Rok 2020 – 802.11: Standardy Wi-Fi — ich wpływ na prędkość Internetu

Jakość połączenia Wi-Fi, czy prędkość Internetu jest zależna od wielu czynników. Jedna z ważniejszych jest standard Wi-Fi, o którym w dalszym ciągu nie wiemy zbyt dużo. Jaki związek ma z szybkością Internetu? Jak przekłada się na komfort użytkowania sieci?

Czym jest standard Wi-Fi?

Zadaniem standardu Wi-Fi jest określenia parametrów odpowiedzialnych za przesyłanie danych oraz odbieranie ich od sprzętów, które są połączone z siecią. Standardy zostały opracowane, aby każdy firma produkująca sprzęt, oferowała swoim klientom kompatybilne urządzenia z każdą możliwą siecią Wi-Fi na całym świecie. Mowa o takich parametrach jak:

  • maksymalna szybkość przesyłu danych,
  • zakres częstotliwości,
  • technologie, jakie wspierają łączność,
  • zasięg,
  • zabezpieczenia.

Pierwszy standard Wi-Fi został zaprezentowany 23 lata temu, czyli w 1997 roku. Co ciekawe został on stworzony przez stowarzyszenie non-profit. Jego autorem był Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników, czyli w skrócie z języka angielskiego IEEE. To właśnie dlatego obecnie znanym standardem Wi-Fi jest IEEE 802.11. Od tamtego momenty każde ulepszenie tego rozwiązania było oparte na identycznym ciągu liczb, a na jego końcu znajdowało się oznaczenia literowe. W niektórych wypadkach był to też rok wprowadzenia.

W październiku roku 2018 została wprowadzona dość duża zmiana. Dotyczyła ona schematu nazewnictwo. Wprowadzony wtedy standard został nazwany Wi-Fi 6, a każde urządzenie musi honorować nowe nazewnictwo.

Jak zmieniały się standardy Wi-Fi w czasie?

802.11 – pierwotny standard (Pasmo 2,4 GHz).

Pierwszym standardem, jak już zostało wspomniane, był Standard Wi-Fi 802.11 opublikowany w 1997 roku. Niekiedy bywa on określany standardem 802.1 y. Swoim użytkownikom zapewniał dwie prędkości przesyłu danych: 1 lub 2 Mbps. Pierwotne zastosowanie standard ten znajdował w medycynie i przemyśle, wykorzystywał podczerwień. Na rynku był już wtedy obecny standard IrDA, który był lepszym rozwiązaniem i zaczął być stosowany w branży przemysłowej. Zasięg sieci Wi-Fi tworzonej na podstawie pierwszego standardu nie był zbyt duży, gdyż w budynkach wynosił on około 20 metrów.

802.11a – wysokie prędkości kosztem poboru mocy (Pasmo 5 GHz).

Nad tym standardem pracowano w latach 1999–2001. Zmieniono częstotliwość z 2.4 GHz na 5 GHz. Powodowało to wysoki pobór mocy, przez co standard ten nie przyjął się na masową skalę. Cieszył się on popularnością wśród dostawców Internetu, którzy dzięki temu standardowi mogli przesyłać dane z prędkością do 54 Mbps.

802.11b – szybciej niż oryginał (Pasmo 2,4 GHz).

Końcem roku 1999 opracowano nowy standard – 802.11 b. Był on szybszy od swojego poprzednika, bo pozwalał przesyłać dane z prędkością nawet 11 Mbps. W otwartej przestrzeni dzięki specjalnym antenom można było osiągnąć zasięg nawet 40 km. W przypadku tego standardu pojawił się podział pasma na 13 kanałów (od 2.401 GHz do 2.483 GHz).

802.11g – wysoka popularność (Pasmo 2,4 GHz).

Standard 802.11 g został opracowany w 2003 roku. Z wykorzystaniem częstotliwości 2.4 Ghz może osiągać prędkości do 54 Mbps. Wykorzystanie niskiej częstotliwości sprawia, że nie jest wymagany wysoki pobór energii. Protokół ten zachował wsteczną kompatybilność, dzięki czemu może on łączyć się z poprzednimi protokołami. Obecnie standard ten jest najczęściej wykorzystywanym protokołem Wi-Fi.

802.11n – ogromne prędkości (Pasmo 2,4 GHz & 5 GHz).

Styczeń 2004 to data, gdy IEEE ogłosiło pracę nad opracowaniem nowego standardu – 802.11n. Jest to standard obejmujący rozległe sieci bezprzewodowe. W teorii dostępne są prędkości rzędu 600 Mbps, praktycznie górną granicę stanowi 150 Mbps. Połączenia w tym standardzie mogą korzystać z technologii MIMO (Multiple Input Multiple Output – ’liczne wejścia, liczne wyjścia’). Technologia ta wykorzystuje wiele anten do odbioru i nadawania sygnału. Sygnał jest dzielony na kilka strumieni i nadawany z kilku źródeł, odbierany za pomocą kilku odbiorników.

Przepustowość tego standardu, z nadmiarem kodowania, wykorzystując wszystkie anteny, sięga 600 Mbps, jednak dostępna dla użytkownika prędkość transmisji ma osiągać w wersji ostatecznej przynajmniej 100 Mbps. Standard ten został zatwierdzony we wrześniu 2009 r.

Można powiedzieć, że 802.11n to pierwszy standard, który wprowadził sensowne prędkości przesyłu danych dla domowego użytkownika.

802.11ac – szybciej, szybciej… (Pasmo 5 GHz) – Wi-Fi 5.

Standard ten zadebiutował w 2013 r. Jest on niejako rozwinięciem poprzedniego standardu w zakresie częstotliwości 5 Ghz. Standard ten został przemianowany na Wi-Fi 5. W ramach tego standardu wprowadzono możliwość łączenia większej liczby kanałów. W połączeniu z efektywniejszą modulacją umożliwia znacznie większą przepustowość. Przepustowość jednego strumienia to 433 Mbps. W optymalnych warunkach i przy wykorzystaniu kilku anten można teoretycznie osiągnąć ponad 6 Gbps – choć trzeba pamiętać, że w praktyce trudno o takie urządzenia.

802.11ax – najszybciej! (Pasmo 2,4 GHz & 5 Ghz) – Wi-Fi 6.

Jest to standard, którego specyfikację sfinalizowano w 2019 roku. Reklamowany jest jako Wi-Fi 6. Zmiany objęły częstotliwości 2,4 GHz i 5 GHz. Niebawem do zostaną dodane do tego kolejne dwie częstotliwości – 1 oraz 6 GHz. Będzie to bardziej rozwinięta wersja tego standardu oznaczona jako Wi-Fi 6E. W standardzie tym w zakresie 5 GHz bez problemu osiągniemy nawet 600 Mbps.

Przeszłość, przyszłość – standardy rozwijają się bez przerwy.

Przez 20 lat zostało opracowanych aż kilkadziesiąt typów standardów Wi-FI. Część z nich wprowadziło rewolucję oraz wiele nowych możliwości, przez co używane były przez długie lata. Przykładem może być standard IEEE 802.11b, w którym został wykorzystany specjalny algorytm odpowiedzialny za zmniejszenia zakłóceń fal powodowanych przez różne przeszkody. Jak to wyglądało w praktyce? Dzięki temu osiągnęliśmy znacznie lepszy zasięg. W przypadku wykorzystywania odpowiednich anten kierunkowych w warunkach testowych wyniki sięgały wielu kilometrów. Z kolei standard IEEE 802.11a, jaki został ukazany światu w roku 2003, umożliwiał osiągnąć prędkość wynoszącą aż 54 Mbps. Był to imponujący wynik jak na tamte czasy i w starszych sieciach używany jest aż do dzisiaj.

Podsumowując — o czym warto pamiętać?

Posiadane przez nas w domach urządzenia niejednokrotnie mają już kilka lat. Musimy zwrócić uwagę, że np. 5-letni laptop (który korzysta np. ze standardu 802.11 g) nie pozwoli na osiągnięcie prędkości większej, niż przewidziana specyfikacją (54 Mbps). Jeżeli nawet podłączymy do domu łącze światłowodowe i najnowszy router obsługujący standardy 2,4 & 5 GHz, a laptop nie będzie „nadążał” technicznie za tą technologią – nie pozwoli on w pełni cieszyć się z prędkości, jaką zapewnia nam łącze światłowodowe i najnowszy router.

Standard Wi-Fi to rzecz, na którą musimy zwrócić szczególną uwagę, zarówno planując podłączenie Internetu (lub zmianę technologii radiowej na światłowodową), jak i kupując sprzęt (sieciowy, jak router, lub po prostu komputerowy).

Jeżeli np. nasz laptop czy smartfon pracują tylko w paśmie 2,4 GHz, a router serwuje wyższe prędkości w paśmie 5 GHz – nie dopasowując standardów laptopa czy telefonu do urządzenia nadawczego (routera) nie osiągniemy NIGDY pełni prędkości, z której moglibyśmy się cieszyć, posiadając właściwy sprzęt odbiorczy.

Pamiętajmy też, że realne wyniki pomiaru prędkości urządzenia podpiętego do Wi-Fi zależne są od wielu rzeczy. Liczba przeszkód, podłączonych urządzeń do sieci, a nawet to, gdzie znajduje się router, to wszystko czynniki, które mają bezpośredni wpływ na parametry połączenia. Ważne jest także to, czy urządzenie, które podłączamy, obsługuje wspomniane wcześniej standardy.