Развитие стандартов беспроводной связи Wi-Fi. 

Первая версия Wi-Fi стандарта 802.11, представленная в 1997 году, описывала требования к устройствам недостаточно жестко, и вследствие этого производители выпускали Wi-Fi оборудование, чаще всего неспособное работать друг с другом. Следующий стандарт 802.11b, утвержденный в 1999 году, устранил этот ключевой недостаток беспроводной технологии Wi-Fi. В дополнение к четкой стандартизации максимальная скорость передачи данных Wi-Fi была увеличена с 2 до 11 Мбит/с. Впрочем, такие показатели в реальных условиях не достигаются, так что более справедливо будет говорить о 5 Мбит/с.
Стандарт 802.11a, также утвержденный в 1999 году, отличается от 802.11b рабочей частотой (5 вместо 2,4 ГГц) и схемой модуляции сигнала - частотное уплотнение ортогональных сигналов (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) вместо CCK.

Разработка нового стандарта Wi-Fi.

В начале 2004 года IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) создал рабочую группу для разработки нового стандарта, который должен был превзойти 802.11g и 802.11a по скорости передачи в 10 раз, то есть увеличить теоретический предел до 540 Мбит/с, что в пять раз выше скорости самых распространенных сегодня 100-мегабитных Ethernet-сетей.
Позднее, в 2005 году, эта планка была поднята до уровня 600 Мбит/с. Помня о существенном расхождении теоретически возможной скорости передачи данных в беспроводных сетях и реально достижимой, несложно прийти к заключению, что скорость работы оборудования IEEE 802.11n вряд ли будет выше 300 Мбит/c.
Но даже если принять во внимание самые жесткие условия, такие как наличие офисных перегородок, сильные помехи от различного оборудования, снижающие скорость передачи в три-четыре раза, то и в этом случае получается порядка 150 Мбит/с, что гораздо лучше теоретически возможной скорости работы 100-мегабитных Ethernet-сетей.

Как это часто бывает, в разработке участвовали сразу несколько конкурирующих групп:

• 3 TGn Sync, которую поддерживают Intel, Atheros Communications, Nortel, Samsung, Sony, Qualcomm, Philips и Panasonic;
• 3WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency), представленная фирмами Airgo Networks, Bermai, Broadcom и Conexant Systems;
• 3 MITMOT (MAC and MIMO Technologies for More Throughput) - совместная разработка Motorola и Mitsubishi.

Этими тремя группами был совместно разработан предварительный вариант стандарта, впоследствии единогласно утвержденный рабочей группой IEEE в январе 2006 года.
Спешим успокоить всех наших читателей: устройства стандарта 802.11n полностью совместимы с Wi-Fi аппаратурой 802.11a/b/g, так что избавляться от устаревшего оборудования вам не придется.
Для поддержки совместимости устройств разных стандартов Wi-Fi там, где это вообще возможно, предусмотрено использование уже известных, отработанных технологий, широко применяемых в настоящее время. Это относится в первую очередь к способу модуляции сигнала (OFDM), его кодированию с прямым исправлением ошибок (Forward Error Correction, FEC) и уплотнению сигналов методом квадратурной амплитудной модуляции (Quadrature Amplitude Modulation, QAM).
Так что к новым Wi-Fi точкам доступа 802.11n смогут беспрепятственно подключаться устройства более ранних стандартов 802.11a/b/g, не причиняя ощутимого вреда производительности сети.
С целью увеличения пропускной способности вместо OFDM будет использована MIMO - Multiple Input Multiple Output. 

Методы увеличения пропусной способности Wi-Fi.

Чтобы увеличить пропускную способность, компания Intel предложила использовать ширину канала в 40 МГц. Этот шаг повысит скорость передачи данных в два раза. Однако здесь возможно возникновение некоторых проблем. В ряде стран с жесткой политикой в области распределения радиочастот для использования устройств с расширенной радиополосой необходима специальная лицензия. Трудности такого плана, конечно, лишь временное явление, и они, несомненно, будут преодолены при постепенном распространении Wi-Fi устройств стандарта 802.11n. А поддержка Wi-Fi оборудованием обоих диапазонов позволит пользователям переждать трудное время.
Следующий набор оптимизации касается уровня MAC (Media Access Control - контроль доступа к среде передачи) - он способствует снижению накладных расходов при беспроводной передаче данных. Несколько кадров MAC (MAC Protocol Data Units, MPDU) могут быть объединены в составную последовательность обмена (Aggregate Exchange Sequence) - блок данных физического уровня (PHY Protocol Data Unit, PPDU). При этом количество передаваемой служебной информации, отводимой на заголовки (а это существенная часть трафика), уменьшается. Подтверждение приема нескольких блоков MPDU составной последовательности осуществляется также одним блоком.

Wi-Fi оборудование стандарта 802.11n.

Производители коммуникационной техники, не ожидая официального принятия стандарта, приступили к разработке нового оборудования и уже весной 2006 года выпустили первые Wi-Fi устройства класса 802.11n. На данный момент, Wi-Fi оборудование с поддержкой неутвержденного стандарта уже выпускают основные производители сетевого оборудования D-Link, Netgear, Cisco, TRENDnet, Belkin и Buffalo Technology.
Поскольку достичь высоких скоростей работы беспроводной сети Wi-Fi можно только при условии использования оборудования одного стандарта, компании позаботились о выпуске полного ассортимента нового Wi-Fi оборудования (т.е. не только точки доступа и роутеры, а так же собственные PCI-адаптеры для десктопов и PCMCIA-карты для ноутбуков). Примечательно, что на Wi-Fi адаптерах, как и самих маршрутизаторах, устанавливается по три антенны, иногда даже в виде выносного модуля.
Все маршрутизаторы имеют схожие характеристики. Они работают с сетями 802.11b/g/n на частоте 2,4 ГГц, обладают встроенным брандмауэром, обеспечивающим фильтрацию пакетов и контроль за состоянием соединений на основе статических правил, средством для транслирования адресов (NAT), поддерживают шифрование данных WPA2, имеют встроенный коммутатор LAN, позволяют производить настройку через веб-браузер и обеспечивают максимальную скорость передачи до 300 Мбит/с.

Впрочем, уверенно говорить о скорости не приходится - производители честно предупреждают о том, что в реальных условиях она может оказаться ниже указанной, и на показатель 300 Мбит/с следует ориентироваться с некоторой осторожностью. Отличия маршрутизаторов не столь существенны: в основном это касается дизайна моделей и дополнительных функций. Из имеющихся устройств стандарта 802.11n уже есть что выбрать, однако пока сложно говорить об их соответствии и совместимости друг с другом и продуктами, которые должны появиться в ближайшем будущем. К тому же максимальная скорость, которую поддерживают выпущенные устройства, не превышает 300 Мбит/с, что ниже предполагаемой скорости в окончательном стандарте.
Существующие аппараты поддерживают сети 802.11b/g и обходят вниманием 802.11a, потому что работают на частоте 2,4 ГГц. Эти устройства должны были выйти на Российский рынок еще летом 2006 года, но государственные органы как всегда приложили максимум усилий для того, чтобы российский пользователь увидел на прилавках магазинов новую технику как можно позднее.

Мультистандартные устройства.

Вы, наверное, уже обратили внимание на то, что в наш список "первопроходцев" не попал известный производитель коммуникационной техники ZyXEL. Эта тайваньская компания решила сделать ход конем и представила на выставке CeBIT 2006 линейку абонентских устройств, соответствующих новейшему WiMAX-стандарту 802.16e (IEEE 802.16e-2005), принятому в декабре 2005 года. Аппараты включают в себя PCMCIA-карты MAX-100, предназначенные для мобильных пользователей, и стационарные WiMAX-маршрутизаторы MAX-200M1 и MAX-200HW2.
Эти устройства выпускаются в различных модификациях на диапазоны частот 2,3, 2,4 и 3,5 ГГц. Они обеспечивают самостоятельную установку и подключение абонентов в режиме полного дуплекса со скоростью до 5 Мбит/с, используя для передачи полосу частот шириной 5–10 МГц и временное разделение каналов (TDD).
MAX-200M1 - это стационарный абонентский WiMAX-модем начального уровня. Для сопряжения с локальной сетью предусмотрен порт RJ-45; еще один порт RJ-11 служит для подключения обычного аналогового DECT-телефона или факс-аппарата. Для обеспечения надежной связи предусмотрена внешняя поворотная антенна. Устройство компактно: его размеры составляют 60х130х200 мм, потребляемая мощность не превышает 10 Вт.
MAX-200HW2 отличается от модема MAX-200M1 наличием встроенной точки доступа стандарта 802.11g. Этот роутер способен работать с сетями обоих стандартов одновременно. Универсальность позволяет использовать его как шлюз между локальной домашней и внешней городской беспроводными сетями. Аппарат оснащен встроенным брандмауэром и Ethernet-коммутатором на четыре порта, а также средствами VPN. Размеры роутера MAX-200HW2 составляют 60х170х210 мм, потребляемая мощность - 15 Вт.
Адаптер MAX-100 предназначен для установки в ноутбуки и обеспечивает прием данных при движении до 120 км/час за счет наличия поворотной антенны, позволяющей улучшить качество приема. Для увеличения времени автономной работы адаптера предусмотрены режимы энергосбережения "Idle" и "Sleep".
Устройства компании ZyXEL остаются уникальным предложением на мировом коммуникационном рынке. В перспективе производители перейдут и к выпуску WiMAX-роутеров, интегрированных с точкой доступа стандарта 802.11n.

Стоит ли покупать Wi-Fi оборудование 802.11n ?

Решения на базе 802.11n настолько популярны на рынке, что производители начали выпуск продуктов, не дожидаясь полного утверждения стандарта. Не приходится сомневаться в том, что такие устройства найдут своих владельцев. Но стоит ли спешить с покупкой техники, которая была создана еще до утверждения нового стандарта?
На этот счет мы можем высказать два соображения. Во-первых, устройства стандарта 802.11n не используют принципиально новые технологии, а базируются на уже известных разработках, таких как MIMO. Конечно, спецификации стандарта в дальнейшем будут уточняться, но, как мы думаем, изменения не коснутся аппаратного уровня, поэтому их можно будет реализовать за счет обновления микропрограмм.
Во-вторых, наше тестирование Wi-Fi устройств так называемого класса "пре-N" показывает полное отсутствие каких-либо проблем совместимости с оборудованием предыдущих стандартов Wi-Fi. Но если таких проблем нет даже у техники "пре-N", вряд ли они появятся на оборудовании, которое соответствует спецификациям официально утвержденного стандарта. Так что желающие уже сейчас смело могут покупать новые Wi-Fi устройства для своего дома и офиса.

P.S. Черновой вариант стандарта 802.11n так и не принят.