Стандарт 802.11ac, що таке?

Стандарт 802.11ac є трансформацією бездротової технології, що прийшла на зміну попередньому поколінню стандарту 802.11n. Поява 802.11n, як передбачалося раніше, мала дозволити бізнесу повсюдно використовувати цю технологію як альтернативу звичайному дротовому з'єднанню для роботи всередині локальної мережі (LAN). 802.11ac - подальший етап на шляху розвитку бездротових технологій. Теоретично новий стандарт може забезпечити швидкість передачі даних до 6.9 Гбіт/сек в діапазоні 5 ГГц. Це в 11.5 разів вище за сферу передачі даних 802.11n. Новий стандарт доступний у двох релізах: Wave 1 та Wave 2.

Порівняльна таблиця за актуальними стандартами 802,11:

Чим відрізняються Wave 1 та Wave 2?
Продукти 802.11ac Wave 1 доступні на ринку приблизно з середини 2013 року. Нова ревізія стандарту базується на попередній версії стандарту, але з деякими дуже суттєвими змінами, а саме:

підвищено продуктивність з 1.3 Гбіт до 2.34 Гбіт;
додано підтримку Multi User MIMO (MU-MIMO);
допускається використання широких каналів 160 МГц;
четвертий просторовий потік (Spatial Stream) для більшої продуктивності та стабільності;
більше каналів у діапазоні 5 ГГц.

Що дають модифікації Wave 2 для користувача?
Зростання пропускної спроможності позитивно позначається на додатках, чутливих до пропускної спроможності та затримок усередині мережі. Це насамперед передача потокового голосового та відеоконтенту, а також підвищення щільності мережі та зростання кількості клієнтів. MU-MIMO надає величезні можливості для розвитку Інтернету речей (Internet of Things, IoT), коли один користувач може підключати одночасно кілька пристроїв. Технологія MU-MIMO допускає кілька одночасних вихідних потоків (downstreams), забезпечуючи одночасне обслуговування одразу кількох пристроїв, що підвищує продуктивність мережі загалом.

MU-MIMO також позитивно позначається на затримках, забезпечуючи швидке підключення та роботу клієнтів загалом. До того ж особливості технології дозволяють підключати до мережі ще більшу кількість одночасних клієнтів, ніж у попередній версії стандарту. Використання ширини каналу 160 МГц вимагає дотримання деяких умов (низька потужність, низький показник шуму і т.д), при цьому канал зможе забезпечити колосальний приріст продуктивності передачі великих обсягів даних. Для порівняння 802.11n може забезпечити канальну швидкість до 450 Мбіт, новий 802.11ac Wave 1 – до 1.3 Гбіт, у той час як 802.11ac Wave 2 з каналом на 160 МГц може забезпечити канальну швидкість порядку 2.3 Гбіт/сек. У попередньому поколінні стандарту допускалося використання 3-х приймально-передаючих антен, нова ревізія додає 4-й потік. Ця зміна підвищує дальність та стабільність з'єднання. Існує 37 каналів у діапазоні 5 ГГц, що використовуються у всьому світі. У деяких країнах кількість каналів обмежена, у деяких немає. 802.11ac Wave 2 допускає використання більшої кількості каналів, що дозволить підвищити кількість одночасно працюючих пристроїв в одному місці. До того ж, більша кількість каналів потрібна для широких каналів 160 МГц.

Які канальні швидкості у стандарті 802.11ac Wave 2?
Новий стандарт успадковує стандарти, запроваджені з появою першого релізу. Як і раніше, швидкість залежить від кількості потоків та ширини каналу. Максимальна модуляція залишилася без змін – 256 QAM. Якщо раніше для канальної швидкості 866.6 Мбіт потрібно 2 потоки і ширина каналу 80 МГц, то тепер цієї канальної швидкості можна досягти при використанні всього одного потоку, двоє збільшивши швидкість каналу - з 80 до 160 МГц. Як бачите, кардинальних змін не сталося. У зв'язку з підтримкою каналів на 160 МГц, збільшились і максимальні канальні швидкості – до 2600 Мбіт. На практиці реальна швидкість становить приблизно 65% від канальної (PHY Rate). Використовуючи один потік, модуляцію 256 QAM і канал на 160 МГц, можна досягти реальної швидкості близько 560 Мбіт/сек. Відповідно 2-два потоки забезпечать швидкість обміну на рівні ~1100 Мбіт/сек, 3-три потоки – 1.1-1.6 Гбіт/сек.

Діапазони та канали використовувані 802.11ac Wave2
На практиці Wave-1 і Wave-2 працюють виключно в діапазоні 5 ГГц. Діапазон частот залежить від регіональних обмежень, як правило, використовується діапазон 5,15-5,35 ГГц та 5,47-5,85 ГГц. У США під бездротові мережі 5 ГГц виділено смугу 580 МГц. 802.11ac, як і раніше, може використовувати канали на 20 і 40 МГц, в той же час хорошої продуктивності можна досягти використовуючи лише 80 МГц або 160 МГц. Оскільки на практиці далеко не завжди можливо використовувати безперервну смугу 160 МГц, стандартом передбачено режим 80+80 МГц, який поділить смугу 160 МГц на 2 різні діапазони. Все це додає більшої гнучкості. Зверніть увагу, стандартними каналами для 802.11ac є 20/40/80 МГц.

Навіщо існує дві хвилі стандарту 802.11ac?
IEEE впроваджує стандарти хвилями у міру розвитку технологій. Такий підхід дозволяє промисловості відразу випускати нові продукти, не чекаючи, поки буде доопрацьована та чи інша можливість. Перша хвиля стандарту 802.11ac забезпечила значний крок уперед до 802.11n і заклала основу для подальшого розвитку.