Три варианта скоростного Wi-Fi: надежды и опасения

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.

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.

Совсем недавно некоторые модели смартфонов стали поддерживать скорость 150 Мбит/с. На MWC 2013 был представлен 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.