Nový standard Wi-Fi: Gigabit vzduchem

Specifikace v současnosti nejpoužívanějšího bezdrátového standardu 802.11n byla představena v roce 2007 a poměrně dlouhou dobu byla ve fázi „draft“, tedy v návrhu specifikace. To znamená, že specifikace nebyla plně schváleným standardem. Prodávala se ale zařízení, která ji využívala. Nová 802.11ac, nazývaná také Wi-Fi páté generace (5G Wi-Fi) nebo gigabitová Wi-Fi síť, je na tom podobně. Už teď přichází první zařízení s plnou podporou specifikace, ale oficiální schválení standardu jako takového má nastat až koncem tohoto roku, případně až začátkem příštího. Finální verze by se však od současné „draft“ měla lišit jen minimálně, prakticky zanedbatelně. Jakékoliv změny, které mezitím nastanou, půjdou vyřešit aktualizací firmwaru.

Přechod na 5 GHz

První generace Wi-Fi vznikla už v roce 1997, jednalo se o standard IEEE 802.11 s propustností pouhých 2 Mb/s. Druhou generací byl v roce 1999 uvedený standard IEEE 802.11b s rychlostí 11 Mb/s. Až s třetí IEEE 802.11g v roce 2002 se staly bezdrátové sítě rozšířenější, levnější a rychlejší – maximální rychlost rozhraní u 802.11g byla 54 Mb/s a tento standard je často k vidění u mnoha zařízení dodnes.

Čtvrtá generace IEEE 802.11n slibovala rychlost rozhraní až 600 Mb/s, reálně jsou však nejčastěji k vidění 150Mb/s zařízení. U páté generace IEEE 802.11ac to bude podobné, podle počtu antén bude odvozena rychlost rozhraní – u jedné antény na obou stranách začne rychlost na 433 Mb/s (šířka kanálu 80 MHz) a může být až 3,47 Gb/s při osmi anténách.

Historie Wi-Fi v přehledné grafice

Standard 802.11ac komunikuje výhradně v pásmu 5 GHz, nebude žádná 2,4GHz verze. Je však zaručená zpětná kompatibilita, takže čip schopný 802.11ac bude umět komunikovat i na 2,4 GHz, ale pouze na starších standardech a s upřednostněním 5GHz pásma, pokud to bude druhá strana umět. Na rozdíl od 5GHz pásma u 802.11n, který používal šířku kanálu 20/40MHz (nejběžnější je 20 MHz), používá 802.11ac šířku od 20 až do 160 MHz, nejběžnější by měl být 80MHz kanál. Zatímco standard 802.11n používal modulaci maximálně 64-QAM (stupeň kódování 5/6), 802.11ac díky použití rychlejších čipů využívá až 256-QAM při stupni kódování 5/6.

Každý na nezávislém streamu

Komunikace je dělena na streamy, kterých bude podporováno až osm s tím, že v počáteční fázi se bude pro jedno zařízení využívat nejvýše tří. Každý stream nabídne maximální datovou propustnost 433 Mb/s, tři streamy zvládnou přenést až 1,3 Gb/s (proto označení „gigabitová Wi-Fi“, reálně však gigabit jako po kabelu nečekejte). Mobilní zařízení, jako je chytrý telefon nebo tablet, dokáže pracovat jen s jedním streamem, u notebooků, televizorů či lepších USB adaptérů už bychom se mohli setkat s podporou tří streamů.

Jako první přichází s routery a adaptérem s podporou 802.11ac Netgear. Rychlejší třístreamový router R6300 bude stát 6 000 Kč, dvoustreamový R6200 4 000 Kč a cenu dvoustreamového USB 2.0 adaptéru A6200, který se na trhu objeví až na podzim, očekávejte přibližně 1 800 Kč

S více uživateli zároveň připojenými k Wi-Fi byl často problém, že mohla základna komunikovat jen s jedním zařízením současně bez ohledu na počet použitých streamů, takže při komunikací více zařízení se tato musejí střídat. Nový standard již povinně podporuje MU-MIMO, tedy Multi-User MIMO (Multiple Input – Multiple Output), které umožňuje vícestreamové základně komunikovat s několika zařízeními současně v jednom momentě, každé zařízení bude na vlastním streamu (či více streamech). Bude-li mít základna tři streamy, notebook v dosahu také tři a mobil jeden, bude jeden využit pro mobilní telefon a zbylé dva pro notebook. Pokud by byly k základně připojeny tři jednostreamové smartphony, obslouží třístreamová základna všechny tři, aniž by jeden ovlivňoval rychlost druhého. Bez MU-MIMO by se i tři mobily musely mezi sebou střídat.

Povinné zformování signálu

Technologie Beamforming, která zajišťuje co nejlepší „formování“ signálu tak, aby se i přes různé překážky a odrazy dostal v co nejlepší kvalitě tam, kam má, nebyla u routerů 802.11n povinná, proto jí byly vybaveny jen některé routery. U 802.11ac už je nedílnou součástí specifikace, proto můžete očekávat mnohem lepší pokrytí i nejrůznějších zákoutí bytu či domu. Beamforming funguje tak, že několik antén dokáže načasovat fáze signálu tak, aby se k cíli dostal co nejsilnější (byť třeba poskládaný z odrazů). Pokud máte obavu z vyššího příkonu routerů s podporou 802.11ac, vězte, že by měla být klidová spotřeba srovnatelná s dnešními čipy pracujícími na 802.11. Značně ovšem vzroste maximální příkon při zátěži, data se však přenesou rychleji, celková spotřeba by tedy neměla být vyšší. Komunikace 802.11ac a její modulace 256QAM je obecně komplikovanější a vyžaduje více výpočetního výkonu na straně hardwaru.

Jako první se zařízeními připravenými na nový standard 802.11ac přišla společnost Netgear. Všechny pracují s šířkou pásma maximálně 80 MHz, propustnost je tedy maximálně 433 MHz na jeden stream (datový tok). Prvním modelem je výkonný Wi-Fi router R6300 se třemi 802.11ac streamy (až 1,3 Gb/s) a nejrychlejším standardem 802.11n (2× 400 Mb/s). Druhý R6200 zvládne maximálně dva 802.11ac streamy (až 867 Mb/s) a 802.11n s rychlostí 2× 300 Mb/s (N600). Třetím zařízením je USB 2.0 adaptér Netgear A6200, opět se dvěma streamy. Je však dost možná, že bude tento adaptér již limitován právě rozhraním USB 2.0, jehož maximální reálná rychlost se pohybuje okolo 30 MB/s. Router R6300 obsahuje čip Broadcom BCM4360 (3 streamy) konstruovaný 40nm výrobním procesem stejně jako slabší BCM4352 (2 streamy) u R6200 a BCM43526 (2 streamy) u USB 2.0 adaptéru A6200. Broadcom má v nabídce ještě jeden čip – BCM43516, opět určený pro rozhraní USB 2.0, podporuje však pouze jediný 433Mb/s stream.

Vysokorychlostní zítřky

Všechny čipy umí zpracovat i signály na rozsahu 2,4 GHz, a tak jsou nejen kompatibilní se standardy 802.11 b/g/n, ale i s Bluetooth. Čipy by měly mít i vyšší úspory energie díky výrobě na 40nm procesu a vyššímu přenosovému výkonu, který umožňuje rychlejší přechod do režimu spánku. To má dobře navrženému čipu a ovladačům ve výsledku umožnit nižší energetickou náročnost.

Otázkou zůstává, jak si standard 802.11ac skutečně poradí s několika zdmi, obecně je na tom totiž s dosahem signálu 5GHz pásmo hůře než 2,4GHz. Také se teprve ukáže, jestli v budoucnu v 5GHz pásmu při využívání velké šířky pásma novým standardem (až 160 MHz) nenastane i zde stejný problém, jako je v současnosti ve 2,4GHz, kdy se zařízení kvůli překrývání pásem zvláště v hustší zástavbě navzájem ruší. Zde by však ale mohl být nižší dosah bezdrátové sítě naopak užitečný. Problémem 802.11ac bude také aspoň zpočátku vysoká cena Wi-Fi zařízení, a tím i pomalé rozšiřování do notebooků, televizorů a dalších zařízení. Naštěstí je tu plná zpětná kompatibilita se staršími standardy.

V plánu je i další standard 802.11ad, který však využívá extrémně vysokého pásma 60 GHz. Od toho si můžete slibovat i reálně gigabitové rychlosti, ovšem za předpokladu přímé viditelnosti a jen do deseti metrů od přístupového bodu. Čím vyšší frekvence, tím větší je problém s prostupováním signálu překážkami.

Nepřehlédněte druhou kapitolu, ve které najdete test 802.11ac routeru v praxi.