Высокоскоростной Wi-Fi - MIMO скорости!

Высокоскоростной Wi-Fi - MIMO скорости!

[полный вариант статьи, написанной для журнала "Компьютерра"]

Как обойтись дома без Wi-Fi? Да практически никак! Особенно если вы не страдаете приступами компьютерной моногамии и компьюалиенофобией ("штоп никто чужой к моему компьютеру не подходил!"), и у вас дома есть еще второй компьютер у сына (дочки, кота, попугая), ноутбук у жены, коммуникатор и еще одна старая машинка - про запас, ну и чтобы постоянно качала что-нибудь с торрентов. Все это домашнее великолепие нужно, во-первых, объединять в сеть, а во-вторых, выпускать погулять в Интернет.

Так вот, как известно, довольно простой и удобный способ создать домашнюю сеть и обеспечить ее участников доступом в Интернет - это Wi-Fi, то есть беспроводная связь. Конечно, можно прокинуть по всему дому витую пару и сделать обычную сеть на Ethernet. Но это не слишком удобно, а кроме того, если в сети присутствует хоть один ноутбук (не говоря уж о коммуникаторе/КПК, которые к Ethernet вообще не подключаются) - данный вид подключения резко ограничивает его мобильность. Так что жена будет недовольна. А это тут же отразится на качестве приготовленных блюд, не говоря уже обо всем остальном.

Поэтому ну ее, витую пару. Тем более что на современном уровне Wi-Fi-роутеры стоят вполне разумных денег, Wi-Fi-адаптеры встраиваются не только практически во все ноутбуки, но уже и в некоторые материнские платы персональных компьютеров, а защита в новых протоколах была значительно улучшена (в старых протоколах именно к защите было больше всего нареканий).

Еще более интересно использовать беспроводную связь для передачи данных на различные медиаплееры, которые в последнее время стали весьма популярны и расплодились в больших количествах, - тем более что предусмотреть вывод витой пары в районе телевизора или проектора, где обитает медиаплеер, уж точно мало кто догадался.

Но тут в полный рост встает проблема скорости передачи. Потому что если сеть на витой паре поддерживает 100 мегабит (а не так давно появились уже и гигабитные адаптеры), которая обеспечивает реальную скорость передачи примерно 8-10 мегабайт в секунду, то сети Wi-Fi демонстрируют значительно меньшее быстродействие. Какое?

Как известно, скорость передачи по Wi-Fi зависит от используемого вида стандарта IEEE 802.11. Самый первый стандарт, который так и назывался 802.11, предполагал скорость передачи примерно 1-2 Мбит/с, что давало реальную скорость порядка 100-200 килобайт в секунду, а это крайне медленно. Следующий стандарт, который до сих пор иногда используется, - это IEEE 802.11b, который поддерживал уже до 11 Мбит/с и давал примерно мегабайт в секунду. Далее появился наиболее популярный на данный момент стандарт - IEEE 802.11g, который обеспечивает канал передачи данных в 54 Мбит/с, дающий реальную скорость передачи где-то два с половиной мегабайта в секунду. (Напоминаю, что ширина канала - это одно, а реальная скорость передачи - совсем другое, потому что при передаче идет немаленький поток различных служебных данных.)

Так вот, даже самая последняя на данный момент официальная спецификация IEEE 802.11g в какой-то момент перестала удовлетворять тех пользователей, которые используют Wi-Fi для работы с медиаплеерами, поддерживающими High Definition. Во-первых, перекачка крупных файлов на диск медиаплеера со скоростью пары мегабайт в секунду - это все-таки достаточно медленно. А во-вторых, если плеер должен проигрывать, например, тридцатигигабайтный ролик формата 1080p с удаленного устройства (например, с диска вашего компьютера), то скорости протокола 801.11g просто не хватит для равномерного и качественного воспроизведения. Тут требуется канал, который спокойно пропускает не менее 4-6 мегабайт в секунду. Ну, и что с этим делать, если после 802.11g никаких спецификаций еще не вводили?

На самом деле решение проблемы все-таки существует. Институт инженеров по электротехнике и электронике (тот самый IEEE, по аббревиатуре которого называются все стандарты Wi-Fi) уже достаточно давно создал рабочую группу по разработке нового стандарта, который называется IEEE 802.11n. Более того, драфт (черновой вариант) этой спецификации не только существует, но ее уже поддерживают некоторые роутеры и адаптеры Wi-Fi.

Чем хороша 802.11n? Прежде всего - скоростью! IEEE 802.11n поддерживает скорость канала порядка 200 Мбит/с! При этом реальная скорость передачи данных, как обещается, - где-то 100 Мбит/с, то есть примерно столько же, сколько и в 100-мегабитной сети на витой паре!

За счет чего достигаются такие скорости? Говоря по-простому, за счет ортогонального частотного мультиплексирования, квадратурной амплитудной модуляции, ну и технологии множественного ввода/вывода MIMO. А говоря по-научному - в этой штуке антеннок побольше и сигнал мощнее. Звучит смешно, но оно таки так и есть: благодаря нескольким антеннам, которые параллельно передают данные, увеличивается пропускная способность. Плюс - увеличен частотный диапазон с 20 до 40 МГц.

При этом стандарт, разумеется, предполагает полную совместимость снизу вверх - то есть устройства на стандарте IEEE 802.11n будут поддерживать 802.11g и 802.11b.

Какие производители сейчас предлагают роутеры (точки доступа) с поддержкой 802.11n? Да уже практически все "крупняки": ASUS, TRENDnet, Linksys, NetGear, D-Link и так далее. Однако здесь есть одна серьезная оговорка. Если вы хотите, чтобы 802.11n у вас работал без проблем, тогда точка доступа и адаптер должны быть одного производителя. (Напоминаю, что стандарт IEEE 802.11n пока еще является драфтом и официально не принят.) Потому что в противном случае могут быть всевозможные глюки.

Для тестирования я выбрал следующую пару роутер - адаптер: роутер - ASUS WL-500W (я вообще очень хорошо отношусь к роутерам этой фирмы - они неоднократно доказывали свое качество и надежность), адаптер - ASUS WL-160W. Оба устройства, разумеется, поддерживают IEE 802.11n, равно как и 802.11g и 802.11b.

О самом роутере практически ничего говорить не буду - машинка интересная и мощная, однако речь сейчас не обо всех ее возможностях, а о работе со стандартом 802.11n. Роутер был подключен по Ethernet к моему основному рабочему компьютеру. Адаптер LW-500W я подключил к другому рабочему ПК с Windows XP - драйверы и софт для адаптера потребовалось установить с прилагаемого диска. (Драйверы, разумеется, ставить обязательно, а софт - по желанию, потому что можно обойтись стандартным от Windows XP.) Ну и далее, убедившись в том, что соединение с сетью установлено по спецификации 802.11n (программа адаптера показывала текущую скорость данных 270 Мбит/с), я начал тестирование...

В общем, разработчики спецификации и производители устройств не обманули - скорость работы действительно заметно выше. Копирование больших (один-два гигабайта) файлов с компьютера с адаптером на компьютер, подключенный к роутеру через Ethernet, показывало точно такую же скорость, как и через проводную 100-мегабитку: примерно 10 мегабайт в секунду на больших объемах (первые полгига скорость была порядка 12 мегабайт в секунду, потом стала снижаться до 11-10).

В обратную сторону - от роутера к адаптеру - скорость была несколько ниже: порядка 5-6 мегабайт в секунду. Что, в общем-то, странно - по идее, скорость что туда, что оттуда должна быть одинаковой. Тем не менее понятно, что эта скорость может зависеть от массы всяких факторов (компьютеры-то рабочие, а не стендовые, которые специально заточены под проведение всяких тестов), так что важно то, какого максимума реально удалось добиться. А этот максимум - 12 мегабайт в секунду: показатель, на мой взгляд, очень и очень внушительный. Для беспроблемного воспроизведения High Definition в максимальном качестве (1080p) достаточно скорости в 5-6 мегабайт в секунду. Так что 802.11n эту задачу выполняет полностью, да еще и запас остается на всякие задержки и коллизии. Кроме того, новая спецификация радует в случае, когда Wi-Fi используется просто для закачки фильмов на диск медиаплеера: одно дело - перекачивать 30-гигабайтный фильм более 4 часов на 802.11g, совсем другое - перекинуть его за 50 минут на 802.11n.

Также я потестировал, насколько скорость перекачки падает при удалении адаптера от роутера. Определенное падение наблюдается, но не такое уж и сильное. При переносе адаптера на самую дальнюю точку квартиры реальная скорость перекачивания составляла примерно 7 мегабайт в секунду, что вполне терпимо.

Таким образом, устройства, поддерживающие спецификацию 802.11n, уже вполне можно использовать. Только следите за тем, чтобы роутер и адаптер были одного производителя, - в противном случае возможны некоторые проблемы (хотя и не обязательно), которые, впрочем, должны исчезнуть после того, как спецификация будет окончательно принята (в этом случае у купленных роутеров нужно будет просто поменять прошивку).