MU-MIMO
Поддержка устройством технологии
MU-MIMO — многопользовательского многопотокового ввода-вывода.
Связь в несколько потоков реализуется за счет использования нескольких антенн как на передающем, так и на принимающем устройстве. Это позволяет увеличить пропускную способность канала, а также повысить общее качество и стабильность связи. А термин «многопользовательский» обычно означает, что Wi-Fi оборудование способно одновременно работать с несколькими внешними устройствами, поддерживающими многопотоковый режим (MIMO). Исключение составляют лишь Wi-Fi адаптеры (см. «Тип устройства») — в них речь идет скорее о способности максимально эффективно взаимодействовать с роутером/точкой доступа, где тоже используется MU-MIMO.
Коэффициент усиления
Коэффициент усиления, обеспечиваемый каждой антенной устройства; если в конструкции предусмотрены антенны с разными характеристиками (характерный пример — одновременно внешние и внутренние антенны), то информация, как правило, указывается по самому высокому значению.
Усиление сигнала в данном случае обеспечивается за счет сужения диаграммы направленности — подобно тому, как в фонариках с регулируемой шириной луча уменьшение этой ширины увеличивает дальность освещения. Простейшие всенаправленные антенны сужают сигнал в основном в вертикальной плоскости, «сплющивая» область охвата — так, что она становится похожа на горизонтальный диск. В свою очередь, направленные антенны (преимущественно в специализированных точках доступа, см. «Тип устройства») создают узкий луч, охватывающий совсем небольшое пространство, зато дающий весьма солидное усиление.
Конкретно же коэффициент усиления описывает, насколько мощным получается сигнал на основном направлении антенны по сравнению с идеальной антенной, равномерно распространяющей сигнал во все стороны. Вместе с мощностью передатчика (см. ниже) это определяет суммарную мощность оборудования и, соответственно, эффективность и дальность связи. Собственно, для определения суммарной мощности достаточно прибавить коэффициент усиления в dBi к мощности передатчика в dBm; dBi и dBm в данном случае можно рассматривать как одни и те же единицы (децибелы).
В целом подобные данные редко требуются рядовому пользователю,...однако они могут пригодиться в некоторых специфических ситуациях, с которыми приходится иметь дело специалистам. Детальные методики расчетов для таких ситуаций можно найти в специальных источниках; здесь же подчеркнем, что не всегда имеет смысл гнаться за высоким коэффициентом усиления антенны. Во-первых, как говорилось выше, это достигается ценой сужения области охвата, что может создавать неудобства; во-вторых, слишком сильный сигнал тоже нередко бывает нежелательным, подробнее см. «Мощность передатчика».
Мощность передатчика
Номинальная мощность Wi-Fi передатчика, используемого в устройстве. При поддержке нескольких диапазонов (см. «Диапазоны работы») мощность для разных частот может быть разной, для таких случаев здесь указывается максимальное значение.
От этого параметра напрямую зависит суммарная передающая мощность, обеспечиваемая устройством. Эту мощность можно вычислить, сложив мощность передатчика и коэффициент усиления антенны (см. выше): к примеру, передатчик на 20 dBm, дополненный антенной на 5 dBi, дает в итоге мощность в 25 dBm (в основной области охвата антенны). Для несложного бытового использования (например, покупки роутера в небольшую квартиру) такие подробности не требуются, но вот в профессиональной сфере нередко возникает необходимость использовать беспроводные устройства строго определенной мощности. Подробные рекомендации по этому поводу для разных ситуаций можно найти в специальных источниках, здесь же отметим, что суммарное значение в 26 dBm и более позволяет отнести устройство в категорию оборудования
с мощным передатчиком. В то же время подобные возможности на практике требуются далеко не всегда: излишняя мощность может создавать множество помех как для окружающих устройств, так и для самого передатчика (особенно в городских и других аналогичных условиях), а также ухудшать качество соединения с маломощной электроникой. А для эффективной связи на большом расстоянии соответствующую мощность должно иметь как само обор
...удование, так и внешние устройства (что достижимо далеко не всегда).Так что при выборе стоит не гнаться за максимальным числом децибел, а учитывать рекомендации для конкретного случая; к тому же Wi-Fi усилитель или MESH-система нередко оказываются неплохой альтернативой мощному передатчику.Функции и возможности
Основные функции и возможности, реализованные в устройстве.
В данную категорию отнесены в основном наиболее ключевые функции — а именно
балансировка нагрузки (Dual WAN),
резервирование канала,
Link Aggregation,
Bluetooth (различные версии, включая
Bluetooth v 5),
протокол связи Zigbee,
голосовой ассистент, NAT, режимы
MESH,
моста,
репитера, функция
Beamforming,
сетевого экрана (Firewall) и
CLI (Telnet). Вот более подробное описание каждого из этих пунктов:
— Dual WAN. Возможность одновременного подключения к двум внешним сетям. Чаще всего применяется для одновременной работы с двумя Интернет-подключениями (хотя возможны и другие варианты); при этом существует два основных режима работы с такими подключениями — резервирование (Failover/Failback) и балансировка (Load Balance). Так, в режиме резервирования устройство постоянно использует основной канал подключения к Интернету, а при сбоях на этом канале — автоматически переключается на запасной вариант. В режиме балансировки оба канала используются одновременно, при этом нагру
...зка между ними распределяется либо автоматически (в зависимости от потребления трафика тем или иным устройством), либо вручную (четко прописывается в настройках для конкретных устройств). Это позволяет, к примеру, отделить канал для игр по сети от остальной связи, максимально снизив лаги и повысив эффективность.
— Link Aggregation. Функция, позволяющая объединять несколько параллельных физических каналов связи в один логический — для повышения скорости и надежности соединения. Проще говоря, при наличии Link Aggregation устройство можно подключить к другому устройству не одним кабелем, а сразу двумя или даже более. Увеличение скорости при этом происходит за счет суммирования пропускной способности всех физических каналов; правда, общая скорость может быть меньше суммы скоростей — с другой стороны, объединение нескольких сравнительно медленных разъемов нередко обходится дешевле, чем использование оборудования с более продвинутым единичным интерфейсом. А повышение надежности осуществляется, во-первых, за счет распределения общей нагрузки по отдельным физическим каналам, во-вторых, за счет «горячего» резервирования: выход из строя одного порта или кабеля может снизить скорость, однако не приводит к полному разрыву соединения, а при возобновлении работоспособности канал включается в работу автоматически.
— Bluetooth. Поддержка устройством беспроводной технологии Bluetooth. Смысл данной функции будет зависеть от формата работы оборудования (см. «Тип устройства»). К примеру, адаптеры с такой возможностью позволяют дополнить ПК не только Wi-Fi связью, но и поддержкой Bluetooth — благодаря этому можно обойтись одним адаптером вместо двух. А в роутерах и точках доступа данная функция позволяет внешним устройствам получать доступ к Интернету (или локальной сети) по Bluetooth-соединению вместо Wi-Fi. Такой формат работы позволяет разгрузить Wi-Fi канал и снизить энергопотребление подключенных устройств; это особенно важно для компонентов умного дома и прочих устройств «Интернета вещей», в характеристиках некоторых роутеров/точек доступа прямо заявлено, что Bluetooth предназначен в основном для такой электроники. Могут предусматриваться и другие способы использования данной технологии, более специфические; впрочем, это встречается редко.
— Zigbee. Протокол связи, созданный для систем автоматизации (включая «умный дом»), сигнализации, промышленного управления и т. п. Позволяет передавать управляющие сигналы с невысокими затратами энергии, а также создавать сети MESH с направлением сигнала через несколько узлов и автоматическим выбором оптимального маршрута с учетом текущей ситуации в сети. Обладает высокой защищенностью каналов связи от взлома, а также возможностью обеспечить высокую скорость срабатывания.
— Голосовой ассистент. Поддержка устройством того или иного голосового ассистента. Чаще всего встречаются такие варианты (по отдельности или вместе):
- Amazon Alexa
- Google Assistant
Конкретный функционал этих ассистентов можно уточнить по специальным источникам (тем более что он постоянно оптимизируется и расширяется). Здесь же отметим, что в случае Wi-Fi оборудования речь обычно идет не об ассистенте, встроенном в само устройство, а об улучшенной совместимости со смартфонами и другими гаджетами, на которых установлен соответствующий помощник. Подобный функционал бывает особенно полезен с учетом того, что современные голосовые ассистенты применяются в том числе для управления компонентами умного дома. Связь при таком управлении нередко осуществляется как раз через домашний роутер или другое аналогичное оборудование, и поддержка таким оборудованием голосовых ассистентов заметно упрощает настройку и расширяет возможности всей системы.
— NAT (Network Address Translation). Функция, позволяющая Wi-Fi оборудованию при работе с внешней сетью (например, Интернетом) заменять IP-адреса всех подключенных к этому оборудованию компьютеров и других устройств на один общий IP-адрес. Иными словами, сеть с таким роутером видится «извне» как одно устройство, с одним общим IP. Самый популярный вариант применения NAT — подключение к Интернету нескольких абонентов (например, всех компьютеров и гаджетов в пределах дома или офиса) через одну учетную запись провайдера. При этом количество таких абонентов в пределах сети ограничивается лишь возможностями роутера и может свободно изменяться, на доступ ко Всемирной Сети это не повлияет (тогда как без использования NAT пришлось бы организовывать отдельную учетку на каждое устройство). Поддержка NAT является обязательной функцией для роутеров (см. «Тип устройства»).
— Режим моста. Возможность работы оборудования в режиме моста. Этот режим позволяет беспроводным способом связывать между собой отдельные сегменты сети — например, объединить два этажа, если проложить между ними кабель сложно. Впрочем, возможна связь и на более дальние расстояния — в отдельных направленных точках доступа (см. «Тип устройства»), созданных в основном как раз для такого применения, дальность действия может превышать 20 км. Собственно, данный режим поддерживает большинство точек доступа (как направленных, так и обычных), однако также он популярен в других видах оборудования, в частности, роутерах.
Отметим, что для работы в режиме моста лучше всего использовать однотипные устройства — это гарантирует качественную связь в обоих направлениях. Также стоит сказать, что помимо двустороннего режима «точка – точка», встречается также оборудование с поддержкой многосторонних мостов («точка – многоточка»); наличие такой возможности стоит уточнять отдельно.
— Режим репитера. Режим работы, в котором оборудование лишь повторяет Wi-Fi сигнал от другого устройства, играя роль ретранслятора. Основное назначение данной функции — расширение Wi-Fi сетей, обеспечение доступа там, куда не достает основное устройство (например, роутер). Классический пример репитеров — усилители Wi-Fi (см. «Тип устройства»), в них этот режим имеется по определению; впрочем, он встречается и в других разновидностях Wi-Fi оборудования. Исключение составляют MESH-системы, имеющие схожую специфику, однако отличающиеся по формату работы. Подробнее о об этом формате см. ниже, здесь же отметим, что сети с репитерами во многом уступают MESH по практическим возможностям. Во-первых, сигналы от основного оборудования и от ретранслятора видятся как отдельные сети Wi-Fi, и при перемещении между ними абонентские устройства должны переподключаться; это может происходить автоматически, однако прерывание связи и смена сетей все равно создает неудобства. Во-вторых, работа в через репитер заметно снижает скорость Wi-Fi. В-третьих, ретранслятор работает по строго фиксированной, заранее установленной схеме маршрутизации. С другой стороны, точки доступа с функцией репитера обходятся заметно дешевле MESH-узлов, а упомянутые недостатки далеко не всегда являются критичными.
— Режим MESH. Возможность работы устройства в роли узла MESH-сети. Такую функцию по определению имеют все MESH-системы, однако она может предусматриваться и в других видах оборудования. Подробное описание сетей этого типа приведено в п. «Тип устройства — MESH-система». Здесь же вкратце опишем их особенности и отличие этого режима от режима репитера (см. выше), который имеет во многом схожее назначение.
Технология MESH позволяет создать единую беспроводную сеть при помощи множества отдельных узлов (точек доступа), связанных друг с другом по Wi-Fi. При этом реализуется так называемый бесшовный режим работы: вся сеть видится как единое целое, переключение между точками доступа при необходимости происходит автоматически, в таких случаях связь не разрывается и пользователь вообще не замечает перехода на другой узел сети. В этом заключается одно из ключевых отличий от использования репитеров. Другое отличие — динамическая маршрутизация: узлы MESH-сети автоматически определяют оптимальный режим следования сигнала. Благодаря этому, а также благодаря некоторым другим особенностям данной технологии, наличие «посредников» на пути сигнала практически не влияет на скорость связи (в отличие от тех же репитеров). Главным недостатком оборудования с данной функцией можно назвать сравнительно высокую стоимость.
— Beamforming. Технология, позволяющая усиливать сигнал Wi-Fi на том направлении, где находится принимающее устройство (вместо того, чтобы транслировать этот сигнал во все стороны или в обширном секторе, как это происходит в обычном режиме). Сужение диаграммы направленности позволяет направить в сторону приемника более высокую мощность, увеличив таким образом дальность и эффективность связи; при этом положение принимающего устройства определяется автоматически, пользователю не нужно иметь дела с дополнительными настройками. А многие модели Wi-Fi оборудования способны усиливать сигнал сразу по нескольким направлениям (как правило, для этого предусматривается несколько антенн). При этом абонентские устройства не обязательно должны поддерживать Beamforming — улучшение связи заметно и при одностороннем применении этой технологии (хотя и не так явно, как при двустороннем).
Отметим также, что единые стандарты Beamforming были официально внедрены как часть спецификации Wi-Fi 5. Правда, «формирование луча» применялось и в более ранних версиях Wi-Fi, однако в них разные производители использовали разные способы реализации Beamforming, несовместимые друг с другом. Так что в наше время данная функция почти не встречается вне оборудования, совместимого с Wi-Fi 5.
— Cетевой экран (Firewall). Функция, позволяющая Wi-Fi устройству осуществлять контроль проходящего через него трафика. Фактически Firewall — это набор программных фильтров: эти фильтры сравнивают пакеты данных с заданными параметрами и принимают решение, пропускать или не пропускать трафик. При этом обработка может осуществляться по двум правилам: «разрешено все, что прямо не запрещено», либо наоборот, «запрещено все, что прямо не разрешено». Основное назначение «фаерволла» — защита сети (или отдельных сегментов сети) от несанкционированного доступа и различных атак. Помимо этого, данная функция может применяться для контроля пользовательской активности — например, запретов на доступ к отдельным Интернет-сайтам. Отметим, что сетевой экран можно реализовывать и на уровне отдельных устройств, но использование его на роутере позволяет обезопасить сразу всю сеть.
— CLI (Telnet). Возможность управления устройством по протоколу Telnet. Это один из протоколов, используемых в наше время для удаленного управления сетевым оборудованием; при этом Telnet, в отличие от другого популярного стандарта HTTP, не имеет графического интерфейса и использует исключительно командную строку. Применяется такой доступ в основном в служебных целях — для отладки и изменения настроек в других протоколах на основе текста (HTTP на веб-страницах, SMTP и POP3 на почтовых серверах и т. п.); для работы с Telnet необходимы специальные знания.
