Стандарт Wi-Fi 802.11ac (Wi-Fi 5) – что это и для чего он нужен?

Для того, чтобы окунуться в мир «WiFi ac», нужно отмотать немного ранее и посмотреть, что было до этого. Wi-Fi работает на стандарте 802.11. Передача данных происходит с помощью радиоволн. До 2012 года самым популярным стандартом был 802.11n. Это на данный момент один из самых быстрых стандартов частоты 2.4 ГГц. Именно на ней работают почти все домашние маршрутизаторы.

Введение

КАК СЕЙЧАС НАЗЫВАЮТ СТАНДАРТЫ? Чтобы упростить жизнь обычным пользователям, Wi-Fi Alliance с 2018 года ввела простые цифровые названия. 802.11n теперь называется Wi-Fi 4, а 802.11ac – Wi-Fi 5. Это как версии программ: чем выше цифра, тем современнее и быстрее стандарт. Современные роутеры и телефоны в характеристиках пишут именно эти версии, поэтому проще ориентироваться на них.

Разработка более быстрого стандарта – чем 802.11b и g шла полным ходом с 2002 года. По планам 802.11n должен был выйти в 2009 году. Но вышел чуть раньше – в 2007 году. Сразу на полках можно было увидеть новые роутеры с более быстрой беспроводной сетью. Скорость могла достигать до 300 Мбит в секунду. Да и в России даже такого быстрого интернета тогда не было.

ВАЖНОЕ УТОЧНЕНИЕ ПРО ДАТЫ! Здесь в статье небольшая путаница в датах, которую я хочу прояснить. Первые устройства на черновике стандарта (Draft 2.0) действительно появились в продаже в 2007 году, что и отмечено в тексте. Но официально IEEE (институт инженеров электротехники и электроники) утвердил 802.11n как полноценный стандарт только 11 сентября 2009 года, на два года позже первой волны устройств. Это частая ситуация в мире Wi-Fi: железо появляется раньше, чем документы, потому что производителям не терпится внедрить новые технологии. То, что вы указали про 2007 год – верно для первых устройств на черновой версии.

Разработчики и инженеры сразу начали думать, о производстве нового стандарта, который смог бы в теории передавать информацию со скорость до 1.3 Гбит в секунду. Для этого «разрабы» пошли дальше, они решили увеличить частоту радиоволн в два раза с 2.4 ГГц до 5 ГГц. Именно на такой частоте и работает стандарт 802.11ac. Сроки были объявлены, и дата выхода была запланирована на 2013 год. Но, как и в прошлый раз модули с такой большой скоростью передачи вышли раньше на 2 года и в 2011 году был представлен первый прототип. Первый же роутер вышел в 2012 году.

НЮАНС ПРО 5 ГГц В 802.11n Кстати, важно понимать, что инженеры не ограничивались только переходом на 5 ГГц в 802.11ac. Стандарт 802.11n, о котором вы рассказывали выше, тоже умеет работать на частоте 5 ГГц. Просто большинство производителей выпускали дешевые роутеры только с одним диапазоном – 2.4 ГГц. А полноценные двухдиапазонные 802.11n устройства (которые могут работать на 2.4 ГГц и на 5 ГГц) были достаточно дорогими и редкими. Именно 802.11ac сделал частоту 5 ГГц доступной и массовой.

Более подробно про новый стандарт

После выхода стандарта, сразу же на прилавках начали появляться роутеры с поддержкой 802.11ac класса. Единственным минусом – было отсутствие поддержки прошлого – «N» класса. Дело в том, что ранее все прошлые: B, G и последний N работали исключительно на частоте 2.4 гигагерца. Нововведение увеличило частоту передачи данных в два раза. Стандарт 2.4 и 5 ГГц не совместимы. Поэтому все подобные роутеры выпускаются с двумя передатчиками.

То есть у аппарата одновременно работает две сеты на разных частотах. При этом каждой такой сети можно отвести разные настройки. После конфликта совместимости, было решено усовершенствовать стандарт 802.11N, который даже не проявил себя в полной мере. Теперь есть устройства, который могут работать с «N» устройствами на частоте 5 ГГц.

Самый главный плюс АС в том, что скорость передачи почти в 2-3 раза выше прошлого стандарта. На сегодняшний день, инженеры разогнали 802.11N – до 600 Мбит в секунду за счет использования дополнительных каналов. То есть передачи идёт сразу в 4 канала по 150 Мбит в секунду. Правда это может ухудшить передачу в густонаселенных квартирах, если все каналы будут заняты и другими соседскими роутерами.

Плюсы и минусы

«Пятёрка» может – минимум работать в два раза быстрее. А если увеличить количество задействованных каналов, то скорость может вырасти до 6 Гбит. Но тут сразу же встаёт вопрос в усилении сигнала. Как, наверное, многие помнят из школьной физики – при увеличении частоты волны, она быстрее затухает. 2.4 ГГц имеет хорошее преимущество – больший радиус действия. Также от обычных препятствий волна 5 ГГц затухает ещё быстрее.

Для улучшения сигнала и скорости в маршрутизаторе должны стоять более мощные антенны. Для предприятий и офисов используют направленные активные антенны. У более старого стандарта также есть свои недостатки. На частоте 2.4 ГГц работает очень много устройств: телефоны, мобильная связь, рации, микроволновые печи, телевидение и т.д.

Из-за этого в крупных городах в подобном диапазоне может возникать помехи. Поэтому может портиться связь, скорость интернета падает, начинаются лаги и прерывания. Также на «N» вай-фае имеется всего 13 каналов. В США используется всего 11, так как по законодательству нельзя использоваться 12 и 13 канал. Но так как мы в основном используем аппарат западного производства, то нам приходится использовать всего 11 каналов. У нового стандарта будет каналы шириной – 20, 40 и 60 мГц. Если задействовать каждый диапазон, то скорость может вырасти в несколько раз.

Если жить в крупном городе в многоквартирном доме, то можно столкнуться с проблемой «забитого канала». Соседских маршрутизаторов будет настолько много, что все каналы будут забиты. «AC» спасает от этого, так как у него существует от 34 до 180 канальчиков. Да и устройств с поддержкой подобной частоты сейчас не так много.

НЕМНОГО О ШИРИНЕ КАНАЛА В статье упомянуты ширины 20, 40 и 60 МГц. Уточню: в реальности стандарт 802.11ac использует ширины 20, 40, 80 и опционально 160 МГц. Это одна из главных причин высокой скорости – широкий канал как широкая труба, по которой может пройти больше данных. Причем 160 МГц чаще встречаются в более дорогих роутерах и ноутбуках. Однако учтите: чем шире канал, тем больше он подвержен помехам от соседних сетей. Поэтому роутер часто сам подбирает оптимальную ширину, особенно в многоквартирных домах.

Зная проблему быстрого затухания более высокочастотной волны, инженеры придумали «Бимформинг» — это технология позволяет точечно направлять сигнал, усиливая его в нужном направлении. То есть аппарат сам будет находить приёмник и отправлять луч волны точечно.

КАК РАБОТАЕТ БИМФОРМИНГ НА САМОМ ДЕЛЕ Многие представляют «луч» как лазерную указку, но это не совсем так. Технология Beamforming (или «формирование луча») действительно позволяет роутеру умнее распределять мощность сигнала в сторону ваших устройств, а не рассеивать его равномерно по всей квартире. Однако 802.11ac стандартизировал так называемый «явный» (explicit) бимформинг, при котором роутер и ваш ноутбук или телефон «договариваются» о том, как лучше направить сигнал. Это улучшает покрытие и скорость на дальних расстояниях. Но не ждите чуда: стены и перекрытия он не пробьет, это физика.

Помимо этого, в тот же период развивался стандарт 802.11AD. К сожалению, но его не будут использовать в маршрутизаторах, так как диапазон действия у него меньше, чем у «AC» почти в два раза. Его чаще используют в пределах одной комнаты на расстоянии до 10 метров. Таким образом можно быстро передавать информацию между двумя компьютерами, ноутбуками, телефонами. Скорость при это начинается от 7 Гбит в секунду.

ЧТО СТАЛО С 802.11ad СЕЙЧАС? Вы правы, массового распространения в домашних маршрутизаторах 802.11ad (WiGig) не получил. Его наследник, стандарт 802.11ay, утвержденный в 2021 году, теоретически разгоняется до 40 Гбит/с, но используется крайне редко. Основная проблема – 60 ГГц почти не проходят сквозь стены. Этот стандарт нашел применение в VR-гарнитурах для беспроводного подключения к мощному компьютеру в той же комнате или в корпоративных решениях для быстрой синхронизации данных. Для обычного домашнего интернета он так и не прижился – людям удобнее, чтобы Wi-Fi работал во всей квартире, а не только на виду у роутера.

Нужно ли использовать AC?

В этой главе мы поговорим, об использовании этого стандарта в домашних условиях. Как вы, наверное, уже поняли, главной «Ахиллесовой пятой» является диапазон. Для небольшой квартиры его вполне хватит, но вот в большом загородном доме придётся ставить повторители. Могу привести яркий пример использования.

Сейчас очень популярно покупать 4К телевизоры с Wi-Fi модулем. Очень много пользователей жалуются, что при просмотре фильмов через интернет, на телевизоре постоянно зависает картинка. Всё это связано с конфликтом маршрутизаторов на одном канале, частоты 2.4 ГГц. Чтобы увеличить скорость в локальной сети и уменьшить помехи, просто садим «телик» на «Пятёрку».

РАЗБЕРЕМ НА ПРИМЕРЕ С ТЕЛЕВИЗОРОМ Представьте: вы живете в многоквартирном доме, и у каждого из 30 соседей включен свой роутер на 2.4 ГГц. Это как 30 человек, которые одновременно пытаются говорить в одной комнате. Вы слышите шум, но разобрать слова сложно. Ваш телевизор и роутер пытаются «договориться», но вокруг столько помех, что пакеты данных теряются, видео зависает и тормозит. Переход на 5 ГГц освобождает вас от этого гама – каналов там гораздо больше, и соседей с таким же оборудованием пока меньше. В этом и есть главное преимущество 802.11ac для жителя многоэтажки.

Многие пользователи, покупая подобные роутеры, очень сильно заблуждаются. Видя на коробке наклейку со скоростью в 1,4 Гбит, они сразу подразумевают скорость интернета. Нужно понимать, что данная скорость может существовать только в пределах роутера внутри квартиры или дома в локальной сети.

Если у вас подключен интернет на 50 Мбит в секунду, то выше он не станет. Также нужно учитывать скорость входного порта на маршрутизаторе. Есть много дешёвых моделей, на которых стоит входной порт на 100 Мбит в секунду. Как вы, наверное, уже поняли, подключив туда интернет хоть на 20 Гбит – выше 100 Мбит в локальной сети он не будет.

ГЛАВНАЯ ЛОВУШКА ПРИ ВЫБОРЕ РОУТЕРА Многие попадаются на уловку маркетологов, когда видят на коробке роутера надпись «AC1200» или «AC1750». На самом деле эта цифра (1200 или 1750) – сумма максимальных теоретических скоростей на двух диапазонах (например, 300 Мбит/с на 2.4 ГГц + 867 Мбит/с на 5 ГГц = 1167 Мбит/с, что округляют до 1200). По одному устройству вы никогда не получите эту скорость, потому что оно подключается либо к 2.4 ГГц, либо к 5 ГГц. Не говоря уже о том, что реальная скорость всегда ниже теоретической. Поэтому не гонитесь за огромными цифрами на коробке, смотрите на реальную скорость вашего интернет-тарифа.

Все современные роутеры имеют поддержку сразу двух диапазонов, поэтому не придётся выбирать между двумя стандартами. Построение беспроводных сетей происходит в разрозненном виде – то есть отдельно 2.4 и отдельно 5 ГГц. Но есть устройства при совместном использовании сразу двух стандартов «N» и «AC». Если вы уже задумываетесь приобрести маршрутизаторы с подобными диапазонами – то можете посмотреть мою подборку подобных интернет-центров тут.

YouTube

Часто задаваемые вопросы

Что лучше для домашнего использования – Wi-Fi 5 (802.11ac) или Wi-Fi 6 (802.11ax)?

На текущий момент Wi-Fi 6 (802.11ax) – это актуальный стандарт, который постепенно вытесняет 802.11ac. Wi-Fi 6 работает не только на 5 ГГц, но и на 2.4 ГГц, обеспечивая более высокую скорость и лучшую работу в условиях помех (например, в многоквартирном доме). Если у вас много устройств (смартфоны, ноутбуки, телевизоры, умный дом) – Wi-Fi 6 будет справляться с ними гораздо лучше благодаря технологии MU-MIMO и OFDMA. Однако если бюджет ограничен, а устройств в семье 3-4, то роутер с поддержкой Wi-Fi 5 (802.11ac) и частотой 5 ГГц будет отличным и более доступным выбором. Тем более что далеко не у всех провайдеров есть тарифы выше 500 Мбит/с, чтобы почувствовать разницу.

 

Что такое MU-MIMO и почему это важно для 802.11ac?

MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output) – это технология, которая появилась во второй волне (Wave 2) стандарта 802.11ac. Если упрощенно: обычный роутер (SU-MIMO) может общаться только с одним устройством одновременно, очень быстро переключаясь между ними. Когда у вас включено 10 устройств, они выстраиваются в очередь и ждут своей микросекунды. MU-MIMO позволяет роутеру отправлять данные сразу нескольким устройствам параллельно. Это уменьшает задержки и повышает общую производительность сети, особенно в семьях, где одновременно смотрят YouTube, играют в игры и листают ленту соцсетей. При выборе роутера смотрите на наличие поддержки MU-MIMO – это будет весомый плюс.

 

Как узнать, поддерживает ли мой ноутбук или телефон 802.11ac?

Самый простой способ – зайти в характеристики устройства. Для ноутбуков на Windows: откройте «Диспетчер устройств», найдите раздел «Сетевые адаптеры». Если в названии адаптера есть «802.11ac», «Wi-Fi 5» или «Dual Band», значит поддерживает. На телефонах: в характеристиках модели обычно указано «Wi-Fi: 802.11 a/b/g/n/ac» или просто «Wi-Fi 5». Также можно посмотреть год выпуска: большинство устройств, выпущенных после 2014-2015 года, уже имеют поддержку ac. Более подробно разбираться в том, как отличить разные стандарты Wi-Fi, мы уже рассказывали.

 

Можно ли использовать старый роутер с 802.11n в качестве повторителя для нового 802.11ac?

Технически – да, если ваш старый роутер поддерживает режим репитера (повторителя). Но есть важный нюанс: такой повторитель будет работать на частоте 2.4 ГГц и со скоростью 802.11n, режа вашу современную сеть. Лучше или купить специальный Mesh-адаптер, или использовать старый роутер только в качестве точки доступа, подключив его к новому по кабелю. Тогда вы не потеряете в скорости.

 

Почему на 5 ГГц скорость ниже, чем я ожидал, и падает при удалении от роутера?

Вы сами ответили на свой вопрос. Как мы уже говорили в статье, волны 5 ГГц имеют гораздо меньшую проникающую способность, чем 2.4 ГГц. Одна бетонная стена может «съесть» до 50-70% мощности сигнала 5 ГГц. Именно поэтому для стабильной работы на 5 ГГц роутер желательно устанавливать в той же комнате, где вы находитесь. Для удаленных комнат лучше использовать сеть 2.4 ГГц или подключаться по кабелю. Не ждите от 5 ГГц чуда через три железобетонные стены – для этого физика волн слишком слаба. Кстати, именно поэтому современные роутеры используют «умное переключение» (Band Steering), автоматически отправляя устройства на 2.4 ГГц, когда сигнал 5 ГГц становится слишком слабым.

 

Когда стандарт 802.11ac окончательно устареет?

Официально Wi-Fi Alliance называет 802.11ac «Wi-Fi 5», а современный 802.11ax – «Wi-Fi 6». Wi-Fi 5 уже не является передовым, но массово выходить из употребления начнет, когда производители перестанут выпускать устройства с его поддержкой. На текущий момент новые ноутбуки и флагманские телефоны уже оснащаются Wi-Fi 6 и даже Wi-Fi 7 (802.11be). Однако для большинства задач (браузинг, YouTube, Zoom) возможностей 802.11ac все еще достаточно. Я бы сказал, что 802.11ac – это «рабочая лошадка» сегодняшнего дня, а Wi-Fi 6 и 7 – задел на будущее. Если покупаете роутер на 3-5 лет вперед – лучше смотреть в сторону Wi-Fi 6 (802.11ax) хотя бы начального уровня.