически отсутствуют ограничения по потреблению энергии.
• Системы удаленного управления и телеметрии. Модули Wi-Fi могут применяться наряду с модулями технологий Bluetooth, ZigBee, Short Range RF 434/868 МГц. Главные преимущества — высокая скорость передачи данных и высокий уровень стандартизации.
• Компьютерная и офисная техника. Построение компьютерных сетей для обмена большими потоками данных с высоким уровнем безопасности.

Все перечисленные применения в одинаковой мере актуальны для России и других стран с достаточным уровнем технического оснащения.

Устройства Wi-Fi

Одним из наиболее популярных в России производителей модулей Wi-Fi является тайваньская компания WIZnet. В линейке ее продукции присутствует четыре их основных разновидности (табл. 5). Модуль WIZ610wi  был одной из первых разработок компании. В нем имеется богатый функционал, предоставляемый встроенным стеком Wi-Fi высокого уровня с поддержкой командного интерфейса. Но модуль имел некоторые технические проблемы: очень высокое энергопотребление, сильный нагрев во время работы и большое время загрузки после включения питания. Большинство этих проблем было устранено в модуле WIZ620wi , который, по сути, представляет собой улучшенную и усовершенствованную версию модуля WIZ610wi. Кроме того, WIZ620wi стал поддерживать Wi-Fi 802.11n (2,4 ГГц), на что не был способен его предшественник.

Таблица 5. Модули компании WIZnet

Модуль	Описание	Режимы	Фото
Wiz610wi	IEEE 802.11b/g 20 дБм; штырьковый разъем.	Serial–Wi-Fi; точка доступа; узел беспроводной сети; шлюз.
Wiz620wi	Доработанный и улучшенный аналог WIZ610wi. Не pin-to-pin.	Serial–Wi-Fi; точка доступа; узел беспроводной сети; шлюз.
WizFi210	IEEE 802.11b/g 8 дБм; под пайку.	Только Serial–Wi-Fi.
WizFi220	Pin-to-pin аналог WizFi210, но с увеличенной мощностью (до 17 дБм).	Только Serial–Wi-Fi.

Модуль WizFi210  — самый новый и самый перспективный в линейке. Функционал его ограничен только поддержкой режима работы Serial–Wi-Fi, благодаря чему удалось значительно снизить энергопотребление устройства. Добавлены режимы пониженного энергопотребления (в режиме Standby всего 5 мкА). По этим показателям модуль приближается к некоторым разновидностям модулей Bluetooth и даже ZigBee. Это еще один пример попытки нескольких беспроводных стандартов Short Range RF вступить в конкуренцию.

Модуль WizFi220 — полный аналог модуля WizFi210, но с увеличенной выходной мощностью. Дальность связи может достигать нескольких сотен метров, что позволит ему в ряде случаев конкурировать с модулями, поддерживающими радиосвязь в частотных диапазонах 434/868 МГц и с Bluetooth-модулем WT41 компании Bluegiga (табл. 3).