Standardy Wi-Fi
Standardy Wi-Fi obsługiwane przez sprzęt. W dzisiejszych czasach oprócz nowoczesnych standardów
Wi-Fi 4 (802.11n),
Wi-Fi 5 (802.11ac),
Wi-Fi 6 (802.11ax) (jego odmiana
Wi-Fi 6E),
Wi-Fi 7 (802.11be) oraz
WiGig (802.11ad), można również spotkać wsparcie dla wcześniejszych wersji -
Wi- Fi 3 (802.11g), a nawet Wi-Fi 1 (802.11b). Oto bardziej szczegółowy opis każdej z tych wersji:
— Wi-Fi 3 (802.11g). Przestarzały standard, podobnie jak Wi-Fi 1 (802.11b), który odszedł w niepamięć. Był szeroko stosowany przed pojawieniem się Wi-Fi 4, obecnie jest używany głównie jako dodatek do nowszych wersji - w szczególności w celu zapewnienia kompatybilności z przestarzałym i niedrogim sprzętem. Pracuje na częstotliwości 2,4 GHz, maksymalna prędkość wymiany danych to 54 Mb/s.
— Wi-Fi 4 (802.11n). Pierwszy z powszechnie używanych standardów obsługujący 5 GHz; może pracować w tym zakresie lub w klasycznym 2,4 GHz. Warto podkreślić, że niektóre modele sprzętu Wi-Fi na ten standard wykorzystują tylko 5 GHz, dlatego są niekompatybilne z wcześniejszymi wersjami Wi-Fi. Maksymalna prędkość dla Wi-Fi 4 to 600 Mb/s; w nowoczesnych urządzeniach bezprzewodowych standard ten jest bardzo popularny, dopiero niedawno zaczął być wypierany na tej pozycji pr
...zez Wi-Fi 5.
— Wi-Fi 5 (802.11ac). Następca Wi-Fi 4, który ostatecznie przeniósł się na pasmo 5 GHz, co pozytywnie wpłynęło na niezawodność połączenia i prędkość transmisji danych: wynosi do 1,69 Gb/s na antenę i ogólnie do 6,77 Gb/s. Ponadto jest to pierwsza wersja, w której w pełni zaimplementowano technologię Beamforming (więcej informacji można znaleźć w „Funkcje i możliwości”).
— Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E (802.11ax). Rozwinięcie Wi-Fi 5, które wprowadziło zarówno wzrost prędkości do 10 Gb/s, jak i szereg ważnych usprawnień. Jedną z najważniejszych nowości jest zastosowanie szerokiego zakresu częstotliwości – od 1 do 7 GHz; to w szczególności pozwala automatycznie wybierać najmniej obciążone pasmo częstotliwości, co pozytywnie wpływa na prędkość i niezawodność połączenia. Jednocześnie urządzenia Wi-Fi 6 mogą działać na klasycznych częstotliwościach 2,4 GHz i 5 GHz, a modyfikacja standardu Wi-Fi 6E może działać na częstotliwościach od 5,9 do 7 GHz; ogólnie uważa się, że urządzenia z obsługą Wi-Fi 6E pracują z częstotliwością 6 GHz, przy pełnej kompatybilności z wcześniejszymi standardami. Dodatkowo w tej wersji wprowadzono pewne usprawnienia dotyczące jednoczesnej pracy kilku urządzeń na tym samym kanale, w szczególności chodzi o technologię OFDMA. Dzięki temu Wi-Fi 6 daje najmniejszy ze współczesnych standardów spadek prędkości przy obciążonym powietrzu, a modyfikacja Wi-Fi 6E działająca na 6 GHz ma najmniej zakłóceń.
— Wi-Fi 7 (802.11be). Ten standard Wi-Fi zaczął być wdrażany w 2023 roku. Dzięki zastosowaniu modulacji 4096-QAM może on osiągać maksymalną teoretyczną prędkość transmisji danych do 46 Gb/s. Wi-Fi 7 obsługuje trzy pasma częstotliwości: 2,4 GHz, 5 GHz i 6 GHz. Maksymalna szerokość pasma standardu została zwiększona ze 160 MHz do 320 MHz — im szerszy kanał, tym więcej danych może on przesłać. Wśród interesujących nowości Wi-Fi 7 odnotowano opracowanie MLO (Multi-Link Operation) — za jego pomocą podłączone urządzenia wymieniają dane przy użyciu kilku kanałów i pasm częstotliwości jednocześnie, co jest szczególnie ważne w przypadku gier VR i online. Technologia Multiple Resource Unit została zaprojektowana w celu zminimalizowania opóźnień w komunikacji, gdy podłączonych jest wiele urządzeń klienckich. Nowy protokół 16x16 MIMO ma również na celu zwiększenie przepustowości przy dużej liczbie jednoczesnych połączeń, podwajając liczbę strumieni przestrzennych w porównaniu do poprzedniego standardu Wi-Fi 6.
— WiGig (802.11ad). Standard Wi-Fi wykorzystujący częstotliwość roboczą 60 GHz; prędkość przesyłania danych może wynosić do 10 Gb/s (w zależności od konkretnej wersji WiGig). Kanał 60 GHz jest znacznie mniej obciążony niż popularniejsze kanały 2,4 GHz i 5 GHz, co pozytywnie wpływa na niezawodność transmisji danych i zmniejsza opóźnienia; to ostatnie jest szczególnie ważne w grach i niektórych innych specjalistycznych zadaniach. Z drugiej strony, zwiększenie częstotliwości znacznie zmniejszyło zasięg połączenia (więcej szczegółów w punkcie „Zakres częstotliwości”), więc w praktyce ten standard nadaje się tylko do komunikacji w tym samym pomieszczeniu.
Należy pamiętać, że w praktyce prędkość przesyłania danych jest zwykle znacznie niższa od teoretycznego maksimum – zwłaszcza, gdy na tym samym kanale pracuje kilka urządzeń Wi-Fi. Warto również zauważyć, że różne standardy są ze sobą wstecznie kompatybilne (z ograniczeniem prędkości dla tego wolniejszego), pod warunkiem, że częstotliwości się pokrywają: na przykład 802.11ac może współpracować z 802.11n, lecz nie z 802.11g.Zakres częstotliwości pracy
Standardowe pasma przenoszenia Wi-Fi obsługiwane przez urządzenie.
Parametr ten jest bezpośrednio powiązany ze standardami Wi-Fi (patrz wyżej), z którymi sprzęt jest zgodny. Jednocześnie istnieją standardy, które obejmują kilka zakresów naraz (takie jak Wi-Fi 4 i Wi-Fi 6) i nie każde urządzenie z nimi kompatybilne obsługuje jednocześnie wszystkie te zakresy; dlatego w takich przypadkach kwestię tę należy wyjaśnić osobno. Ponadto częstotliwości powszechnie używane w naszych czasach mają wspólne cechy, oto one:
- 2,4 GHz. Pasmo uważane za klasyczne: stosowane w najwcześniejszych standardach Wi-Fi i obsługiwane przez wiele nowoczesnych wersji. Dlatego do tej pory całkiem sporo sprzętu Wi-Fi działa
tylko z częstotliwością 2,4 GHz (choć wyjątki są coraz częstsze). Główne zalety takiego sprzętu to prostota, niski koszt i kompatybilność nawet z przestarzałymi urządzeniami bezprzewodowymi. Z drugiej strony, pasmo 2,4 GHz jest niezwykle obciążone: oprócz dużej liczby urządzeń Wi-Fi jest wykorzystywane także przez moduły Bluetooth i kilka innych typów elektroniki. Może to pogorszyć jakość i szybkość komunikacji.
- 5 GHz. Pasmo wprowadzone w celu przezwyciężenia niedociągnięć 2,4 GHz - w szczególności w celu odciążenia kanałów komunikacyjnych i oddzielenia Wi-Fi od innych technologii bezprzewodowych. Dodatkowo zwiększenie częstotliwości pozwoliło na szybszą komunikację. 5 GHz jest używane jako jedna z częstotliwości pracy
...w standardach Wi-Fi 4 i Wi-Fi 6 (patrz wyżej) oraz jako jedyne w Wi-Fi 5. Tak więc na rynku można znaleźć urządzenia pracujące tylko w 5 GHz, ale bardziej rozpowszechniony jest sprzęt z wieloma pasmami, gdzie ta częstotliwość jest tylko jedną z obsługiwanych.
- 6 GHz. Nieobciążona częstotliwość wprowadzona do użytku od generacji Wi-Fi 6E. Nowe pasmo przenoszenia zapewnia możliwość jednoczesnej obsługi dużej liczby urządzeń klienckich z dużą prędkością przy minimalnej ilości zakłóceń i opóźnień w transmisji sygnału. W tej chwili jest to najwolniejszy, najszerszy i najszybszy zasięg Wi-Fi. Jednak w niektórych regionach pasmo 6 GHz pozostaje niedostępne, ponieważ jest zajmowane przez łączność bezprzewodową wojskową, stacjonarną lub radiową.
- 60 GHz. Pasmo realizowane w standardzie WiGig; na dzień dzisiejszy jest używane tylko w nim i jako jedyne. Znaczący wzrost częstotliwości w porównaniu do bardziej powszechnych opcji 2,4 GHz i 5 GHz ma pozytywny wpływ na jakość połączenia. Tak więc, przy tym samym teoretycznym maksimum, co Wi-Fi 6 (10 Gb/s), standard WiGig zapewnia wyższą rzeczywistą szybkość wymiany danych, a także mniej opóźnień; jest to szczególnie ważne w grach i niektórych konkretnych zadaniach. Wadą tych zalet jest krótki zasięg komunikacji: nawet przy użyciu Beamforming (patrz „Funkcje i możliwości”) nie przekracza 10 m na otwartej przestrzeni, a przeszkoda taka jak ściana może stać się nie do pokonania dla kanału 60 GHz. Dlatego w urządzeniach Wi-Fi taka częstotliwość występuje głównie wśród dość specyficznych urządzeń - punktów dostępowych (w tym kierunkowych), które są przeznaczone do łączenia poszczególnych segmentów sieci w trybie pomostu (patrz ibid.). To właśnie ten sposób użytkowania jest jednym z najbardziej optymalnych, biorąc pod uwagę właściwości tego pasma. Jednak wsparcie dla 60 GHz coraz częściej znajduje się również w gadżetach konsumenckich (smartfony, laptopy), dlatego produkowane są również routery dla tej częstotliwości.
- Własna częstotliwość. W rzadkich przypadkach działanie sprzętu Wi-Fi jest możliwe na jego własnych częstotliwościach, które nie mieszczą się w standardowych ogólnie przyjętych wartościach. Takie urządzenia wykorzystywane są głównie do budowy mostów radiowych „punkt-punkt” i „punkt-wielopunkt”. Ich zalety to szum o niskiej częstotliwości ze standardowych sieci Wi-Fi, a co za tym idzie - zwiększony zasięg komunikacji. Należy zauważyć, że nie można połączyć się bezpośrednio z takimi urządzeniami z laptopa lub smartfona. Niezbędne jest również uwzględnienie aspektu legislacyjnego, ponieważ w każdym kraju wykorzystanie częstotliwości jest inaczej regulowane.Pasma pracy
Liczba pasm i kanałów komunikacji bezprzewodowej obsługiwanych przez router. Określa się tylko dla modeli z więcej niż jednym pasmem.
-
Dwupasmowe (2,4 GHz i 5 GHz). Urządzenia obsługujące jednocześnie dwa popularne pasma komunikacyjne - 2,4 GHz i 5 GHz - w formacie „jeden kanał komunikacyjny na pasmo”. Zapewnia to zgodność z większością standardów Wi-Fi (patrz wyżej), a w niektórych przypadkach ma również pozytywny wpływ na jakość połączenia. Na przykład adapter Wi-Fi (patrz „Typ urządzenia”) z tą funkcją może zapewniać możliwość oceny przeciążenia obu pasm i automatycznego wyboru mniej obciążonego.
-
Trójkanałowy (2,4 GHz i 5 GHz w 2 kanałach). Ulepszona wersja dwupasmowego formatu pracy: w paśmie 5 GHz komunikacja odbywa się dwoma kanałami. Pozwala to np. na zapewnienie trzech kanałów bezprzewodowych na jednym routerze jednocześnie (trzy widoczne sieci na liście sieci bezprzewodowych) i osiągnięcie jeszcze większej przepustowości. Zalety tego formatu są szczególnie widoczne, gdy router współpracuje jednocześnie z kilkoma urządzeniami bezprzewodowymi.
-
Trójpasmowy (2.4 GHz, 5 GHz, 60 GHz). Najbardziej „wszystkożerna” odmiana współczesnego sprzętu Wi-Fi, kompatybilna ze wszystkimi popularnymi standardami - od przestarzałego 802.11 b/g po stosunkowo nowy 802.11 ad. Ponadto obfitość pasm przyczynia się do wzrostu prędkości, zwłaszcza przy prac
...y z urządzeniami wielopasmowymi.Maks. prędkość przy 2.4 GHz
Maksymalna prędkość zapewniana przez urządzenie przy łączności bezprzewodowej w paśmie 2.4 GHz.
Pasmo to jest wykorzystywane w większości współczesnych standardów Wi-Fi (patrz wyżej) - jako jedno najbardziej z dostępnych lub wręcz jedyne. Teoretyczne maksimum to 600 MB/s. W rzeczywistości Wi-Fi na częstotliwości 2.4 GHz jest wykorzystywane przez dużą liczbę urządzeń klienckich, z czego wynika przeciążenie kanałów transmisji danych. Ponadto liczba anten wpływa na wydajność prędkości sprzętu. Podaną w specyfikacji prędkość można osiągnąć tylko w warunkach idealnych. W praktyce może być ona zauważalnie mniejsza (często kilkukrotnie), zwłaszcza przy obfitości urządzeń bezprzewodowych podłączonych do sprzętu. Dla zrozumienia rzeczywistych możliwości sprzętu Wi-Fi maksymalna prędkość na 2.4 GHz jest podawana w specyfikacji poszczególnych modeli. Jeśli chodzi o liczby, to ze względu na możliwości w paśmie 2.4 GHz współczesny sprzęt umownie dzieli się na modele o prędkościach
do 500 MB/s włącznie i
powyżej 500 MB/s.
Maks. prędkość przy 5 GHz
Maksymalna prędkość, obsługiwana przez urządzenie przy łączności bezprzewodowej w paśmie 5 GHz.
Pasmo to jest wykorzystywane w Wi-Fi 4, Wi-Fi 6 i Wi-Fi 6E jako jedno z dostępnych, w Wi-Fi 5 jako jedyne (patrz „Standardy Wi-Fi”). Prędkość maksymalna podawana jest w specyfikacji w celu zaznaczenia rzeczywistych możliwości konkretnego sprzętu - mogą być one zauważalnie skromniejsze od ogólnych możliwości standardu. Poza tym wszystko zależy od generacji Wi-Fi. Na przykład urządzenia obsługujące Wi-Fi 5 mogą teoretycznie przesyłać do 6928 Mb/s (przy użyciu ośmiu anten), a Wi-Fi 6 do 9607 Mb/s (przy użyciu tychże ośmiu strumieni przestrzennych). Maksymalna możliwa prędkość łączności jest osiągana w określonych warunkach i nie każdy model sprzętu Wi-Fi w pełni je spełnia. Konkretne liczby są umownie podzielone na kilka grup: wartość
do 500 MB/s jest dość skromna, wiele urządzeń obsługuje prędkości w zakresie
500 - 1000 MB/s, wskaźniki
1 - 2 GB/s można zaliczyć do średnich wartości, a najbardziej zaawansowane modele w swojej klasie zapewniają prędkość wymiany danych na poziomie
ponad 2 GB/s.
Liczba anten Wi-Fi
We współczesnym sprzęcie Wi-Fi wskaźnik ten może być różny: oprócz najprostszych urządzeń z 1 anteną, istnieją modele, w których liczba ta wynosi
2,
3,
4, a nawet
więcej. Sens stosowania kilku anten tkwi w dwóch szczegółach. Po pierwsze, jeśli na antenę przypada kilka urządzeń zewnętrznych, muszą one dzielić między sobą szerokość pasma, a rzeczywista prędkość łączności dla każdego abonenta odpowiednio spada. Po drugie, taka konstrukcja może być również wymagana przy komunikacji z jednym urządzeniem zewnętrznym - do współpracy z technologią MU-MIMO (patrz poniżej), co pozwala w pełni wykorzystać możliwości nowoczesnych standardów Wi-Fi.
W każdym razie więcej anten oznacza zwykle bardziej zaawansowane i funkcjonalne urządzenie. Z drugiej strony, parametr ten znacząco wpływa na koszt; dlatego sensowne jest poszukiwanie sprzętu z dużą liczbą anten, głównie wtedy, gdy krytyczna jest szybkość i stabilność łączności.
Wymienna antena
Obecność
wymiennej anteny (lub kilku anten) w konstrukcji urządzenia.
Wymiennymi mogą być tylko anteny zewnętrzne (patrz „Typ anteny”). Taka konstrukcja jest szczególnie wygodna w przechowywaniu i transporcie: pozwala na usunięcie zewnętrznego wyposażenia, dzięki czemu urządzenie jest mniej nieporęczne. Ponadto wiele urządzeń z tą funkcją umożliwia wymianę standardowych anten na inne (na przykład mocniejsze lub o bardziej optymalnej charakterystyce promieniowania). Niektóre z tych modeli są nawet początkowo sprzedawane bez anten - z obliczeniem na to, że użytkownik sam je wybierze, według własnego uznania; taki zestaw nie jest potrzebny do użytku domowego, ale może być bardzo wygodny przy doborze profesjonalnego sprzętu wysokiej jakości. Z drugiej strony, wymienna konstrukcja zmniejsza niezawodność mocowania anteny, zwiększa prawdopodobieństwo awarii oraz zwiększa koszt urządzenia. Dlatego większość współczesnych urządzeń Wi-Fi jest nadal wyposażona w
niewymienne anteny.
Liczba anten 5 GHz
Łączna liczba anten w routerze odpowiedzialnych za komunikację w paśmie 5 GHz. Aby uzyskać więcej informacji na temat liczby anten, patrz „Łączna liczba anten”, o paśmie - „Pasmo częstotliwości”.
Moc nadajnika
Nominalna moc nadajnika Wi-Fi zastosowanego w urządzeniu. Gdy obsługiwanych jest wiele zakresów (patrz „Zakresy pracy”), moc dla różnych częstotliwości może być różna, w takich przypadkach maksymalna wartość jest podana w tym miejscu.
Całkowita moc nadawcza zapewniana przez urządzenie zależy bezpośrednio od tego parametru. Moc tę można obliczyć dodając moc nadajnika i zysk energetyczny anteny (patrz wyżej): na przykład nadajnik 20 dBm uzupełniony o antenę 5 dBi daje moc 25 dBm (w głównym obszarze zasięgu anteny). Do prostego użytku domowego (na przykład zakup routera do małego mieszkania) takie szczegóły nie są wymagane, ale w dziedzinie zawodowej często konieczne jest użycie urządzeń bezprzewodowych o ściśle określonej mocy. Szczegółowe zalecenia w tej sprawie dla różnych sytuacji można znaleźć w źródłach specjalnych, ale tutaj zauważamy, że łączna wartość 26 dBm lub więcej pozwala zaklasyfikować urządzenie jako sprzęt
z silnym nadajnikiem. Jednocześnie takie możliwości nie zawsze są wymagane w praktyce: nadmierna moc może powodować duże zakłócenia zarówno dla otaczających urządzeń, jak i samego nadajnika (szczególnie w warunkach miejskich i innych podobnych warunkach), a także obniżyć jakość połączenia z elektroniką małej mocy. A dla efektywnej komunikacji na duże odległości zarówno sam sprzęt, jak i urządzenia zewnętrzne powinny mieć odpowiednią moc (która nie zawsze jest osiągalna), dlatego przy wyborze nie należy gonić za maks
...ymalną liczbą decybeli, ale wziąć pod uwagę zalecenia dla konkretnego przypadku; ponadto wzmacniacz Wi-Fi lub system MESH jest często dobrą alternatywą dla potężnego nadajnika.