Зародження Wi-Fi: історія в дусі Гая Річі

Історія зародження Wi-Fi нагадує сумбур з ранніх фільмів Гая Річі, коли молоді й зухвалі хлопці намагаються розжитися грошима, але все йде не за планом і починається заміс з кримінальними авторитетами, циганськими баронами та місцевими олігархами. Тому, якщо дозволите, букв буде трішки більше, аніж того вимагає ситуація.

Початкова ідея «Системи секретного зв'язку» належала австрійській актрисі Хейді Ламарр, яка заробила скандальну славу після цілком невинної сцени з оголеним купанням у фільмі 33-року «Екстаз», потім вона стала дружиною збройового барона, а під час другої світової війни перекваліфікувалася у вченого-винахідника. Придумана нею і композитором Джорджем Антейлом система для дистанційного управління торпедами випередила час, а повноцінно її обкатали лише в 1971 році на Гаваях. Це була мережа ALOHANET, яка об'єднувала кілька комп'ютерів за допомогою радіозв'язку.


У 80-х цю ідею злизали хлопці з ФБР, які зрозуміли, що непогано було б отримати у своє розташування певні радіочастоти без ліцензії. Потім почався заміс: до справи долучилися спецслужби інших країн, які теж хотіли свою особисту частоту, потім у пошуках наживи підтягнувся великий бізнес. У результаті на початку 90-х ринок почали заповнювати пристрої, які дозволяли створювати простенькі бездротові локальні мережі, що обмінювалися інформацією на мізерних швидкостях (близько 2 Мбіт/с), та й загалом не відрізнялися стабільністю покриття. Але найгірше було те, що вони не мали єдиного стандарту, через що комунікація ускладнювалася сильніше ускладнювалася. Дивлячись на цю вакханалію американський комітет по стандартизації локальних мереж (IEEE) в 1990 році почав розробку єдиного універсального стандарту для всіх пристроїв.

З якихось причин процес затягнувся і попередник нинішнього Wi-Fi був явлений світу лише в 1997 році. Стандарт називався Wi-Fi 802.11, працював на тих же черепашачих швидкостях і, по суті, з тріском провалився. Потрібна була допомога ззовні, тому до справи під'єдналися Nokia, Cisco та інші комунікаційні гіганти того часу. Першопочатково кривенький Wi-Fi довели до розуму, а світу показали два нових прототипи 802.11 a і 802.11 b: перший давав швидкість вище, але працював на закритій частоті 5 Гц, другий розганявся до 11 Мбіт/с, але працював у звичному діапазоні 2.4 Гц.

Саме так і народився нинішній Wi-Fi з високою пропускною здатністю, стабільним покриттям і блискавичними швидкостями. Для кращого розуміння інженерні назви на кшталт 802.11 b згодом привели до більш зрозумілої форми — саме так мережа 802.11 ac перетворилася в Wi-Fi 5, а 802.11 ax стала Wi-Fi 6. А кожен пристрій, що вміє працювати в бездротових мережах, отримує відповідний логотип з зазначенням версії Wi-Fi.

Wi-Fi обладнання з Wi-Fi 6 (802.11 ax)

Що таке Wi-Fi 6 і чим відрізняється від минулих версій?

На відміну від інших версій Wi-Fi, які фактично поліпшували попередні напрацювання, «шістка» була створена з нуля з оглядкою на світ, який цілком і повністю підключений до бездротових мереж. Однак він і далі працює як звичайний Wi-Fi, до якого ми всі звикли. Всі нововведення спрямовані на те, щоб мережі майбутнього відповідали своєму часу. А сьогодні це час інтернету речей, гігабітних потокових відео у високому розширенні та десятків гаджетів, підключених до одного нещасного роутеру.

Так, завдяки тому, що Wi-Fi 6 навчився пакувати більше даних в кожен пакет, його чиста продуктивність зростає десь на 40% у порівнянні з минулою версією, а пропускний канал істотно розширюється. До самої мережі тепер може підключатися набагато більше гаджетів без втрати швидкості. Це потенційне розв'язання проблеми в офісах, готелях і кафе, де одну мережу забивають під саме не хочу, а швидкість буквально опускається нижче плінтусу. Третій, не менш важливий пункт — вміння техніки c Wi-Fi 6 ефективно обмінюватися пакетами з кількома пристроями, без необхідності передавати їх по черзі. Ну і, звичайно ж, під час роботи з новим стандартом техніка буде споживати менше енергії — турбота про запас батарейки в ноутбуці або смартфоні завжди була важливим пунктом розвитку цього стандарту.

Смартфони з підтримкою Wi-Fi 6

Які технології роблять Wi-Fi 6 крутим?


Тепер познайомимося ближче з усіма важливими технічними функціями нового стандарту.

OFDMA і розподіл пакетів

Мабуть, це найголовніше нововведення мережі, хоча формально ця функція була присутня і в старіших версіях Wi-Fi, просто працювала в режимі поодиноких передач. Основна проблема старих версій протоколу була в тім, що якщо до точки бездротового доступу під'єднати багато пристроїв, швидкість стрімко падала. Це знайоме всім, хто намагався під'єднатися до загальної точки доступу в кафе, торговому центрі або аеропорту. Чим більше пристроїв під'єднати до точки доступу, тим повільніше працює інтернет. Всі ці пристрої «конкурують» за канал. Технологія OFDMA покликана розв'язувати цю проблему. Вона суттєво підвищує швидкість і стабільність каналу, даючи змогу ділити його на кілька підканалів — власний для кожного гаджета. І якщо раніше пакети між роутером і гаджетами відправлялися по черзі в односторонньому порядку, то з Wi-Fi 6 розподіл пакетів буде схоже на рух на жвавій вулиці.

MU-MIMO і спільна робота з OFDMA

До 2014 року в рамках стандарту Wi-Fi 5 дебютувала технологія множинного входу MU-MIMO, що дозволяє маршрутизаторам одночасно взаємодіяти з декількома користувачами. Раніше більшість маршрутизаторів і точок доступу могли спілкуватися тільки з одним пристроєм за раз, тому всі пакети даних для всіх пристроїв передавалися по черзі. Тобто, під'єднатися до роутера може хоч десяток смартфонів, але будуть затримки та зниження швидкості через те, що пакети передаються по черзі. Це як єдина вільна каса в МакДональдсі: навіть якщо у касира найбільш швидкі руки на дикому Заході, вам все одно доведеться стояти в черзі. З MU-MIMO вільних кас стало чотири, а з приходом Wi-Fi 6 ― вісім. Разом з OFDMA подібні можливості серйозно покращить якість зв'язку в громадському транспорті, корпоративному середовищі, торгових залах, готелях або на стадіонах.

Дводіапазонний режим по стандарту

Ще 5 — 6 років тому більшість мереж Wi-Fi використовували діапазон 2.4 ГГц і у вус не дули. Та чим більше техніки під'єднувалося до мережі, тим більш завантаженою ставала частота, що й призвело до розвитку діапазону 5 ГГц з більшою пропускною здатністю і меншим завантаженням каналу. У теорії «дводіапазонні» роутери могли створювати відразу 2 бездротові мережі в різних частотах, щоб розвантажити канал. З приходом Wi-Fi 6 підтримка двох діапазонів і вміння вправно перемикатися між ними стали базовими навичками для техніки. Якщо є наклейка Wi-Fi 6, значить девайс неодмінно вміє працювати одночасно у двох частотних діапазонах.


Target Wake Time та економія енергії

Корисна фіча, що дозволяє м'яко від'єднувати від загального потоку бездіяльні пристрою. Якщо умовний смартфон або розумна колонка в цей момент не активні, підключення переходить в сплячий режим. Також мережа навчилася розуміти, коли саме і який гаджет використовується найактивніше, що дозволяє їй встановлювати для нього конкретні проміжки часу для безперешкодного доступу до середовища. Приміром, якщо ноутбук активно використовується виключно в робочий час, у такі періоди режим сну запускатися не буде. По суті, це дозволяє точкам доступу стандарту 802.11 ax ефективно збільшувати тривалість сну окремих пристроїв і, таким чином, значно економити їм ресурс батареї, що особливо важливо для техніки «розумного будинку».

Протокол безпеки WPA3

Оновлений протокол безпеки WPA3 якісніше шифрує з'єднання між вашим пристроєм і точкою доступу та краще захищає від брутфорс атак (прим: коли пароль підбирають методом перебору) завдяки протоколу SAE. WPA3 зустрічався і до Wi-Fi 6, проте з його приходом стане стандартом безпеки.

BSS Color: поділ на своїх і чужих

Колишній стандарт зв'язку не давав точці доступу можливості відрізнити «свій» трафік від «чужого». В результаті в багатоквартирних будинках швидкість передачі даних відносно низька, оскільки роутери, вловлюючи чужі сигнали, «гадали», що канал зв'язку завантажений. У Wi-Fi 6 цієї проблеми немає завдяки функції BSS Coloring, що дозволяє розпізнавати «своїх» і «чужих». Вона маркує інші мережі й примушує маршрутизатор ігнорувати їх, так що ніякої плутанини немає.

Ноутбуки з Wi-Fi 6

Яка техніка підтримує Wi-Fi 6 і як це зрозуміти?

Багато ноутбуків, випущених у другій половині 2020-го року, забезпечені відповідним приймачем. Причому, це не обов'язково дорогі ігрові або преміальні моделі, у продажу можна знайти прості й відносно недорогі варіанти на зразок Acer Aspire 5, Lenovo ThinkPad E14 або Xiaomi RedmiBook 14 II. Зі смартфонами ситуація не така райдужна ― Wi-Fi 6 поки зустрічається в основному у флагманах і моделях середнього рівня з цінником від $400. Найдоступнішим варіантом залишається Xiaomi Poco F2 Pro. Вибір серед роутерів теж складно назвати багатим, та й коштують такі моделі відчутно дорожче аналогів з Wi-Fi 5. Але це нормальна ситуація на старті, можна сміливо прогнозувати, що до кінця 2021 року більшість сучасних телефонів, ноутбуків і планшетів реалізують підтримку цієї функції.

Через перехідний період наразі часто зустрічається ситуація, коли користувачі купують нову техніку з підтримкою Wi-Fi 6, але не можуть нею повноцінно користуватися через старий роутер. В результаті новіший пристрій працює за принципом зворотної сумісності, спілкуючись зі смартфоном або ноутбуком за старою схемою, а люди скаржаться, що Wi-Fi 6 — не той. Щоб наочно продемонструвати, який стандарт підтримує той чи інший гаджет, Wi-Fi Alliance привели все до єдиного маркування ― на коробці з сертифікованими пристроями повинна бути іконка Wi-Fi, поверх якої вказана відповідна цифра.

Чи варто переходити на Wi-Fi 6?

Ми протестували кілька роутерів з Wi-Fi 6 і можемо відповідально заявити, що вони помітно швидше моделей з «п'ятіркою», але не те щоб прям сильно швидше. Якщо у вас вже є адекватний дводіапазонний роутер з гігабітним портом, а кількість домашньої електроніки не зашкалює, то навряд чи вам варто поспішати з оновленням. Доцільніше перейти на гігабітний тариф у провайдера, якщо ще не зробили цього. Але от якщо якість нинішньої мережі вас абсолютно не влаштовує і ви збираєтеся купувати новий роутер, у такому разі є сенс придивитися до моделей з Wi-Fi 6. Благо, що за них вже не деруть втридорога і в продажі можна знайти відносно недорогий варіант аля Huawei AX3 Dual Core. Головне, майте на увазі, що всі принади нового стандарту повною мірою розкриються, якщо підключені до мережі гаджети також будуть його підтримувати, а не працювати в режимі зворотної сумісності. Що стосується вузлових систем, Wi-Fi 6 тут зарекомендував себе з найкращої сторони, однак це тема для окремої розмови.