Wi-Fi /ac – 5GHz bezdrátová síť s gigabitovými rychlostmi

9. 4. 2014 08:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Nový standard pro bezdrátové sítě je již nějakou dobu na světě, ale finální specifikace byla schválena teprve v lednu tohoto roku. Zařízení podporující 802.11 ac na trhu také jsou, byť jich zatím není mnoho a ceny ještě neklesly tak, aby se jejich používání stalo živelným. Ale dříve či později i toto přijde a je dobré vědět, co nás vlastně čeká.

První standard IEEE 802.11 byl schválen už v roce 1997 a přes pomalé rychlosti se ukázal být nejlepším na trhu a ve svých dalších generacích rychle rostl. Od roku 2002 a standardu g s rychlostí 54 Mb/s se Wi-Fi stala samozřejmostí a spousta zařízení s tímto standardem funguje naprosto uspokojivě dodnes. A po zavedení standardu n (čtvrtá generace) se začaly objevovat notebooky, které již připojení kabelem vůbec neřeší, nemají ani port RJ-45 a síť připojíte maximálně přes USB adaptér. Ale Wi-Fi má dneska každý, mobilní telefony, laptopy, desktopy, televize a set-top boxy, mediacentra...

Rozhraní n má teoretickou rychlost až 600 Mb/s, ale v praxi potkáváme nejčastěji zařízení s rychlostí 150 Mb/s, rychlost navíc rychle klesá s počtem použitých zařízení. To bylo třeba řešit, proto přichází standard ac a přináší řadu novinek.

Především se veškerá komunikace přes ac přesouvá do 5GHz pásma a s žádným jiným kmitočtem se ani do budoucna nepočítá. Všechny ac čipy jsou ovšem zpětně kompatibilní a umí komunikovat i na 2,4 GHz, ovšem pouze s pomocí starších standardů. Výraznou výhodou je fakt, že celou řadu technologií nabízel už i standard n, ovšem pouze jako fakultativní. Moderní ac zařízení je tak může používat i pro 2,4GHz sítě a vymáčknout z nich tak lepší dosah a vyšší praktické výkony (teoretická maxima samozřejmě zůstávají stejná, ale sníží se například útlum signálu nebo latence). Nové AP je tak výhodné pro kohokoli, tedy při zvážení vyšší vstupní investice.

Na rozdíl od 5GHz pásma u Wi-Fi /n, které používalo šířku kanálu 20 nebo 40MHz (obvykle nižší), používá Wi-Fi /ac šířku od 20 do 160 MHz (!), nejběžnější bude 80MHz kanál. Navíc standard 802.11n používá jako nejpokročilejší modulaci 64-QAM (stupeň kódování 5/6), 802.11ac díky rychlejším a úspornějším čipům využívá až 256-QAM při stupni kódování 5/6. Při výrobě se navíc počítá s 40nm procesem, což přinese znatelné úspory především pro mobilní zařízení. Podobně je to i s vysílacím výkonem, v klidovém režimu se počítá se stejnou spotřebou jako u dosavadních zařízení, ve špičce půjdou výkony nahoru, ale zase se data přenesou výrazně rychleji, takže minimálně efektivita (data/Watt) rozhodně stoupne.

Komunikace pomocí Wi-Fi je rozdělena na streamy, nový standard ac zvládne až osm streamů, byť podporu tolika nelze očekávat u běžných domácích zařízení. V podnikových sítích nebo ve veřejných prostorách (nádraží, letiště apod.) to však bude znamenat výrazné zlepšení. Každý stream nabídne rychlost 433 Mb/s, při použití čtyřanténového zařížení se tak teoreticky lze dostat na 1,69 Gb/s. Důležitým krokem vpřed byla i povinná implementace MU-MIMO (Multi-User Multiple Input – Multiple Output), které umožní základně komunikovat s celou řadou zařízení současně, v předchozích standardech musela jednotlivá zařízení na sebe navzájem „čekat“. To samozřejmě nepovede k samotnému nárůstu rychlostí, ale zásadně to ovlivňuje druhou, pocitově často důležitější složku bezdrátové komunikace – latence.

Přidaná je i technologie beamformingu, také známá už z dřívějška, ale pouze jako nepovinné vylepšení některých AP. Beamforming mění „formu“ signálu tak, aby se k zařízení dostával v nejlepší možné podobě i přes různé překážky a odrazy, které posouvaly průběh vlny. Využívá efektu skládání, takže ze zdroj vlnění různě posunuje fázi signálů tak, aby se v místě určení poskládal do jednoho silného. Výhodné je to především při pokrývání vzdálenějších a složitěji přístupných míst domu. Povinný beamforming si vynutil především fakt, že 5GHz signál má podstatně nižší prostupnost pevnými překážkami (stejný efekt ve výrazně nižších frekvencích můžete snadno pozorovat, když si sousedé pouští nahlas hudbu – basy slyšíte výborně (nižší frekvence) i přes silnou zeď nebo na velkou dálku, přestože zbytek hudby je nesrozumitelný nebo neslyšný (vyšší frekvence). A beamforming je stejně použitelný i pro 2,4GHz sítě, můžete tedy očekávat lepší pokrytí i tam, kam dnešní /n zařízení dosáhnou jen stěží nebo vůbec.

Přechod na Wi-Fi /ac se samozřejmě nemusí vyplatit každému, a to bez ohledu na vstupní náklady. Snížení latencí je příjemné v každém případě, ale v přehledném a vzdušném bytě je dost pravděpodobně nepociťujete ani se staršími zařízeními. Důležitá je tedy rychlost připojení a záměry s používáním. Pokud máte připojení přes telefonní linku s teoretickým maximem downlinku 40 Mb/s, Wi-Fi /ac oceníte jen stěží, taktéže pokud nestahujete velké objemy dat nebo nepočítáte s připojováním většího množství zařízení. Ale v okamžiku, kdy chcete streamovat filmy z domácího NAS do HD TV, děti věčně visí na on-line hrách a všichni máte neustále připojené smartphony a za připojení platíte nekřesťanské peníze kabelovce nebo providerovi s optikou, Wi-Fi /ac jistě slušně vylepší vaši domácí pohodu.