Router D-Link DIR-865L i karta D-Link DWA-182 – gigabit po WiFi

Minęło ponad 15 lat odkąd możemy cieszyć się bezprzewodową siecią WiFi. Koniec z kablami, koniec z przywiązaniem do jednego miejsca. Zmieniały się standardy sieci, zwiększały się prędkości, pojawiły się miliony nowych urządzeń bezprzewodowych. Pozostał jeden podstawowy problem trapiący wszystkich mających do czynienia ze standardem IEEE 802.11. Jak przyspieszyć sieć WiFi? Gigabit. Wystarczy?

Piętnastoletni okres w rozwoju technologii komputerowych to ogromna przepaść. Kilkanaście lat temu nikt nie mówił o tabletach, smartfonach a telefony komórkowe były luksusem. Wystarczyło tylko kilka lat by Internet zagościł niemal w każdym domu, na ulicy można było skorzystać z internetu a na ekranie telewizora oglądać multimedia przesyłane bezprzewodowo z komputera stojącego w innym pokoju. A jeszcze nie tak dawno mogliśmy rozkoszować się łącznością WiFi o zawrotnej; na ówczesne czasy; prędkości 1, 2 czy 11 megabitów na sekundę. Co to oznaczało? Przesłanie skompresowanego 700-megabajtowego filmu w sieci lokalnej z jednego komputera na drugi trwało kilkanaście lub kilkadziesiąt minut. Najważniejsze, że siedząc w ogrodzie czy na tarasie mieliśmy swobodny dostęp do sieci LAN, a także do internetu bez konieczności prowadzenia kabli sieciowych. Minęło kilka lat, zmieniły się standardy sieci ethernet. Zmieniły się również standardy sieci bezprzewodowej. Jednak w dalszym ciągu mamy do czynienia z barierą, która sprawia, że sieć bezprzewodowa nie dorówna prędkością sieci kablowej. Jeśli chcemy mieć wysokowydajne łącza musimy podłączyć się tym kablem sieciowym do komputera. Prędkości sieci WiFi podawana przez producentów 300, 450 czy 600 Mbps to tylko czysta teoria. W praktyce osiągnięcie połowy teoretycznej prędkości jest sukcesem. Jest jednak światełko w tunelu. Pojawia się szansa, na gigabitową (też w teorii - przynajmniej w pierwszej fazie) prędkość sieci WiFi. Jak to możliwe? To nadchodzi standard IEEE 802.11ac.

Wprowadzanie standardu (obecnie w dalszym ciągu w fazie ujednolicenia) 802.11ac jest przede wszystkim odpowiedzią na zwiększenie zapotrzebowania na szybką transmisję danych w sieciach bezprzewodowych. Coraz szybsze łącza internetowe, ale także pojawienie się wielu usług sieciowych wymagających wydajnych łączy sprawiły, że producenci i organizacje zajmujące się standardami sieci bezprzewodowych rozpoczęły prace nad kolejnymi standardami. Dodatkowym elementem, który wymusza pracę nad nowymi szybszymi standardami jest coraz większe zagęszczenie sieci WiFi, które – szczególnie w paśmie 2,4 GHz – zakłócają się wzajemnie, co powoduje trudności ze znalezieniem odpowiedniego kanału transmisji, a co za tym idzie zmniejszenie wydajności sieci.

Jak to wygląda w praktyce? Sieci bezprzewodowe w standardzie 802.11n mogą osiągać teoretyczne prędkości od 150 do 450-600 Mbps. Skąd takie różnice? Wszystko zależy od ilość anten i strumieni, które transmitują jednocześnie dane w sieci. Podstawowe pasmo 150 Mbps wykorzystuje jeden strumień przestrzenny, bardziej nowoczesne urządzenia potrafią wykorzystywać (mając wbudowane 2 lub 3 anteny) do 3 strumieni. Dzięki temu prędkość wzrasta do 450 Mbps.

W porównaniu ze starszymi standardami np. 802.11a czy 802.11g przyspieszenie jest możliwe dzięki zwiększeniu szerokości pasma transmisji danych z 20 do 40 MHz. Pozwala to na uzyskanie wyższych prędkości jednak kosztem zmniejszenia liczby kanałów nienakładających się i zwiększeniem podatności na zakłócenia z sąsiednich sieci nadających na zbliżonych częstotliwościach.

Standard 802.11ac przechodzi ogromną zmianę w stosunku do poprzedników. W jaki sposób będzie komunikował się z obecnymi klientami i sieciami? Jak już wspomnieliśmy częstotliwość 2,4 GHz, na której pracuje większość sieci bezprzewodowych posiada do 14 kanałów, na których mogą pracować urządzenia sieciowe. W Europie ich liczba została ograniczona do 13. Jeśli spojrzymy na ich rozkład to okazuje się, że dysponujemy jedynie 3 zestawami 3 kanałów nie nakładających się na siebie i nie zakłócających wzajemnie:

• 1, 6, 11
• 2, 7, 12
• 3, 8, 13

W warunkach praktycznych jest to bardzo często niemożliwe do zrealizowania ponieważ zagęszczenie sieci jest tak duże, że wszystkie wolne kanały są zajęte.

Pozostaje zatem mniej zatłoczona częstotliwość 5 GHz. Zakres pracy to 5170 - 5825 MHz (włączając w to pasmo wykorzystywane wewnątrz i na zewnątrz budynków). Dlatego też standard 802.11ac będzie pracował w tej częstotliwości. Szersze dostępne pasmo pozwala na wykorzystanie w wersji 802.11n do 20-23 nie zachodzących na siebie kanałów. I tu organizacje standaryzujące upatrują szansy na nowy standard 802.11ac.

Częstotliwość 5 GHz posiadając większą liczbę kanałów oraz szerszy zakres częstotliwości wydaje się być doskonałym medium do komunikacji w nowym standardzie 802.11ac. Jak wspomnieliśmy pasmo 5 GHz jest mniej zatłoczone jednak nieco mniej odporne na zakłócenia niż częstotliwość 2,4 GHz. Jednak szerszy zakres częstotliwości pozwala na łączenie 20- czy 40-megahercowych kanałów w dwukrotnie a nawet czterokrotnie szersze pasma - 80 MHz (a w bardziej zaawansowanej implementacji 160 MHz). Jak będzie wyglądać w takim przypadku liczba kanałów nienakładających się? W zależności od lokalizacji (USA, Europa) będą niewielkie różnice w stosunku do pasma 20, 40 oraz 80 MHz.

Jak łatwo zauważyć wprowadzenie standardu 802.11ac i łączenie pasm do 80 lub 160 MHz znacznie uszczupla liczbę nienakładających się kanałów. Jednak w przypadku pasma 80 MHz w dalszym ciągu mamy 3 lub 4 nienakładające się kanały. Przy paśmie 160 MHz ich liczba spada do dwóch. Jednak dzięki możliwości zwiększenia prędkości sieci nawet do 7 Gbps wykorzystanie szerszego pasma w domowych warunkach będzie idealnym rozwiązaniem dla wszystkich zadań sieciowych wymagających wydajnej sieci WiFi.

Zwiększenie liczby strumieni transmisji pozwoliło na przyspieszenie sieci bezprzewodowych 802.11n. W standardzie 802.11ac również mamy do czynienia ze zwielokrotnieniem strumieni w takcie transmisji. Najprostsze konstrukcje oferujące transmisję jednostrumieniową o długości pasma 80 MHz i modulacji 256-QAM 5/6 będą oferować prędkość połączenia na poziomie 433 Mbps. Zwiększenie długości pasma do 160 MHz i podwojenie ilości strumieni zwiększa ogólną przepustowość do 1,73 Gbps. Z kolei zwiększenie ilości strumieni do 8 przy zachowaniu długości pasma 160 MHz pozwoli osiągnąć teoretyczną przepustowość ogólną na poziomie około 7 Gbps. Pierwszej generacji urządzenia obsługują jednak tylko do 3 strumieni. Plany producentów są dość obiecujące i wszystko będzie zależne od tego, jakiej klasy sprzęt będzie dostępny na rynku – jednak takie prędkości będziemy mogli osiągnąć dopiero za jakiś czas.

W standardzie 802.11ac zostanie wprowadzona jeszcze jedna ciekawa opcja. Wraz z pojawieniem się standardu 802.11ac będziemy mieli do czynienia z trybem MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output). Punkt dostępowy dzięki wykorzystaniu wielu anten będzie mógł w tym samym czasie przekazywać wiele strumieni przestrzennych kierunkowo (kształtowanie strumienia poprzez wykorzystanie technologii beamforming) do wielu klientów jednocześnie na tej samej częstotliwości przy zachowaniu wysokiej wydajności a zmniejszając moc wiązki pomiędzy podłączonymi klientami.

Piąta generacji sieci WiFi w dalszym ciągu jest w fazie standaryzacji, ale już teraz w praktyce można sprawdzić jej możliwości. Jakie prędkości oferuje nowy standard 802.11ac? Czy wczesne fazy rozwojowe urządzeń sieciowych pokażą jak można wykorzystać możliwości gigabitowej sieci WiFi? Sprawdzimy to bazując na zestawie router i karta sieciowa USB D-Link.

Ponieważ standard 802.11ac jest cały czas w fazie opracowywania na rynku nie znajdziemy gotowych produktów typu notebook, tablet czy smartfon z wbudowanym szybkim układem sieci WiFi. By móc wykorzystać możliwości szybkiej sieci WiFi niezbędna jest także kompatybilna karta sieciowa. D-Link oddaje w ręce użytkowników nie tylko router pracujący z „gigbitowym WiFi”, ale również dedykowaną kartę sieciową USB.