802.11n: самый быстрый WiFi

АрхивСтатьи

Институт инженеров электроники и электротехники ратифицировал окончательную версию стандарта беспроводной связи WiFi 802.11n. Сказать, что процесс принятия спецификаций затянулся – не сказать ничего. Почему так произошло? И что принесёт нам "полноценный" 802.11n?

Немного истории

14 сентября Институт инженеров электроники и электротехники (IEEE) наконец-то утвердил окончательную версию стандарта беспроводной связи WiFi 802.11n. Сказать, что процесс принятия спецификаций затянулся – не сказать ничего: устройства с поддержкой первой предварительной версии стандарта можно было купить ещё в конце 2006 года, но работали они не очень стабильно. Распространение получили устройства, поддерживающие вторую предварительную версию стандарта (draft 2.0), избавленную от большинства "детских болезней". В продаже они встречаются уже около двух лет, и на обилие проблем с беспроводной связью их обладатели не жалуются: работают – и работают. Причём довольно быстро и стабильно.

Чем новая версия любимого всеми "вайфая" лучше старой? Максимальная теоретическая скорость для стандарта 802.11b – 11 Мбит/с при частоте полосы 2,4 ГГц, для 802.11a – 54 Мбит/с при 5 ГГц, а для 802.11g – тоже 54 Мбит/с, но при 2,4 ГГц. У 802.11n частота полосы варьируется и может составлять как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц, а предельная скорость достигает поражающих воображение 600 Мбит/с. Разумеется, в теории. На практике из 802.11n удается выжать "более приземлённые", но всё же впечатляющие 150 Мбит/с. Отметим также, что благодаря поддержке обоих частотных диапазонов достигается обратная совместимость и с 802.11a, и с 802.11b/g.

Улучшить скоростные показатели позволили несколько технологий. Во-первых, MIMO (Multiple Input Multiple Output), суть которой в оснащении устройств сразу несколькими передатчиками, работающими на одной частоте, и разделении потоков данных между ними. Во-вторых, разработчики задействовали технологию, позволяющую использовать не один, а два частотных канала шириной 20 MГц каждый. При необходимости они работают либо по отдельности, либо вместе, сливаясь в один широкий 40-мегагерцовый канал. Кроме того, в IEEE 802.11n применяется схема модуляции OFDM (ортогональное частотное мультиплексирование) – благодаря ей (если конкретно, то благодаря использованию 52 поднесущих, из которых 48 предназначаются непосредственно для передачи данных, а 4 – для пилотных сигналов) скорость передачи данных по одному пространственному потоку может достигать 65 Мбит/с. Всего таких потоков может быть от одного до четырёх в каждом из направлений.

Значительно улучшилась и ситуация с зонами покрытия и стабильностью приема. Помните известную пословицу "Одна голова - хорошо, а две - лучше"? Так вот, здесь действует тот же принцип: передатчиков теперь несколько, антенн тоже, а значит, и ловить сеть всё это хозяйство будет лучше – оказаться вне зоны точки доступа, расположенной на соседнем этаже, скорее всего уже не получится.

Ситуация в России

Осенью Научно-исследовательский институт радио (НИИР) подготовит нормы применения аппаратуры для эксплуатации в России беспроводного стандарта связи 802.11n. Сейчас поддерживающее его оборудование допустимо использовать только в интранет-сетях, а после принятия НПА его будет возможно использовать и в сетях общего пользования.

По мнению Дмитрия Ларюшина, директора по технической политике компании Intel в России, утверждение стандарта институтом IEEE безусловно сыграет положительную роль в разработке и внедрении регуляторных правил в Российской Федерации, что откроет дорогу для импорта и использования оборудования 802.11n в нашей стране. Стоит отметить, что протокол 11n в версии D2.0 поддерживается WiFi-продуктами компании Intel начиная с 2007 года, но, соблюдая принятые в России правила ввоза и использования радиоэлектронных средств, опцию 11n приходилось отключать. Начиная со следующего года, при условии положительного решения ГКРЧ и внедрении НПА на данную технологию, на российский рынок будут поставляться продукты Intel c поддержкой WiFi 11n в окончательной редакции стандарта.

Далеко не все производители оборудования придерживаются буквы закона: некоторые компании уже давно поставляют в Россию сетевое оборудование, поддерживающее стандарт 802.11n. Ничто не мешает производителям продавать на российском рынке ноутбуки, оборудованные WiFi-модулями с поддержкой 802.11n, которые выпущены "Интелом".

Мнение производителей оборудования

Мы задали несколько вопросов представителям компаний Cisco, ZyXEL и Netgear. Предлагаем вниманию читателей получившееся "интервью".

1. Как вы считаете, не затянули ли с принятием 802.11n в качестве стандарта и не пора ли внедрять его? Хватает ли скоростей, обеспечиваемых 802.11n "для всего"?

Андрей Харитонов, Cisco Systems: "802.11n является наиболее скоростным стандартом сетей малого радиуса действия (SRD - short range devices) и способен обеспечить пропускную способность в 300 Мбит/с в радиоканале (без использования MIMO). С появлением первых промышленных точек доступа (кстати, это была Cisco Air 1252, которая используется для проведения тестов на совместимость в рамках WiFi alliance), сети стандарта 11n draft 2.0 получили быстрое распространение в странах Западной Европы и США. При этом никого не смущала формулировка "draft", т.к. предполагалось обеспечение обратной совместимости между точками и клиентскими устройствами.

В России ситуация обстоит иначе, так как до сих пор отсутствуют НПА (нормативно-правовой акт) на технологию 802.11n. Поэтому эта технология получила малое распространение, так как оборудование ввозилось и использовалось нелегально. Тем не менее огромный потенциал технологии и используемые инновационные решения (MIMO, уплотнение пакетов, управление диаграммой направленности точки доступа) позволяют с уверенностью смотреть на перспективы технологии в России. Возможности сетей WiFi позволяют перекрыть возможности проводных сетей Fast Ethernet с одной стороны и предоставить гибкость, масштабируемость, мобильность и удобство пользования для потребителя с другой. Сети SRD очень перспективны с точки зрения дальнейшего развития, так как только микро- и пикосети способны обеспечить высокую пропускную способность, ёмкость сети и реализовать функции эстафетной передачи и мобильности, присущие макросотовым беспроводным сетям (UMTS и WiMAX)".

Дмитрий Танюхин, глава представительства NETGEAR в России: "Да, действительно, процесс официального принятия стандарта N длился достаточно долго, но это не останавливало разработки устройств стандарта N-draft, которые фактически отличаются от только что принятого N лишь названием.

Сегодня NETGEAR выпускает линейки устройств, обеспечивающих или поддерживающих высокоскоростную передачу данных со скоростью, соответствующей стандарту N, начиная от маршрутизаторов, WiFi-адаптеров, точек доступа, и заканчивая мультимедийными плеерами. На сегодняшний день наше товарное предложение для российского рынка содержит 32 устройства N-стандарта.

Разумеется, все будут стремиться к новому стандарту, но на сегодняшний день ещё далеко не все сетевые инфраструктуры готовы принимать устройства даже с N стандартом, и наша задача активно предлагать российским потребителям эти новые устройства с более высокой скоростью передачи данных. Поэтом говорить о стандарте–наследнике, на мой взгляд, пока преждевременно".

Павел Кобыльчак, менеджер по продукции компании ZyXEL: "Финализация стандарта n, конечно же, затянулась. Этого не могли не заметить ни в IEEE, ни чипмейкеры, ни вендоры, ни конечные пользователи. Наследника n внедрять пока рано, за банальным отсутствием такого. Степень готовности и глубина проникновения в массы у Draft-N на несколько лет опережают потенциальных последователей стандарта.

Однако "для всего" нового стандарта не хватает уже сейчас. В настоящее время ситуация такова, что практический рекорд скорости для n — порядка 125 Мбит/с, да и то в "тепличных" условиях. А именно – в прямой видимости, на расстоянии нескольких метров, в отсутствии помех, других работающих поблизости передатчиков этого же диапазона, в правильно подобранной паре оборудования "точка доступа – адаптер". Если внести поправки, которые дает реальность, в частности, переместить адаптер в соседнюю комнату, скорость в может упасть в разы. Другие факторы могут уменьшить её до 15-20 Мбит/с.

При таких скоростях станет не очень комфортной перекачка больших объёмов информации по локальной сети, а также станет невозможной передача HD-видео. А за FullHD-видео — будущее, в чем сейчас уже практически никто не сомневается. Но нужно четко понимать, что скорости n хватает для большинства типовых применений — высокоскоростного серфинга в Интернете, просмотра потокового видео или DVD по локальной сети, копирования увесистых файлов и т.д. В этом ключе у нового стандарта имеется даже некоторый запас на будущее".

2. Почему, по-вашему мнению, принятие 802.11n так затянулось?

Мнения наших спикеров по этому вопросу совпадают практически полностью: затянувшаяся задержка в принятии 802.11n, первые спецификации которого появились в 2002 году, связана в основном с конкуренцией и разногласиями компаний Atheros и Broadcom относительно характеристик технологии. Когда спорные моменты были урегулированы, а все технологические доработки были внесены, IEEE приняла года решение сертифицировать устройства по стандарту "Draft 2.0 802.11n", то есть предварительной "черновой" второй версии. Произошло это в марте 2007 года.

3. Что изменится с введением 802.11n, ведь многие уже используют устройства с draft-версией 802.11n и вполне довольны жизнью?

По словам Дмитрия Танюхина (NETGEAR), изменится надпись на упаковке, плюс будут сняты некоторые бюрократические барьеры для реализации продукции. Для тех, кто уже использует устройства draft-n, ничего принципиально не изменится. Андрей Харитонов (Cisco Systems) сообщил, что все современное оборудование компании, поддерживающее draft-n, совместимо с полноценной версией стандарта и не потребует обновления ПО.

А Павел Кобыльчак (ZyXEL) предполагает, что улучшится совместимость между оборудованием от различных вендоров, а также скоростные показатели (это по большей части касается "нижних" показателей — в неудачно подобранных парах оборудования). В Draft-оборудовании многие производители практиковали собственные ни с кем не согласованные решения, не особо заботясь о совместимости, в результате чего больше всех страдал конечный пользователь. В том числе по этой причине ZyXEL в свое время не бросилась в волну сырого n’а, заняв вместо этого выжидательную позицию. По прошествии достаточно большого количества времени — когда получат распространение "финальные" чипсеты и основными игроками рыка будет доработано микропрограммное обеспечение, станет возможным значительное улучшение ситуации для конечного потребителя. Текущая же ситуация, по мнению компании, лишь с натягом могла быть названа удовлетворительной. Принятие стандарта 802.11n послужит причиной для утверждения необходимой нормативно-технической документации в России и странах СНГ. Это позволит поставить ввоз оборудования с поддержкой 802.11n "на поток" и исключить неизбежные ранее формальности.

4. Что будет дальше? С вашей точки зрения - когда пройдут времена 802.11n?

Андрей Харитонов (Cisco Systems): "Если проследить динамику развития стандартов 802.11 a\b\g и аппроксимировать её на стандарт 802.11n, можно говорить о 5-7 летней перспективе данного стандарта. Сейчас мы находимся на этапе, когда 11n только приходит на российский рынок. Технология, безусловно, испытывает определенное давление со стороны операторских беспроводных широкополосных сетей. Тем не менее, можно выделить несколько аргументов "За 802.11n" :

• низкая стоимость оборудования;
• нелицензируемое использование WiFi внутри помещений;
• широкое распространение клиентских устройств, в т.ч. и с использованием технологии 802.11n;
• безопасность с использованием современных алгоритмов (WPA2), помехозащищенность и отказоустойчивость;
• обратная совместимость с 802.11 a\b\g устройствами.

Ожидать больших коммерческих сетей не стоит, т.к. целевой сегмент WiFi - это корпоративные и домашние сети. Тем не менее, появление определенной доли (10-30% от общей массы хот-спотов) бесплатных или условно-бесплатных 11n хот-спотов также ожидаема".

Дмитрий Танюхин (NETGEAR): "Прогресс в IT идёт семимильными шагами, поэтому считаю, что в ближайшие годы повторится история с переходом со стандарта G на стандарт N. Появится новый стандарт беспроводной передачи данных, обеспечивающий ещё большую скорость и радиус покрытия сигналом. Появятся новые устройства на базе нового стандарта, который затем вытеснит стандарт N. Но пока об этом говорить рано".

Павел Кобыльчак (ZyXEL): "Если смотреть на жизненные циклы Bluetooth и предыдущие стандарты 802.11*, а также принять во внимание факт отсутствия стандарта-последователя хоть в какой-то из приемлемых стадий готовности, времена n только начались, и он будет актуален как минимум ещё 3-5 лет. Так что о преемнике стандарта IEEE 802.11n можно будет всерьёз говорить лишь по прошествии нескольких лет".