MU-MIMO
Підтримка пристроєм технології
MU-MIMO — розрахованого на багато користувачів потокового введення-виведення.
Зв'язок у кілька потоків реалізується за рахунок використання кількох антен як на передавальному, так і на пристрої, що приймає. Це дозволяє збільшити пропускну спроможність каналу, а також підвищити загальну якість та стабільність зв'язку. А термін «розрахований на багато користувачів» зазвичай означає, що Wi-Fi обладнання здатне одночасно працювати з декількома зовнішніми пристроями, що підтримують багатопотоковий режим (MIMO). Виняток становлять лише Wi-Fi адаптери (див. «Тип пристрою») — у них йдеться швидше про здатність максимально ефективно взаємодіяти з роутером/точкою доступу, де також використовується MU-MIMO.
Коефіцієнт підсилення
Коефіцієнт посилення, що забезпечується кожної антеною пристрою; якщо в конструкції передбачені антени з різними характеристиками (характерний приклад — одночасно зовнішні і внутрішні антени), то інформація, зазвичай, вказується по найбільш високому значенню.
Посилення сигналу в цьому разі забезпечується за рахунок звуження діаграми спрямованості — подібно до того, як у ліхтариках з регульованою шириною променя зменшення цієї ширини збільшує дальність освітлення. Найпростіші всеспрямовані антени звужують сигнал переважно у вертикальній площині, «сплющуючи» область охоплення — так, що вона стає схожою на горизонтальний диск. Зі свого боку, спрямовані антени (переважно в спеціалізованих точках доступу, див. «Тип пристрою») створюють вузький промінь, що охоплює зовсім невеликий простір, зате дає досить солідне посилення.
Конкретно ж коефіцієнт посилення описує, наскільки потужним виходить сигнал на основному напрямку антени в порівнянні з ідеальною антеною, що рівномірно поширює сигнал на всі боки. Разом з потужністю передавача (див. нижче) це визначає сумарну потужність обладнання і, відповідно, ефективність і дальність зв'язку. Власне, для визначення сумарної потужності достатньо додати коефіцієнт посилення в dBi до потужності передавача в dBm; dBi і dBm в даному разі можна розглядати як одні і ті ж одиниці (децибели).
Загалом подібні дані рідко потрібні пересічному користувачеві, однак вони можуть знадобитися в деяких специфічних ситуац...іях, з якими доводиться мати справу фахівцям. Детальні методики розрахунків для таких ситуацій можна знайти в спеціальних джерелах; тут же підкреслимо, що не завжди має сенс гнатися за високим коефіцієнтом підсилення антени. По-перше, як говорилося вище, це досягається ціною звуження оласті охоплення, що може створювати незручності; по-друге, занадто сильний сигнал теж нерідко буває небажаним, детальніше див. «Потужність передавача».
Потужність передавача
Номінальна потужність Wi-Fi передавача, який використовується в пристрої. За підтримки кількох діапазонів (див. «Діапазони роботи) потужність для різних частот може бути різною, для таких варіантів тут зазначається максимальне значення.
Від цього параметра напряму залежить сумарна передаюча потужність, яка забезпечується пристроєм. Цю потужність можна обчислити, склавши потужність передавача і коефіцієнт підсилення антени (див. вище): наприклад, передавач на 20 dBm, доповнений антеною на 5 dBi, дає в результаті потужність 25 dBm (в основній області охоплення антени). Для нескладного побутового використання (наприклад, купівлі роутера в невелику квартиру) такі подробиці не потрібні, але от в професійній сфері нерідко виникає необхідність використовувати бездротові пристрої строго визначеної потужності. Детальні рекомендації з цього приводу для різних ситуацій можна знайти в спеціальних джерелах, тут же відзначимо, що сумарне значення в 26 dBm і більше дає змогу віднести пристрій у категорію обладнання
з потужним передавачем. Водночас подібні можливості на практиці потрібні далеко не завжди: зайва потужність може створювати безліч перешкод як для оточуючих пристроїв, так і для самого передавача (особливо в міських та інших аналогічних умовах), а також погіршувати якість з'єднання з малопотужною електронікою. А для ефективного зв'язку на великій відстані відповідну потужність повинно мати як саме обладнання, так і зовнішні пристро
...ї (що досяжно далеко не завжди).Так що при виборі варто не гнатися за максимальним числом децибел, а враховувати рекомендації для конкретної ситуації; до того ж Wi-Fi підсилювач або MESH-система нерідко виявляються непоганою альтернативою потужного передавача.Функції та можливості
Основні функції і можливості, реалізовані в пристрої.
У дану категорію віднесені переважно найбільш ключові функції — а саме
балансування навантаження(Dual WAN),
резервування каналу,
Link Aggregation,
Bluetooth (різні версії, включаючи
Bluetooth v 5),
протокол зв'язку Zigbee,
голосовий асистент, NAT, режими
MESH,
мосту,
репітера, функція
Beamforming,
мережевого екрана (Firewall) і
CLI (Telnet). Ось детальніший опис кожного з цих пунктів:
— Dual WAN. Можливість одночасного підключення до двох зовнішніх мереж. Найчастіше застосовується для одночасної роботи з двома Інтернет-з'єднаннями (хоча можливі й інші варіанти); при цьому існує два основних режими роботи з такими з'єднаннями — резервування (Failover/Failback) і балансування (Load Balance). Так, в режимі резервування пристрій постійно використовує основний канал підключення до Інтернету, а при збоях на цьому каналі — автоматично перемикається на запасний варіант. В режимі балансування обидва канали використовуються одночасно, при ц
...ьому навантаження між ними розподіляється або автоматично (залежно від споживання трафіку тим або іншим пристроєм) або вручну (чітко прописується в налаштуваннях для конкретних пристроїв). Це дає змогу, наприклад, відокремити канал для ігор по мережі від решти зв'язку, максимально знизивши лаги і підвищивши ефективність.
— Link Aggregation. Функція, що дає змогу об'єднувати декілька паралельних фізичних каналів зв'язку в один логічний - для підвищення швидкості та надійності з'єднання. Простіше кажучи, при наявності Link Aggregation пристрій можна підключити до іншого пристрою не одним кабелем, а відразу двома або навіть більше. Збільшення швидкості при цьому відбувається за рахунок підсумовування пропускної спроможності всіх фізичних каналів; правда, загальна швидкість може бути менше суми швидкостей - з іншого боку, об'єднання декількох порівняно повільних роз'ємів нерідко обходиться дешевше, ніж використання обладнання з більш прогресивним одиничним інтерфейсом. А підвищення надійності здійснюється, по-перше, за рахунок розподілу загального навантаження по окремим фізичним каналам, по-друге, за рахунок «гарячого» резервування: вихід з ладу одного порту або кабелю може знизити швидкість, проте не призводить до повного розриву з'єднання, а при поновленні працездатності канал включається в роботу автоматично.
— Bluetooth. Підтримка пристроєм бездротової технології Bluetooth. Зміст даної функції буде залежати від формату роботи обладнання (див. «Тип пристрою»). Приміром, адаптери з такою можливістю дають змогу доповнити ПК не тільки Wi-Fi зв'язком, але і підтримкою Bluetooth — завдяки цьому можна обійтися одним адаптером замість двох. А в роутерах і точках доступу дана функція дає змогу зовнішнім пристроям отримувати доступ до Інтернету (або мережі) по Bluetooth-з'єднанню замість Wi-Fi. Такий формат роботи дає змогу розвантажити Wi-Fi канал і знизити енергоспоживання підключених пристроїв; це особливо важливо для компонентів розумного дому та інших пристроїв «Інтернету речей», в характеристиках деяких роутерів/точок доступу прямо заявлено, що Bluetooth призначений переважно для такої електроніки. Можуть передбачатися й інші способи використання даної технології, більш специфічні; втім, це зустрічається рідко.
– Zigbee. Протокол зв'язку, створений для систем автоматизації (включаючи «розумний дім»), сигналізації, промислового управління тощо. Дає можливість передавати управляючі сигнали з невисокими витратами енергії, а також створювати мережі MESH з направленням сигналу через кілька вузлів та автоматичним вибором оптимального маршруту з урахуванням поточної ситуації в мережі. Має високу захищеність каналів зв'язку від злому, а також можливість забезпечити високу швидкість спрацьовування.
— Голосовий асистент. Підтримка пристроєм того чи іншого голосового асистента. Найчастіше зустрічаються такі варіанти (окремо або разом):
- Amazon Alexa
- Google Assistant
Конкретний функціонал цих асистентів можна уточнити за спеціальними джерелами (тим більше, що він постійно оптимізується і розширюється). Тут же відзначимо, що в разі Wi-Fi обладнання мова зазвичай йде не про асистента, вбудованого в сам пристрій, а про покращену сумісність зі смартфонами і іншими гаджетами, на яких встановлений відповідний помічник. Подібний функціонал буває особливо корисний з урахуванням того, що сучасні голосові асистенти застосовуються в тому числі для управління компонентами розумного дому. Зв'язок при такому управлінні нерідко здійснюється саме через домашній роутер або інше аналогічне устаткування, і підтримка таким обладнанням голосових асистентів помітно спрощує налаштування і розширює можливості всієї системи.
— NAT (Network Address Translation). Функція, що дає змогу Wi-Fi обладнанню під час роботи із зовнішньою мережею (наприклад, Інтернетом) замінювати IP-адреси всіх підключених до цього обладнання комп'ютерів та інших пристроїв на одну загальну IP-адресу. Іншими словами, мережа з таким роутером бачиться «ззовні» як один пристрій, з одним загальним IP. Найпопулярніший варіант застосування NAT — підключення до Інтернету декількох абонентів (наприклад, комп'ютерів і гаджетів в межах будинку або офісу) через один обліковий запис провайдера. При цьому кількість таких абонентів у межах мережі обмежується лише можливостями роутера і може вільно змінюватися, на доступ до Всесвітньої Мережі це не вплине (тоді як без використання NAT довелося б організовувати окремий обліковий запис на кожен пристрій). Підтримка NAT є обов'язковою функцією для роутерів (див. «Тип пристрою»).
— Режим моста. Можливість роботи устаткування в режимі моста. Цей режим дає змогу бездротовим способом пов'язувати між собою окремі сегменти мережі — наприклад, об'єднати два поверхи, якщо прокласти між ними кабель складно. Втім, можливий зв'язок і на більш далекі відстані — в окремих спрямованих точках доступу (див. «Тип пристрою»), створених переважно саме для такого застосування, дальність дії може перевищувати 20 км. Власне, даний режим підтримує більшість точок доступу (як спрямованих, так і звичайних), однак також він популярний в інших видах обладнання, зокрема, роутерах.
Зазначимо, що для роботи в режимі моста найкраще використовувати однотипні пристрої — це гарантує якісний зв'язок в обох напрямках. Також варто сказати, що крім двостороннього режиму «точка – точка», зустрічається також обладнання з підтримкою багатосторонніх мостів («точка – багатоточка»); наявність такої можливості варто уточнювати окремо.
— Режим репітера. Режим роботи, в якому обладнання лише повторює Wi-Fi сигнал від іншого пристрою, граючи роль ретранслятора. Основне призначення даної функції — розширення Wi-Fi мереж, забезпечення доступу там, куди не дістає основний пристрій (наприклад, роутер). Класичний приклад репітерів — підсилювачі Wi-Fi (див. «Тип пристрою»), в них цей режим є за визначенням; втім, він зустрічається і в інших різновидах Wi-Fi обладнання. Виняток становлять MESH-системи, що мають схожу специфіку, проте відрізняються за форматом роботи. Детальніше про цей форматі див. нижче, тут же відзначимо, що мережі з репітерами багато в чому поступаються MESH за практичним можливостям. По-перше, сигнали від основного устаткування і від ретранслятора бачаться як окремі мережі Wi-Fi, і при переміщенні між ними абонентські пристрої повинні перепідключатися; це може відбуватися автоматично, проте переривання зв'язку та зміна мереж все одно створює незручності. По-друге, робота через репітер помітно знижує швидкість Wi-Fi. По-третє, ретранслятор працює за строго фіксованою, заздалегідь встановленою схемою маршрутизації. З іншого боку, точки доступу з функцією репітера обходяться помітно дешевше MESH-вузлів, а згадані недоліки далеко не завжди є критичними.
— Режим MESH. Можливість роботи пристрою в ролі вузла MESH-мережі. Таку функцію за визначенням мають всі MESH-системи, однак вона може передбачатися і в інших видах обладнання. Детальний опис мереж цього типу наведено в п. «Тип пристрою — MESH-система». Тут же коротко опишемо їх особливості і відмінність цього режиму від режиму репітера (див. вище), який має багато в чому схоже призначення.
Технологія MESH дає змогу створити єдину бездротову мережу за допомогою великої кількості окремих вузлів (точок доступу), пов'язаних одна з одною по Wi-Fi. При цьому реалізується так званий безшовний режим роботи: вся мережа бачиться як єдине ціле, перемикання між точками доступу при необхідності відбувається автоматично, в таких випадках зв'язок не розривається і користувач взагалі не помічає переходу на інший вузол в мережі. У цьому полягає одна з ключових відмінностей від використання репітерів. Інша відмінність — динамічна маршрутизація: вузли MESH-мережі автоматично визначають оптимальний режим проходження сигналу. Завдяки цьому, а також завдяки деяким іншим особливостям даної технології, наявність «посередників» на шляху сигналу практично не впливає на швидкість зв'язку (на відміну від тих же репітерів). Головним недоліком обладнання з цією функцією можна назвати порівняно високу вартість.
— Beamforming. Технологія, що дає змогу підсилювати сигнал Wi-Fi на тому напрямку, де знаходиться приймаючий пристрій (замість того, щоб транслювати сигнал у всі сторони або у великому секторі, як це відбувається у звичайному режимі). Звуження діаграми спрямованості дає змогу направити у бік приймача більш високу потужність, збільшивши таким чином дальність і ефективність зв'язку; при цьому положення приймаючого пристрою визначається автоматично, користувачеві не потрібно мати справу з додатковими налаштуваннями. А багато моделей Wi-Fi обладнання здатні підсилювати сигнал відразу за кількома напрямами (зазвичай, для цього передбачається кілька антен). При цьому абонентські пристрої не обов'язково повинні підтримувати Beamforming — покращення зв'язку помітно і при односторонньому застосуванні цієї технології (хоча і не так явно, як при двосторонньому).
Зазначимо також, що єдині стандарти Beamforming були офіційно впроваджені як частина специфікації Wi-Fi 5. Правда, «формування променя» застосовувалося і в більш ранніх версіях Wi-Fi, проте в них різні виробники використовували різні способи реалізації Beamforming, несумісні один з одним. Так що в наш час ця функція майже не зустрічається поза обладнання, сумісного з Wi-Fi 5.
— Мережевий екран (Firewall). Функція, що дає змогу Wi-Fi пристрою здійснювати контроль трафіку, що проходить через нього. Фактично Firewall — це набір програмних фільтрів: ці фільтри порівнюють пакети даних з заданими параметрами і приймають рішення, пропускати або не пропускати трафік. При цьому оброблення може здійснюватися за двома правилами: «дозволено все, що прямо не заборонено», або навпаки, «заборонено все, що прямо не дозволено». Основне призначення «фаєрвола» — захист мережі (або окремих сегментів мережі) від несанкціонованого доступу і різних атак. Крім цього, дана функція може застосовуватися для контролю користувацької активності — наприклад, заборони на доступ до окремих Інтернет-сайтів. Зазначимо, що мережевий екран можна реалізовувати і на рівні окремих пристроїв, але використання його на роутері дає змогу убезпечити відразу всю мережу.
— CLI (Telnet). Можливість управління пристроєм за протоколом Telnet. Це один з протоколів, використовуваних у наш час для віддаленого управління мережевим обладнанням; при цьому Telnet, на відміну від іншого популярного стандарту HTTP, не має графічного інтерфейсу і використовує виключно командний рядок. Застосовується такий доступ переважно в службових цілях — для відладки і зміни налаштувань в інших протоколах на основі тексту (HTTP на веб-сторінках, SMTP і POP3 на поштових серверах тощо); для роботи з Telnet необхідні спеціальні знання.
