Superszybka sieć Wi‑Fi w domu - wszystko o standardzie N

Laptop na kanapie, radio internetowe w kuchni, sieciowy odtwarzacz koło telewizora i smartfon w sypialni - wszystkie te urządzenia możemy podłączyć do internetu za pomocą bezprzewodowej sieci Wi-Fi. Niestety, nie zawsze szybkość połączenia będzie dla nas zadowalająca - wszystko zależy od standardu sieci Wi-Fi. Obecnie najszybszy i najpopularniejszy jest standard N (fachowo określany jako 802.11n). Po czterech latach od jego premiery obsługują go wszystkie nowe laptopy, a także większość routerów i różnych urządzeń podłączanych bezprzewodowo do sieci.

Postaramy się wyjaśnić, jak działa Wi-Fi w standardzie N i czym N różni się od innych standardów.

- Standard A (802.11a) - bardzo rzadko wykorzystywany standard bezprzewodowej transmisji na częstotliwości 5 GHz. Pozwala w teorii osiągnąć szybkość 5. Mb/s.
- Standard B (802.11b) - ten przestarzały standard umożliwia przesyłanie danych z maksymalną teoretyczną prędkością 1. Mb/s na częstotliwości 2,4 GHz. Obecnie w zasadzie nie jest używany.
- Standard G (802.11g) - to standard typowy dla starszych notebooków i tańszych routerów oraz wielu niewymagających szybkiej transmisji danych urządzeń sieciowych. Działa na częstotliwości 2,4 GHz i pozwala osiągnąć maksymalny teoretyczny transfer na poziomie 5. Mb/s.
- Standard N (802.11n) - najpopularniejsza obecnie wersja sieci Wi-Fi - w zależności od rozwiązania (zastosowanych anten) pozwala na przesyłanie plików z zawrotną prędkością (teoretyczną) - od 15. do 600 Mb/s. W notebookach i droższych routerach znajduje się zwykle wariant 300 Mb/s. Najnowsze, najczęściej biznesowe laptopy, przygotowane są już do obsługi szybszej wersji standardu N - zwykle 450 Mb/s.

Standard N może działać na częstotliwości zarówno 2,4 GHz, jak i 5 GHz. Jednak zdecydowana większość urządzeń potrafi nadawać i odbierać dane jedynie w paśmie 2,4 GHz, wyższą częstotliwość obsługują tylko najdroższe routery i dobrze wyposażone notebooki oraz inne urządzenia podłączane do sieci. Co ważne, nawet starsze urządzenia obsługujące jedynie standard B lub G mogą współpracować z routerem działającym w standardzie N, jednak w takiej sytuacji router przełącza się na wolniejsze tempo standardu B lub G.

Technologia: Tanie routery (poniżej 200 złotych) obsługujące standard N, ale mające tylko jedną aktywną antenę, pozwalają na osiągnięcie maksymalnie 150 Mb/s (przy wykorzystaniu pasma o podwójnej szerokości). W praktyce umożliwiają transfer z prędkością do 40 Mb/s. To prawie dwukrotnie więcej niż w wypadku standardu G.
Kompatybilne urządzenia: Tablety, zaawansowane telefony komórkowe, tanie bezprzewodowe adaptery USB (poniżej 12. złotych).

Technologia: Najpopularniejsze są routery z dwiema parami anten. Pozwalają one osiągnąć teoretyczną prędkość 300 Mb/s, a w praktyce maksymalnie 100 Mb/s. Przy dużej liczbie sieci Wi-Fi w okolicy taką prędkość uda się uzyskać tylko w routerach Dual-Band, w których można zmienić częstotliwość na 5 GHz, wtedy jednak nie wszystkie urządzenia połączą się z siecią.
Kompatybilne urządzenia: Prawie wszystkie nowe notebooki, droższe adaptery Wi-Fi na USB (jednak tylko niektóre notebooki i tablety pracują na 5 GHz).

Technologia: Routery z trzema parami anten pozwalają na osiągnięcie teoretycznej prędkości 450 Mb/s. Technologia ta nie jest jednak jeszcze doskonała. W teście Komputer Świata pierwszy router 450 Mb/s (Trendnet TEW-691GR) osiągnął w praktyce jedynie 117 Mb/s.
Kompatybilne urządzenia: Niektóre laptopy wyprodukowane przez ostatnie dwa lata.

Technologia: Aby osiągnąć 600 Mb/s urządzenia muszą nadawać i odbierać jednocześnie cztery osobne strumienie danych. Wymaga to wysokiej jakości układów Wi-Fi i czterech par anten. Obecnie nie ma jeszcze tego typu routerów. Taką prędkość można też jednak uzyskać w inny sposób - jednocześnie nadając na dwóch częstotliwościach (2,4 i 5 GHz) z prędkością 300 Mb/s.
Kompatybilne urządzenia: Brak dla standardu nadawania na czterech parach anten. Niektóre droższe notebooki potrafią obsłużyć transmisję 30. Mb/s jednocześnie na 2,4 i 5 GHz.

Technologia: Taką szybkość można osiągnąć, nadając jednocześnie na dwóch częstotliwościach. Na przykład router Linksys E-4200 na częstotliwości 2,4 GHz uzyskuje 300 Mb/s, a na 5 GHz - 450 Mb/s. Prędkość 750 Mb/s teoretycznie osiąga też Netgear WNDR4000 N750.
Kompatybilne urządzenia: Nie ma notebooków (ani innych urządzeń) potrafiących komunikować się z taką szybkością. Można ją jednak wykorzystać, podłączając do routera dwa urządzenia - na przykład notebook (5 GHz, 45. Mb/s) oraz odtwarzacz sieciowy (2,4 GHz, 300 Mb/s).

Zalety standardu N

Standard N zapewnia wielokrotnie większą szybkość niż poprzednie standardy Wi-Fi. Przy krótkich dystansach i idealnych warunkach w standardzie N można osiągnąć rzeczywistą szybkość 10. Mb/s, w porównaniu z około 24 Mb/s w wypadku standardu G. Przy takiej szybkości skopiowanie filmu DVD będzie trwać około 10 minut.

Zasięg działania sieci 802.11. jest znacznie większy niż sieci w standardzie G. Jeśli mamy łącze internetowe o prędkości 20 Mb/s, to bez znacznej utraty jego szybkości w standardzie N możemy z niego korzystać nawet w pomieszczeniu, które od routera dzielą cztery ściany. W standardzie G już po trzech ścianach tempo spadnie poniżej 10 Mb/s.

Sieci bezprzewodowe działające na częstotliwości 2,4 GHz są w miastach tak powszechne, że często zakłócają się wzajemnie. Do tego na tej częstotliwości działa również wiele urządzeń bezprzewodowych - telefony, elektroniczne nanie, systemy sterowania. Droższe routery oferują możliwość przełączenia się na znacznie mniej podatną na zakłócenia częstotliwość 5 GHz. Choć to nieco skraca zasięg działania sieci, może znacznie poprawić stabilność łącza.

Uwaga! Nie wszystkie notebooki i urządzenia korzystające z sieci bezprzewodowej mogą działać na częstotliwości 5 GHz. Idealnym rozwiązaniem są routery Dual-Band, które nadają jednocześnie na częstotliwości 2,4 i 5 GHz.

1. Wi-Fi 2,4 GHz: Zakres częstotliwości dla sieci Wi-Fi podzielono na 1. kanałów, ale większość z nich na siebie zachodzi. Do uzyskania pełnej szybkości sieci wymagane jest użycie kanału o podwójnej szerokości, a w takim wypadku jedynie dwa kanały (3 i 11) nie będą na siebie wpływać. W każdym innym przypadku kanały będą się wzajemnie zakłócać. Zakłócenia mogą pochodzić również od transmiterów audio-wideo, elektronicznych niań, kuchenek mikrofalowych i bezprzewodowych akcesoriów do komputera.

2. Wi-Fi 5 GHz: W tym zakresie częstotliwości nie ma wielu zakłóceń. 1. kanałów przeznaczonych dla sieci Wi-Fi nie zachodzi na siebie, więc działające na różnych kanałach sieci nie zakłócają się, jak ma to miejsce w wypadku częstotliwości 2,4 GHz. Nieco zakłóceń mogą wprowadzać jedynie radary meteorologiczne.

Spróbujemy wyjaśnić dlaczego sieć Wi-Fi w standardzie N jest szybsza od G, czyli dlaczego warto skusić się na urządzenia pracujące w nowym standardzie.

- Efektywniejsze metody transmisji

Zastosowanie nowego sposobu przesyłania danych zwiększyło prędkość transmisji prawie o 4. procent w porównaniu ze standardem G (czyli teoretycznie do 75 Mb/s).

- Szersze kanały radiowe

Im szerszy kanał transmisyjny, tym więcej danych może być w nim przesyłanych naraz - to tak jak w wypadku autostrady: im więcej pasów, tym więcej samochodów może się nią poruszać. W standardzie N kanał może mieć szerokość 4. zamiast 20 MHz. Niestety, w praktyce podwojenie szerokości kanału na częstotliwości 2,4 GHz często prowadzi do zakłóceń. W zakresie 5 GHz podwójna szerokość kanału nie jest jednak problemem, więc prędkość może wzrosnąć dwukrotnie (teoretycznie do 150 Mb/s).

- Więcej anten

Wykorzystana w standardzie N technika MIMO (ang. Multiple Input Multiple Output) wykorzystuje wiele anten do nadawania i odbioru sygnału , wiele danych przesyłanych jest więc równolegle. Standardem w routerach i notebookach są dwie anteny nadawcze i dwie odbiorcze, dzięki którym można podwoić prędkość (teoretycznie do 30. Mb/s). Dzięki technologii wielu anten połączenie może być znacznie bardziej niezawodne. Ponieważ sygnały pochodzące z różnych anten docierają różnymi drogami, zanik jednego sygnału nie powoduje przerwania transmisji.

Jak szybka jest bezprzewodowa sieć w praktyce? Nasze testy wykazały, że nawet proste routery obsługujące standard N są dużo szybsze niż urządzenia wykorzystujące standard G. Pod warunkiem, że w okolicy nie ma zbyt wielu sieci zakłócających pracę naszej. W takim wypadku, aby odczuć zmianę standardu G na N, warto kupić router obsługujący szybkość 30. Mb/s. Pierwszy router 450 Mb/s oferuje niewielki zysk prędkości.

Niestety, szybkość jest zwykle znacznie wolniejsza niż obiecują to producenci. Router z napisem 30. Mb/s na obudowie w rzeczywistości pozwoli na przesyłanie plików maksymalnie z prędkością 100-130 Mb/s. Oto kilka powodów tej niezgodności:

- Reklama wprowadzająca w błąd

Producenci routerów chwalą się szybkością "brutto", jednak znaczna część przesyłanych informacji to dane kontrolne związane z nadzorowaniem połączenia bezprzewodowego (czym szybkość większa, tym jest ich więcej). Rzeczywista prędkość transmisji jest więc niższa niż deklarowana na papierze.

- Odległość

Wraz ze wzrostem odległości pomiędzy routerem a na przykład notebookiem tempo przesyłania danych znacznie spada. Transmisję skutecznie tłumią też ściany i wszelkiego typu przeszkody.

- Zakłócenia radiowe

Wiele urządzeń bezprzewodowych korzysta z częstotliwości 2,4 GHz, poza tym działające na tym samym obszarze sieci Wi-Fi wzajemnie się zakłócają (częstotliwości poszczególnych kanałów na siebie nachodzą). Wiele routerów automatycznie potrafi dobrać kanał, na którym zakłóceń jest najmniej. W wypadku najtańszych modeli samodzielnie musimy ustawić kanał najrzadziej wykorzystywany w naszej okolicy. Niestety, na dużych osiedlach mieszkaniowych może być to niemożliwe. Wtedy jedynym rozwiązaniem jest przejście na częstotliwość 5 GHz - oczywiście, jeśli komputer i router ją obsługują.

- Możliwości i jakość urządzeń

Aby osiągnąć wysoką szybkość transmisji, zarówno router, jak i łączący się z nim komputer (a także smartfon, odtwarzacz sieciowy czy tablet) muszą korzystać z takich samych technologii. Tymczasem w najtańszych urządzeniach zainstalowana jest tylko jedna antena, więc maksymalna do uzyskania szybkość to 15. Mb/s (tak zwany standard N lite). Jeśli do nawet najszybszego routera podłączymy urządzenie działające jedynie w standardzie G, uzyskamy teoretyczną maksymalną szybkość 54 Mb/s.

- Szyfrowanie

Maksymalna szybkość jest aktywna tylko wtedy, jeśli wykorzystujemy szyfrowanie WPA2.

- Szerokość kanału

W wielu komputerach nie ma możliwości ustawienia podwójnej szerokości kanału na częstotliwości 2,4 GHz. W takim wypadku maksymalna szybkość połączenia będzie dwukrotnie mniejsza niż reklamowana przez producenta routera.

Niektóre routery, a także notebooki, tablety i inne urządzenia, które podłączamy do bezprzewodowej sieci komputerowej, potrafią pracować w standardzie N zarówno na częstotliwości 2,4 GHz, jak i 5 GHz. Zwykle urządzenia takie oznaczane są zwrotem Dual-Band, najczęściej można je poznać również po tym, że obsługują także starszy standard 802.11. (który wykorzystuje częstotliwość 5 GHz). W większości urządzeń samodzielnie konfigurujemy, z jakiej częstotliwości chcemy korzystać. Pamiętajmy jednak, że ustawienie w routerze częstotliwości 5 GHz spowoduje, że starsze notebooki i większość drobnych urządzeń sieciowych (radia internetowe, odtwarzacze multimedialne, smartfony, odtwarzacze MP3) nie będą widzieć naszej sieci.

Jeśli więc chcemy korzystać z częstotliwości 5 GHz, ale mieć możliwość podłączania do sieci również takich urządzeń, powinniśmy kupić router oznaczony jako Simultaneously Dual-Band, który pozwala na jednoczesne nadawanie na obu częstotliwościach. Choć taki sposób transmisji obsługują tylko nieliczne laptopy, to możliwości routera wykorzystamy, podłączając do niego więcej urządzeń (jedne działające na 2,4 GHz, inne - na 5 GHz).