Wi-Fi také rýchle ako nikdy predtým

Wi-Fi – slovíčko, ktoré sa unás už tak ustálilo, že ho pozná aj tá generácia, ktorá na vysokej škole písala diplomové práce ešte na písacom stroji. Wi-Fi je vskutočnosti marketingový názov bezdrôtového prenosu signálu vštandarde IEEE 802.11.

Je vyvíjaný 11. pracovnou skupinou LAN/MAN štandardizačnej komisie IEEE. Koncom deväťdesiatych rokov sme sa začali stretávať so štandardmi a, b, g, n, no vroku 2013 knim pribudol aj štandard ac. Dnes najvýkonnejšie zariadenie Wi-Fi štandardu 802.11n dosahuje prenosovú rýchlosť 450 Mbit/s stromi anténami na krátku vzdialenosť. Štandard ac je taká obrovská revolúcia vbezdrôtovom prenose, že môže dosiahnuť trojnásobne väčšiu rýchlosť (1,35 Gbit/s) na citeľne väčšiu vzdialenosť. Ako sa to vývojárom podarilo? Prinášame vám vkocke všetko, čo ste o štandarde Wi-Fi 802.11ac chceli vedieť, ale ste sa možno báli spýtať.

Vlajková loď značky D-Link, bezdrôtový smerovač DIR-868L vmodernom dizajne hravo zvládne dátové prenosy vštandarde 802.11ac; jeho cena trochu presahuje 200 eur

AC je piata generácia

Štandard 802.11ac je už piata generácia prenosových štandardov Wi-Fi, ktorá podstatne zrýchľuje dátové prenosy. Zatiaľ čo pri štandarde 802.11b sme prenášali dáta max. rýchlosťou 11 Mbit/s, pri a-čku ag-čku 54 Mbit/s, n nám umožnilo stúpnuť na 450 Mbit/s adnes sa dostávame ďaleko za hranicu 1 Gbit/s. To je viac ako 100-násobné zrýchlenie za menej ako 15 rokov vývoja. Samozrejme, existujú aj iné doplňujúce štandardy 802.11, tie sa však nepočítajú ako generačné.

Štandard 802.11ac pracuje vpásme 5 GHz. Dnešné riešenia sú dvojpásmové, takže nestratíte kontakt ani s2,4 GHz riešeniami. Výhody 5 GHz pásma sú jednoznačné. Táto časť bezdrôtového spektra je „čistejšia“ ako sobľubou využívané voľné pásmo 2,4 GHz, kde je mnoho rušení (Bluetooth, bezdrôtové telefóny, mikrovlnné rúry atď.), má 8× viac dostupných prenosových kanálov a je odolnejšie proti signálovému rušeniu. Nový štandard 802.11ac, ako spätne kompatibilný štandard (zariadenia 802.11ac musia povinne dokázať spracovať pakety formátované v802.11a a802.11n), dosahuje vyššie prenosové rýchlosti rozšírením dostupných frekvenčných pásem, rýchlejším spracovaním dát aväčším počtom antén. Navyše proces spracovania signálu lepšie využíva tzv. hluché zóny pri prenose anajradikálnejším prvkom zrýchlenia celého dátového prenosu je tzv. beamforming, teda smerové zosilnenie signálu, ato rovnako pri vysielaní ako pri prijímaní.

Modrý kváder vgrafe značí akúsi výkonnosť doteraz najrýchlejšieho štandardu 802.11n. Ten väčší kváder značí najnovší štandard 802.11ac. Vidíte ten nárast?

Ako sa to podarilo technicky?

Prvé bezdrôtové zariadenie Wi-Fi uzrelo svetlo sveta už vroku 1997. Po pätnástich rokoch začali vývojári pracovať na novom štandarde, ktorý by sa mal stať masovou záležitosťou vrokoch 2014 až 2015. Už dnes však nájdete na trhu prvé produkty ac. Prvé smerovače spodporou tohto štandardu predávajú aj unás značky ako D-Link, TP-Link, Netgear či Cisco, no aASUS aApple už uviedli na trh aj prvé notebooky srýchlejšou „wifinou“. Dokonca smartfón HTC One vsebe ukrýva čipovú súpravu spodporou 802.11ac.

Štandard 802.11ac bude určite revolúciou, pretože dá odpoveď na otázku, ako pokryť čoraz väčší dopyt po multimediálnych apritom bezdrôtových prenosoch vdomácnostiach, kde sa full HD video stáva štandardom. Ako sa teda vývojárom podarilo odpovedať na tento dopyt z technickej stránky? Základom je väčšia šírka pásma amožnosť spájania kanálov. Vrámci štandardu sú zariadenie ačip povinné podporovať 80 MHz prenosovú šírku pásma, voliteľne 80 + 80 MHz súčasne, čo predstavuje obrovskú šírku pásma 160 MHz. Ďalší dôležitý prvok je použitie viacerých antén, ale najmä až 8 samostatných dátových streamov, čo je dvojnásobok vporovnaní so štandardom 802.11n. Netreba zabudnúť ani na vyspelú moduláciu 256QAM.

Porovnanie prenosových rýchlostí vzhľadom na vzdialenosť od smerovača, použitú šírku pásma akombináciu antén

Trocha matematiky

Keby sme chceli premýšľať oprenosových rýchlostiach, môžeme sa na to pozrieť zpraktického ateoretického pohľadu. Minimálne podporovaná rýchlosť na každom zariadení ac je 290 Mbit/s, typická prenosová rýchlosť, sktorou budú smerovače ačipy Wi-Fi po novom pracovať, bude 870 Mbit/s. Maximálna rýchlosť, ktorú budú výrobcovia deklarovať vo svojich produktoch, skončí na úrovni 1,3 Gbit/s. Keby sme chceli hovoriť omaximálnej teoretickej rýchlosti na fyzickej vrstve, ktorú umožňuje nový štandard, dostávame sa až na ohromných 6,9 Gbit/s.

Tieto rýchlosti však určite nebudú využité vpraxi, ato najmä pre cenu zariadení azbytočné zahltenie prostredia. Ako sa však dostaneme vôbec na 1,3 Gbit/s, čo znie tak lákavo? Matematický výpočet opäť na fyzickej vrstve by bol nasledujúci: 80 MHz šírka pásma (=234 subcarriers), 3× samostatný stream, 5/6 modulácia 256-QAM s short-quard-interval 3,6 μs nám dávajú takýto výpočet: 234 × 3 × 5/6 × 8 bits/3,6 μs = 1300 Mbit/s. Takže štandard 802.11ac ponúka trojnásobné zrýchlenie vporovnaní so štandardom 802.11n, ato pri využití rovnakého množstva antén adokonca aj pri porovnateľnej spotrebe. Áno, keby sme zapojili viacanténne systémy, dostaneme sa aj vysoko nad 6 Gbit/s, ale to nie je hudba najbližších dvoch rokov.

Verdikt PC REVUE

Wi-Fi štandardu 802.11ac je realita už dnes. Ak sa rozhodujete okúpe bezdrôtového smerovača do domácnosti aviete, že budete chcieť vzduchom prenášať veľké objemy dát anajmä streamovať video, investujte už od novšieho štandardu. Koncových zariadení (smartfóny, tablety, notebooky) je zatiaľ simplementovaným štandardom pomenej, ale budú pribúdať. Zaručene. Na novšie rýchlosti všetci čakali aštandard 802.11ac bude bežnou záležitosťou včipoch vzariadeniach do roka, max. dvoch.