Історія зародження Wi-Fi йде корінням в початок 90-х років минулого сторіччя. Предком технології став спільний продукт компаній NCR Corporation і AT&T з ім'ям WaveLAN, що призначається для оптимізації роботи касових систем мережі голландських супермаркетів. Бездротова передача даних між клієнтами цієї мережі була налагоджена зі швидкістю до 2 Мбіт/с.

Далі пішов так званий період невизначеності — слідом за голландцями на ринок почали виходити інші «гравці» на бездротової арені передачі даних. Однак обладнання різних вендорів не було сумісне між собою, що послужило поштовхом до прийняття єдиного стандарту бездротового зв'язку. Він був затверджений у 1997 році головним міжнародним органом у сфері розробки стандартів по радіоелектроніці — Інститутом інженерів електротехніки та електроніки (Institute of Electrical and Electronics Engineers). З тих пір абревіатура IEEE неухильно слідує за кожною версією Wi-Fi.

Популярні роутери з підтримкою стандарту Wi-Fi 5 (802.11 ac)

802.11

Першим стандартом безпровідного зв'язку став безбуквенный 802.11. Дані по повітрю при використанні цього протоколу передавалися в темпі до 1 Мбіт/с (потім він збільшився до 2 Мбіт/с). Першопочатково стандарт передбачав два типу середовища передачі: радіочастота 2.4 ГГц і інфрачервоний діапазон 850-950 нм, який подальшого розвитку не отримав.

Дуже швидко швидкостей 1-2 Мбіт/с стало не вистачати. Тому некомерційна організація Wi-Fi Alliance, створена в 1999 році з групи найбільших на той час IT-компаній (3Com, Cisco, Nokia, Symbol Technologies тощо), ініціювала розробку нової версії протоколу бездротової передачі даних. Альянс популяризував нову технологію з допомогою рекламного слогану «The Standard for Wireless Fidelity» (стандарт бездротової точності). З часом фраза була урізана до «Wireless Fidelity», скорочена версія якої згодом стала впізнаваною в усьому світі.

802.11 b

Дебют протоколу 802.11 b відбувся на заході минаючої епохи XX століття. Швидкість передачі даних в ньому була збільшена до 5 і 11 Мбіт/з, притому що використовувався той самий радіоканал 2.4 ГГц. У всьому робочому діапазоні частот стандарту можна виділити трійку непересічних каналів, на яких можуть працювати три різні бездротові мережі Wi-Fi.

Наочна еволюція «літерних» стандартів Wi-Fi.

802.11 a

Роботи по розробці цього стандарту почалися раніше, ніж за попередній версії 802.11 b, але його фінальна ревізія була випущена пізніше (у 2001 році). Ключові нововведення протоколу з буквеним позначенням «a» — збільшена швидкість пропускання (до 54 Мбіт/с) і новий радіочастотний діапазон 5 ГГц (менш завантажений в порівнянні з смугою 2.4 ГГц). Широкого застосування стандарт не знайшов, оскільки різниця в частотах обумовлювала необхідність оснащення сумісного обладнання подвійними приймачами. До того ж через два роки була анонсована нова ревізія Wi-Fi з літерою «g» в кінці повного імені.

802.11 g

Реліз g-версії стандарту 802.11 припав на 2003 рік. По суті, це «допиленный» протокол «b» на частоті 2.4 ГГц із збільшеною швидкістю «польоту» до 54 Мбіт/с. На момент анонсу технології подібні швидкісні показники обміну даними вважалися навіть надлишковими, оскільки пам'ять багатьох портативних пристроїв становила до сотні мегабайт. Плюс вони не були пристосовані під роботу браузера. Ера інтернету в мобільних гаджетах почалася трохи пізніше.

Впровадження протоколу 802.11 g в життя велося неспішно і в основному за рахунок ноутбуків.

802.11 n

Серйозний приріст швидкісних показників стався в «n»-покоління стандарту 802.11. Його представили широкій публіці в 2009 році. Протокол навчився працювати в двох частотних діапазонах (2.4 и 5 ГГц), також у нього була впроваджена підтримка технології MIMO (прийом і передача даних одночасно по декількох каналах). В теорії стандарту можна «вичавити» швидкість до 600 Мбіт/с. Однак на практиці цієї цифри реально досягти тільки на частоті 5 ГГц між стаціонарними точками доступу з підтримкою технології MIMO, встановленими в межах однієї кімнати при хорошому співвідношенні сигнал/шум.

«Геть дроти!» — неофіційний девіз мереж Wi-Fi.

Більш реальна цифра для протоколу 802.11 n — 150 Мбіт/с. Приблизно на такий поріг максимальної швидкості передачі даних варто розраховувати від домашнього роутера на частоті 2.4 ГГц.

Популярні ноутбуки з Wi-Fi 5 (ac)

802.11 ac

2014 рік ознаменувався дебютом стандарту 802.11 ac, перейшов строго на частоту 5 ГГц. Зона покриття в цьому діапазоні менше, ніж на 2.4 ГГц, що спонукало виробників мережевого устаткування ставити на озброєння своїх продуктів спрямовані антени.

Теоретичний межа швидкості обміну даними в мережах Wi-Fi стандарту 802.11 ac становить 6.77 Гбіт/с. «Прокачування» швидкості вдалося досягти за рахунок збільшення смуги пропускання зі стандартних 20 МГц до 80 МГц і навіть 160 МГц. Один канал протоколу шириною 20 МГц забезпечує піковий темп передачі даних на рівні 867 Мбіт/с. Звідки ж взялася цифра майже 7 Гбіт/с? А формує її конфігурація MU-MIMO 8x8, під час чого відбувається об'єднання 8 каналів по 867 Мбіт/с кожен в цілісний високошвидкісний потік.

802.11 ax

Найновіша на сьогоднішній день версія Wi-Fi позначена тавром 802.11 ax. Стандарт 2019 року народження повернувся до використання діапазонів частот 2.4 и 5 ГГц. Також спеціально під нього можуть бути виділені вільні сусідні смуги частотного спектру.

Швидкісний рубіж обміну даними в 6-ї ревізії Wi-Fi (вона ж — стандарт 802.11 ax) досяг 10 Гбіт/с.

Ревізія 802.11 ax забезпечує трансфер даних на швидкості до 10 Гбіт/с. З нововведень їй «підвезли» множинний доступ з ортогональним частотним поділом (технологія OFDMA) для синхронної трансляції даних декільком клієнтам з усередненою швидкістю. Водночас в релізі «ax» вперше засвітилася функція Target Wake Time, поставлена на озброєння з прицілом на пробудження пристроїв інтернету речей по таймеру тільки тоді, коли потрібно зібрати дані.

Смартфони з підтримкою Wi-Fi 6 (ax)

Нова нумерація

Буквено-цифрові позначення різних поколінь Wi-Fi складно піддаються запам'ятовування рядовим користувачам. Прагнучи зробити їх більш зрозумілими для широкої аудиторії, був зроблений крок до перейменування останній трійці позначень стандарту бездротового зв'язку. Відтепер покоління Wi-Fi іменуються наступним чином:

Більш старі версії Wi-Fi офіційно не перейменовувалися.

Варіанти позначень поколінь мереж Wi-Fi по-новому.

З часом пристрої з модулем Wi-Fi зможуть транслювати піктограми для графічного представлення використовуваного мережного з'єднання. Приміром, накладаючи значок з циферкой поверх іконки рівня сигналу.

Супутні технології

Комплексно з розвитком бездротових мереж Wi-Fi ставали на ноги супутні технології. Зокрема, MIMO і Beamforming. Коротко пройдемося по кожній з них.

MIMO (Multiple Input Multiple Output)

Технологія MIMO застосовується для збільшення пропускної здатності та більш ефективного використання частотної смуги. Вона дозволяє передавати більший об'єм даних в одному частотному діапазоні і заданому частотному коридорі, що досягається за рахунок використання декількох передавальних і приймаючих антен. Залежно від кількості антен можливо отримати приріст швидкості обміну інформацією аж до восьмикратного (в ревізії Wi-Fi 6).

Різниця між підвидами технології MIMO: Single-User і Multi-User.

Існує два типи технології MIMO:

  • SU-MIMO (Single-User) — надає багатоканальні вхідні і вихідні потоки лише одного пристрою; інші клієнти Wi-Fi мережі в момент обміну даними з ним терпляче чекають;
  • MU-MIMO (Multi-User) — забезпечує одночасну зв'язок точки доступу з кількома пристроями; як результат, користувачі не ділять між собою з'єднання і поліпшується загальна продуктивність мережі.
Популярні роутери з підтримкою MU-MIMO

Невід'ємним атрибутом останньої мульти-різновиди технології виступає Beamforming:

Beamforming

Ця корисна опція дозволяє направляти випромінюваний сигнал не вроздріб, а сконцентрованим пучком в сторону абонента. Як наслідок, покращується якість прийому сигналу від точки доступу і зростає швидкість обміну даними.

Технологія спрямованого поширення сигналу (Beamforming) дозволяє сконцентрувати потік хвиль чітко в напрямку клієнтського пристрою.

Функція Beamforming на борту роутера стане доречним в віддалених куточках обителі і в місцях, де знаходиться безліч різних перекриттів сигналів поряд з джерелами перешкод.

Стабільних вам бездротових підключень!