Журнал `Компьютерра` N743-744

Жажда Nастоящей скорости

Жажда Nастоящей скоростиАвтор: Алексей Стародымов

Опубликовано в журнале "Компьютерра" N27-28 от 22 июля 2008 годаС каждым годом технология WiFi (IEEE 802.11) раскидывает свои невидимые сети все шире и шире, а пользователи современной электроники так и норовят в них угодить: одни хотят свободно перемещаться по квартире с ноутбуком в руках, другие — играть в многопользовательские игры на Sony PSP, третьи привыкли читать новости за завтраком в ресторане, где под потолком висит бесплатная точка доступа. Очевидно, что есть еще и пятые, шестые и даже какие-нибудь восемнадцатые — и всех этих людей объединяет одно-единственное желание: навсегда отказаться от проводов, получив взамен стабильное и высокоскоростное "воздушное" соединение.

Тем не менее пропускной способности, обеспечивающейся распространенными сегодня стандартами IEEE 802.11a, 802.11b и 802.11g, для серьезных задач может и не хватить.

Ну, или не будет хватать в ближайшее время — до тех пор, пока не примут новый, более совершенный стандарт — IEEE 802.11n (о котором не так давно на страницах "КТ" начал разговор Алекс Экслер. — С.В.). На пути к совершенству разработчики стандарта попытались решить три главные задачи: а) приблизить скорость передачи данных по воздуху к показателям быстрых инкарнаций проводного Ethernet, б) улучшить ситуацию с безопасностью и помехоустойчивостью и в) попытаться искоренить причины появления мертвых зон, которые частенько становятся на пути обладателей гаджетов с поддержкой стандартов IEEE 802.11a/b/g.

Точка в судьбе этого многострадального проекта еще не поставлена — он проходит суровые испытания, в нем исправляются ошибки, — тем не менее коекто уже выпускает оборудование, соответствующее черновым версиям спецификаций 802.11n. По сути, этих версий две. Устройства с поддержкой первого "черновика" можно было отыскать в продаже больше года тому назад, однако их прошивки были слишком сырыми, а связь и скорость нестабильными. Вторая версия, известная под названием 802.11 Draft 2.0, намного интереснее. Это не что иное, как предварительная версия стандарта, утвержденная организацией WiFi Alliance и представляющая собой описание ключевых моментов, реализация которых в сертифицированных устройствах должна максимально соответствовать таковой для полноценного IEEE 802.11n. Так или иначе, уже сегодня на рынке есть роутеры, точки доступа и ноутбуки (тот же MacBook Air, например), в инструкциях к которым упоминается поддержка 802.11n Draft 2.0. Что касается сроков принятия окончательной спецификации, то о них толком ничего не известно. Разработчики, правда, обещают, что к началу следующего года устройства с модулями, поддерживающими готовый IEEE 802.11n, заполонят рынок, однако пользователям, как всегда, невтерпеж. Посему тем, кому нужно "ехать", а не "шашечки", следует смириться и признать, что лучше уж Draft 2.0, чем вообще ничего.

Итак, что же представляет собой новый стандарт, почему его так ждут и называют чуть ли не революционным? Для начала поговорим о скорости. Если максимальной теоретической скоростью для стандарта 802.11b была 11 Мбит/с при частоте полосы 2,4 ГГц, для 802.11a — 54 Мбит/с при 5 ГГц, а для 802.11g — тоже 54 Мбит/с, но уже при 2,4 ГГц, то у 802.11n частота полосы варьируется и может составлять как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц, а предельная скорость достигает поражающие воображение 600 Мбит/с.

Разумеется, в теории. На практике же далеко не все нынешние устройства поддерживают технологии, необходимые для достижения этого предела даже на бумаге, и посему обеспечивают пусть и "более приземленные", но все же невероятные доселе 300 Мбит/с. Отметим также, что благодаря поддержке обоих частотных диапазонов достигается обратная совместимость и с 802.11a, и с 802.11b/g.

Улучшить скоростные показатели позволили несколько технологий. Во-первых, MIMO (Multiple Input Multiple Output), суть которой в том, чтобы оснащать устройства сразу несколькими передатчиками, работающими на одной частоте, и делить между ними потоки данных. Во-вторых, разработчики задействовали технологию, позволяющую использовать не один, а два частотных канала шириной 20 MГц каждый. При необходимости они работают либо по отдельности, либо вместе, сливаясь в один широкий 40-мегагерцовый канал. Кроме того, в IEEE 802.11n применяется схема модуляции OFDM (ортогональное частотное мультиплексирование) — благодаря ей (если конкретно, то благодаря использованию 52 поднесущих, из которых 48 предназначаются непосредственно для передачи данных, а 4 — для пилотных сигналов) скорость передачи данных по одному пространственному потоку может достигать 65 Мбит/с. Всего таких потоков может быть от одного до четырех в каждом из направлений.

Значительно улучшилась и ситуация с зонами покрытия и стабильностью приема. Помните известную пословицу "Одна голова хорошо, а две лучше"? Так вот, здесь действует тот же принцип: передатчиков теперь несколько, антенн тоже, а значит, и ловить сеть все это хозяйство будет на порядок лучше — оказаться вне зоны точки доступа, расположенной на соседнем этаже, уже не получится.

При всем желании.Приведу пример из жизни. Мой приятель, живущий подле воинской части, напичканной радиооборудованием (в частности, разного рода "тарелками"), обзавелся новеньким ноутбуком и точкой доступа. И был крайне удивлен, когда не смог подключиться к Интернету по беспроводному соединению — помехи на частоте 2,4 ГГц были так сильны, что ноутбук не сумел отыскать роутер. А стандарта 802.11a, который функционирует на частоте 5 ГГц и который мог бы в миг решить все возникшие проблемы, изделия Asus и D-Link не поддерживали. Да и не могли поддерживать — частота 5 ГГц зарезервирована военными практически во всех странах постсоветского пространства (включая Россию и Украину), недоступна она гражданским лицам и в государствах Евросоюза. Следовательно, купить в наших широтах сертифицированный роутер, поддерживающий стандарт 802.11a, нельзя. Зато серых товаров такого рода хоть пруд пруди — дабы убедиться в этом, достаточно прогуляться на местный радиорынок или ввести в Яндексе что-то вроде "роутер с поддержкой 802.11a"…

Здорово, что 802.11n поистине универсален — он может работать и на весьма "грязной" частоте 2,4 ГГц, и на пресловутых 5 ГГц. Вопрос в другом: как будут обстоять дела с сертификацией 802.11n устройств для России? Ведь если 802.11a у нас фактически запрещен (да, мы законопослушные пользователи), то где гарантия, что та же судьба не постигнет и 802.11n? Но, полагаю, все сложится не так плохо: вполне вероятно, что в окончательной версии спецификаций стандарта будет прописано, что производителям дозволено выпускать устройства с поддержкой как полноценного 802.11n, так и урезанной версии, работающей лишь на частоте 2,4 ГГц. Ну, или "прикрывать" поддержку частоты 5 ГГц на программном уровне (читай, с помощью прошивки). Тут, как видите, универсальность пасует перед законом (или действует "из подполья").

Вернемся к цифрам. Приятно, конечно, помечтать о 300 и 600 Мбит/с, однако очевидно, что в квартире или офисе такие скорости будут недостижимы. Более того, основательно "прогуглив и прояндексив" Интернет, я не обнаружил никаких признаков успешного достижения подобных скоростей даже в лабораторных условиях. Реальность готовит нам следующие сюрпризы: для начала заметим, что судить о пропускной способности, которую сможет гарантировать N-стандарт, преждевременно. Как уже говорилось, в свободной продаже встречаются только гаджеты, поддерживающие его предварительные версии. Право дело, ну не будем же мы со всей строгостью подходить к оценке инженерной версии мобильника с надписью "not for sale" или тестовой BIOS для еще не анонсированной материнской платы? Здесь ровно та же ситуация: реальные показатели пока очень сильно зависят от производителя конкретного устройства (а также модуля, в нем установленного) и условий тестирования и составляют от 45-50 до 70 Мбит/с. Кто знает, возможно, ситуация еще не раз изменится к лучшему — как известно, оптимизация является "матерью" любого свежего девайса, технологии или стандарта.

Осталось совсем немного времени скоро наступит обещанный 2009 год и…

Недаром же WiFi Alliance придумал такой логотип для IEEE 802.11n, где лепестки с литерами "a", "b" и "g" расположены по одну сторону от аббревиатуры WiFi, а лепесток, обозначающий новый стандарт, по другую. Это интереснейшее развитие технологии и вправду заметно контрастирует с предыдущими версиями. Причем ставка сделана не только на скорость, которой многим хватало и раньше, но и на универсальность. А она пригодится всем.