Что нужно знать про Wi-Fi - настоящее и будущее необходимой технологии

Что из себя представляет Wi-Fi? В чем разница между стандартами a/b/g/n/ac, какой потенциал у технологии и почему Wi-Fi может окончательно избавить нас от проводов — ответы в статье

В одной из наших предыдущих статей мы рассматривали беспроводные возможности передачи цифровых данных и голоса смартфонов. А сегодня я хотел бы более подробно остановиться на Wi-Fi сетях. Ведь без них уже сложно представить современны мир. Хоть и сотовая связь остается основным способом коммуникации, но из года в год неуклонно растет количество Wi-Fi устройств и сетей. В доказательство немного статистики:

• к 2017 году 60% процентов трафика в сетях мобильных операторов будет проходить через Wi-Fi;
• на сегодня количество публичных точек доступа к беспроводной сети достигает 10 миллионов;
• в 2015 году по всему миру продано 1,43 миллиарда смартфонов, 99% из которых имеют возможность Wi-Fi подключения;
• Wi-Fi сети присутствуют в 25% всех домохозяйств.

Давайте немного коснемся истории этого вида беспроводных сетей. За рождение которых мы должны быть благодарны австралийскому ученому Джону О'Салливану — было это в 1996 году. В 1997 сформирован первый стандарт беспроводной связи IEEE 802.11, который мог обеспечить передачу данных до 2 Мб/с. В 1999 представили протокол 802.11b. Скорость повысилась до 11 Мб/с и это было началом возрастающей популярности этого вида беспроводной связи. Также в этом году она получила свое привычное для нас название - Wi-Fi. Это заслуга организации Wi-Fi Alliance, которая была создана в этом же году. Название Wi-Fi является их зарегистрированной торговой маркой. А означает оно Wireless Fidelity, что с английского переводится как «беспроводная точность», своеобразная игра слов по аналогии с Hi-Fi. В 2003 появился стандарт 802.11g. Wi-Fi связь стала быстрее (54 Мб/с) и дальнобойнее. Тогда началось массовое распространение приватных и публичных точек доступа. Спустя 6 лет стандартизировали протокол 802.11n. Он привнес собой скорость передачи данных до 600 Мб/с, технологию MIMO и Multiple Spatial Streams (поговорим о них чуть позже), новую частоту работы 5 ГГц. Но самый продвинутый на сегодня стандарт 802.11ac был сформирован и представлен в 2014 году (хотя разработан он был раньше). И о том, чем же он так хорош, поподробнее:

1. Модернизированная технология Multiple Spatial Streams (множественные пространственные потоки), а именно возросло количество возможных одновременных потоков передачи данных до 8, против 4 в 802.11n. Правда, чтобы максимально задействовать эту возможность, у Wi-Fi роутера должно быть 8 антенн, по одной на поток.

   

2. Возможность объединять каналы с пропускной способностью 80 и 160 МГц. Оптимизированная модуляция - уменьшает влияние на скорость расстояния между приемником и передатчиком беспроводного сигнала.
3. Технология MU-MIMO (multi user-multiple input multiple output) – позволяет разнести передачу и прием информации по разным антеннам, отдельными потоками. И если стандарт 802.11n предусматривал такую возможность только для одного пользователя (Singl User-MIMO), то 802.11ac позволяет это делать для нескольких.

   

4. Beamforming – формирование направленных потоков, а не просто распространение радиосигнала по окружности. Технология позволяет более эффективно использовать полосу пропускания.

   

5. Использование исключительно частоты 5ГГц, которая пока еще не «замусоренная» радиоизлучениями других приборов, в отличии от 2.4 ГГц. Но также обеспечивается совместимость с устройствами, работающими на старой частоте. Все эти особенности позволяют увеличить скорость передачи данных до теоретических 7 Гб/с, при этом повысить надежность и качество передачи сигнала.

В мобильных устройствах в большинстве случаев Wi-Fi представлен отдельным модулем, производства Broadcom, Qualcomm, MediaTek и еще несколько других. Последним новшеством является выпуск SoC с интегрированными чипами Wi-Fi (например, MediaTek Helio X20). Это делается для повышения энергоэффективности и производительности. Относительно поддержки 802.11ac стоит сказать, что уже в 2013 году производители смартфонов начали реализовывать ее в своих флагманских аппаратах. Первопроходцем был HTC One (M7), представленный в феврале 2013. А первые чипы 802.11ac производили Broadcom и Qualcomm.

Теперь давайте разберемся, какие возможности дает чип Wi-Fi смартфону:

1. Банальный доступ к сети интернет – просто, быстро и удобно, а по сравнению с сотовой связью еще и энергоэффективнее. Особенно учитывая растущее количество бесплатных публичных точек доступа. Более того, еще в 2012 году был разработан стандарт Wi-Fi Passpoint, который подразумевает возможность переключения между сотовыми и публичными беспроводными сетями в автоматическом режиме без дополнительной авторизации.

   

   На данный момент эта технология внедряется по всему миру. Придет время и Wi-Fi сети вытеснят сотовые из городов.
2. Коммуникация – голосовые и текстовые сообщения с помощью всевозможных коммуникаторов (Skype, Viber, WhatsApp и другие). Тут главный плюс в том, что при наличии доступа к сети интернет по Wi-Fi общение становится бесплатным.
3. Обмен файлами, игры по сети без доступа к интернет – все – это возможно, если устройства находятся в одной беспроводной сети. А технология Wi-Fi Direct позволяет реализовать связь напрямую между смартфонами (фотоаппаратами, телевизорами и т.д.), без точки доступа.
4. Передача изображения – транслируйте медиаконтент со своего мобильного или планшета на экран телевизора, монитора, проектора. Эта возможность появилась благодаря технологии Miracast. Она базируется на Wi-Fi Direct и позволяет транслировать видео разрешением до 1080p (H.264 codec) и 5.1 объемный звук. Как по мне, технология нуждается в обновлении, так как на сегодня есть проблемы со совместимостью устройств, да и медиаконтент переходит в более высокие разрешения. Аналоги Miracast есть у Apple (AirPlay) и Intel (Wi-Di), но у них сильно ограничено количество поддерживаемых устройств.
5. Управление. Бытовыми приборами, фото и видеокамерами, компьютерами, телевизорами, освещением и многим другим можно управлять с помощью смартфона. В сети есть куча софта для реализации этой возможности. Имея внутреннюю Wi-Fi сеть и устройства с поддержкой беспроводной связи, можно создать по-настоящему «умный дом».

А теперь давайте заглянем в будущее Wi-Fi связи, которое практически уже стало реальностью.

Wi-Fi 802.11ad или WiGig – уже существующий стандарт, но пока массово не применяется. Эта беспроводная связь работает на частоте 60 ГГц и является очень чувствительной к преградам и расстоянию, но обладает большой скоростью. В ближайшем будущем вытеснит Bluetooth и возможно, станет заменой для USB соединений.

Кстати, устройства на SoC от Qualcomm Snapdragon 820 уже получат поддержку Wi-Fi 802.11ad.

Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah) – связь, работающая на частоте 900 МГЦ и в связи с этим обладает большим радиусом и меньшей восприимчивостью к преградам.

Также обладает низким потреблением энергии. Был разработан для реализации концепции «интернет вещей».

Wi-Fi 802.11ax – стандарт, который придет на смену 802.11aс. Еще больше скорости (до 14 Гб/с), производительности и одновременных подключений. Первые устройства обещают увидеть свет уже в этом году!

Можно не сомневаться в светлом будущем Wi-Fi сетей. В скором времени мы забудем о проводах и плохом доступе к сети интернет, сможем за секунды передавать большие объёмы информации, станем меньше зависимыми от операторских сетей.

А как вы используете Wi-Fi в своем смартфоне?