Wifi лучше 20 или 40. Как повысить скорость WiFi, выбрав правильный канал

Соединение через WiFi не всегда способно обеспечить такую же скорость, как и кабельное подключение. Среди основных причин можно выделить неправильные настройки маршрутизатора, конфликты с точками доступа соседей и неправильный выбор места размещения роутера. Скорость также режется при использовании устаревшего оборудования или старых версий прошивки.

Как определить, что режется скорость по WiFi

Интернет-провайдеры указывают в договоре максимально возможную скорость доступа. Реальная ширина пропускного канала обычно ниже заявленной. В домашних условиях легко проверить, связано ли это с ограничениями на стороне провайдера или с использованием WiFi. Для этого подключите кабель Ethernet напрямую к устройству, с которого осуществляется выход в Интернет.

Отройте онлайн-сервис Speedtest в любом браузере и кликните «Begin Test». Сайт автоматически определит ближайший сервер, через который будет производиться проверка скорости. Компьютер обменяется данными с выбранным сервером для выяснения текущей скорости Интернета. Дождитесь окончания операции, после чего запомните или запишите её результат.

Затем подключите интернет-кабель к роутеру, включите его в сеть и подключитесь к WiFi с того же устройства, на котором вы тестировали скорость. Откройте сайт ещё раз и повторите замер. Если результаты первого и второго тестов значительно отличаются, скорость режется именно из-за использования беспроводного Интернета.

Помехи от беспроводного оборудования соседей

Чаще всего эта причина проявляется в многоквартирных домах с большим количеством установленных точек доступа к WiFi. Беспроводная сеть может работать в одном из двух диапазонов: 2,4 или 5 ГГц. Более распространён первый вариант. При этом фактическая частота может составлять от 2,412 до 2,484 ГГц с шагом 0,005 ГГц, в зависимости от выбранного канала.

Диапазон 2,4 ГГц разделён на 14 отрезков, но не все они могут быть доступны для легального использования в той или иной стране. Например, в США применяются только каналы 1-11, в России: 1-13, в Японии: 1-14. Выбор неправильного значения может привести к нарушению законодательства государства, в котором работает оборудование.

Если точки доступа соседей используют тот же канал, что и ваш роутер, возникает интерференция (наложение радиоволн). В результате этого режется скорость Интернета по WiFi. Рекомендуется провести анализ текущей загруженности частот. Самый популярный программный инструмент, применяемый для этих целей — утилита inSSIDer, разработанная компанией MetaGeek.

Установите программу, запустите исполняемый файл и нажмите кнопку «Начать сканирование» в левом верхнем углу окна программы. На графике справа будут отображаться найденные сети WiFi и каналы, на которых они работают. Найдите диапазон, на котором размещено наименьшее количество сетей с высоким уровнем приёма, после чего выберите его в панели управления маршрутизатором.

Обратите внимание! Ширина каждого канала может составлять 20 или 40 МГц. Не пересекаются только каналы 1, 6 и 11. Используйте одно из этих значений для оптимальной настройки сети. Также можно выбрать автоматическое определение наименее загруженных частот в параметрах роутера.

Высокая загруженность диапазона

В больших городах количество доступных сетей на 2,4 ГГц может быть настолько высоким, что изменение канала WiFi не приводит к желаемому результату. Скорость передачи данных режется даже после выбора самого свободного отрезка частотного диапазона. Оптимальное решение этой проблемы — переход на диапазон 5 ГГц, который ещё не получил достаточного распространения.

Его использование возможно на двухдиапазонных роутерах. Такие маршрутизаторы создают сразу две сети, которые имеют различные названия, параметры шифрования и авторизации. Клиентские устройства, радиомодуль которых поддерживает работу на 5 ГГц, смогут подключиться к WiFi в этом диапазоне. Устаревшие модели будут подключаться ко второй сети. При такой схеме работы следует учитывать ряд недостатков, основные из которых:

Меньшая зона покрытия при наличии преград, обусловленная физическими свойствами радиоволн этой длины.
Отсутствие совместимости со старыми девайсами.
Высокая стоимость двухдиапазонного оборудования.

Проблемы с маршрутизатором

Основная ошибка, допускаемая пользователями при организации домашней WiFi сети — неправильный выбор расположения роутера. Он приводит к плохому приёму сигнала на клиентских устройствах, из-за которого и режется скорость Интернета. Уточнить уровень сигнала можно по количеству отметок на значке WiFi, расположенном в трее (нижнем правом углу) операционной системы Windows. На мобильных девайсах статус подключения к Интернету и уровень сигнала можно проверить в верхней части экрана, на панели уведомлений.

Рекомендуется устанавливать роутер в центральной комнате помещения, в котором он будет использоваться. Такое расположение обеспечивает высокий уровень приёма WiFi во всех комнатах квартиры или офиса. При установке в углу помещения, отдалённые комнаты не смогут подключаться к беспроводной сети или будут получать Интернет на низкой скорости.

Важно! На качество связи с маршрутизатором также влияют мощность передатчика, количество установленных антенн и расстояние от работающих источников электромагнитного излучения. Чтобы скорость Интернета не резалась, старайтесь устанавливать роутер вдали от микроволновых печей, холодильников и прочей бытовой техники.

Также проверьте корректность выбора режима WiFi в настройках маршрутизатора. Он отвечает за максимальную скорость передачи данных и обратную совместимость со старыми устройствами. Например, если выбран пункт «Только 11b», скорость WiFi будет резаться до 11 Мбит/с, а значение «Только 11g» ограничивает полосу пропускания до 54 Мбит/с.

Войти в веб-интерфейс роутера можно по адресу, который указан на его нижней панели. Для моделей TP-Link выбор нужных параметров производится в разделе «Беспроводной режим -> Настройки беспроводного режима». Рекомендуемые значения при наличии старых моделей в сети — «11bgn смешанный» и «11bg смешанный». Если все домашние или офисные девайсы поддерживают стандарт «802.11n», отметьте пункт «Только 11n».

В меню «Защита беспроводного режима» установите тип защиты WPA/WPA2, так как применение устаревшего метода WEP режет скорость WiFi. Измените автоматический выбор типа шифрования на протокол «Advanced Encryption Standard» (AES). Он обеспечивает большую безопасность сети при меньшем влиянии на скорость передачи данных.

Перейдите на вкладку с дополнительными параметрами беспроводной сети. На TP-Link это «Беспроводной режим -> Расширенные настройки». Найдите и активируйте параметр «WiFi Multimedia» (WMM). Этот протокол позволяет задать высокий приоритет для мультимедийного трафика, тем самым ускоряя его передачу.

В настройках подключаемых девайсов также необходимо активировать эту функцию. Откройте диспетчер устройств в панели управления операционной системы Windows. Найдите сетевой адаптер и перейдите к его свойствам. На вкладке «Дополнительно» выберите строку «WMM» в списке слева. Справа укажите значение «Включено» или «Enabled». Сохраните конфигурацию нажатием кнопки «ОК».

Ещё один параметр, на который следует обратить внимание при настройке маршрутизатора — мощность передатчика или «Tx Power». Эта величина указывается в процентах от максимальной мощности оборудования. Если точка доступа находится на большом расстоянии, установите значение «100%» для улучшения приёма WiFi.

Устаревшая прошивка устройств

Производители роутеров и других беспроводных устройств регулярно оптимизируют программное обеспечение для получения максимальной скорости работы. Скачать новую версию прошивки можно в Интернете, на сайте разработчика. Обновление производится методом загрузки файла на устройство через админ-панель. Путь в меню маршрутизаторов различных торговых марок отличается:

TP-Link: «Системные инструменты -> Обновление встроенного ПО»;
D-Link: «Система -> Обновление ПО»;
ASUS: «Администрирование -> Обновление микропрограммы»;
Zyxel: «Информация о системе -> Обновления»;

Совет! При установке программного обеспечения учитывайте аппаратную версию роутера. Она указывается на наклейке или в документации к устройству.

На клиентском оборудовании (ноутбуках, компьютерах и прочей технике, подключаемой к WiFi) следует проверить версии сетевых драйверов. ОС Windows позволяет обновить встроенные программы через панель управления, в разделе «Диспетчер устройств». Откройте вкладку «Сетевые адаптеры» и выберите используемый радиомодуль. В разделе «Драйвер» кликните «Обновить» и выберите автоматический поиск программного обеспечения в Интернете. После этого перезагрузите компьютер и снова подключитесь к беспроводному Интернету.

Обучающее видео: Как и почему режется скорость Интернета по WiFi

Использование дополнительного оборудования

Если после устранения всех проблем скорость Интернета в отдалённых комнатах продолжает резаться, используйте дополнительное оборудование для усиления сигнала. К нему относятся: внешние антенны для роутеров, беспроводные адаптеры повышенной мощности для компьютеров, WiFi репитеры.

При выборе антенны учитывайте коэффициент усиления и тип разъёма, при помощи которого она подключается к точке доступа. Обычно производители указывают список оборудования, рекомендуемый для использования с определёнными моделями устройств. При подключении сторонних антенн, не протестированных на совместимость, могут возникнуть трудности с дальнейшим гарантийным обслуживанием.

Репитер позволяет увеличить покрытие и получить высокую скорость Интернета даже на значительном расстоянии от маршрутизатора. Благодаря использованию встроенного блока питания такие девайсы имеют компактный размер. Для их использования достаточно включить устройство в розетку и нажать кнопку «WiFi Protected Setup» (WPS) на корпусе. После этого такую же кнопку необходимо нажать на самом роутере или активировать быстрое подключение через веб-интерфейс.

Данная статья будет весьма интересна владельцам Ubiquiti M2 .

Итак, мы купили парочку UBNT M2 (неважно, NanoStation или NanoBrigde). Установили. Одну выставили в качестве АП , вторую - в качестве Station , навели их по сигналу. Линк поднялся. Теперь хотелось бы сделать линк максимально стабильным

Первое, что мы делаем - это запускаем Tools->Site Survey с двух сторон.

Рис.1.

Если в списке мы видим больше двух станций, то выполняем следующие действия: Channel Width на вкладке Wireless выставляем в 20MГц.

Дело в том, что под диапазон 2.4 ГГц выделено всего 60 МГц. С шириной канала 40 МГц станция занимает 2/3 доступного диапазона - и сама всем мешает, и все ей мешают, и работать никто не может.

Второе, что нужно сделать, - это придумать нагрузку. Все изменения нужно проверять при прохождении трафика. Без трафика станция может соединяться на 130/130 а под нагрузкой проседать до 26/26. В качестве нагрузки встроенный тест скорости подходит только для того, чтобы хвастаться друзьям, - уж слишком завышает скорость.

Можно для проверки использовать сайты в Интернете либо запустить торрент с множеством фильмов на закачку.

Рис.2. Работа станции при ширине канала в 40 МГц.

На рисунке 2 рассмотрен пример неудачной настройки. В 40 МГц TX/RX Rate должен быть порядка 300/300. А у нас станция работает на скорости ниже, чем возможно работать даже в 20 МГц. Тест сделан утром, когда активность чужих станций невелика. Чем больше активность чужих станций, тем хуже у нас скорость.

Рис.3. Работа станции при ширине канала в 20 МГц.

Прейдя в 20 МГц, мы немного потеряли в скорости, зато заметно повысили стабильность. Каждый шаг 40->20->10->5 повышает сигнал на 3Дб и уменьшает уровень шума на 3Дб.

Следующим шагом будет выбор частоты. Для этой цели можно долго всматривается в, а можно запустить. Чужие станции для нас являются источником шума. Шум мешает принимать, но передавать шум не мешает. Поэтому выбирать частоту нужно на станции, для которой скорость скачивания важнее. На рисунке 4 видно, что меньше всего используются частоты около 5 канала и около 12-13 каналов.

Рис.4.

Ещё есть очень хорошая опция - Channel Shifting на вкладке Wireless . Она сдвигает сетку частот на 3 МГц. В условиях зашумленного эфира это позволяет выжать пару мегабит.

В прошивке 5.5 появилась возможность работать в 25 и 30 МГц. Переход на 25 МГц позволяет увеличить пропускную способность , при этом не сильно теряя в стабильности.

Рис.5. Работа станции при ширине канала в 25 МГц.

Выбор мощности. Работа на мощности больше 20 дбм нежелательна. Чем больше мощность передатчика, там больше внеполосного излучения, тем больше станция засоряет весь диапазон.

Нужно добиваться, чтобы на входе в приёмник получалось от -60 до -70 дбм. Если у нас -50, то нужно мощность уменьшать. Работа с таким сигналом вредна для приёмника.

Если же получается -80, то либо нужно использовать антенны с большим КУ, либо добиваться прямой видимости.

AirMax - одна из особенностей станций UBNT. Это поллинговый протокол разработки UBNT. Призван частично компенсировать недостатки стандартов 802.11 a/b/g/n при применении их на открытом воздухе. Но компания Ubiquiti его явно перехвалила, потому что работает он не всегда хорошо. Поэтому включение AirMax - дело индивидуальное. В одних случаях позволяет поднять реальную скорость, а в других - понижает. По моим наблюдениям, максимальная скорость при чистом эфире уменьшается (утром-ночью), а при засорённом эфире (вечер) скорость увеличивается.

Aggregation .

Можно найти на вкладке Advanced Wireless Settings . Количество Frames я бы оставил 32, а вот с Bytes можно экспериментировать: уменьшение увеличивает стабильность, а увеличение - увеличивает скорость

В сильно зашумленном эфире уменьшение Bytes повышает и скорость, и стабильность.

Специально для ASP24.

Я не затронул один важный момент - использование сетей шириной 40 МГц в диапазоне 2,4 ГГц. Видимо зря, поскольку укоренившиеся в умах читателей gg мнение (не без усилий со стороны отцов-основателей ресурса) категорически не приемлет самой мысли о возможности использования «широких» сетей в 2,4 ГГц диапазоне - в чем легко удостовериться, почитав комментарии под упомянутой статьей. Сегодня я попробую расставить если не все, то многие точки над «i» касаемо этого вопроса. А заодно разрушу еще пару мифов и легенд сложившихся вокруг работы Wi-Fi сетей (привет Адаму Севиджу и Джейми Хайнеману).

На чем базируются аргументы противников 40 МГц сетей? На том, что:

непересекающихся каналов в Wi-Fi диапазоне 2,4 ГГц катастрофически мало, поэтому минимальная ширина канала в 20 МГц - это наше (их) всё;
40 МГц сети создают сильные помехи остальным работающим рядом Wi-Fi сетям. Ужас!

Ну что же, будем развенчивать мифы по порядку.

О вреде общественного мнения

Устоявшееся общественное мнение вовсе не обязательно означает, что оно автоматически верное. Ведь мнение это формируется под влиянием определенных личностей, его сформировавших и отстаивающих. И многие эти личности, мягко говоря, были далеко не из самых умных. Именно благодаря укоренившемуся общественному мнению погорел Джордано Бруно, страдал Галилей, лишился работы Георг Ом и т.д. и т.п. Откровенно посмеивался над «общественным» мнением и Альберт Эйнштейн. Сейчас я докажу вам, что великий физик был прав...

Итак, в каждой второй, если не в каждой первой статье посвященной Wi-Fi сетям, нам настойчиво объясняют, что в диапазоне 2,4 ГГц существует всего 3 непересекающихся (т.е. не создающих сильных помех друг другу) канала - 1, 6 и 11. О какой 40 МГц ширине канала можно говорить в таком случае, если одна «широкая» сеть «съедает» бо льшую часть доступного радиодиапазона?! Мнение про 3 непересекающихся канала настолько прочно укоренилось в уме народа, что я даже не стану с ним спорить. Я просто скажу, что это наглая ложь. Полная чушь. Бред сивой кобылы. Звездеж. Называйте как хотите. Если немножко высунуться и выглянуть из общественного танка, то реальная действительность окажется заметно лучше: в европейском регионе, куда мы с вами также относимся, в 2,4 ГГц Wi-Fi диапазоне доступны 4 непересекающихся 20 МГц канала: 1, 5, 9 и 13. Только так и никак иначе. Работать в этих диапазонах не позволяет разве что оборудование купленное непосредственно в США и завезенное в Украину, либо прошитое американской прошивкой - но таких устройств мизерное количество. Поэтому даже в пределах одной маленькой тесной комнаты вполне успешно могут работать две независимые «широкие» 40 МГц Wi-Fi сети , совершенно не мешая при этом друг другу.

А как же помехи для соседских сетей? Ведь мы же здесь все очень переживаем за качество Wi-Fi связи у соседей и вообще за мир Wi-Fi во всем мире!

Непонимание

В поддержку своей «теории вредности широких сетей» апологеты 20 МГц хором напевают мотивчик о сильных помехах от 40 МГц сети на соседние Wi-Fi сети. В качестве убедительных аргументов они даже приводят графики программ, показывающих наличие массы каких-то Wi-Fi сетей вокруг.

Однако же проблема в том, что даже люди, которые вроде бы неплохо разбираются в теме Wi-Fi, плохо себе представляют, что именно показывают данные графики. Что уже говорить за остальных пользователей. Так вот, графики эти показывают совсем не то, что мы привыкли видеть на диаграммах сравнения производительности процессоров или там видеокарт. Но обычные люди интерпретируют увиденное именно так. Более того, реально бояться что 40 МГц сеть «заглушит» своим «мощным» сигналом все вот эти слабенькие сети-росточки рядом. Проблема даже не в том, что 40 МГц ширина канала не имеет вообще никакого отношения к мощности сети. Проблема в том, что «Децибел» и «Децл» в понимании большинства этих людей обозначают примерно одно и то же. Нет, я вовсе не виню их в этом. Это нормально. Но, позвольте, я попробую объяснить разницу доступным языком.

Чем же отличаются децибелы от прочих «попугаев», которыми меряют производительность видеокарт и процессоров? Децибелы помогают отобразить разницу между показателями, величина которых отличается не на единицы и десятки величин, а на порядок. Например, разница в силе сигнала Wi-Fi сетей в 10 дБ обозначает разницу ровно в 10 раз, разница 20 дБ - уже в 100 раз, а 30дБ - в тысячу раз. На обычном графике в «попугаях» наглядно изобразить разницу таких величин было бы очень затруднительно. Ведь минимальное значение на диаграмме банально рискует быть незаметным «невооруженному глазу». Поэтому на помощь приходят децибелы. Так, 5 дБ - это уже разница в мощности сигнала в 3,16 раза, 1дБ - в 1,26 раза. Разница в 1 или 5 дБ - это конечно слишком мало, хотя есть реальные сети, вполне нормально работающие и в таких непростых условиях. Но 10-20 дБ разницы в мощности сигнала, которые обычно есть у большинства пользователей (разумеется замеры силы сигнала следует проводить недалеко от маршрутизатора или точки доступа, а не на балконе соседнего дома) уже вполне достаточно, чтобы не ловить значительных помех от других сетей. И одновременно не мешать нормально работать этим другим сетям, ведь сигнал от нашего Wi-Fi устройства , распространяясь в район другой сети, пропорционально ослабевает. И абсолютно неважно, 20 или 40 МГц будет ширина используемой сети. Почему я считаю, что разницы 10-20 дБ достаточно?

Мешают тут все!

Открою вам страшную тайну: непересекающихся каналов Wi-Fi в диапазоне 2,4 ГГц физически не существует. Вообще. Как же так? Просто диаграммы приложений типа inSSIDer, Acrylic Wi-Fi Home, Wifi Analyzer и иже с ними показывают нам не всю правду...

При работе антенна Wi-Fi излучает не только полезный сигнал, но и помехи - это ей просто положено по законам физики. Мощность излучения антенны распределяется примерно так (по данным компании Zyxel):

За нулевой уровень максимальной мощности здесь для удобства взято 0дБ, но картинку вполне успешно можно экстраполировать. Как видим, на мощности сигнала -28дБ от максимальной даже один канал уже успешно занимает полосу шириной 40 МГц. А на уровне сигнала более -40дБ от максимума вполне успешно «пересекаются» даже самые удаленные каналы 1 и 13. Является ли это сколь-либо существенной проблемой для работы Wi-Fi сетей? Нет. В то же время некоторые читатели gagadget не постеснялись выкладывать скрины показывающие разность мощностей сигнала с соседними сетями как минимум в 30 дБ, и были при этом абсолютно уверенны в своей правоте относительно невозможности использования «широких» 40 МГц Wi-Fi сетей. Правда, в итоге так и не смогли объяснить причину своей уверенности…

Зачем?

А ради чего весь огород? В чем практическая польза от 40 МГц? И почему 20 МГц хуже? Отвечаю. На конкретном примере. При ширине канала 40 МГц производительность беспроводной Wi-Fi сети достигает 13-16 МБ/с, при ширине 20 МГц - лишь порядка 7-9Мб/с. Стоит ли жертвовать скоростью Wi-Fi сети в угоду каким-то нелепым предрассудкам? Я думаю, не стоит. Впрочем, у вас всегда есть право на собственное мнение, неотличимое от общественного.

P.S. Даже если ваш сосед соорудил мощную сеть, вы можете избежать значительных помех от нее просто изменив поляризацию антенн роутера или точки доступа, если антенны позволяют это сделать. Более того, если имеются сильные помехи от соседних сетей, многие производители оборудования справедливо рекомендуют уменьшить мощность сигнала вашей Wi-Fi сети, чтобы улучшить связь. Не буду вдаваться в подробности, но таким образом роутеру или точке доступа банально легче фильтровать «сильные» помехи. Впрочем, это уже совсем другая история из области физики, о которой я тут писать не собираюсь.

Для многих, кто только начинает свое знакомство с WiFi, технические параметры беспроводного оборудования могут казаться не совсем понятными. Особенно, если спецификация - на английском языке , как в случае MikroTik, Ubiquiti и других вендоров.

Попробуем рассмотреть некоторые наиболее важные параметры - что они означают, на что влияют, в каких случаях и на какие нужно обращать внимание.

Мощность передатчика (Tx Power, Output Power)

Разные единицы измерения . Некоторые производители указывают мощность в mW, некоторые - в dBm. Перевести dBm в mW и наоборот, не забивая себе голову формулами перерасчета, можно с помощью.

Стоит заметить, что зависимость между этими двумя представлениями мощности - нелинейная. Это легко увидеть при сравнении готовых значений в таблице соответствий, которая расположена на той же странице, где и вышеприведенный калькулятор:

Увеличение мощности на 3 dBm дает прирост в мВт в 2 раза .
Увеличение мощности на 10 dBm дает прирост в мВт в 10 раз .
Увеличение мощности на 20 dBm дает прирост в мВт в 100 раз .

Т. е., уменьшив или увеличив мощность в настройках "всего лишь" на 3 дБм, мы фактически понижаем или повышаем ее в 2 раза.

Чем больше, тем лучше? Теоретически, существует прямая зависимость - чем больше мощность, тем лучше, дальше "бьет" сигнал, тем больше пропускная способность (объем передаваемых данных). Для магистральных каналов точка-точка с направленными антеннами, поднимаемых на открытых пространствах, это действует. Однако во многих других случаях не все так прямолинейно.

Помехи в городе . Выкрученная на максимум мощность может скорее повредить, чем помочь в городских условиях. Слишком сильный сигнал, переотражаясь от многочисленных препятствий, создает массу помех, и в итоге сводит на нет все преимущества большой мощности.
Засорение эфира. Неоправданно мощный сигнал "забивает" канал передачи и создает помехи для других участников WiFi-движения.
Синхронизация с маломощными устройствами. Снижать TX Power может быть необходимо при соединении с маломощными устройствами. Для хорошего качества соединения, особенно двусторонне ёмкого трафика, такого как интерактивные приложения, онлайн-игры и т. д. нужно добиваться симметрии скорости для входящих и исходящих данных. Если же разница в мощности сигнала между передающим и принимающим устройствами будет значительна, это скажется на соединении не лучшим образом.

Мощности должно быть ровно столько, сколько необходимо. Даже при советуется сначала сбросить мощность до минимума и постепенно повышать, добиваясь наилучшего качества сигнала. При этом помните о нелинейной зависимости между мощностью, выраженной в дБм и фактической энергетической мощностью, о чем мы говорили в начале статьи.

Важно также учитывать, что дальность и скорость зависят не только от мощности, но и от КУ (коэффициента усиления) антенны, чувствительности приемника и т. д.

Чувствительность приемника (Sensitivity, Rx Power)

Чувствительность приемника WiFi - это минимальный уровень входящего сигнала, который способно принять устройство. От этой величины зависит, насколько слабые сигналы приемник сможет расшифровать (демодулировать).

Соответственно этому можно подобрать оборудование для условий, в которых вы хотите поднять беспроводное соединение.

"Слабый" в данном случае не обязательно - "недостаточно мощный". Слабым сигнал может быть как в результате естественного затухания при передаче на дальнее расстояние (чем дальше от источника - тем слабее уровень сигнала), поглощения преградами, так и в результате плохого (низкого) соотношения сигнал/шум. Последнее важно, так как высокий уровень шума заглушает, искажает основной сигнал, вплоть до того, что принимающее устройство не сможет его "выделить" из общего потока и расшифровать.

Чувствительность (RX Power) - это второй важный фактор, влияющий на дальность связи и скорость передачи. Чем абсолютное значение чувствительности больше, тем лучше (например, чувствительность в -60 dbm хуже, чем -90 dBm).

Почему чувствительность отображается со знаком минус? Чувствительность определяется подобно мощности в dBm, но со знаком минус. Причина этого - в определении dBm как единицы измерения. Это относительная величина, и отправной точкой для нее служит 1 мВт. 0 дБм = 1 мВт. Причем соотношения и шкала этих величин устроены своеобразным образом: при увеличении мощности в мВт в несколько раз, мощность в дБм растет на несколько единиц (аналогично мощности).

Мощность радиопередатчиков больше, чем 1 мВт, поэтому выражается в положительных величинах.
Чувствительность радиопередатчиков, или точнее - уровень входящего сигнала, всегда намного меньше 1 мВт, поэтому ее принято выражать в отрицательных величинах.

Представлять чувствительность в в мВт просто-напросто неудобно, так как там будут фигурировать такие цифры, как 0.00000005 мВт, к примеру. А при выражении чувствительности в dBm мы видим более понятные -73 dbm, -60dBm.

Чувствительность - неоднозначный параметр в характеристиках точек доступа, роутеров, и т. п. (впрочем, как и мощность, на самом деле). В реальности он зависит от скорости передачи сигнала и в характеристиках оборудования обычно указан не одной цифрой, а целой таблицей:

На скриншоте из спецификации перечислены различные параметры передачи сигнала WiFi (MCS0, MCS1 и т. д.) и то, какую мощность и чувствительность сигнала показывает устройство с ними.

Здесь мы упираемся в еще один вопрос - что означают все эти аббревиатуры (MCS0, MCS1, 64-QAM и т. д.) в спецификациях , и как нам все-таки с их помощью определить чувствительность точки?

Что такое MCS (Modulation and Coding Scheme)?

MCS в переводе с английского расшифровывается как "модуляции и схемы кодирования". В обиходе его иногда называют просто "модуляции", хотя в отношении MCS это не совсем верно.

Для согласования пространственных потоков между различными устройствами и повышения эффективности передачи в радиотехнике уже довольно давно используются модуляции сигнала. Модуляция - это когда на несущую частоту накладывается сигнал с информацией, видоизмененный определенным образом (шифрование, изменение амплитуды, фазы и т. д.).
В результате получается модулированный сигнал. Со временем изобретаются все новые, более эффективные методы модуляции.

Но MCS-индекс, который устанавливается стандартами IEEE, означает не просто модуляцию сигнала, а совокупность параметров его передачи:

тип модуляции,
скорость кодирования информации,
количество использованных при передаче пространственных потоков (антенн),
ширину канала при передаче,
длительность защитного интервала.

Результатом является определенная канальная скорость, получаемая при передаче сигнала с учетом каждой из таких совокупностей.

Например, если мы выберем из вышеприведенной спецификации лучшее сочетание мощности (26 dBm) и чувствительности (-96 dBm) - это MCS0.
Заглянем в таблицу соответствия, и посмотрим, что за параметры передачи у MCS0. Прямо скажем, грустные параметры:
1 антенна (1 пространственный поток)
Скорость передачи от 6,5 Мбит/сек на канале 20 МГц до 15 Мбит/сек на канале 40 МГц.

То есть вышеуказанную мощность и чувствительность сигнала точка дает только на таких низких скоростях.

При определении чувствительности (да и мощности) нам лучше ориентироваться на индексы MCS в спецификации (datasheet) с более эффективными, стандартными параметрами передачи.

Например, в той же спецификации на Nanobeam возьмем MCS15: мощность 23 dBm, чувствительность -75 dBm. В таблице этому индексу соответствует 2 пространственных потока (2 антенны) и скорость от 130 Мбит/сек на канале 20 МГц до 300 Мбит/сек на 40 МГц.
Собственно, именно на этих параметрах (2 антенны, 20 МГц, 130/144.4 Мбит/сек) в большинстве случаев и работает Nanobeam (MCS15 в поле Max Tx Rate в AirOS обычно выставлено по умолчанию).
Таким образом, стандартная, то есть используемая чаще всего, чувствительность: -75 dBm.
Однако следует учесть то, что иногда нужнее как раз не высокая скорость, а стабильность линка, или дальность, в этих случаях в настройках можно изменить модуляцию на MCS0 и другие низкие канальные скорости.

Таблицу MCS-индексов (или таблицу скоростей, как ее иногда называют) также используют для обратного поиска: просчитывают, какой скорости можно добиться на определенной мощности и чувствительности.

Ширина полосы (Channel Sizes)

В WiFi для передачи данных используется разделение всей частоты на каналы. Это позволяет упорядочить распределение радиочастотного эфира между разными устройствами - каждое оборудование может выбрать для работы менее зашумленный канал.

Упрощенно такое разделение можно сравнить с шоссе. Представьте, что было бы, если вся дорога была одной сплошной полосой (пусть даже односторонней) с потоком машин. А вот 3-4 полосы уже вносят определенный порядок в движение.

Складываем и делим. Стандартная ширина канала в WiFi - 20 МГц. Начиная с 802.11n была предложена и регламентирована возможность объединения каналов. Берем 2 канала по 20 МГц и получаем 1 на 40 МГц. Для чего? Для увеличения скорости и пропускной способности. Шире полоса - больше данных можно передать.

Недостаток широких каналов: больше помех и меньшее расстояние передачи данных.

Существует также обратная модификация каналов производителями: уменьшение их ширины: 5, 10 МГц. Узкие каналы дают большую дальность передачи, но меньшую скорость.

Модифицированная ширина канала (уменьшенная или увеличенная) и есть ширина полосы .

На что влияет: на пропускную способность и "дальнобойность" сигнала, наличие нескольких полос - на возможность тонкой подстройки этих характеристик.

Усиление антенны (Gain)

Это еще один важный параметр, который влияет на дальность сигнала и пропускную способность.

сайт

Так что лишний раз повторяться не будем, а лучше отметим дополнительную функциональность, которой ранее не было. Теперь при первом входе в веб-интерфейс запускается мастер настройки доступа в Интернет. Пользователю предлагается либо вручную выставить все параметры, либо просто выбрать город и имя провайдера, а затем ввести учётные данные, если таковые требуются для подключения. Списки городов и провайдеров пока не очень велики.

Для NETGEAR Centria WNDR4700 всё так же доступен дополнительный набор утилит Genie для быстрого доступа к некоторым настройкам, удалённого проигрывания медиафайлов, функции родительского контроля, беспроводной печати с iOS-устройств и так далее. Из новшеств стоит отметить функцию генерации QR-кода для быстрого подключения к беспроводной сети мобильных клиентов. Утилиты доступны для Windows, Mac OS X, Android и iOS. Также поддерживается и набор функций ReadySHARE для доступа к данным на накопителях и принтера/МФУ, подключённых к роутеру. К ним же относятся встроенный DLNA-сервер и поддержка Time Machine. Есть ещё один «облачный» сервис под названием ReadySHARE Cloud, который тоже открывает удалённый доступ к файлам на накопителях. Причём мобильные версии ПО платные и, судя по отзывам, далеки от идеала.

Что касается возможности NAS-составляющей, то тут, в общем, всё стандартно. Можно открыть сетевой доступ к любым папкам или разделам на HDD, добавить пользователей, указать, каким пользователям будут доступны те или иные каталоги, и так далее. Доступ к файлам из локальной сети возможен по SMB, HTTP и FTP, а из внешней - только по HTTPS и FTP. В расширенных настройках можно отформатировать внутренний жёсткий диск и просмотреть его S.M.A.R.T.-данные. По умолчанию создаётся ФС EXT4, но роутер справится и с накопителем, на котором есть разделы FAT16/32, NTFS, EXT2/3/4 или HFS+. Максимальный поддерживаемый объём в последней прошивке - 3 Тбайт. Мы для очистки совести попробовали запихнуть в роутер накопитель на 4 Тбайт, но с форматированием что-то не заладилось, поэтому пришлось остановиться на диске объёмом 2 Тбайт.

А вот ещё одной функцией, притом самой очевидной, оснастили только устройства NETGEAR Centria. Речь идёт о резервном копировании. Обладатели Mac OS X, как уже говорилось, могут настроить Time Machine для работы с роутером. В Windows 7 же архивация по сети доступна только для редакций «Профессиональная» или «Максимальная». Для исправления сего упущения подойдёт утилита ReadySHARE Vault. Эта программа, которая устанавливается на Windows-машины, умеет делать бэкапы на жёсткий диск в роутере. По умолчанию она сама решает, какие файлы и с какой периодичностью надо копировать. Пользователь, конечно же, и сам может выбрать файлы и папки для резервирования, а также указать периодичность создания бэкапов или задать расписание. Опционально резервные копии можно защитить паролем.

ReadySHARE Vault неплохо интегрируется в систему. В контекстном меню появляются пункты для быстрого удаления или добавления объектов в список резервируемых. Оттуда же вызывается диалог, показывающий версии объектов, с возможностью быстрого отката к предыдущим редакциям файла. На иконках файлов и папок появляются значки, сигнализирующие о текущем состоянии резервного копирования этих объектов. А ещё в корне добавляется псевдокаталог с временной шкалой с отметками о бэкапах. Здесь можно быстро выбрать нужную версию сохранённых файлов и папок и тут же восстановить их. Помимо этого, есть небольшая утилитка для поиска файлов по имени среди всех сделанных бэкапов для последующего открытия или восстановления. В общем, неплохая замена Time Machine, пусть и не такая красивая.

Аппаратная начинка NETGEAR Centria отлична от того, что мы привыкли видеть в топовых роутерах, которые нередко строятся на базе продуктов Broadcom. В данном случае сердцем устройства является RISC-процессор, а точнее SoC AMCC APM82181 с частотой 1 ГГц и кучей «обвеса». Он нам уже встречался в другом NAS - WD My Book Live Duo . Радиомодули производства Atheros: AR9380 и AR9580. К каждому модулю подключены отдельные внутренние антенны по схеме 3T3R. Гигабитный свитч того же производителя - AR8327N. Встроенной памяти под прошивку имеется 128 Мбайт, а оперативной - в два раза больше. Неплохо? О да, технические характеристики очень хорошие, но тем более обидно, что весь потенциал аппаратной платформы прошивка не раскрывает. Чего стоит, например, добавить поддержку IP-камер, менеджера загрузок или какой-нибудь веб-сервер? Ладно, не будем о грустном.

NETGEAR Centria WNDR4700
Сетевые стандарты	IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, IPv4, IPv6
Скорость Wi-Fi	802.11a: 6,9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Мбит/с 802.11b: 1, 2, 5,5, 11 Мбит/с 802.11g: 6,9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Мбит/с 802.11n: до 450 Мбит/с
Чипсет/контроллеры	AMCC APM82181 (1 ГГц) + Atheros AR9380 + Atheros AR9580 + Atheros AR8327N
Память	128 Мбайт NAND/256 Мбайт DDR2 SDRAM
Частоты	2,4-2,4835 ГГц /5,1-5,8 ГГц
Безопасность	WPA2-PSK (AES), WPA-PSK (TKIP), WPS
Брандмауэр	SPI, защита от DoS, фильтр URL/сетевых служб
Сетевые сервисы	UPnP, DLNA, DHCP, DDNS, Port Triger, Virtual Server, DMZ, проброс/трансляция портов
WAN-подключение	Automatic IP, Static IP, PPPoE, PPTP, L2TP; IGMP-Proxy
Гостевая сеть	1x2,4 ГГЦ, 1x5 ГГц
QoS	WMM, правила для IP/MAC/Порт, приоритеты трафика, приоритеты LAN-портов/Wi-Fi
Принт-сервер	Есть, AirPrint
Файл-сервер	Samba, FTP, HTTP
Статистика, монитор трафика	Есть, уведомления
Разъёмы и порты	4 x RJ45 10/100/1000 BaseT LAN + 1 x RJ45 10/100/1000 BaseT WAN (802.3, MDI-X), USB 3.0 x 2
Накопители	1 x 3,5″ SATA HDD, карт-ридер SD/MMC/MS/MS Pro
Кнопки	WPS, Wi-Fi, сброс настроек, питание, бэкап SD-карт
Индикаторы	Питание, WAN, Wi-Fi, USB, HDD
Адаптер питания	Вход AC 110-240 В 50-60 Гц, Выход DC 12 В 5 A
Размеры, мм	256x206x85
Масса, г	870
Гарантия	2 года
Цена	9 000 рублей

Конфигурации тестовых стендов те же, что и прежде. Стационарный ПК: Intel Core i7-2600K, 12 Гбайт RAM, Killer NIC E2200 (LAN1). И K42JC с такой начинкой: Intel Pentium 6100, 6 Гбайт RAM, JMicron JMC250 (LAN2). Адаптеры родные, NETGEAR’овские - WNDA4100 (WLAN1) и WNDA3100 (WLAN2). Синтетические тесты проводились в Ixia IxChariot 6.7 с профилем High Performance Throughput (см. таблицу ниже) и с помощью iperf 1.7.0. Для Wi-Fi было включено шифрование WPA2-AES, указан автовыбор канала и выставлена скорость в 450 Мбит/с для обоих диапазонов. Прочие настройки оставлены по умолчанию.

Маршрутизатор NETGEAR WNDR4700
Потоки	1	2	4	8	16	32	64
Средняя скорость Wi-Fi 802.11n 5 ГГц, Мбит/с
WLAN1 → WLAN2	83	90	91	90	89	85	79
WLAN2 → WLAN1	87	92	92	92	90	85	73
WLAN1 ↔ WLAN2	91	93	93	91	89	83	73
LAN1 → WLAN2	214	282	276	289	262	247	229
WLAN2 → LAN1	145	200	216	217	212	215	202
LAN1 ↔ WLAN2	225	238	233	227	224	220	206
Средняя скорость Wi-Fi 802.11n 2,4 ГГц, Мбит/с
WLAN1 → WLAN2	10	14	13	14	16	22	17
WLAN2 → WLAN1	15	17	19	14	17	11	16
WLAN1 ↔ WLAN2	17	18	18	18	16	10	-
LAN1 → WLAN2	61	59	74	68	66	69	58
WLAN2 → LAN1	60	49	47	44	52	47	33
LAN1 ↔ WLAN2	60	62	50	40	44	38	31
Средняя скорость LAN, Мбит/с
LAN1 → LAN2	890	923	921	915	905	901	821
LAN2 → LAN1	730	946	948	946	948	947	945
LAN1 ↔ LAN2 (½)	605	800	796	797	734	728	746

В девственно чистом диапазоне 5 ГГц WNDR4700 показал прекрасные скорости передачи данных, а вот в 2,4-ГГц всё не так радужно. И если по маршруту LAN ↔ WLAN всё ещё более-менее прилично, то вот работа исключительно в беспроводном сегменте радости не вызывает - скорость подключения всё время плавала, а один из тестов вообще ни разу не завершился успешно. Но есть один нюанс, даже два. Во-первых, эфир несколько «загажен», так что роутер автоматически сбрасывает ширину канала до 20 МГц, да и второй адаптер поддерживает только 300 Мбит/c. Во-вторых, в расширенных настройках Wi-Fi есть интересная галочка «Включить совместное использование частот 20/40 МГц». Изначально она включена, как и должно быть в соответствии с правилами Wi-Fi Alliance. Если её снять, то устройство будет игнорировать наличие соседских сетей и работать на всю катушку. По крайней мере пытаться работать. Кажется, компания NETGEAR одной из последних сдалась и добавила эту опцию в свои роутеры.

Не заладилось и с WAN-подключениями, хотя тут всё относительно. Скорость прямого подключения оказалась в районе 360 Мбит/с. Вот тут не помешало бы аппаратное ускорение NAT. По PPPoE удалось выжать примерно 111 Мбит/с, а скорость подключений по L2TP и PPTP не преодолела отметку в 70 Мбит/с. Результаты по нынешним меркам не самые лучшие, хотя и приемлемые. Возможно, виновата прошивка (у нас была версия 1.0.0.50). Во всяком случае, как-то не верится, что это аппаратная проблема. С обязанностями NAS роутер ведь справляется, и притом неплохо. Для теста был взят HDD Hitachi Deskstar 7K3000 и отформатирован из веб-интерфейса устройства (EXT4), а к USB-порту был подключен внешний диск Apacer Share Steno AC202 (NTFS). Затем оба накопителя были подмонтированы как сетевые диски в Windows 7 x64, и на них был «натравлен» CrystalDiskMark 3.0.2 x64.

⇡ Выводы

Если рассматривать функциональность NETGEAR WNDR4700 с «роутерной» точки зрения, то здесь всё в порядке. Жаль, конечно, что мощное железо разработчики отказываются нагружать по полной, умышленно не добавляя всякие вкусности типа менеджера закачек, веб-сервера и прочих маленьких радостей пирата или гика. Хотелось бы, кроме того, иметь более высокие скорости WAN-подключений и более стабильную работу Wi-Fi в диапазоне 2,4 ГГц. По оформлению корпуса претензий нет, только не забывайте про его маркость и незамолкающий кулер.

Что же касается функций NAS, то тут вопрос спорный. Если вам нужно только простое сетевое хранилище с возможностью бекапа и проигрывания файлов по сети, то да, WNDR4700 вам подойдёт. Тем более что скорости обмена данными вполне приличные. Опять-таки даже не самый дорогой «выделенный» NAS обладает, как правило, большей функциональностью. В общем, в вопросе «Брать или не брать NETGEAR Centria?» всё очень индивидуально. Всё ж таки цена на него в России не так уж мала - около 8 500-9 000 рублей. Также есть модель NETGEAR WNDR4720, в которой уже установлен жёсткий диск ёмкостью 2 Тбайта, но она пока до наших просторов не добралась.

Реализация Wi-Fi 802.11n в современных телефонах и планшетах оставляет желать много лучшего. Новые стандарты 802.11ac и 802.11ad обещают в перспективе гигабитные скорости и обсуждаются не первый год. Broadcom и другие компании с середины 2012 г. предлагают производителям соответствующие наборы микросхем. Когда же их начнут внедрять и какие устройства получат поддержку скоростных версий Wi-Fi первыми?

Хитрости в реализации 802.11n

История перехода на новые стандарты повторяется на удивление точно. Одним из первых смартфонов в России с поддержкой черновой версии 802.11n стал HTC HD2, появившийся в 2009 году. Его скорость была лишь чуть выше, чем у смартфонов с Wi-Fi версии «g». Она соответствовала минимальной реализации версии «n» и заставляла горько усмехаться, вспоминая обещанные 600 Мбит/с. Прошли годы, окончательную версию стандарта давно утвердили, но всё осталось по-прежнему.

До сих пор большинство мобильных устройств поддерживают стандарт 802.11n в его минимальном варианте. Один канал шириной 20 МГц на частоте 2,4 ГГц – и всё. Это ограничивает теоретический предел скорости величиной 72 Мбит/с. В реальных условиях фактически демонстрируемые скорости оказываются и того меньше.

Реальная скорость подключения по Wi-Fi (изображение: anandtech.com)

Обратите внимание: версия «g» и даже «а» выглядит на практике вполне конкурентноспособной по сравнению с урезанными вариантами Wi-Fi «n». Маркетологи же любят делать отсылки к верхнему порогу стандарта – пресловутым 600 Мбит/с. Их можно было бы достичь при использовании четырёх каналов шириной по 40 МГц на частоте 5 ГГц, но такой вариант редко встречается даже в роутерах. Большинство мобильных устройств использует один или два приёмопередатчика - каждый со своей антенной. Только в единичных ноутбуках (например, MacBook Pro) можно встретить три. Соответственно, максимальная скорость составляет 3 x 150 = 450 Мбит/с. Думаю, в мире нет ни одного смартфона или планшета с тремя или четырьмя антеннами.

Реальная скорость передачи данных по Wi-Fi - продолжение (изображение: anandtech.com)

Совсем недавно некоторые модели смартфонов стали поддерживать скорость 150 Мбит/с. На MWC 2013 был Huawei Ascend P2 – смартфон среднего класса с двумя антеннами Wi-Fi , что преподносилось как выгодное отличие. Чуть ранее подобным образом представили Ascend Mate. Однако помимо удвоения узких каналов можно увеличить ширину единственного до 40 МГц, и результат получится тот же самый – 150 Мбит/с.

Примечательно, что от цены устройства скорость Wi-Fi не зависит. Работать по Wi-Fi «n» вдвое быстрее большинства других умеет не только iPhone 5 и Huawei Ascend Mate, но и бюджетный Philips W626. Проблема ещё и в том, что производители обычно никак не указывают особенности конкретной модели . В спецификациях везде пишут «802.11 b/g/n» без каких-либо уточнений.

Версия «ad» как конкурент Bluetooth

C Wi-Fi следующих стандартов ситуация ещё интереснее. Вопреки обозначению, 802.11ad (WiGig) не будет преемником 802.11ac. Этот параллельно развивающийся стандарт создан с нуля и вскоре, вероятно, заменит Bluetooth. Его задачей ставится высокоскоростная беспроводная связь на малых расстояниях. В таблице ниже представлены некоторые особенности реализации и теоретические пределы скорости для разных версий Wi-Fi при использовании одного канала.

Ориентировочно стандарт 802.11ad будет лимитирован скоростью до 7 Гбит/с, но рассматривается и возможность её дальнейшего увеличения. В силу особенностей распространения высокочастотного сигнала, устройства должны находиться в прямой видимости и в пределах нескольких метров друг от друга. В отличие от 802.11ac, WiGig не поддерживает обратную совместимость с другими версиями Wi-Fi, так как его рабочая частота составляет 60 ГГц.

Версия «ac» - ожидания и опасения

Версию «n» к середине года начнёт вытеснять 802.11ac. Его разрабатывали с 2008 г. и последняя черновая версия была объявлена только через пять лет. Сейчас готовность стандарта оценивается как 95%, чтобы это ни значило. Не дожидаясь окончательного официального утверждения, производители начали выпускать соответствующие микросхемы год назад. Практика показала, что такой подход был более чем оправдан в случае версии «n». Аппаратная платформа не подвергалась модификации, а программные изменения легко внести, выпустив обновление прошивки. Одной из первых модуль для работы по стандарту 802.11ac (обратно совместимый с b/g/n) выпустила компания TriQuint. Появившийся в середине 2012 года чип TQP6M0917 имеет габариты 4 х 4 х 0,5 мм, что позволяет использовать его в мобильной технике.

По мнению представителей другой крупной компании, производящей наборы микросхем для модулей связи (Broadcom), первые устройства с поддержкой 802.11ac массово появятся ко второй половине 2013 г. С такой оценкой согласны и представители Qualcomm. Традиционно первыми будут маршрутизаторы и сетевые адаптеры . Смартфоны и планшеты с 802.11ac станут привычными несколько позже, но их отдельные представители поступят в продажу уже в самое ближайшее время.

Скоростной Wi-Fi пятого поколения ожидается в iPhone 5S (символично) и всех смартфонах на платформе Qualcomm Snapdragon 800. По аналогии с историей внедрения версии «n», скорее всего, речь идёт о базовой реализации и одноканальных решениях. В зависимости от ширины канала (от 80 до 160 МГц) скорость новых смартфонов по Wi-Fi будет ограничена теоретическим пределом в 433 или 866 Мбит/с.

На скорости 433 Мбит/с будут подключаться смартфоны с чипами Broadcom BCM4335, Redpine Signals RS9117 и Qualcomm Atheros WCN3680. Более высокие скорости пока анонсированы только в чипах для ноутбуков и маршрутизаторов.

Обратная совместимость оставляет ещё одну лазейку для недобросовестного маркетинга. Устройство с поддержкой черновой версии 802.11ac может использовать привычную сейчас ширину канала в 20 и 40 МГц. При такой формальной реализации скоростная планка опустится ниже минимальных 433 Мбит/с.

Среди других важных особенностей стандарта отмечается методика улучшения качества связи Beamforming. Она позволяет учесть разницу фаз переотражённых сигналов и компенсировать возникающие потери скорости. К сожалению, Beamforming предполагает использование нескольких антенн, что пока ограничивает область его применения ноутбуками.

Предполагается, что в ряде сценариев использования новый стандарт увеличит время автономной работы. Передавая тот же объём данных быстрее, чип сможет раньше переходить в режим пониженного энергопотребления.

Как видно из представленных примеров, технически ничто не мешает увеличить скорость передачи данных по Wi-Fi уже сейчас. Для этого не требуется внедрять новые стандарты - потенциал существующей версии «n» в мобильных устройствах не раскрыт и наполовину. Если для вас критична скорость, попробуйте проверить смартфон или планшет, подключив его к приличному роутеру.

Думаю, не ошибусь сильно, если у большинства из нас подключение к интернету выглядит следующим образом: есть некоторый довольно скоростной проводной канал до квартиры (сейчас уже и гигабит не редкость), а в квартире его встречает роутер, который раздаёт этот интернет клиентам, выдавая им «чёрный» ip и осуществляя трансляцию адресов.

Довольно часто наблюдается странная ситуация: при скоростном проводе, с роутера раздаётся совсем узенький wifi-канал, не загружающий и половины провода. При этом, хотя формально Wi-Fi, особенно в его ac-версии поддерживает какие-то огромные скорости, при проверке оказывается, что либо Wi-Fi подключается на меньшей скорости, либо подключается, но не выдаёт скорости на практике, либо теряет пакеты, либо всё вместе.

В какой-то момент и я столкнулся с похожей проблемой, и решил настроить свой Wi-Fi по-человечески. На удивление, это заняло примерно в 40 раз дольше, чем я ожидал. Вдобавок, как-то так случилось, что все инструкции по настройке Wi-Fi, которые я находил, сходились к одному из двух видов: в первом предлагали поставить роутер повыше и выпрямить антенну, для чтения второго же мне не хватало честного понимания алгоритмов пространственного мультиплексирования.

Собственно, эта заметка - это попытка заполнить пробел в инструкциях. Я сразу скажу, что задача до конца не решена, несмотря на приличный прогресс, стабильность подключения всё ещё могла бы быть лучше, поэтому я был бы рад услышать комментарии коллег по описанной тематике.

Глава 1:

Итак, постановка задачи

Wifi-роутер, предложенный провайдером, перестал справлять со своими обязанностями: наблюдаются длительные (30 секунд и больше) периоды, когда пинг до точки доступа не проходит, наблюдаются очень длительные (порядка часа) периоды, когда пинг до точки доступа достигает 3500 мс, бывают длительные периоды, когда скорость соединения с точкой доступа не превышает 200 кбит/сек.

Сканирование диапазона с помощью windows-утилиты inSSIDer выдаёт картинку, представленную в начале статьи. В округе наблюдается 44 Wifi SSID в диапазоне 2.4 ГГц и одна сеть в диапазоне 5.2 ГГц.

Инструменты решения

Самосборный компьютер Celeron 430, 2b Ram, SSD, безвентиляторный, две беспроводные сетевые карты на чипе Ralink rt2800pci, Slackware Linux 14.2, Hostapd из Git на сентябрь 2016 года.

Сборка роутера выходит за рамки данной заметки, хотя отмечу, что Celeron 430 хорошо показал себя в безвентиляторном режиме. Отмечу, что текущая конфигурация является последней, но не окончательной. Возможно, улучшения ещё осуществимы.

Решение

На самом деле, решение должно было бы, по хорошему, заключаться в запуске hostapd с минимальным изменениями настроек. Однако, опыт настолько хорошо подтвердил истинность поговорки «гладко было на бумаге, да забыли про овраги», что потребовалось написание этой статьи для систематизации знаний обо всех неочевидных подробностях. Также мне изначально хотелось бы избежать низкоуровневых подробностей для стройности изложения, но выяснилось, что это невозможно.

Глава 2

Немного теории

Частоты

Wi-Fi - это стандарт беспроводных сетей. С точки зрения OSI L2, точка доступа реализует концентратор типа switch, однако чаще всего она также совмещена с коммутатором уровня OSI L3 типа «роутер», что ведёт к изрядной путанице.

Нас же больше всего будет интересовать уровень OSI L1, то есть, собственно, та среда, в которой ходят пакеты.

Wi-Fi - это радиосистема. Как известно, радиосистема состоит из приёмника и передатчика. В Wi-Fi точка доступа и клиентское устройство осуществляют обе роли по очереди.

Wi-Fi-передатчик работает на некоторой частоте. Частоты эти занумерованы, и каждому номеру соответствует некоторая частота. Важно: несмотря на то, что для любого целого числа существует теоретическое соответствие этому числу некоторой частоты, Wi-Fi может работать только в ограниченных диапазонах частот (их три, 2.4 ГГц, 5.2 ГГц, 5.7 ГГц), и только на некоторых из номеров.

Полный список соответствий можно посмотреть в Wikipedia, нам же важно, что при настройке точки доступа, необходимо указать, на каком именно канале будет находиться несущая частота нашего сигнала.

Неочевидная деталь: не все Wi-Fi стандарты поддерживают все частоты.

Wi-Fi-стандартов есть два: a и b. «a» старше и работает в диапазоне 5ГГц, «b» новее и работает в диапазоне 2.4 ГГц. При этом b медленнее (11 mbit вместо 54 mbit, то есть, 1.2 мегабайта в секунду вместо 7 мегабайт в секунду), а диапазон 2.4 ГГц уже и вмещает меньше станций. Почему так - загадка. Вдвойне загадка, почему точек доступа стандарта а практически нет в природе.

(Картинка позаимствована из Википедии.)

(На самом деле, я немного лукавлю, потому что a поддерживает ещё частотный диапазон 3.7 ГГц. Однако, ни одного устройства, знающего что-нибудь про этот диапазон, мне не доводилось увидеть.)

Подождите, спросите вы, но есть же ещё 802.11g, n, ac - стандарты, и они-то, кажется, как раз должны побивать по скорости несчастные a и b.

Но нет, отвечу я вам. Стандарт g - это запоздалая попытка довести скорость b до скорости a, в диапазоне 2.4 ГГц. Но зачем, вы ответите мне, ты вообще вспоминал про b? Ответ, потому что несмотря на то, что диапазоны обоих b и g называются 2.4, на самом деле они чуть-чуть отличаются, и диапазон b на один канал длиннее.

Стандарты же n и ac вообще не имеют отношения к диапазонам - они регламентируют скорость, и только. Точка стандарта n может быть как «в базе» a (и работать на 5 Ггц), так и «в базе» b и работать на 2.4 ГГц. Про точку стандарта ac я не знаю, потому что не видел.

То есть, когда вы покупаете точку доступа n, нужно очень внимательно посмотреть, в каких диапазонах это n работает.

Важно, что в один момент времени один Wi-Fi чип может работать только в одном диапазоне. Если же ваша точка доступа утверждает, что может работать в двух одновременно, как например, делают бесплатные роутеры от популярных провайдерах Virgin или British Telecom, значит в ней на самом деле два чипа.

Ширина канала

На самом деле, я должен извиниться, потому что ранее сказал, что некий диапазон длиннее другого, не объяснив, что такое «длиннее». Вообще говоря, для передачи сигнала важна не только несущая частота, но и ширина кодированного потока. Ширина - это в какие частоты выше и ниже несущей может залезать имеющийся сигнал. Обычно (и к счастью, в Wi-Fi), каналы симметричные, с центром в несущей.

Так вот в Wi-Fi могут быть каналы шириной 10, 20, 22, 40, 80 и 160 МГц. При этом точек доступа с шириной канала в 10 МГц я никогда не видел.

Так вот, одним из самых удивительных свойств Wi-Fi является то, что несмотря на то, что каналы пронумерованы, они пересекаются. Причём не только с соседями а аж с каналами через 3 от себя. Иными словами, в диапазоне 2.4 ГГц только точки доступа, работающие на каналах 1, 6 и 11 - не пересекаются потоками шириной в 20 МГц. Иными словами, только три точки доступа могут работать рядом так, чтобы не мешать друг другу.

Что же такое точка доступа с каналом шириной 40 МГц? Ответ - а это точка доступа, которая занимает два канала (непересекающихся).

Вопрос: а сколько каналов шириной 80 и 160 МГц вмещается в диапазон 2.4 ГГц?

Ответ: Ни одного.

Вопрос, а на что влияет ширина канала? Точного ответа на этот вопрос я не знаю, проверить не смог.

Я знаю, что если сеть пересекается с другими сетями, стабильность соединения будет хуже. Ширина канала 40 МГц даёт больше пересечений и хуже соединение. Согласно стандарту, если вокруг есть точки работающие другие точки доступа, режим 40 МГц не должен включаться.

Верно ли, что вдвое большая ширина канала вдвое даёт большую пропускную способность?
Вроде бы, да, но проверить невозможно.

Вопрос: Если на моей точке доступа три антенны, верно ли, что она может создавать три пространственных потока и утроить скорость соединения?

Ответ: неизвестно. Может так оказаться, что из трёх антенн, две могут заниматься только отправкой, но не приёмом пакетов. И скорость сигнала будет несимметричная.

Вопрос: Так сколько же мегабит даёт одна антенна?

Ответ: Можно посмотреть вот здесь en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n-2009#Data_rates
Список странный и нелинейный.

Очевидно, самый важный параметр - это MCS-индекс, который именно и определяет скорость.

Вопрос: Откуда берутся такие странные скорости?

Ответ: Есть такая вещь как HT Capabilities. Это опциональные фишечки, которые могут чуть-чуть править сигнал. Фишечки бывают как очень полезные: SHORT-GI добавляет чуть-чуть скорости, около 20 мбит, LDPC, RX STBC, TX STBC добавляют стабильности (то есть должны уменьшать пинг и потерю пакетов). Впрочем, ваше железо может запросто их не поддерживать и при этом быть вполне «честным» 802.11n.

Мощность сигнала

Самый простой способ бороться с плохой связью - это вжарить больше мощности в передатчик. В Wi-Fi бывает мощность передачи до 30 dBm.

Глава 3

Решение задачи

Из всего вышеперечисленного винегрета, казалось бы, можно сделать следующий вывод: у вайфая можно реализовать два «режима» функционирования. «Улучшающий скорость» и «улучшающий качество».

Первый, казалось бы, должен говорить: бери самый незанятый канал, ширину канала 40 МГц, антенн побольше (желательно, 4), и добавляй побольше Capabilities.

Второй - убирай всё, кроме базового n-режима, включай мощность побольше, и включай те Capabilities, которые добавляют стабильности.

Вспоминая ещё раз пословицу про овраги, опишем, какие именно неровности местности ждут нас при попытке реализации планов 1 и 2.

Овраг нулевой

Хотя чипсеты семейства Ralink rt2x00 являются самыми популярными чипсетами с поддержкой стандарта n и встречаются как в картах высокого ценового диапазона (Cisco), так и диапазона бюджетного (TRENDNET), и более того, выглядят в lspci совершенно однаково, они могут обладать кардинально разным функционалом, в частности, поддерживать только диапазон 2.4, только диапазон 5ГГц, или поддерживать непонятно чем ограниченные части обеих диапазонов. В чём отличия - загадка. Также загадка, почему карта с тремя антеннами поддерживает только Rx STBC в два потока. И почему они обе не поддерживают LDPC.

Первый овраг

В диапазоне 2.4 есть только три непересекающихся канала. На эту тему мы уже говорил и я не буду повторяться.

Второй овраг

Не все каналы позволяют увеличивать ширину канала до 40 МГц, более того, на какую ширину канала согласится карта, зависит от чипсета карты, производителя карты, загрузки процессора и погоды на Марсе.

Третий, и самый большой овраг

Regulatory domain

Если вам не хватало для счастья того, что сами стандарты Wi-Fi представляют из себя знатный винегрет, то возрадуйтесь тому, что каждая страна мира стремится всякими разными способами Wi-Fi ущемить и ограничить. У нас в Великобритании всё ещё не так плохо, в отличие, скажем, от тех же США, где Wi-Fi спектр зарегулирован до невозможности.

Так вот, регуляторный домен может требовать ограничений на мощность передатчика, на возможность запустить на канале точку доступа, на допустимые технологии модуляции на канале, а также требовать некоторых технологий «умиротворения спектра», таких как DFS (динамический выбор частоты), детекция радара (которая ещё у каждого регдомена своя, скажем, в Америках почти всюду предлагаемая FCC, в Европе другая, ETSI), или auto-bw (я не знаю, что это такое). При этом со многими из них точка доступа не заводится.

Многие регуляторные домены просто запрещают некоторые частоты в принципе.

Задать регуляторный домен можно командой:

Iw reg set NAME

Регуляторный домен можно не задавать, но тогда система будет руководствоваться объединением всех ограничений, то есть самым худшим вариантом из возможных.

По счастью, во-первых данные по регуляторным доменам есть в открытом доступе на сайте ядра:

И по ним можно искать. В принципе, вероятно, можно пропатчить ядро так, чтобы оно игнорировало регуляторный домен, но это надо пересобирать ядро или как минимум регуляторный демон crda.

По счастью, команда iw phy info выводит все возможности нашего устройства, с учётом (!) регуляторного домена.

Итак, как же нам поправить состояние нашего Wi-Fi?

Для начала найдём страну, в которой не запрещён 13 канал. Путь хотя бы половина частоты будет пустой. Ну, таких стран довольно много, хотя некоторые, не запрещая его в принципе, однако запрещают на нём или режим высокой скорости n, или вообще создание точки доступа.

Но одного 13 канала нам мало - ведь мы хотим соотношение сигнал-шум побольше, а значит хотим запускать точку с силой сигнала 30. Ищем-ищем в CRDA, (2402 - 2482 @ 40), (30) 13 канал, ширина 40 МГц, сила сигнала 30. Есть такая страна, Новая Зеландия.

Но что это, на частоте 5 ГГц требуется DFS. Вообще, это теоретически, поддерживаемая конфигурация, но почему-то не работает.

Факультативная задачка, выполнимая людьми с повышенными социальными навыками:

Собрать подписи/движение в поддержку ускоренного перелицензирования Wi-Fi-диапазонов в ITU (ну, или хотя бы в вашей стране) в целом в сторону расширения. Это вполне реально, какие-нибудь депутаты (и кандидаты в депутаты), жаждущие политических очков, будут рады вам помочь.

Это овраг номер 4

Точка доступа может не заводиться при наличии DFS, без объяснения причин. Итак, какой же регуляторный домен нам выбрать?

Есть такая! Самая свободная страна в мире, Венесуэла. Её регуляторный домен - VE.

Полные 13 каналов диапазона 2.4, с мощностью 30 dBm, и сравнительно расслабленный 5ГГц диапазон.

Задача со звёздочкой. Если у вас в квартире совсем катастрофа, даже хуже, чем у меня, для вас есть отдельный, бонусный уровень.

Регуляторный домен «JP», Япония, позволяет делать уникальную вещь: запускать точку доступа на мифическом, 14 канале. Правда, только в режиме b. (Помните, я говорил, что между b и g всё-таки есть маленькие отличия?) Поэтому если у вас всё уж совсем плохо, то 14 канал может быть спасением. Но опять же, его физически поддерживает немного что клиентских устройств, что точек доступа. Да и максимальная скорость в 11 Мбит несколько обескураживает.

Копируем /etc/hostapd/hostapd.conf в два файла, hostapd.conf.trendnet24 и hostapd.conf.cisco57

Правим тривиальным образом /etc/rc.d/rc.hostapd, чтобы запускал две копии hostapd.

В первом указываем канал 13. Правда, ширину сигнала указываем 20 МГц (capability 40-INTOLERANT), потому что во-первых, так мы будем теоретически стабильнее, а во-вторых, «законопослушные» точки доступа просто не будут запускаться на 40 МГц из-за того, что забитый диапазон. Ставим capability TX-STBC, RX-STBC12. Плачем, что capabilities LDPC, RX-STBC123 не поддерживаются, а SHORT-GI-40 и SHORT-GI-20 хотя и поддерживаются и чуть-чуть улучшают скорость, но и чуть-чуть понижают стабильность, а значит, их убираем.

Правда, для любителей можно пропатчить hostapd, чтобы появилась опция force_ht40, но в моём случае это бессмысленно.

Если вы находитесь в странной ситуации, когда точки доступа то включаются то выключаются, то для особых гурманов можно пересобрать hostapd с опцией ACS_SURVEY, и тогда точка будет сама сначала сканировать диапазон и выбирать наименее «шумящий» канал. Более того, в теории она даже должна мочь переходить по собственному желанию с одного канала на другой. Мне, правда, эта опция не помогла, увы:-(.

Итак, наши две точки в одном корпусе готовы, запускаем сервис:

/etc/rc.d/rc.hostapd start

Точки успешно стартуют, но…

Но та, что работает на диапазоне 5.7 - не видна с планшета. Что за чертовщина?

Овраг номер 5

Проклятый регуляторный домен работает не только на точке доступа, но и на приёмном устройстве.

В частности, мой Microsoft Surface Pro 3, хотя и сделан для европейского рынка, в принципе не поддерживает диапазон 5.7. Пришлось переключиться в 5.2, но тут хоть завёлся режим 40 Мгц.

Овраг номер 6

Всё завелось. Точки стартовали, 2.4 показывает скорость 130 Мбит (был бы SHORT-GI, было бы 144.4). Почему карта с тремя антеннами поддерживает только 2 пространственных потока - загадка.

Овраг номер 7

Завести-то завелось, а иногда скачет пинг до 200, и всё тут.

А секрет вовсе не в точке доступа прячется. Дело в том, что по правилам Microsoft, драйвера Wi-Fi карты сами должны содержать ПО для поиска сетей и подключения к ним. Всё как в старые-добрые времена, когда 56к-модем должен был иметь при себе звонилку (которую мы все меняли на Shiva, потому что звонилка, идущая в штатной поставке Internet Explorer 3.0 была слишком уж ужасна) или ADSL-модем должен был иметь клиент PPPoE.

Но и о тех, у кого штатной утилиты нет (то есть, о всех на свете!), Microsoft позаботилась, сделав так называемую «автоконфигурацию Wi-Fi». Эта автоконфигурация жизнерадостно плюёт на то, что к сети мы уже подключены, и каждые Х секунд сканирует диапазон. В Windows 10 даже нет кнопки «обновить сети». Работает отлично, пока сетей вокруг две-три. А когда их 44, система замирает и выдаёт несколько секунд пинга 400.

«Автоконфигурацию» можно отключить командой:

Netsh wlan set autoconfig enabled=no interface="???????????? ????" pause

Лично я даже сделал себе на десктопе два батника «включить autoscan» и «выключить autoscan».

Да, прошу обратить внимание, что если у вас русский Windows, то скорее всего сетевой интерфейс будет иметь название на русском языке в кодировке IBM CP866.

Саммари

Я накатал довольно длинную простыню текста, и должен был бы завершить её кратким резюме самых важных вещей:

1. Точка доступа может работать только в одном диапазоне: 2.4 или 5.2 или 5.7. Выбирайте внимательно.
2. Лучший регуляторный домен - это VE.
3. Команды iw phy info, iw reg get покажут вам, что вы можете.
4. 13 канал обычно пустует.
5. ACS_SURVEY, ширина канала 20 МГц, TX-STBC, RX-STBC123 улучшат качество сигнала.
6. 40 МГц, больше антенн, SHORT-GI увеличат скорость.
7. hostapd -dddtK позволяет запустить hostapd в режиме отладки.
8. Для любителей можно пересобрать ядро и CRDA, увеличив мощность сигнала и сняв ограничения регуляторного домена.
9. Автопоиск Wi-Fi в Windows отключается командой netsh wlan set autoconfig enabled=no interface="???????????? ????"
10 . Microsoft Surface Pro 3 не поддерживает диапазон 5.7 ГГц.

Послесловие

Я большинство материалов, использованных при написании данного руководства, найдены либо в гугле, либо в манах к iw, hostapd, hostapd_cli.

Как именно скорость зависит от количества антенн и какой скорости можно добиться с тремя антеннам - не знаю. Рад был бы комментариям.

На самом деле, проблема ТАК И НЕ РЕШИЛАСЬ. Временами пинг всё равно скачет до 400 и стоит на таком уровне, даже для «пустого» диапазона в 5.2 ГГц. Посему:

Ищу в Москве спектроанализатор Wi-Fi диапазона, укомплектованный оператором, с которым можно было бы проверить, в чём вообще проблема, и не заключается ли она в том, что неподалёку находится очень важное и секретное военное учреждение, о котором никто не знает.

Постскриптум

Wi-Fi работает на частотах от 2 ГГц до 60 ГГц (менее распространённые форматы). Это даёт нам длину волны от 150мм до 5мм. (Почему вообще мы меряем радио в частотах, а не в длинах волн? Так же удобнее!) У меня, в целом, возникает мысль, купить обои из металлической сетки в четверть длины волны (1 мм хватит) и сделать клетку Фарадея, чтобы гарантированно изолироваться от соседского Wi-Fi, да и заодно от всего другого радиооборудования, вроде DECT-телефонов, микроволновок и дорожных радаров (24 ГГц). Одна беда - будет блокировать и GSM/UMTS/LTE-телефоны, но можно выделить для них стационарную точку зарядки у окна.

Буду рад ответить на ваши вопросы в комментариях.

Задавшись целью оптимизировать домашнюю сеть, пользователь встает перед вопросом: ширина канала WiFi 20 или 40 - в чем разница, и что выбрать? Разобраться в этом не сложно, однако существует множество факторов, которые надо учитывать, настраивая роутер.

Настройка «полосы пропускания»

Что значит ширина канала WiFi роутера 5, 20 или 40 МГц – вопрос, с которым легче разобраться с помощью сравнения.

При раздаче трафика роутер использует сигнал определенной частоты: пользователь выбирает между 2,4 и 5 ГГц – разница в мощности и дальности сигнала. Этот показатель обычно сравнивают с движением по трассе – водитель может выбрать, по какой из двух дорог он будет добираться до пункта назначения. Стоит обращать внимание на стандарты, которые поддерживает роутер и принимающие устройства: 5 ГГц доступны для сетей 802,11 стандартов «a» , «n» , а также «ac» .

Ширина диапазона (и 2,4 и 5 ГГц) фиксированная, ее можно представить в виде асфальтированной дороги. По российским стандартам в каждом диапазоне выделяют 13 каналов – полос движения, но они частично перекрывают друг друга. Пользователь может настроить, насколько широкой будет его полоса пропускания WiFi - 20 или 40 - что лучше, придется выбирать по ситуации, разница в скорости может быть значительной.

Другой вопрос, который неизбежно возникает у пользователя - на что влияет ширина канала WiFi 20 или 40? С помощью этого показателя можно увеличить скорость интернета, однако к проблеме надо подойти вдумчиво.

В чем разница на практике?

В первую очередь надо выяснить, есть ли в настройках WiFi роутера выбор ширины канала, потому что есть модели, которые поддерживают только 20 МГц. Возможные варианты – 5, 20, 20/40, 40, 80 МГц.

На выбор влияют два фактора:

Количество соседних беспроводных сетей. Чем длиннее список сетей, к которым можно подключиться, тем меньше смысла использовать 40 МГц – шумы могут снизить пропускную способность.
Беспроводные девайсы, которые используются дома – Bluetooth-наушники и браслеты (), беспроводной стационарный телефон и т.п. Широкая полоса пропускания будет мешать работе домашних гаджетов, поэтому предпочтительнее 20 МГц.

При выборе пропускной способности нет разницы, какой стандарт беспроводной сети используется. Поэтому на вопрос, какую ширину канала WiFi ас лучше выбрать 20 или 40, ответ стандартный – ту, на которой скорость выше.

Как правило, пользователи поочередно проверяют доступные режимы (обычно их 2-3) и измеряют скорость в тех местах дома, где чаще всего используется интернет. Потому что это быстрее и проще почувствовать разницу на практике, а не рассчитывать уровень сигнала и разгадывать графики аналитических программ.

Как настроить?

Ну и главный вопрос: как увеличить ширину канала WiFi – настройка производится, используя веб-интерфейс или с помощью специальных программ, если пользователю удобнее работать с ними. Ниже мы приведем общую инструкцию, но если Вы столкнётесь с какими-то проблемами, на нашем сайте есть статья о том, . Итак, для того, чтобы открыть веб-интерфейс, потребуется:

Набрать в браузере в адресной строке 192.168.1.1 (несколько реже используются 192.168.0.1) и ввести имя пользователя (admin), для пароля тоже предустановлено значение (либо 1234, либо admin). Данные для авторизации могут быть другие, если пользователь менял предустановленные настройки.

Кликнуть по названию домашней сети.