Сети WiFi. Стандарты и технологии. Какие бывают стандарты Wi-Fi и какой для смартфона лучше

Наиболее быстро развивающимся сегментом телекоммуникаций сегодня является Беспроводная Локальная Сеть (WiFi). В последние годы виден все больший рост спроса на мобильные устройства, построенные на основе беспроводных технологий.

Стоит отметить, что WiFi продукты передают и получают информацию с помощью радиоволн. Несколько одновременных вещаний могут происходить без обоюдного вмешательства благодаря тому, что радиоволны передаются по разным радиочастотам, известным также как каналы. Для осуществления передачи информации WiFi устройства должны «наложить» данные на радиоволну, также известную как несущая волна. Этот процесс называется модуляцией. Существуют различные типы модуляции, которые мы рассмотрим далее. Каждый тип модуляции имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения эффективности и требований к питанию. Вместе, рабочий диапазон и тип модуляции, определяют физический уровень данных (PHY) для стандартов передачи данных. Продукты совместимы по PHY в том случае, когда они используют один диапазон и один тип модуляции.

Первый стандарт беспроводных сетей 802.11 был одобрен Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) в 1997 году и поддерживал скорость передачи данных до 2-х Мбит\с. Используемые технологические схемы модуляции стандарта: псевдослучайная перестройка рабочей частоты (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum) и широкополосная модуляция с прямым расширением спектра (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum).

Далее, в 1999 году, IEEE одобрила еще два стандарта беспроводных сетей WiFi: 802.11a и 802.11b. Стандарт 802.11a работает в частотном диапазоне 5ГГц со скоростью передачи данных до 54Мбит\с. Данный стандарт построен на основе технологии цифровой модуляции ортогонального мультплексирования с разделением частот (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Стандарт 802.11b использует диапазон частот 2.4 ГГц и достигает скоростей передачи данных до 11Мбит\с. В отличие от стандарта 802.11a, схема стандарта 802.11b построена по принципу DSSS.

Поскольку реализовать схему DSSS легче, нежели чем OFDM, то и продукты, использующие стандарт 802.11b, начали появляться на рынке раньше (с 1999 года). С тех пор продукты, работающие по беспроводному протоколу радиодоступа и использующие стандарт 802.11b, широко использовались в корпорациях, офисах, дома, в загородных коттеджах, в общественных местах (хот-споты) и т.д. На всех продуктах, прошедших сертификацию альянса совместимости беспроводного оборудования Ethernet (WECA - Wireless Ethernet Compatibility Alliance), имеется соответствующая отметка с официально зарегистрированным логотипом WiFi. Альянс WECA (или Wi-Fi Alliance) включает в себя всех основных производителей беспроводных устройств на основе технологии WiFi. Альянс занимается тем, что сертифицирует, маркирует, а также тестирует на совместимость оборудование, применяющее технологии WiFi.

В начале 2001 года Федеральная Комиссия по Коммуникациям Соединенных Штатов (FCC - Federal Communications Commission) ратифицировала новые правила, благодаря которым разрешается дополнительная модуляция в диапазоне 2.4 ГГц. Это позволило IEEE расширить стандарт 802.11b, что привело к поддержке более высоких скоростей для передачи данных. Таким образом, появился стандарт 802.11g, который работает со скоростью передачи данных до 54Мбит\с и разрабатывался с использованием технологии ODFM.

Частоты Wi-Fi

Обеспечить беспроводную связь с Интернет теперь доступно всем. Достаточно подключить у себя в доме, на даче или в офисе систему wifi и можно принимать сигнал не заботясь о бесконечных проводах, телефонных подключениях, модемах и картах связи. Роутер wifi является маршрутизатором, принимающим решение по пересылке пакетных данных для различных модульных сегментов сети. Проще говоря, если у вас в доме находятся один или несколько ноутбуков и все они нуждаются в подключении к сети Интернет, то эту проблему решает маршрутизатор беспроводной связи. Система wifi самостоятельно находит ваши ноутбуки и устанавливает соединение с Интернет. Стандартная схема беспроводного маршрутизатора предусматривает не менее одного соединения. Раздача интернета происходит на различных частотах. Для Российской Федерации предусмотрены и выделены частоты в диапазоне от 5150-5350 МГц до 5650-6425 МГц. Данные частоты являются основными, для работы в указанных диапазонах не требуется специального разрешения. Фиксированный беспроводной доступ 5150-5350 МГц и 5650-6425 МГц обеспечивает высокую скорость передаваемых данных в сети Интернет. Для поиска свободного канала связи необходимо скоординировать подключение сети с администрациями других сетей. Каждая сеть должна использовать канал-частоту, отделенную от другого канала полосой 25 МГц.

Стандарт 802.11a – Высокая производительность и быстродействие.

Благодаря использованию частоты 5 ГГц и модуляции OFDM у этого стандарта есть два ключевых преимущества перед стандартом 802.11b. Во-первых, это значительно увеличенная скорость передачи данных по каналам связи. Во-вторых, увеличилось число не накладывающихся каналов. Диапазон 5 ГГц (также известный как UNII) фактически состоит из трех субдиапозонов: UNII1 (5.15 – 5.25 ГГц), UNII2 (5.25 – 5.35 ГГц) и UNII3 (5.725 – 5.825 ГГц). При использовании одновременно двух субдиапозонов UNII1 и UNII2 получаем до восьми непересекающихся каналов против всего лишь трех в диапазоне 2.4 ГГц. Также у этого стандарта гораздо больше доступная полоса пропускания. Таким образом, с использованием стандарта 802.11а можно поддерживать большее число одновременных, более продуктивных, неконфликтных беспроводных соединений.

Стоит отметить, что т.к. стандарты 802.11а и 802.11b работают в различных диапазонах, то и продукты, разработанные под эти стандарты не совместимы. Например, точка доступа WiFi, работающая в диапазоне 2.4 ГГц, стандарта 802.11b, не будет работать с беспроводной сетевой картой, рабочий диапазон которой 5 ГГц. Однако, оба стандарта могут и сосуществовать. К примеру, пользователи, подключенные к точкам доступа, применяющим разные стандарты, также могут использовать любые внутренние ресурсы этой сети, но при условии, что эти точки доступа подключены к одной опорной сети.

Еще важно знать, что в Европе и России диапазон 5 ГГц применяется исключительно в военных целях, соответственно в любых иных целях он запрещен к использованию.

802.11g – Высокая скорость в диапазоне 2.4 ГГц.

Стандарт 802.11g несет с собой более высокие скорости передачи данных, при этом поддерживая совместимость с продуктами стандарта 802.11b. Стандарт работает с применением модуляции DSSS на скоростях до 11Мбит\с, но при этом дополнительно используется модуляция OFDM на скоростях выше 11Мбит\с. Таким образом, оборудование стандартов 802.11b и 802.11g совместимо на скоростях, не превышающих 11Мбит\с. Если в диапазоне 2.4 ГГц необходима скорость выше, нежели 11Мбит\с, то нужно использовать оборудование стандарта 802.11g.

Можно сказать, что стандарт 802.11g соединил в себе все лучшее от стандартов 802.11b и 802.11a.

При покупке 5ГГц роутера слово DualBand (Двухдиапазонный) отвлекает наше внимание от более важной сути, стандарта Wi-Fi, использующего несущую 5ГГц. В отличие от стандартов использующих несущую 2.4ГГц, уже давно знакомых и понятных, 5ГГц устройства могут использоваться в комплексе с 802.11n или 802.11ac стандартами (в дальнейшем AC стандарт и N стандарт).

Группа стандартов Wi-Fi IEEE 802.11 эволюционировала довольно динамично, от IEEE 802.11a, который обеспечивал скорости до 2 Мбит/с , через 802.11b и 802.11g, которые давали скорости до 11 Мбит/с и 54 Мбит/с соответственно. Затем появился стандарт 802.11n или просто n-стандарт. N-стандарт был настоящим прорывом, так как теперь через одну антенну можно было передавать трафик на немыслимой по тем временам скорости 150Мбит . Это достигалось за счёт использования передовых технологий кодирования (MIMO), более тщательного учёта особенностей распространения ВЧ волн, технологии удвоенной ширины канала, не статичный защитный интервал определяемый таким понятием как индекс модуляции и схемы кодирования.

Принципы функционирования 802.11n

Уже привычный 802.11n может применяться в одном из двух диапазонов 2.4ГГц и 5.0 ГГц. На физическом уровне кроме усовершенствованной обработка сигнала и модуляции, добавлена возможность одновременной передачи сигнала через четыре антенны , через каждую антенну можно пропустить до 150Мбит/с , т.е. это теоретически 600Мбит. Однако, учитывая, что одновременно антенна работает либо на приём либо на вещание, то скорость передачи данных в одну сторону не превысит 75Мбит/с на антенну.

Многоканальный вход/выход (MIMO)

Впервые поддержка этой технологии появилась в стандарте 802.11n. MIMO расшифровывается как Multiple Input Multiple Output, что в переводе - многоканальный вход многоканальный выход.

С помощью технологии MIMO реализована способность одновременного приема и передачи нескольких потоков данных через несколько антенн, а не одну.

Стандарт 802.11n определяет различные конфигурации антенн от "1х1" до "4х4". Также возможны несиметричные конфигурации, например, "2х3", где первое значение означает количество передающих, а второе количество принимающих антенн.

Очевидно, максимальную скорость приёма передачи возможно достичь только при использовании схемы "4х4". На самом деле количество антенн не увеличивает скорость само по себе, однако это позволяет применять различные усовершенствованные методы обработки сигналов, которые автоматически выбираются и применяются устройством, в том числе и исходя из конфигурации антенн. Например, схема "4х4" с модуляцией 64-QAM обеспечивает скорость до 600 Мбит/с, схема "3х3" и 64-QAM обеспечивает скорость до 450 Мбит/с, а схемы "1х2" и "2х3" до 300 Мбит/с.

Ширина полосы пропускания канала 40 МГц

Особенностью стандарта 802.11n является удвоенная ширина 20МГц канала, т.е. 40 МГц .Возможность поддержки 802.11n устройствами работающих на несущих 2.4ГГц и 5ГГц. В то время как стандарт 802.11b/g работает только на 2.4 ГГц, а 802.11a работает на частоте 5 ГГц. В полосе частот 2.4 ГГц для беспроводных сетей доступны всего 14 каналов, из них первые 13 разрешены в СНГ, с интервалами 5 МГц между ними. Устройства использующие стандарт 802.11b/g используют каналы шириной 20 МГц. Из 13 каналов 5 пересекающихся. Для исключения взаимных помех между каналами необходимо, чтобы их полосы отстояли друг от друга на 25 МГц. Т.е. не пересекающимися будут только три канала на полосе 20 МГц: 1, 6 и 11.

Режимы работы 802.11n

Стандарт 802.11n предусматривает работу в трёх режимах: High Throughput (читый 802.11n), Non-High Throughput (полная совместимость с 802.11b/g) и High Throughput Mixed (смешанный режим).

High Throughput(НТ) - режим с высокой пропускной способностью.

Точки доступа 802.11n используют режим High Throughput. Данный режим абсолютно исключает совместимость с предыдущими стандартами. Т.е. усройства не поддерживающие n-стандарт подключиться не смогут. Non-High Throughput(Non-HT) - режим с невысокой пропускной способностью Чтобы устаревшие устройства могли подключиться, все кадры отправляются в формате 802.11b/g. В этом режиме используется ширина канала 20 МГц для обеспечения обратной совместимости. При использовании этого режима данные передаются со скоростью, поддерживаемой самым медленным устройством, подключённым к данной точке доступа (или Wi-Fi роутеру).

High Throughput Mixed - смешанный режим с высокой пропускной способностью. Смешанный режим позволяет устройству работаь одновременно по стандарту 802.11n и 802.11b/g. Обеспечит обратную совместимость устаревших устройств, и устройств использующих стандарт 802.11n. Однако, пока старое устройство осуществляет прием-передачу данных, устаройство поддерживающее 802.11n ждёт своей очереди, и это сказывается на скорости. Также очевидно, что, чем больше трафика будет идти по стандарту 802.11b/g, тем меньшую производительность сможет показать 802.11n устройство в режиме High Throughput Mixed.

Индекс модуляции и схемы кодирования (MCS)

Стандарт 802.11n определяет понятие "Индекс модуляции и схемы кодирования"(Modulation and Coding Scheme). MCS - это простое целое число, присваиваемое варианту модуляции (всего возможно 77 вариантов). Каждый вариант определяет тип модуляции радиочастоты (Type), скорость кодирования (Coding Rate), защитный интервал (Short Guard Interval) и значения скорости передачи данных. Сочетание всех этих факторов определяет реальную физическую (PHY) скорость передачи данных, начиная от 6,5 Мбит/с до 600 Мбит/с (данная скорость может быть достигнута за счет использования всех возможных опций стандарта 802.11n).

Некоторые значения индекса MCS определенны и показаны в следующей таблице:

Расшифруем значения некоторых параметров.

Короткий защитный интервал SGI (Short Guard Interval) определяет интервал времени между передаваемыми символами. В устройствах стандарта 802.11b/g используется защитный интервал 800 нс, а в устройствах 802.11n есть возможность использования паузы всего в 400 нс. Короткий защитный интервал (SGI) повышает скорость передачи данных на 11 процентов. Чем короче этот интервал тем большее количество информации можно передать в единицу времени, однако, при этом точность определения символов падает, поэтому разработчиками стандарта подобрано оптимальное значение этого интервала.

MCS значения от 0 до 31 определяют тип модуляции и схемы кодирования, которые будут использоваться для всех потоков. MCS значения с 32 по 77 описывают смешанные комбинации, которые могут быть использованы для модуляций от двух до четырех потоков.

Точки доступа 802.11n должны поддерживать MCS значения от 0 до 15, в то время как 802.11n станции должны поддерживать MCS значения от 0 до 7. Все другие значения MCS, в том числе связанные с каналами шириной 40 МГц, коротким защитным интервалом (SGI), являются опциональными, и могут не поддерживаться.

Особенности AC стандарта

В реальных условиях ни одному стандарту не удалось добиться максимума своей теоретической производительности, поскольку на сигнал влияет множество факторов: электромагнитные помехи от бытовой техники и электроники, препятствия на пути сигнала, отражения сигнала, и даже магнитные бури. Из-за этого производители и продолжают работать над созданием еще более эффективных вариантов стандарта Wi-Fi, более приспособленного не только для домашнего, но и активного офисного использования, а также построения расширенных сетей. Благодаря этому стремлению, совсем недавно, родилась новая версия IEEE 802.11 — 802.11ac (или просто AC стандарт ).

Принципиальных отличий от N в новом стандарте не слишком много, но все они направлены на увеличение пропускной способности беспроводного протокола. В основном разработчики пошли путём улучшения преимуществ стандарта N. Самое заметное — расширение каналов MIMO с максимальных трех до восьми. Это значит, что вскоре мы сможем увидеть в магазинах беспроводные маршрутизаторы с восемью антеннами. А восемь антенн — это теоретическое удвоение пропускной способности канала до 800 Мбит/с, это не говоря о возможных шестнадцатиантенных устройствах.

Устройства стандартов 802.11abg работали на каналах шириной пропускания 20 МГц, а чистый N предполагает каналы шириной 40 МГц. В новом стандарте предусмотренно, что AC роутеры имеют каналы на 80 и 160 МГц, а это означает удвоение и учетверение канала удвоенной ширины.

Стоит отметить предусмотренную в стандарте улучшенную реализацию технологии MIMO — технологию MU-MIMO. Старые версии протоколов, совместимые со стандартом N, поддерживали полудуплексную передачу пакетов от устройства к устройству. То есть в момент, передачи пакета одним устройством, другие устройства могут работать только на прием. Соответственно, если одно из устройств подключается к роутеру, используя старый стандарт, тогда и другие будут работать медленнее из-за увеличившегося времени передачи пакетов устройству использующему старый стандарт. Это может быть причиной понижения качества характеристик беспроводной сети в случае, если к ней подключено много таких устройств. Технология MU-MIMO решает эту проблему, создавая многопоточный канал передачи, при использовании которого остальные устройства не ждут своей очереди. В то же время AC роутер должен быть обратносовместим с предыдущими стандартами.

Однако, конечно же есть и ложка дёгтя. В настоящее время по прежнему абсолютное большинство ноутбуков, планшетов, смартфонов не поддерживают не только AC стандарт Wi-Fi, а даже не умеют работать на несущей 5ГГц. Т.е. и 802.11n на 5ГГц им недоступна. Также сами AC роутеры и точки доступа могут в несколько раз превышать по стоимости роутеры ориентированные на использование стандарта 802.11n.

С каждым годом мы используем в повседневной жизни все больше беспроводных устройств. В наших домах появляются новые гаджеты, требующие широкополосного подключения: смартфоны, планшеты, персональные компьютеры, игровые консоли, «умные» телевизоры с разрешением 4K UHD, голосовые виртуальные ассистенты и множество других устройств интернета вещей. В пиковые часы, когда разными членами семьи одновременно используются устройства для потоковой трансляции видео, просмотра веб-станиц и игр, пропускной способности обычной домашней сети может не хватать. Специально для таких высоконагруженных сетей и был разработан новый сетевой стандарт 802.11ax, с более высокой пропускной способностью на канал и возможностью более эффективно использовать доступный спектр несколькими клиентами одновременно.

Компания ASUS представила целую линейку роутеров, полностью отвечающих постоянно растущим требованиям к домашним Wi-Fi сетям. Роутер ROG Rapture GT-AX11000 обеспечивает высочайшую скорость соединения и максимальную пропускную способность. Это устройство превзойдет ожидания даже самых требовательных геймеров и компьютерных энтузиастов. Домашняя система Wi-Fi ASUS AiMesh AX6100 – компактное устройство для ячеистых сетей, которое распределяет сигнал между множеством узлов для максимального покрытия в больших домах. Модель ASUS RT-AX88U отличается высокой производительностью и широкими возможностями для настроек.

Новые модели роутеров стандарта 802.11ax были представлены в ходе выставки Computex 2018 в Тайбэе, Тайвань.

Устанавливать правила игры с роутером ROG Rapture GT-AX11000

Бренд ROG славится передовыми технологиями. Неудивительно, что именно инженеры ROG создали Rapture GT-AX11000 – первый в мире трехдиапазонный роутер Wi-Fi с поддержкой стандарта 802.11ax. Это устройство разработано для самых загруженных сетей. Оно обладает суммарной пропускной способностью до 11,000 Мбит/с (если не указано иначе, приведены теоретические значения скорости передачи данных. Фактическая производительность может отличаться в реальных условиях) : до 1148 Мбит/с в частотном диапазоне 2,4 ГГц и до 4804 Мбит/с в каждом из двух диапазонов 5 ГГц, один из которых можно зарезервировать исключительно под игровые устройства, запретив всем прочим гаджетам использовать этот канал.

В большинстве Wi-Fi-маршрутизаторов предусмотрена возможность проводного подключения устройств по стандарту Gigabit Ethernet, но роутер Rapture GT-AX11000 на шаг впереди – его 2,5-гигабитный порт Ethernet обеспечивает значительно более высокую скорость проводного соединения. Повышенная пропускная способность также позволяет системе взаимодействовать с несколькими гигабитными устройствами одновременно на максимальной скорости или использовать сетевые системы хранения данных NAS, объединяющие разные порты для повышения пропускной способности.

Адаптивный сервис QoS, получивший название ASUS Game Boost, анализирует сетевую активность и по умолчанию отдает приоритет игровому траффику, чтобы другие задачи с высоким потреблением траффика, например, скачивание обновлений, не снижали скорость соединения в многопользовательских онлайн играх. Кнопка Boost, удобно расположенная прямо на корпусе роутера, позволяет с легкостью активировать различные функции, такие как Game Boost или DFS, даже не заходя в веб-интерфейс или мобильное приложение.

Создать дома ячеистую сеть с роутером AX6100 Wi-Fi System

Все роутеры ASUS с поддержкой стандарта 802.11ax совместимы с технологией ячеистых сетей AiMesh , позволяющей объединять несколько роутеров в единую сеть, но новая система AiMesh AX6100 (2 x RT-AX92U) разработана специально для ячеистых сетей. Состоящая из двух устройств, эта система обеспечивает расширенную площадь покрытия сигнала, не оставляющую «слепых» зон, как некоторые обычные роутеры. В созданную ячеистую сеть в качестве дополнительных узлов можно добавлять и другие совместимые с AiMesh роутеры, даже если они поддерживают только стандарт 802.11ac.

Несмотря на малый размер, AiMesh AX6100 Wi-Fi – мощная трехдиапазонная система с пиковой суммарной пропускной способностью до 6100 Мбит/с. Основная часть трафика при этом передается в частотном диапазоне 5 ГГц стандарта 802.11ax с пропускной способностью 4804 Мбит/с. Этот диапазон используется для высокоскоростной связи между узлами ячеистой системы. Еще один канал в частотном диапазоне 5 ГГц с пропускной способностью 866 Мбит/с предусмотрен для стандарта 802.11ac, а отдельная полоса в диапазоне 2,4 ГГц с пропускной способностью 400 Мбит/с предназначена для подключения более старых устройств.

Заглянуть в будущее беспроводных систем с роутером ASUS RT-AX88U

Двухдиапазонный роутер ASUS RT-AX88U во многом напоминает топовую модель ROG Rapture. Оба диапазона поддерживают устройства, совместимые со стандартом 802.11ax. Частотный диапазон 2,4 ГГц обладает пропускной способностью до 1148 Мбит/с, а диапазон 5 ГГц – до 4804 Мбит/с, пиковая суммарная пропускная способностью роутера составляет порядка 6000 Мбит/с.

Беспроводной сигнал транслируется с помощью четырех антенн. Сигнал IPS от провайдера поставляется через гигабитный порт WAN. Для проводного подключения устройств предусмотрено восемь гигабитных LAN-портов. Благодаря наличию вдвое большего количества портов LAN, чем у большинства конкурентов, роутер RT-AX88U идеально подходит для проводного подключения сразу нескольких компьютеров, что удобно, например, для небольшого офиса с несколькими рабочими местами или для дома, где провода для подключения нескольких настольных компьютеров уже разведены по комнатам.

Как и трехдиапазонный роутер ROG, роутер RT-AX88U управляется мощным четырехъядерным процессором. Два порта USB 3.1 Gen1 позволяют подключать к нему такие периферийные устройства, как внешний накопитель или принтер, и даже подсоединять 4G-модем для подстраховки на случай внезапного прерывания сигнала от провайдера.

Общее для всех беспроводных систем ASUS

Компания ASUS много лет производит отличные роутеры, прочно завоевавшие доверие пользователей. Уже седьмой год подряд роутеры ASUS получают награду читателей журнала PCMag за общее положительное впечатление от их использования. Все новые роутеры, поддерживающие стандарт 802.11ax, обладают такими важными для пользователей характеристиками, как легкость настройки, безопасность, возможность расширения.

Веб-интерфейс ASUSWRT позволяет проводить тонкую настройку различных параметров сети, а приложение ASUS Router – управлять Wi-Fi системой с мобильного устройства на Android и iOS. Программное обеспечение AiProtection Pro , разработанное компанией TrendMicro, обеспечивает современную надежную защиту от онлайн-угроз. Пакет программ корпоративного уровня включает множество полезных функций, в том числе родительский контроль, сканирование входящего и исходящего траффика, защиту подключенных устройств от большинства вредоносных программ и хакерских атак.

Домашним сетям нужно расти: как в плане добавления новых возможностей, так и буквально расширять зону покрытия. Технология ячеистых сетей AiMesh упрощает обе задачи, объединяя совместимые роутеры ASUS в единую сеть и расширяя зону покрытия. В отличие от систем конкурентов, требующих замены оборудования, технология AiMesh совместима с большинством ранее выпущенных роутеров ASUS. Роутер AX6100 изначально оснащен поддержкой технологии AiMesh, а модели Rapture GT-AX11000 и RT-AX88U получат ее после обновления прошивки, которое появится вскоре после выхода самих устройств.

Цены и доступность

Роутеры ROG Rapture GT-AX11000, Wi-Fi система AiMesh AX6100 и RT-AX88U поступят в продажу в третьем квартале 2018 г.

О компании ASUS

Будучи одной из наиболее уважаемых компаний в мире по версии журнала Fortune, ASUS предлагает широкую линейку продуктов для комфортной цифровой жизни сегодня и в будущем, включая роботов Zenbo, смартфоны ZenFone, ультрабуки ZenBook, высококачественные компьютерные компоненты и периферию, а также инновационные решения для «Интернета вещей», виртуальной и дополненной реальности. В 2017 году продукты ASUS завоевали 4 511 наград, а оборот компании, насчитывающей более 16 тысяч сотрудников и свыше 5 тысяч высококлассных разработчиков по всему миру, составил 13 миллиардов долларов США.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Введение

Когда-то любая современная автомагистраль была мечтой водителя. Асфальт был новым, а полосы – пустыми. Но появление заторов было делом неизбежным. Люди стали всё чаще выскакивать на трассу, чтобы быстрее проезжать свой обычный маршрут. Население росло, а с ним росло и число машин, забивающих улицы. То, что когда-то было беззаботной вечерней прогулкой, сегодня стало глухой четырёхчасовой пробкой.

Несмотря на автомобильные аналогии, на самом деле речь идёт о 2,4-гигагерцевом диапазоне беспроводных сетей Wi-Fi. Очень может быть, что во времена зарождения стандарта 802.11b (около 1999 года) на трассе и можно было развить эти жалкие 11 Мбит/с, но при этом вряд ли на дороге был кто-то ещё. Вернёмся в день сегодняшний. Несмотря на внедрение новых стандартов 802.11g и 802.11n, диапазон 2,4 ГГц превратился в густую кашу, забитую ноутбуками, нетбуками, беспроводными акустическими системами, периферией с интерфейсом Bluetooth, смартфонами, планшетами, телевизорами и телевизионными приставками, игровыми консолями, бытовыми приборами и целой кучей других устройств. Все эти гаджеты стремятся завладеть всего-навсего тремя каналами (с учётом наложения полос), предусмотренными стандартом 802.11b. В сетях 802.11g/n c шириной канала 20 МГц предусмотрены четыре канала, а в сетях 802.11g с шириной полосы 40 МГц - всего два.

Между тем, стандарт 802.11a, использующий частотный диапазон 5 ГГц, предоставляет значительно больше неперекрывающихся каналов (а именно, 23). И хотя теоретически 802.11a обеспечивал скорость до 54 Мбит/с, сравнимую с возможностями 802.11g, успеха добился альтернативный вариант, работающий в диапазоне 2,4 ГГц, - благодаря тому, что более длинные волны лучше проникают через препятствия. Дальность передачи сигнала с частотой 5 ГГц, который обладает почти вдвое большей амплитудой, чем у волны 2,4 ГГц, значительно ниже, чем у конкурента, потому протокол 802.11b/g смог стать доминирующим стандартом беспроводной связи. Когда появился стандарт 802.11n, поддерживающий оба частотных диапазона, беспроводная связь уже стала настолько популярной, что для многих пользователей взаимные помехи и перегрузка сети начали представлять серьёзную проблему. И хотя в протоколе 802.11n были реализованы несколько технологий, призванных улучшить производительность сети, уже было очевидно, что диапазон 2,4 ГГц погружается в пучину помех всё глубже и глубже. Подробнее об этих проблемах и о некоторых решениях, реализованных в стандарте 802.11n, читайте в наших статьях и .

Преемник протокола 802.11n, а именно 802.11ac, пока ещё не принят в окончательной спецификации, необходимой, чтобы вендоры почувствовали уверенность и начали выпускать серийную продукцию. В настоящее время 802.11ac представлен "черновой" версией Draft 4.0. По данным Рабочей группы 802.11, новый стандарт должен быть одобрен в конце 2013 года, хотя к тому времени эта технология уже будет широко представлена на рынке.

Поставки первого набора микросхем для 802.11ac, разработанного компанией Qualcomm, начались в ноябре 2011 года. В апреле 2012 года компания Netgear предложила уже первый потребительский роутер 802.11ac с начинкой от Broadcom. Вскоре подтянулись и другие производители. Ожидается, что к концу 2013 года потребительские роутеры среднего и высшего класса полностью перейдут с 802.11n на стандарт 802.11ac.

Но пока стандарт 802.11ac ещё нов, относительно редок, а оборудование для него ещё дорого. Стоит ли оно таких денег? В прошлом мы уже сталкивались с беспроводными устройствами, выпущенными до утверждения стандартов, которые не оправдали своей высокой цены. Ждёт ли нас разочарование или это отличная цена за серьёзную прибавку в производительности? Есть лишь один способ выяснить это.

Преимущества 802.11ac

Гигабит без проводов. Именно эта фраза играет принципиальную роль в маркетинге стандарта 802.11ac, поскольку наконец-то у провайдеров беспроводных сетей появилась технология, способная конкурировать с кабелем категорий 5e или 6. Зачем связываться с ограничениями по развёртыванию и расположению проводных сетей, если можно получить тот же самый результат через Wi-Fi? Незачем – если только всё это правда.

Как мы показали в статье "Gigabit Ethernet в домашней сети: переходить или нет?" , скорость более 100 Мбит/с можно получить в гигабитных сетях как с девяти-, так и с пятнадцатиметровыми кабелями. Из этого же материала следует, что такие сети практически нечувствительны к неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Поэтому, в отличие от беспроводных сетей, мы тогда отказались от мнения: "Ну, это только говорится 1000 Мбит/с, а у меня получается только 30 Мбит/с". Если нет никаких препятствий, гигабит – это гигабит. Точка. Как мы увидим позже, 802.11ac – не гигабитный стандарт, это всё маркетинг. Но он же лучше, чем 802.11n? Определённо.

Чтобы понять, в чём превосходство 802.11ac, нужно разобраться в его ключевых преимуществах над технологией Wi-Fi предыдущего поколения.

Использование только диапазона 5 ГГц. В стандарте 802.11n предусмотрено использование либо диапазона 2,4 ГГц, либо диапазона 5 ГГц, при этом нам известно, что диапазон 2,4 ГГц уже переполнен. Он работоспособен, но ненадёжен, и чем шире нам нужен канал для передачи данных, например, HD-видео, тем выше требования к его надёжности. Проще говоря, возможности диапазона 2,4 ГГц практически полностью исчерпаны, по крайней мере, в рамках технологий нынешнего поколения. Можно принудительно организовать повышенную пропускную способность при помощи тактики "плохого соседа", объединяя каналы, но это приведёт к негативному воздействию на все остальные беспроводные устройства. Диапазон 5 ГГц – это практически непаханая целина для беспроводной связи, и Институт инженеров по электротехнике и электронике IEEE выбрал его для использования в стандарте связи нового поколения.

Более широкие каналы связи. Cтандарт 802.11n допускает объединение двух 20-мегагерцевых каналов в один шириной в 40 МГц. В диапазоне 2,4 ГГц из-за использования 40-мегагерцевых полос число реально доступных каналов ограничено тремя. В диапазоне 5 ГГц доступны 23 каналов шириной 20 МГц, что означает 11 эффективных 40-мегагерцевых каналов. В cтандарте 802.11ac мы начинаем уже с пяти неперекрывающихся 80-мегагерцевых каналов. Спецификация 802.11ac допускает объединение двух каналов в один шириной 160 МГц, но это возможно только для двух каналов из пяти. Отложим рассуждения о полезности 160-мегагерцевых каналов до тех пор, пока не услышим рассказов о том, как такие сверхширокие каналы работают в жилом секторе, особенно в компании беспроводных телевизоров высокого разрешения и смартфонов.

Больше MIMO. Технология Multiple-Input Multiple-Output (MIMO, "Несколько входов, несколько выходов") обеспечивает разделение одного потока данных на несколько составляющих потоков, которые можно транслировать и принимать отдельно. Такое разделение и последующее воссоединение сигнала во многих случаях позволяет добиться более высокой скорости передачи данных. Однако чем больше этих потоков (правильное название - "пространственных потоков", spacial streams"), тем больше требуется антенн для их передачи (Tx) и приёма (Rx). Скорость порядка 450 Мбит/с, рекламируемая в качестве рабочей для высококлассного оборудования стандарта 802.11n последнего поколения, достигается только при условии использования массива антенн 3х3:3 (три на передачу, три на приём, три потока). И если стандарт 802.11n предусматривает до четырёх пространственных потоков, то в 802.11ac их может быть до восьми.

Многопользовательская MIMO (MU-MIMO). Технология MIMO позволяет превратить нескольких пользователей в пространственно отличные, но связанные линией беспроводной передачи ресурсы. Иными словами, несколько радиотерминалов, установленных на некоторой площади, могут взаимодействовать с целью улучшить производительность каждого из них. Однопользовательская MIMO, реализованная в стандарте 802.11n, может работать только с несколькими антеннами, аппаратно связанными одним терминалом. В стандарте 802.11ac в режиме MU-MIMO несколько точек доступа могут одновременно обрабатывать сигналы MIMO от нескольких клиентов - вместо того, чтобы быстро (и неэффективно) перебрасывать сигнал с одной на другую. Такая схема может кардинально улучшить производительность беспроводной связи в "высоконаселённых" областях.

Изменение диаграммы направленности. В статье "Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 1" мы уделили много внимания формированию различных диаграмм направленности излучения антенны и условиям, при которых это может повысить производительность сетей. На момент написания этих строк не существует промышленного стандарта по формированию диаграммы направленности, поэтому покупатели вынуждены выбирать из нескольких производителей, посчитавших нужным улучшить своё оборудование стандарта 802.11n с помощью собственных разработок в этой области.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Broadcom: комментарии из первых уст

В поисках информации о микросхемах с поддержкой стандарта 802.11ac мы поняли, что единственным авторитетным источником может быть только Broadcom. Мы обратились к старшему директору подразделения AWE (беспроводные технологии и сетевые развлечения) Дино Бекису (Dino Bekis) и главе технического маркетинга AWE Ричарду Ибарра чтобы узнать, что они думают о сегодняшней ситуации со стандартом 802.11ac и о его перспективах в будущем.

Tom"s Hardware: Итак, у нас появилась новая спецификация беспроводной связи, которая перенаправит большую часть существующего трафика из радиодиапазона 2,4 ГГц в диапазон 5 ГГц. После того как закончится переход на новый стандарт, не приведёт ли это к той же самой ситуации с переполнением эфира, что и пару лет назад?

Broadcom: Такая вероятность всегда существует, но благодаря новым схемам модуляции и применению 20-, 40-, 80- и, наконец, 160-мегагерцевых каналов у нас есть больше вариантов модуляции сигнала. У нас есть широкие частотные ресурсы. Так что даже если допустить вероятность переполнения, у нас найдётся толстая "труба" в виде модуляционных схем, которая обеспечит передачу данных. Будет ли этих мер достаточно? Да, тот самый день, в конечном счёте, настанет, но пока мы ещё очень далеко от него. Подчеркну, что если мы разделим два диапазона между различными типами трафика и разными технологиями, то это пойдёт на пользу всему доступному частотному диапазону. Если мы будем использовать в разных диапазонах разные технологии, то, на мой взгляд, это снизит их загрузку и позволит реализовать некоторые интересные задумки на частоте 5 ГГц.

Tom"s Hardware: Какие, например?

Broadcom: Один из наших приоритетов – потоковое видео. Очевидно, что трансляция видео – один из основных типов интернет-трафика. Передача видео, загрузка видео, воспроизведение видео. Всё это отнимает значительную часть пропускной способности каналов, поэтому для него должна быть выделена отдельная полоса. Как мы видим, пока диапазон 5 ГГц вполне эффективно справляется с этой задачей. Возможно, стоит отправлять большую часть трафика данных в диапазон 2,4 ГГц, а частоту 5 ГГц использовать по большей части для передачи видео. Мы уже видим что-то подобное в нашей отрасли. Однако я бы не стал заходить так далеко, чтобы заявлять об этом, как о строгой политике нашей компании или кого-либо из наших клиентов.

Tom"s Hardware: Ясно, что чем быстрее, тем лучше. Но есть ли в переходе на стандарт 802.11ac ещё какой-то смысл, помимо очередного прироста скорости?

Broadcom: Когда я рассматриваю Wi-Fi пятого поколения, я выделяю четыре преимущества этой технологии. Во-первых, это общая пропускная способность, возможность реализовать в домашних условиях настоящую гигабитную беспроводную локальную сеть. До последнего времени это было просто недостижимо. Во-вторых, благодаря заданным требованиям пропускной способности на каждого пользователя и более широким возможностям объединения, мы можем поддерживать большее число пользователей в одной сети. Сама по себе схема радиосвязи здесь значительно надёжнее, чем в сетях 802.11n. Мы получаем намного большую производительность и по скорости, и по дальности действия, чем в прошлом в сетях 802.11n.

Кроме того, у нас появилась возможность передавать данные с намного меньшими энергозатратами, чем в сетях стандарта 802.11n. Это чрезвычайно важно для двух совершенно различных категорий оборудования: для устройств с батарейным питанием, в которых имеет значение длительное время автономной работы, и для аппаратуры с питанием от электросети, где необходима высокая энергоэффективность и пониженное потребление электричества для соответствия различным "зелёным" стандартам, принимаемым в этой отрасли.

Наконец, в 802.11ac мы получили гораздо более стандартизированный подход ко всем аспектам технологии, чем мы имели в 802.11n. К примеру, нам нужно поддерживать более высокую пропускную способность сети, вроде модуляции уровня 256-QAM, для таких приложений, как быстрая синхронизация или скачивание данных. В прошлом для этого применялись различные способы - "турборежим" и т.д. Теперь этого не требуется. Раньше механизмы формирования диаграммы направленности излучения антенн были собственными разработками компаний, а теперь у нас есть стандарт, позволяющий обеспечить совместимость между оборудованием разных производителей. Больше нет этих технологических островов, привязывающих вас к каком-то одному вендору. Вы получаете большую пропускную способность, больше пользователей, высокую скорость и пониженное энергопотребление. Всё это важнейшие достоинства стандарта 802.11ac.

Tom"s Hardware: У Broadcom есть свои микросхемы для 802.11ac. Как вы считаете, разделят ли другие производители ваш энтузиазм по поводу такого промышленно-стандартизированного подхода?

Broadcom: С точки зрения рыночных перспектив, мы пока единственная компания, уже сегодня поставляющая такой продукт. Серийное производство микросхем началось в мае 2012 года, и они очень хорошо принимаются рынком. В июне были представлены первые ПК со встроенным модулем Wi-Fi 5G, в частности, компания Asus демонстрировала их на выставке Computex. Мы ожидаем, что в начале 2013 года на рынке появятся некоторые электронные платформы высшего класса, например, телевизоры, с интегрированным чипом 802.11ac. В первом квартале 2013 года должно начаться серийное производство нескольких моделей телефонов с поддержкой 802.11ac.

Tom"s Hardware: Некоторые склонны осторожничать и не торопиться переходить на 802.11ac до принятия окончательной спецификации этого стандарта. Вспоминаются проблемы совместимости, возникавшие в своё время с оборудованием "предварительных" стандартов 11g Turbo, Pre-N, Draft N и т.д.

Broadcom: К тому же, из схватки вокруг 11n никто не вышел победителем. Поэтому, когда пришло время присмотреться к стандарту 802.11ac, все вендоры вполне сознательно постарались не повторять эту ошибку. С самого начала о спецификации 802.11ac имелось гораздо более определённое представление, чем о стандарте 802.11n. Так что сейчас мы находимся на заключительной стадии проекта. Стандарт 802.11ac будет утверждён в первом квартале 2013 года, а в рабочие версии было внесено очень мало дополнений. Разные мнения сошлись очень быстро. Даже если и будут внесены какие-то изменения, они будут незначительными, и, как ожидается, они могут быть реализованы через небольшие программные обновления. Больше не потребуется аппаратных изменений. Не могу сказать, что их вероятность равна нулю, но она настолько близка к нулю, насколько это можно предсказать. Думаю, всё в полном порядке.

Tom"s Hardware: Широкие каналы в диапазоне 5 ГГц дают нам некоторый повод для беспокойства. Стандарт 802.11ac предусматривает возможность организации каналов шириной до 160 МГц, в то время как в 802.11n уже 40-мегагерцевые каналы создавали проблемы. Стоит ли нам волноваться?

Broadcom: Была проведена работа, чтобы обеспечить отсутствие существенного влияния 802.11ac на устройства, работающие в диапазоне 5 ГГц. Никуда не деться от того факта, что когда вы переходите от каналов шириной 40 МГц на 80- и 160-мегагерцевые каналы, вы используете бОльшую часть диапазона. В какой-то момент вы столкнётесь с ограничением на число каналов, которые можно использовать в этих диапазонах. Так что да, есть способы вернуться от 160 МГц к более узким каналам, но законы физики не позволят большому числу клиентов в одном и том же месте работать с несколькими 160-мегагерцевыми каналами. Сегодня мы наблюдаем ситуацию, при которой базовой настройкой становятся каналы шириной 80 МГц. 160 МГц могут быть востребованы в будущем, но пока они не пользуются особенно высоким спросом.

К тому же, с точки зрения стандарта, каналы шириной 80 МГц являются обязательными, а 160 МГц – нет. И для сегодняшних применений восьмидесяти вполне достаточно. Если вы заглянете в текущие настройки роутера, вы увидите, что они заблокированы на 80 МГц. Люди склонны к консерватизму при развёртывании нового оборудования и стараются всё измерить. Они хотят убедиться в том, что новая технология запущена успешно, прежде чем предпринимать дальнейшие шаги.

Tom"s Hardware: Предел в 80 МГц в роутерах реализован на аппаратном уровне или в прошивке? Уверен, что найдутся желающие взломать прошивку, если она даст возможность добиться более высокой скорости.

Broadcom: Нет, это не прошивка. Максимальная ширина канала в 80 МГц сейчас реализована на аппаратном уровне.

Tom"s Hardware: Стандарт 802.11n предусматривал четыре пространственных потока, хотя мало кто пользовался больше, чем тремя. Сейчас в 802.11ac максимально возможны восемь. Будут ли они востребованы?

Broadcom: Действительно, стандарт 802.11n поддерживал до четырёх пространственных потоков, но немногие пользовались этим. Компания Broadcom выпускала оборудование на три, затем на два пространственных потока для планшетов и на один для мобильных телефонов. Три потока предназначались для использования с персональными компьютерами класса High End и организации сетей по типу infrastructure (то есть для точек доступа). Да, стандарт 802.11ac поддерживает до восьми пространственных потоков. Судя по результатам наших исследований рынка и по сообщениям клиентов, это дело вкуса. В Северной Америке и в Европе всем нравятся округлый дизайн и встроенные антенны. Если же вы поедете в Азию, то там чем больше видимых антенн, тем выше оценивается производительность устройства. Думаю, это интересно с культурологической точки зрения. Но с точки зрения соотношения цены и производительности подавляющее большинство наших клиентов считает оптимальным три пространственных потока для развёртывания сети. И, разумеется, три потока в 802.11ac дадут вам троекратное преимущество перед 802.11n. Я не вижу особой заинтересованности в дальнейшем повышении производительности, по крайней мере, пока. Дополнительные пространственные потоки могут дать улучшенную производительность, однако вам придётся заплатить за это очень серьёзные деньги.

Tom"s Hardware: Дайте прогноз на ближайшие шесть месяцев и опишите типичный пример использования стандарта 802.11ac и соответствующего частотного диапазона.

Broadcom: Выпуск приставки U-verse компании AT&T стал переломным моментом для этой индустрии. Возможно, вы видели рекламу, где это беспроводное устройство используется у бассейна или чего-то ещё, а владельцы не беспокоятся о подключении каких-либо кабелей. Представители всех операторов, с которыми нам доводилось общаться, пытаются двигаться в этом же направлении. Добавьте сюда очень высокую скорость доступа, домашние цифровые видеомагнитофоны, беспроводные плееры, транслирующие одновременно множество программ на разные телевизоры. Плюс портативные устройства, видео с которых вы или ваши друзья захотят вывести на большой экран. Всё это занимает частотный канал. Если вы ходите разобраться, куда сегодня могут уйти от 300 до 400 Мбит/с пропускной способности канала, имейте в виду, что каждый поток HD-видео, особенно в варианте 3D, занимает от 10 до 25 Мбит/с. Вы немедленно начнёте потреблять всю ёмкость канала, предоставляемую вашим домашним роутером. Так что переход на 802.11ac позволит вам транслировать видео - как на пользовательском уровне, так и на уровне провайдера.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Оборудование и методика тестирования

Начнём с обычных оговорок при тестировании беспроводной техники. Мы подробно рассказали в статье "Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2" о том, насколько негативно реальные условия тестирования в жилом секторе влияют на результаты тестов производительности – таких, как мы проводили здесь. Однако если у вас нет доступа к тестовой камере промышленного класса, экранированной от радиочастотных помех, или, возможно, спутника на лунной орбите, то вам придётся постараться найти место с не слишком интенсивным радиотрафиком и минимумом помех. Вот так, если это именно то, что вам нужно. Но есть убедительный контраргумент в пользу местности с сильно засорённым радиоэфиром: результаты такого тестирования будут отражать непростые условия реальной эксплуатации, выдвигающие повышенные требования к роутерам. Реальный мир – это хорошо. Условия, меняющиеся случайным образом, - это плохо. Тем не менее, мы попытались найти закономерности в результатах разнообразных тестов с разными типами трафика, и, надеемся, сумели прийти к достоверным общим выводам.

Все тесты проводились в загородном доме. Измерения в диапазоне 2,4 ГГц проводились с использованием канала 1 с настройками 40 МГц/авто, поскольку на этот канал (при выборе из 1, 6 и 11) приходилось наименьшее число видимых конкурирующих точек доступа. Для всех тестов в диапазоне 5 ГГц по тому же принципу был выбран канал 161. Как и вокруг множества других переменных при тестировании оборудования для Wi-Fi, по этому поводу у нас также возник небольшой спор. В конце концов, мы решили использовать фиксированные каналы в целях сопоставимости результатов, получаемых от разных роутеров. Возможно, нам следовало бы выбрать более популярный в диапазоне 2,4 ГГц канал 11, поскольку более высокие частоты обычно означают более высокую пропускную способность, даже несмотря на более высокий уровень помех от окружающего трафика. Более того, возможно не стоило блокировать автоматический выбор каналов, что позволило бы лучше понять, как роутеры справляются с меняющимися условиями работы. Здесь нет верного или неверного подхода, и мы, возможно, вернёмся к тестированию этих переменных в продолжении этой статьи.

Для тестов мы использовали две системы, "сервер" в виде настольного компьютера и "клиент" в лице ноутбука. Сервер постоянно находился на верхнем этаже дома в угловой комнате. Клиент размещался либо в той же комнате в пределах непосредственной видимости в трёх метрах от сервера, либо на первом этаже в противоположном углу дома в 20 метрах от сервера. Во всех тестах сервер подключался к роутеру через гигабитную сеть. Клиент соединялся в режиме моста с дополнительным роутером Netgear R6300 для теста в диапазоне 2,4 ГГц или с роутером Cisco Linksys WUMC710 для тестирования связи в стандарте 802.11ac (через гигабитную сеть). Ориентация направленности роутеров и мостов сохранялась неизменной во время всех тестов.

Мы провели три основных теста. Во-первых, мы создали папку размером 2 Гбайта, состоящую из нескольких сотен файлов MP3, EXE и попавших под руку рабочих документов. Эта папка использовалась для проверки скорости передачи данных в обоих направлениях. Затем мы переключились на тестовый модуль сети в пакете PassMark PerformanceTest 7 (в последующих статьях мы перейдём на версию 8). Наконец, для подтверждения результатов PerformanceTest 7, а также для более подробного изучения некоторых особенностей трафика мы воспользовались пакетом Ixia IxChariot. В частности, мы запустили два встроенных скрипта и передали 100 записей при помощи скрипта High-Performance TCP Throughput и 1000 записей со скриптом UDP Throughput.

Вот конфигурация наших тестовых систем:

Спецификации тестового сервера
Процессор	AMD FX-8150 (Zambezi) @ 3,6 ГГц (18 * 200 МГц), Socket AM3+, 8 Мбайт L3, режим Turbo Core включён, режим экономии энергии включён
Материнская плата	Asus Crosshair V Formula (Socket AM3+) на чипсете AMD 990FX/SB950, BIOS 1703
Оперативная память	G.Skill 16 Гбайт (4 x 4 Гбайт) DDR3-1600, F3-12800CL9Q2-32GBZL @ DDR3-1600, 1,5 В
Накопитель	Patriot Wildfire 256 Гбайт SSD
Графика	AMD Radeon HD 7970 3 GB GDDR5
Блок питания	PC Power & Cooling Turbo-Cool 850 Вт
Операционная система

Спецификации тестового клиента
Модель	Asus N56VM
Процессор	Intel Core i7-3720QM (Ivy Bridge) @ 2,60 ГГц (26 * 100 МГц), 6 Мбайт L3, режим Hyper-Threading включён, режим Turbo Boost включён, режим экономии энергии включён
Оперативная память	Hyundai 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт) PC3-12800, HMT351S6CFR8C-PB @ 1,5 В
Накопитель	Жёсткий диск Seagate ST9750420AS 750 Гбайт, 7,200 оборотов в минуту
Графика	Nvidia GeForce GT 630M
Операционная система	Microsoft Windows 7 Professional (64-бит)

Тест пяти роутеров 802.11ac | AirLive N450R и Asus RT-AC66U

AirLive N450R

Роутер AirLive - "белая ворона" в нашей компании. N450R - это двухдиапазонный маршрутизатор, но он не совместим со стандартом 802.11ac. Зато он умеет формировать диаграмму направленности излучения в обоих диапазонах стандарта 802.11n. Производитель указывает пропускную способность до 450 Мбит/с для диапазона 5 ГГц и до 300 Мбит/с для 2,4 ГГц. На бумаге это выглядит лучшим вариантом для 5 ГГц, лишь немного не дотягивающим до 802.11ac. Кроме того, нам требовался недорогой, но высокопроизводительный роутер предыдущего поколения, с которым можно было бы сравнивать маршрутизаторы стандарта 802.11ac. По информации AirLive, этот роутер должен стоить около $116.

В отличие от красивых графических интерфейсов у роутеров известных производителей, меню AirLive выглядят довольно просто - меню такого типа применялись в большинстве устройств пять или шесть лет назад. И это не значит, что они плохие. В N450R предусмотрены все необходимые базовые функции, к тому же к роутеру прилагается подробная и понятная документация на английском языке. Как и у всех маршрутизаторов в нашем тесте, у N450R есть четыре гигабитных порта Ethernet и кнопка Wi-Fi Protected Setup (WPS) для простого соединения с совместимыми адаптерами. В N450R также имеются два порта USB для подключения сетевого накопителя NAS и адаптера 3G.

Asus RT-AC66U

Как и у AirLive, у роутера Asus три внешние антенны, но Asus выкладывается по полной, чтобы реализовать весь их потенциал. Маршрутизатор RT-AC66U (~7000 руб. по данным Яндекс.Маркет) может работать в режиме 3х3:3 в обоих радиодиапазонах, заявленная скорость для 2,4 ГГц 802.11n - до 450 Мбит/с, для 5 ГГц 802.11ac - до 1300 Мбит/с. В Asus не говорят напрямую о том, что в этом роутере реализована система корректировки направленности излучения, но в описании указано, что "эксклюзивная технология AiRadar" способна "определять направление", в котором расположены подключающиеся клиенты, и усиливать их сигналы, что звучит именно как формирование направленнности, хотя, это может быть и чем-то другим. При желании можно открутить штатные съёмные антенны и подключить к маршрутизатору что-то более эффективное.

В этой статье главное для нас - оборудование и производительность, поэтому мы не будем обращать внимание на удобство использования и прочие особенности роутеров. Тем не менее, стоит упомянуть, что RT-AC66U весьма дружелюбен к пользователю – начиная с процесса установки в браузере, мониторинга внутренних процессов на экране и заканчивая, возможно, самым привлекательным и интуитивно понятным пользовательским меню, которое мы когда-либо видели у роутера.

Нам особенно понравилась технология AiCloud, представляющая собой что-то типа "облачного сервера" Pogoplug, встроенного в роутер. Как и у AirLive, у Asus два порта USB 2.0, но благодаря AiCloud их можно использовать с большей пользой. Прежде всего, данные с любого внешнего накопителя (ПК, NAS, USB и т.д.), подключённого к роутеру, могут передаваться через службу AiCloud и транслироваться на мобильное устройство под управлением Android или iOS, либо на персональный компьютер (через веб-браузер). По сравнению с классической схемой настройки DDNS, позволяющей добиться той же функциональности, AiCloud значительно проще и намного удобней.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Belkin AC1200 DB и Buffalo AC1300/N900

Belkin AC1200 DB

Сначала – о плохом. Нам пришлось около часа общаться по телефону с технической поддержкой компании Belkin, после чего нам прислали замену роутеру, который не желал подключаться к клиенту в тестах на дальней дистанции. Впрочем, у второго экземпляра была та же самая проблема, поэтому сослаться на случайный брак уже не получится.

Суть в том, что в Belkin попытались сделать более выгодное предложение, чем у конкурентов ($150 на сайте Amazon) на основе стандарта 802.11ac и схемы 2x2, но результат получился слабым. На этой модели проступают гигантские буквы: "маркетинг победил инженеров". Мы не любим критиковать "железо", но в данном случае этого и не потребуется. Результаты, отражённые в наших таблицах, скажут сами за себя.

Если вам было интересно, почему в рекламе Belkin речь идёт о преимуществах стандарта 802.11ac, а не о достижениях их собственных моделей ("физическая скорость передачи данных до 2,8 раза выше по сравнению с Wi-Fi роутерами 802.11n с двумя антеннами для приёма и передачи"), теперь вы знаете, почему.

Не будем пинать лежачих. Да, у AC1200 есть четыре гигабитных порта, поддерживаются базовые функции QoS, "родительского замка", WPS и так далее. Да, он может одновременно обрабатывать трафик в двух диапазонах. Пользовательское меню не представляет собой ничего особенного. Зачем продолжать? Представитель технической поддержки сообщил нам, что в Belkin работают над усовершенствованной версией этого роутера, который получит антенную схему 3x3. Дождитесь её, если вам интересно. Маршрутизатор AC1200 со схемой 2x2 вполне работоспособен на небольших расстояниях до клиента, но любой приличный роутер стандарта 802.11n легко обставит его и за гораздо меньшие деньги. Слабовато, Belkin, слабовато.

Buffalo AC1300/N900

C другой стороны, роутер Buffalo AirStation AC1300/N900 (WZR-D1800H, $160 на сайте Newegg) преподнёс нам несколько приятных сюрпризов. Несмотря на угловатый дизайн, это устройство за относительно низкую цену обеспечивает весьма высокую производительность. Настройки просты, нам понравилась возможность включения гостевого доступа по SSID. Роутер может выступать в роли точки доступа и он имеет сертификат DLNA для потоковой трансляции мультимедийных файлов.

Главная слабость роутера Buffalo, на наш взгляд, заключается в меню, которые местами сбивают с толку, всегда неказисты и довольно долго обновляются. Нам понравился пояснительный текст в правой колонке интерфейса, но в целом, прошивка (v1.89) требует полного обновления (От редактора: на момент публикации самая свежая версия носила номер 1.91, тем не менее, по условиям теста все устройства должны работать с ПО, которое имелось в наличии к моменту проведения тестов). Если вы сомневаетесь в наших выводах, посмотрите, как организован интерфейс у роутеров Asus и Linksys, а затем спросите себя, какой подход вам больше по душе. Наконец, Buffalo работает по схеме 3x3:3.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Linksys EA6500/AC1750 и Netgear R6300

Linksys EA6566/AC1750

Маршрутизатор Cisco Linksys EA6500 ($200 на сайте Newegg) попал к нам в руки вместе с Wi-Fi мостом WUMC710 ($150), тоже поддерживающим стандарт 802.11ac. По результатам предыдущих тестирований роутера E3000 и других моделей Linksys, мы возлагали большие надежды на EA6500, и в нескольких случаях они оправдались. Тем не менее, если вас заинтересовал EA6500, рекомендуем прочитать последние отзывы покупателей на сайте Newegg. Некоторые отрицательные отзывы действительно подтверждаются нашими результатами, другие же явно адресованы самой Cisco.

Между тем, роутер EA6500 обладает массой достоинств. Маршрутизатор способен одновременно работать в двух диапазонах в конфигурации антенн 3x3:3. Два порта USB позволяют открывать для общего доступа принтеры и подключать внешние накопители. DLNA обеспечивает трансляцию мультимедийных данных, а средства QoS помогают выставлять приоритеты для отдельных типов трафика.

Как и Asus, Cisco оснащает маршрутизаторы системой с web-интерфейсом и платформой для потоковой передачи файлов, которая носит название Linksys Smart Wi-Fi . Она даёт возможность изменять некоторые настройки роутера, в частности, задавать параметры "родительского контроля", гостевого доступа, QoS и внешних накопителей через смартфон или планшет. Кроме того, существует несколько приложений (некоторые из них - только для iOS или Android, а некоторые поддерживают обе системы), предназначенных для мониторинга IP-камер безопасности, сетевой безопасности, трансляции мультимдийных файлов и так далее.

Мы уже говорили о том, что Cisco продолжает традицию Linksys, склонную поражать обилием встроенных меню и опций. Обширный набор функций аккуратно спрятан в очень элегантный интуитивно понятный интерфейс. Так и есть, если вы используете совместимый браузер. Но когда мы попытались зайти в панель управления через Chrome, всё, что мы увидели, была кнопка Log on и выпадающее меню выбора языка. Напомним, что сейчас Chrome – один из самых популярных браузеров для ПК…

Netgear R6300

И, наконец, роутер Netgear R6300 (~7800 руб. по данным Яндекс.Маркет). После моделей Asus и Linksys маршрутизатор R6300 кажется очередной вариацией на тему, но это только потому, что все основные производители роутеров сегодня выпускают очень похожую продукцию. Модель премиум-класса, в которой реализована новейшая версия Wi-Fi, должна иметь два порта USB, поддерживать одновременную работу в двух диапазонах по схеме 3x3:3 в каждом из них, предусматривать простой процесс установки, поддерживать WPS и иметь четыре гигабитных сетевых порта. Здесь есть всё перечисленное, а если вам нравится прямолинейный трапецеидальный дизайн Netgear, то тем лучше.

У Netgear есть собственный центр управления Netgear Genie, не уступающий Linksys Smart Wi-Fi. Система поддерживает Windows, OS X, Android и iOS. Netgear Genie обеспечивает удалённый мониторинг и управление сетью. Пользователи Apple iOS могут также выводить на печать документы на любой совместимый с AirPrint принтер.

Нам было предоставлено два экземпляра Netgear R6300, поэтому второй мы использовали в качестве моста для тестов в диапазоне 2,4 ГГц, тем более что сама Netgear рекламирует этот роутер как поддерживающий и режим моста, и режим точки доступа. Однако будьте готовы поломать голову над тем, как получить доступ к устройству после переключения режимов, поскольку его уже не видно под его изначальным IP, а в Netgear не потрудились описать этот процесс. На наших скриншотах приведены подробные и функционально богатые меню – обе вкладки: основных и дополнительных настроек.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: копирование папки объёмом 2 Гбайта

Первый же взгляд на производительность наших шести конкурсантов выявляет несколько любопытных моментов. Самый очевидный вопрос: что происходит с Belkin? Сначала мы подумали, что это какая-то случайность, но последующие тесты и другие бенчмарки подтвердили первое впечатление. AC1200 DB не только изначально ущербен из-за двухъантенной конструкции, он не способен работать даже на уровне стандарта 802.11g. Как мы уже упоминали, мы связывались по телефону с технической поддержкой Belkin, прошлись по всем настройкам, но ничего не помогло. Сейчас в Belkin готовят доработанную версию этого роутера, и мы надеемся однажды его протестировать, но пока... считайте наши данные предметным уроком, почему ваше беспроводное оборудование должно быть хорошо протестировано и почему оно должно работать по схеме 3х3. Увы, но AC1200 DB легко заткнут за пояс многие модели десятилетней давности с поддержкой 802.11g.

Раз уж речь зашла о схеме 3х3, обратите внимание на роутер AirLive. Благодаря схеме корректировки направленности излучения антенн, 116-долларовый N450R добивается выдающихся результатов в "простом" 5-гигагерцевом 802.11n. При передаче данных от клиента к серверу он даже быстрее роутера Buffalo. В целом, N450R всё же отстаёт от всех моделей с поддержкой 802.11ac (кроме Belkin), но ненамного. Если рассчитывать производительность на каждый доллар цены, то в данных условиях и в данном приложении N450R определённо преподносит приятный сюрприз, буквально открывая "новое дыхание" у технологии текущего поколения.

Не забывайте о том, что это тест проводится в пределах одной комнаты, который теоретически должен отражать идеальные условия эксплуатации. Однако если мы вернёмся к 802.11n и диапазону 2,4 ГГц, то скорость передачи данных резко упадёт. Посмотрите на разницу в скоростях загрузки у Netgear: она составляет более 600%! Чем вызваны такие радикальные изменения? Да, мы обнаружили от четырёх до семи конкурирующих беспроводных сетей, которые присутствовали в эфире на всём протяжении тестирования, но их сигнал был довольно слабым. Более того, AirLive в действительности работает в диапазоне 2,4 ГГц по схеме 2х2, и ему всё равно удаётся обойти всех соперников, за исключением Asus. Это абсурд! Как и тот факт, что роутерам Linksys и Netgear, дважды проверенным в этом тесте, удалось продемонстрировать столь сомнительные цифры. Достаточно сказать, что мы упрочили доверие к инженерным решениям в роутере Asus и реализации коррекции направленности излучения в маршрутизаторе AirLive.

При тестировании на значительном удалении в диапазоне 5 ГГц ситуация меняется. В прошлом мы уже наблюдали немало роутеров, не справлявшихся со своими обязанностями в этих конкретных условиях. Как и маршрутизатор Belkin, старое "железо" нередко просто не подключается к серверу. Так что сам факт, что мы сравниваем трёхзначные результаты четырёх реальных соперников в стандарте 802.11ac, кажется чем-то сверхъестественным. Обратите внимание и на то, насколько ничтожно снижение пропускной способности при увеличении расстояния. Мы привыкли видеть, что в этих обстоятельствах скорость падает на 60-80%, но роутеры стандарта 802.11ac практически не теряют в производительности, а в отдельных случаях работают даже лучше при увеличении расстояния.

Да, это здорово, что AirLive всё-таки может обеспечить достаточную пропускную способность для поддержки нескольких потоков HD-видео, чего мы вообще не ожидали, но его соперники оперируют с цифрами в три раза большими! Один только этот график заставляет нас безоговорочно рекомендовать перейти на стандарт 802.11ac.

Результаты дистанционного теста в диапазоне 2,4 ГГц не удивили. Снова Asus и AirLive лидируют, Belkin не может подключиться, а трое остальных плетутся в середине. Чуть позже мы подробнее разберёмся, что происходит с целостностью потока во время передачи данных на таких низких скоростях. Намёк: ничего хорошего.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: PerfomanceTest 7, то же помещение

Сетевой тест из пакета PerformanceTest 7 в некотором роде аналогичен тесту IxChariot, и он позволяет получить графические результаты, удобные для сравнения с данными других бенчмарков. Итак, в нашем тесте на передачу трафика TCP в пределах одного помещения на частоте 5 ГГц, мы видим, что Asus немного отстаёт от соперников, уступая даже AirLive. Роутеры Buffalo, Linksys и Netgear демонстрируют скорость в пределах 165-180 Мбит/с, что в целом вполне сопоставимо с результатами наших тестов на передачу 2 Гбайт данных. Asus - единственный роутер, показатели которого заметно различаются в этих двух тестах.

При переходе на протокол UDP пропускная способность резко вырастает, а затем упирается в что-то вроде бутылочного горлышка. Netgear R6300 – единственный роутер, не преодолевший отметку в 600 Мбит/с.

Чтобы проверить наши предположения и выяснить, почему скорость трафика ограничена неким пределом, мы обратились к создателю пакета PerfomanceTest Дэвиду Рену.

Вот что он ответил:

"Я думаю, что это происходит потому, что драйвер устройства принимает неограниченный объём данных, а затем та часть, что не может быть отправлена через доступный канал, просто отбрасывается. Протокол UDP разрабатывался для таких приложений, как потоковое видео и IP-телефония (VoIP). Это как если бы вы пытались послать видео с очень высоким разрешением, но на принимающей стороне обнаружилось бы, что пять из шести кадров до неё не дошли. Но с точки зрения отправителя все данные были посланы по назначению. В реальных условиях протокол UDP не используется для передачи максимального объёма данных на максимальной скорости. Он применяется в случаях, когда данные должны поступить вовремя, и нет смысла восстанавливать (или передавать снова) потерянную информацию, поскольку более свежие данные, например, следующий кадр потокового видео, поступят достаточно скоро. Вы можете заметить, что пропускная способность шины процессора или интерфейса PCI ограничена 600 Мбитами в секунду просто чтобы не посылать лишних данных".

Когда мы поинтересовались, почему UDP-трафик в пакете IxChariot передаётся намного медленнее, чем в PerformanceTest 7 (в чём вы скоро убедитесь), Рен сразу ответил, что он никогда не использовал и не изучал IxChariot. При этом он сделал предположение:

"Судя по тому, что я прочитал , похоже, что в Ixia внедрили (вручную) собственную версию протокола TCP (с ACK, скользящими окнами и ретрансляцией) поверх UDP. Цитата: "...Этот протокол дейтаграммы является подмножеством той функциональности, которая в протоколе TCP обеспечивает надёжность получения данных..." Я не вижу в этом смысла и никто в реальной жизни не будет этого делать. Если вам требуется надёжное соединение, вы используете TCP, если вам нужно соединение, допускающее потери, тогда вы пользуетесь UDP. Если я правильно понял их документацию, на самом деле они замеряют производительность передачи данных в двух версиях TCP: полноценной спецификации Wincosh и TCP-подобного протокола собственного написания".

Переходя к тестированию с TCP-трафиком в диапазоне 2,4 ГГц, мы снова проваливаемся значительно ниже уровня 802.11ac, точно так же, как и в тестах с передачей 2 Гбайт данных. Роутер Asus с лёгкостью вырывается вперёд, за ним следует Buffalo, отставая более чем на 40 процентов. Пока что нам непросто смириться с производительностью этих роутеров в стандарте 802.11n, поскольку мы видели, что прошлогодние модели показывают лучшие результаты в 2,4 ГГц за половину цены нынешних.

В тесте на передачу трафика UDP в диапазоне 2,4 ГГц роутер Netgear преодолевает барьер 600 Мбит/с, а общий результат конкурсантов лишь немногим хуже, чем в тестах в диапазоне 5 ГГц.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: PerfomanceTest 7, разные концы здания

А сейчас – тесты на значительном удалении с протоколом TCP в пакете PerfomanceTest 7. И снова роутер Belkin не может подключиться, что лишь немногим хуже его результата при тестировании с близкого расстояния. Даже с корректировкой направленности излучения роутер AirLive с трудом справляется с нагрузкой, удерживая скорость преимущественно около 55 Мбит/с и чуть выше. Asus, Buffalo и Netgear работают почти втрое быстрее, и Asus снова выходит победителем. Разрыв между Asus и Linksys весьма заметен. Как фанаты последних моделей потребительских роутеров этой компании, мы склонны предположить, что Linksys поторопилась выпустить прошивку для этой модели, не получив согласия у своих инженеров. Надеемся, что последующее обновление исправит положение.

Ничего принципиально нового в тесте с UDP. Роутер Netgear теперь выходит на первое место, демонстрируя, что погрешность в результатах наших тестов составляет около 5%. Если это так, то все пять работающих роутеров статистически сыграли вничью в этом тесте.

Переходя к дистанционному тесту с TCP на частоте 2,4 ГГц, необходимо повторить, что результат Belkin совершенно нормален для этого строения и любых роутеров, рассчитанных на протокол 802.11n. Все пять оставшихся конкурсантов заслуживают похвалы за поддержание соединения в такой сложной обстановке. Роутер Linksys наконец-то проявил настойчивость и финишировал вторым после маршрутизатора Asus – единственного устройства, преодолевшего в этом тесте отметку в 100 Мбит/с.

Результаты тестов с протоколом UDP – все превышают 600 Мбит/с. Ничего интересного, пойдём дальше.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: графики PerfomanceTest 7

Одна из наших любимых особенностей пакета PerfomanceTest 7 - это графики. На двух предыдущих страницах мы видели сравнительные результаты наших конкурсантов, а теперь нас интересуют подробности о том, как изменяется пропускная способность сетей в течение тестирования. Но даже при этом мы не хотим быть чрезмерно педантичными и занудными, так что мы отберём лишь лучшие примеры, способные проиллюстрировать особенности каждой модели.

Для начала давайте взглянем на то, как влияет расстояние на роутер AirLive, работающий в диапазоне 2,4 ГГц с TCP-трафиком. В идеале должна получиться прямая линия, свидетельствующая о том, что пропускная способность канала не страдает от помех и поток данных непрерывен. При увеличении расстояния и появлении препятствий вероятность увидеть провалы в графике повышается. Благодаря системе корректировки направленности излучения, AirLive достойно справляется с задачей и демонстрирует минимальные отклонения во втором графике.

Переключившись на диапазон 5 ГГц с теми же тестами с TCP-трафиком, мы увидим совсем другую и менее ожидаемую картину. Тест с роутером AirLive и сервером в одном помещении выглядит изумительно ровным, однако примерно на 45-й секунде после запуска фиксируется внезапный скачок скорости. Это похоже на внезапное отключение какого-то оборудования, создающего помехи. Несмотря на довольно статичные условия тестирования, мы сталкивались с этим подъёмом снова и снова у всех моделей роутеров.

Оставляя в стороне скачок производительности, посмотрим на результаты дистанционных тестов. То, что выглядит как вполне приличные 57,6 Мбит/с на наших диаграммах, здесь смотрится как полная катастрофа. Пропускная способность скачет от почти 80 Мбит/с до нуля. И хотя беглый взгляд на средние значения даёт основания думать, что этот роутер может поддерживать трансляцию HD-видео на расстоянии, стоит посмотреть на нижние границы графика. Вот это настоящая оценка. Если, к примеру, для плавного потока без выпадения информации требуется 10 или 20 Мбит/с, то этот роутер определённо не сможет гарантировать такую пропускную способность в данных условиях.

Чтобы никто не подумал, что мы придираемся только к роутеру AirLive, давайте посмотрим на четыре графика для TCP-трафика, передаваемого через маршрутизатор Asus. На графике производительности в 802.11ac в пределах одного помещения мы видим небольшой всплеск примерно на первой секунде до стабилизации соединения, затем - длинный стабильный график выше 90 Мбит/с, затем внезапный скачок выше 140 Мбит/с. Когда же мы переключаемся на стандарт 802.11n, то всякая видимость стабильности исчезает. Производительность колеблется на 100% в диапазоне от 70 до 140 Мбит/с. Конечно, с точки зрения приложений это вполне рабочий диапазон, но он показывает, насколько непостоянна пропускная способность стандарта 802.11n, даже при использовании роутера с такой выдающейся производительностью.

Возвращаясь к дистанционным тестам в стандарте 802.11ac, мы снова видим стремительный рост производительности, а затем впечатляюще ровный график около значения в 145 Мбит/с. Завидное постоянство этого уровня производительности кружит голову. Дистанционный тест в стандарте 802.11n демонстрирует ещё один скачок пропускной способности в середине, но при этом мы снова видим значительные колебания производительности на протяжении всего теста. Заметим, однако, что у Asus нет таких радикальных скачков, какие мы видели у AirLive: достигнув определённого уровня пропускной способности, Asus отлично его удерживает.

В заключение посмотрим на результаты остальных четырёх роутеров в наилучших условиях работы с трафиком TCP. Даже не глядя на числа по оси ординат, можно сказать, что Belkin очевидный аутсайдер. У маршрутизатора Buffalo самый стабильный и безупречный график из всех, однако Netgear бросает ему любопытный вызов. Если не обращать внимание на небольшой сбой на разогреве, поддерживаемая роутером Netgear пропускная способность чуть выше, чем у Buffalo. Linksys выглядит намного непредсказуемей, но вы только посмотрите на эти значения по оси ординат. Числа более 300 Мбит/с для TCP?

Остаётся загадкой, почему мы периодически сталкиваемся с резкими скачками производительности. Пока мы видели только такие скачки, в результате которых она устанавливается на более высоком уровне, но в будущих тестах, возможно, мы проследим за этими схемами в течение больших отрезков времени, например, в течение получаса или больше. Может быть, что эти стабильные участки не так уж стабильны в большем временном масштабе. Скачки происходят в обеих месторасположениях, так что это не локальный эффект, связь между комбинациями роутер и мост также не просматривается. Возможно, это имеет отношение к стеку TCP/IP, но чтобы покопаться в нём, нам потребуются дополнительные исследования. А пока мы оставляем здесь знак вопроса, к которому вернёмся в следующий раз.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: IxChariot, тест в диапазоне 5 ГГц, то же помещение

Наконец, мы переходим к тесту IxChariot компании Ixia - возможно, самому популярному и надёжному бенчмарку для беспроводных сетей.

В тесте на передачу TCP-трафика по стандарту 802.11ac в одном помещении роутер Belkin – единственный, кто потерпел неудачу. Даже следующий за ним по производительности Linksys показал в среднем 160 Мбит/с, что великолепно для протокола TCP. Маршрутизатор AirLive продолжает поражать нас, продемонстрировав скорость в 189 Мбит/с, исключительно благодаря коррекции направленности излучения антенн. Представьте, что произойдёт, когда ведущие производители распродадут первое поколение роутеров стандарта 802.11ac и примут решение в 2013-м или 2014-м году оснастить аппараты второго поколения опцией коррекции направленности излучения! Напомню, что к высоким максимальным значениям пропускной способности у Asus, Buffalo и Netgear стоит относиться с осторожностью. К примеру, вот что на самом деле происходит с производительностью Asus на графике IxChariot:

Видите, опять этот резкий скачок? Конечно, если бы мы могли рассчитывать на постоянную среднюю скорость в 320 Мбит/с у Asus, то мы бы пали ниц и молились на этот роутер. Однако пока мы не выяснили причину этих скачков, лучше воздержимся от восторгов.

Ситуация с Netgear почти аналогична. Средняя скорость на стабильном участке немножко выше, чем у Asus, амплитуда колебаний такая же, но поскольку скачок производительности у Netgear происходит позже, средняя пропускная способность в этом тесте оказывается ниже.

Мы не скрывали различные числовые значения на графиках, поскольку они представляют собой фактически обратное отражение результатов на сравнительных диаграммах. К примеру, возьмём график Linksys (см. выше). Да, можно сказать, что среднее время отклика у этого роутера составляет 0,5 секунды, но совершенно очевидно, что всё зависит от того, о каком именно промежутке времени идёт речь.

Если вы ещё не окончательно сбиты с толку, перейдём к тестированию передачи UDF-трафика в пределах одного помещения. Помните, что большая часть результатов в тесте PerfomanceTest 7 упёрлись в некую границу? Так вот, скрипт IxChariot для трафика UDP определённо ограничивает пропускную способность, к тому же, настолько сильно, что результаты в UDP оказались ниже, чем показатели в TDP, чего практически никогда не случается.

Да, пропускная способность с UDP в среднем вдвое ниже, чем с TDP. Впрочем, вне зависимости от того, каким образом IxChariot ограничивает или занижает поток данных своими скриптами, все роутеры всё равно расположились в точной очерёдности в рамках этого тестового задания. И по этим же правилам все четыре маршрутизатора с поддержкой 802.11ac снова сыграли вничью.

Здесь мы не видим таких стабильных участков, как на графиках с TDP. С другой стороны, хорошо заметна разница в характере регулярных колебаний производительности. Взгляните на графики роутеров Buffalo и Linksys: средние значения очень близки, но шаблоны определённо отличаются.

Какой график лучше? Мы выбираем Linksys. И хотя Buffalo упорно сражается с давящим потолком в 118 Мбит/с, у Linksys хорошо просматривается надёжный пол в 112 Мбит/с. И если зайдёт речь о приоритезации трафика в потоке, второй вариант будет явно предпочтительнее.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: IxChariot

Перейдя к тестам в стандарте 802.11n и диапазоне 2,4 ГГц в пределах одного помещения, мы получили ещё более странную картину. В первый и последний раз роутер Belkin продемонстрировал не самый низкий результат. Если AirLive, Asus и Buffalo проявили себя достойнейшим образом, не позволяя скорости передачи данных упасть ниже 50 Мбит/с, то Linksis и Netgear в нескольких случаях падали до 5 Мбит/с. Даже роутер Belkin не допускал таких провалов. Конечно, у Belkin худший средний показатель, но мы всегда ищем в "железе" хорошие черты. Поскольку мы работаем со стандартом 802.11n, в этом случае мы должны иметь дело с находящимися в равных условиях устройствами на базе зрелой и отшлифованной технологии. Поэтому любопытно наблюдать, как AirLive обходит такой уважаемый бренд, как Buffalo, и наносит сокрушительное поражение Linksys и Netgear. И только роутеру Asus удалось сохранить небольшой отрыв.

На диаграмме с результатами тестов с UDP-трафиком мы наблюдаем изменения в пропускной способности по сравнению с TDP. Показатели роутеров AirLive и Asus немного снизились, а моделей Buffalo, Linksys, и Netgear - выросли. Поскольку Linksys продемонстрировал рекордную максимальную скорость, давайте взглянем на его график.

Теперь - о дистанционном тесте в стандарте 802.11ac с TCP-трафиком. И снова Belkin не может подключиться к серверу, а AirLive наконец-то катится под откос. Посмотрите, как выглядит жизнь на дне:

Хорошая новость заключается в том, что роутер AirLive всё-таки сумел передать все 100 тестовых записей IxChariot. Плохая – в том, что большая часть этих записей была передана за два броска, которые были как две вспышки в темноте, а в остальное время канал практически не функционировал. Что касается других конкурсантов, то мы весьма впечатлены их результатами, хотя Linksys и заметно отстал от трёх других роутеров. Средняя скорость передачи данных для Asus, Buffalo и Netgear составила 180 Мбит/с, что вполне сравнимо со средней скоростью этой тройки в аналогичном тесте на коротком расстоянии, где она достигала 240 Мбит/с. Всего 25-процентная потеря пропускной способности в таких сложных условиях – это действительно выдающийся показатель.

Пропускная способность при передаче данных UDP определённо ниже, но её вполне можно использовать в большинстве случаев. Роутер Netgear возвращается к стабильной производительности с лучшей минимальной скоростью в нашей таблице. Asus лидирует по средней скорости, но присмотритесь к его графику:

Тест пяти роутеров 802.11ac | Результаты: iXChariot, разные концы здания, 2,4 ГГц

Быстро пройдёмся по дистанционным тестам с 2,4 ГГц - их результаты в целом повторяют то, что мы уже наблюдали ранее.

И снова AirLive и Asus доказывают, как они сильны в передаче TCP-трафика, демонстрируя высокую минимальную пропускную способность. Кроме того, у AirLive очень небольшая разница между минимальным и максимальным результатом, что хорошо. Asus с лёгостью становится победителем теста, оставляя далеко позади ближайшего соперника Linksys.

Ситуация повторяется и с UDP-трафиком. Asus – единственный роутер, которому мы бы доверили поток видео высокого разрешения, хотя при необходимости можно положиться и на Buffalo.

Разница в структуре сигнала двух типов трафика может быть поразительной. Через UDP было передано 1000 тестовых записей, а через TCP - 100, так по этим графикам можно получить прекрасное представление о том, что считать "нормальной" пропускной способностью для UDP. Сигнал при передаче TCP-трафика, наоборот, выглядит непостоянным и изменчивым.

Одна из замечательных функций IxChariot – это автоматическое создание отчётов о том, сколько байт данных было потеряно за каждое UDP-соединение. Обычно эти данные никак не отражаются на скорости подключения. Нужна ли вам скорость 200 Мбит/с, если "по дороге" теряется половина данных? Возможно, это зависит от приложения. Поэтому мы взяли результаты нескольких дистанционных тестов и свели данные о потерянных байтах в отдельные диаграммы.

Роутер Belkin демонстрирует 100% потерю данных, поскольку он не мог подключиться к серверу на таком расстоянии. И хотя технически это некорректно, ведь никакой передачи данных просто не было, мы посчитали необходимым визуально представить худший вариант развития событий.

Разница между диапазонами 5 и 2,4 ГГц впечатляет. Теперь прекрасно видно, что стандарт предыдущего поколения, в котором работает роутер AirLive, даже с коррекцией направленности излучения становится серьёзным препятствием для дистанционной передачи данных. Buffalo и Linksys не потеряли ни одного байта в диапазоне 5 ГГц, что просто феноменально.

В диапазоне 2,4 ГГц ситуация меняется на противоположную. Buffalo и Netgear теряют более половины передаваемых пакетов, не слишком отстаёт от них и AirLive. И только Asus обеспечивает почти стопроцентную надёжность. На это стоит обратить особое внимание тем, кто намерен использовать клиенты в обоих радиодиапазонах.

Тест пяти роутеров 802.11ac | Значительный шаг вперёд после 802.11n

И снова мы собираемся игнорировать роутер Belkin. Возможно, обновление прошивки вернёт AC1200 из небытия, но мы не собираемся этого ждать, затаив дыхание.

Оценивая Buffalo, Linksys и Netgear, можно выбрать лучшие результаты, чтобы выйти на фаворита. На наш взгляд, полученные данные не выявили чистого победителя. Linksys и Netgear имеют явное преимущество в пользовательском интерфейсе, и нам особенно понравился Linksys за его богатую платформу с поддержкой приложений Smart Wi-Fi.

Если вы ограничены в средствах и не можете себе позволить клиентское оборудование с поддержкой 802.11ac, роутер AirLive остаётся на удивление привлекательным решением. Вы не найдёте в нём каких-то излишеств, но это одно из лучших по производительности устройств в среднем классе, которое нам когда-либо доводилось видеть. К сожалению, эта компания не продаёт свою продукцию на территории России, а также США и некоторых других стран.

Затем у нас есть Asus RT-AC66U, который выиграл наше состязание, даже не вспотев. Разработчики этой компании просто сделали принципиально иную конструкцию, чем у конкурентов, и оснастили её лучшим в классе набором функций. Особенно поражает, что всё это реализовано в модели первого поколения, которая к тому же предлагается по той же цене, что и её ближайшие соперники. На основании всего вышеизложенного, мы считаем, что роутер RT-AC66U заслужил нашу нечасто вручаемую награду Elite.

Абстрагируясь от конкретных моделей, готовы ли мы дать добро стандарту 802.11ac и рекомендовать использовать его и вкладывать в него средства? Да. Очевидно, что многим производителям ещё есть над чем поработать. Хотелось бы позже вернуться к этой теме и изучить различные особенности новой технологии, в частности, влияние выбора канала на производительность, максимальную ширину канала, которую можно реально использовать в 802.11ac, а также прочие переменные, которых мы умышленно старались не касаться. Есть также вопрос максимальной пропускной способности стандарта, поскольку мы наблюдали результаты, которые могут свидетельствовать об ограничениях подсистем хранения данных в наших тестовых машинах. Но пока что мы видели достаточно, чтобы утверждать, что Wi-Fi пятого поколения готов к выходу на сцену.

Мы надеялись увидеть реально поддерживаемую скорость, превышающую 300 (или хотя бы 200) мегабит в секунду. Этого не случилось. Возможно, в течение года удастся достичь таких показателей при помощи формирования направленности излучения, большего числа антенн и других доработок. Но мы можем мириться с 150 мегабитами в секунду при подключении в одном помещении, если наряду с этим мы получаем скорость от 100 до 150 Мбит/с на значительном расстоянии и через несколько препятствий. Это очень здорово. При условии правильной реализации, стандарт 802.11ac удваивает возможности 802.11n. И уже за одно это стоит заплатить.

Разработкой стандартов WiFi 802.11 занимается организация IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)

IEEE 802.11 - базовый стандарт для сетей Wi-Fi, который определяет набор протоколов для самых низких скоростей передачи данных (transfer).

IEEE 802.11 b - описывает бо льшие скорости передачи и вводит больше технологических ограничений. Этот стандарт широко продвигался со стороны WECA ( Wireless Ethernet Compatibility Alliance) и изначально назывался Wi- Fi.
Используются частотные каналы в спектре 2.4GHz () .
Ратифицирован в 1999 году.
Используемая радиочастотная технология: DSSS.
Кодирование: Barker 11 и CCK.
Модуляции: DBPSK и DQPSK,
Максимальные скорости передачи данных (transfer) в канале: 1, 2, 5.5, 11 Mbps,

IEEE 802.11 a - описывает значительно более высокие скорости передачи (transfer) чем 802.11b.
Используются частотные каналы в частотном спектре 5GHz. Протокол Не совместим с 802.11 b .
Ратифицирован в 1999 году.
Используемая радиочастотная технология: OFDM.
Кодирование: Convoltion Coding.
Модуляции: BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM.
Максимальные скорости передачи данных в канале: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps.

IEEE 802.11 g - описывает скорости передачи данных эквивалентные 802.11а.
Используются частотные каналы в спектре 2.4GHz. Протокол совместим с 802.11b.
Ратифицирован в 2003 году.
Используемые радиочастотные технологии: DSSS и OFDM.
Кодирование: Barker 11 и CCK.
Модуляции: DBPSK и DQPSK,
Максимальные скорости передачи данных (transfer) в канале:
- 1, 2, 5.5, 11 Mbps на DSSS и
- 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps на OFDM.

IEEE 802.11n - самый передовой коммерческий WiFi-стандарт, на данный момент, официально разрешенный к ввозу и применению на территории РФ (802.11ac пока в процессе проработки регулятором). В 802.11n используются частотные каналы в частотных спектрах WiFi 2.4GHz и 5GHz. Совместим с 11b/11 a /11 g . Хотя рекомендуется строить сети с ориентацией только на 802.11n, т.к. требуется конфигурирование специальных защитных режимов при необходимости обратной совместимости с устаревшими стандартами. Это ведет к большому приросту сигнальной информации и существенному снижению доступной полезной производительности радиоинтерфейса. Собственно даже один клиент WiFi 802.11g или 802.11b потребует специальной настройки всей сети и мгновенной ее существенной деградации в части агрегированной производительности.
Сам стандарт WiFi 802.11n вышел 11 сентября 2009 года.
Поддерживаются частотные каналы WiFi шириной 20MHz и 40MHz (2x20MHz).
Используемая радиочастотная технология: OFDM.
Используется технология OFDM MIMO (Multiple Input Multiple Output) вплоть до уровня 4х4 (4хПередатчика и 4хПриемника). При этом минимум 2хПередатчика на Точку Доступа и 1хПередатчик на пользовательское устройство.
Примеры возможных MCS (Modulation & Coding Scheme) для 802.11n, а также максимальные теоретические скорости передачи данных (transfer) в радиоканале представлены в следующей таблице:

Здесь SGI это защитные интервалы между фреймами.
Spatial Streams это количество пространственных потоков.
Type это тип модуляции.
Data Rate это максимальная теоретическая скорость передачи данных в радиоканале в Mбит/сек.

Важно подчеркнуть , что указанные скорости соответствуют понятию channel rate и являются предельным значением с использованием данного набора технологий в рамках описываемого стандарта(собственно эти значения, как Вы вероятно заметили, производители пишут и на коробках домашних WiFi-устройств в магазинах). Но в реальной жизни эти значения не достижимы в силу специфики самой технологии стандарта WiFi 802.11. Например здесь сильно влияет "политкорректность" в части обеспечения CSMA/CA (устройства WiFi постонно слушают эфир и не могут передавать, если среда передачи занята), необходимость подтверждения каждого юникастового фрейма, полудуплексная природа всех стандартов WiFi и только 802.11ac/Wave-2 сможет это начать обходить с и т.д.. Поэтому практическая эффективность устаревших стандартов 802.11 b/g/a никогда не превышает 50% в идеальных условиях(например для 802.11g максимальная скорость на абонента обычно не выше 22Мб/с), а для 802.11n эффективность может быть до 60%. Если же сеть работает в защищенном режиме, что часто и просходит из-за смешанного присутствия различных WiFi-чипов на различных устройствах в сети, то даже указанная относительная эффективность может упасть в 2-3 раза. Это касается, например, микса из Wi-Fi устройств с чипами 802.11b, 802.11g в сети с точками доступа WiFi 802.11g или устройства WiFi 802.11g/802.11b в сети с точками доступа WiFi 802.11n и т.п.. Подробнее о .

Помимо основных стандартов WiFi 802.11a, b, g, n, существуют и используются дополнительные стандарты для реализации различных сервисных функций:

. 802.11d . Для адаптации различных устройств стандарта WiFi к специфическим условиям страны. Внутри регуляторного поля каждого государства диапазоны часто различаются и могут быть отличны даже в в зависимости от географического положения. Стандарт WiFi IEEE 802.11d позволяет регулировать полосы частот в устройствах разных производителей с помощью специальных опций, введенных в протоколы управления доступом к среде передачи.

. 802.11e . Описывает классы качества QoS для передачи различных медиафайлов и, в целом различного медиаконтента. Адаптация МАС-уровня для 802.11e, определяет качество, например, одновременной передачи звука и изображения.

. 802.11f . Направлен на унификацию параметров Точек Доступа стандарта Wi-Fi различных производителей. Стандарт позволяет пользователю работать с разными сетями при перемещении между зонами действия отдельных сетей.

. 802.11h . Используется для предотвращения создания проблем метеорологическим и военным радарам путем динамического снижения излучаемой мощности Wi-Fi оборудованием или динамический переход на другой частотный канал при обнаружении триггерного сигнала (в большинстве европейских стран наземные станции слежения за метеорологическими спутниками и спутниками связи, а также радары военного назначения работают в диапазонах, близких к 5 МГц). Этот стандарт является необходимым требованием ETSI, предъявляемым к оборудованию, допущенному для эксплуатации на территории стран Европейского Союза.

. 802.11i . В первых вариантах стандартов WiFi 802.11 для обеспечения безопасности сетей Wi-Fi использовался алгоритм WEP. Предполагалось, что этот метод может обеспечить конфиденциальность и защиту передаваемых данных авторизированных пользователей беспроводной сети от прослушивания.Теперь эту защиту можно взломать всего за несколько минут. Поэтому в стандарте 802.11i были разработаны новые методы защиты сетей Wi-Fi, реализованные как на физическом, так и программном уровнях. В настоящее время для организации системы безопасности в сетях Wi-Fi 802.11 рекомендуется использовать алгоритмы Wi-Fi Protected Access (WPA). Они также обеспечивают совместимость между беспроводными устройствами различных стандартов и различных модификаций. Протоколы WPA используют усовершенствованную схему шифрования RC4 и метод обязательной аутентификации с использованием EAP. Устойчивость и безопасность современных сетей Wi-Fi определяется протоколами проверки конфиденциальности и шифрования данных (RSNA, TKIP, CCMP, AES). Наиболее рекомендованным подходом является использование WPA2 с шифрованием AES (и не забывайте о 802.1х с применением, очень желательно, механизмов туннелирования, например EAP-TLS, TTLS и т.п.). .

. 802.11k . Этот стандарт фактически направлен на реализацию балансировки нагрузки в радиоподсистеме сети Wi-Fi. Обычно в беспроводной локальной сети абонентское устройство обычно соединяется с той точкой доступа, которая обеспечивает наиболее сильный сигнал. Нередко это приводит к перегрузке сети в одной точке, когда к одной Точке Доступа подключется сразу много пользователей. Для контроля подобных ситуаций в стандарте 802.11k предложен механизм, ограничивающий количество абонентов, подключаемых к одной Точке Доступа, и дающий возможность создания условий, при которых новые пользователи будут присоединяться к другой ТД даже не смотря на более слабый сигнал от нее. В этом случае аггрегированная пропускная способность сети увеличивается благодаря более эффективному использованию ресурсов.

. 802.11m . Поправки и исправления для всей группы стандартов 802.11 объединяются суммируются в отдельном документе с общим названием 802.11m. Первый выпуск 802.11m был в 2007 г, далее в 2011 г и т.д..

. 802.11p . Определяет взаимодействие Wi-Fi-оборудования, движущегося со скоростью до 200 км/ч мимо неподвижных Точек Доступа WiFi, удаленных на расстояние до 1 км. Часть стандарта Wireless Access in Vehicular Environment (WAVE). Стандарты WAVE определяют архитектуру и дополнительный набор служебных функций и интерфейсов, которые обеспечивают безопасный механизм радиосвязи между движущимися транспортными средствами. Эти стандарты разработаны для таких приложений, как, например, организация дорожного движения, контроль безопасности движения, автоматизированный сбор платежей, навигация и маршрутизация транспортных средств и др.

. 802.11s . Стандарт для реализации полносвязных сетей (), где любое устройство может служить как маршрутизатором, так и точкой доступа. Если ближайшая точка доступа перегружена, данные перенаправляются к ближайшему незагруженному узлу. При этом пакет данных передается (packet transfer) от одного узла к другому, пока не достигнет конечного места назначения. В данном стандарте введены новые протоколы на уровнях MAC и PHY, которые поддерживают широковещательную и многоадресную передачу (transfer), а также одноадресную поставку по самоконфигурирующейся системе точек доступа Wi-Fi. C этой целью в стандарте введен четырехадресный формат кадра. Примеры реализации сетей WiFi Mesh: , .

. 802.11t . Стандарт создан для институализации процесса тестирования решений стандарта IEEE 802.11. Описываются методики тестирования, способы измерений и обработки результатов (treatment), требования к испытательному оборудованию.

. 802.11u . Определяет процедуры взаимодействия сетей стандарта Wi-Fi с внешними сетями. Стандарт должен определять протоколы доступа, протоколы приоритета и запрета на работу с внешними сетями. На данный момент вокруг данного стандарта образовалось большое движение как в части разработки решений - Hotspot 2.0, так и в части организации межсетевого роуминга - создана и растет группа заинтересованных операторов, которые совместно решают вопросы роуминга для своих Wi-Fi-сетей в диалоге (Альянс WBA). Подробнее о Hotspot 2.0 в наших статьях: , .

. 802.11v . В стандарте должны быть разработаны поправки, направленные на совершенствование систем управления сетями стандарта IEEE 802.11. Модернизация на МАС- и PHY-уровнях должна позволить централизовать и упорядочить конфигурацию клиентских устройств, соединенных с сетью.

. 802.11y . Дополнительный стандарт связи для диапазона частот 3,65-3,70 ГГц. Предназначен для устройств последнего поколения, работающих с внешними антеннами на скоростях до 54 Мбит/с на расстоянии до 5 км на открытом пространстве. Стандарт полностью не завершен.

802.11w . Определяет методы и процедуры улучшения защиты и безопасности уровня управления доступом к среде передачи данных (МАС). Протоколы стандарта структурируют систему контроля целостности данных, подлинности их источника, запрета несанкционированного воспроизведения и копирования, конфиденциальности данных и других средств защиты. В стандарте введена защита фрейма управления (MFP: Management Frame Protection), а дополнительные меры безопасности позволяют нейтрализовать внешние атаки, такие, как, например, DoS. Немного больше по MFP здесь: , . Кроме того, эти меры обеспечат безопасность для наиболее уязвимой сетевой информации, которая будет передаваться по сетям с поддержкой IEEE 802.11r, k, y.

802.11ас. Новый стандарт WiFi, который работает только в частотной полосе 5ГГц и обеспечивает значительно бо льшие скорости как на индивидуального клиента WiFi, так и на Точку Доступа WiFi. Подробнее смотрите в нашей статье .

Ресурс постоянно пополняется! Для получения анонсов при выходе новых тематических статей или появлении новых материалов на сайте предлагаем подписаться .

Присоединяйтесь к нашей группе на