Основные и дополнительные стандарты Wi-Fi — отличия и особенности

Дополнительные параметры адаптеров WiFi

Чтобы задать дополнительные параметры беспроводных адаптеров, выберете «Свойства» беспроводного адаптера в диспетчере устройств и перейдите на вкладке «Дополнительно». Для просмотра значения свойства щелкните имя свойства в списке Свойства. Значение свойства отобразится в окне Значение. Для изменения значения щелкните список Значение или введите новое значение (для различных свойств варианты выбора различаются).ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые свойства могут оказаться недоступными для вашей модели Адаптер беспроводной сети.

802.11h d С помощью свойства 802.11h d можно настроить расширенное радиоуправление платой WLAN, осуществляемое связанной с ней точкой доступа. Элементы управления включаются в том случае, если для свойства 802.11h d установлены значения «Свободный 11h», «Свободный 11h d» или «Строгий 11h». При выборе значения «Строгий 11h» Адаптер беспроводной сети связывается только с точками доступа, которые поддерживают протоколы IEEE 802.11h во время работы в регионах, которые имеют специальные ограничения на радиосвязь. При выборе значения «Свободный 11h» плата WLAN не ограничивает связи на основе поддержки точки доступа IEEE 802.11h. При выборе значения «Свободный 11h d» Адаптер беспроводной сети не ограничивает связи на основе поддержки точки доступа IEEE 802.11h или IEEE 802.11d.Значения: Выключено (по умолчанию) Свободный 11h Свободный 11h d Строгий 11h

Afterburner Afterburner является высокопроизводительным собственным внедрением Broadcom с более высокой пропускной способностью, добавленным к беспроводной продукции, совместимой с IEEE 802.11g.Значения: Отключено (по умолчанию). Отключение Afterburner. Разрешено Разрешение Afterburner

Разнесение антенн Разнесение антенн — функция, предусмотренная в большей части оборудования ЛВС, снабженного двумя антеннами — главной и добавочной. Если установлен параметр «Авто», разнесение антенн отслеживает сигнал каждой антенны и автоматически переключает его на ту, у которой он сильнее.Значения: Авто (по умолчанию).

Предпочтения для диапазона Свойство «Выбор диапазона» доступно только на двухдиапазонных моделях Адаптер беспроводной сети. При использовании свойства «Выбор диапазона» пользователь может указать диапазон, соответствующий стандарту IEEE 802.11 для роуминга. При этом беспроводной клиент будет иметь возможность установить связь с другой точкой доступа с учетом выбранного диапазона, даже если сигнал точки доступа, с которой установлено соединение в текущий момент, достаточно силен для поддержания связи.Значения: Нет (по умолчанию). Роуминг без учета частотного диапазона имеющихся точек доступа. 802.11a (Диапазон 5 ГГц) 802.11g/b (Диапазон 2,4 ГГц)

Взаимодействие Bluetooth Взаимодействие с Bluetooth разрешает универсальный протокол подавления ввода-вывода между управлением доступом к среде передачи (MAC) IEEE 802.11 и внешним сигналом Bluetooth для минимизации взаимных помех. Взаимодействие с Bluetooth Разрешено по умолчанию.Значения: Разрешить (по умолчанию) Запретить

Режим BSS Режим BSS используется для ограничения полосы IEEE 802.11b/g только до режима IEEE 802.11b. Режим BSS применим к сетям, настроенным на точки доступа.Значения: По умолчанию (по умолчанию) Только 802.11b

Откл. радио при проводном соед. Если этот параметр установлен на «Разрешено» при подключении компьютера к порту Ethernet и в случае хорошего соединения, компьютер автоматически выключает радио IEEE 802.11. Это сохранит размещение IP-адреса, снизит угрозу безопасности, разрешит проблемы маршрутизации дуального интерфейса и продлит срок службы батареи.Значения: Отключено (по умолчанию) Разрешено

Разрешен режим IBSS Следует включить это свойство, чтобы использовать утилиту Утилита Dell Wireless WLAN Card или мастер беспроводного подключения для создания одноранговой сети или подключения к ней. В целях безопасности сетевой администратор может потребовать выключить данное свойство.Значения: Включено (по умолчанию) Выключено

Режим защиты IBSS 54g(tm) Механизм задания префикса для каждого OFDM кадра данных с запросом отправки/очистки для отправки (RTS/CTS) последовательности кадров набора с клавиатуры (CCK). Поля продолжительности кадров RTS и CTS должны позволять узлу IEEE 802.11b корректно устанавливать свой вектор сетевого размещения (NAV) и избегать конфликтов с последовательными кадрами OFDM. В соответствии с требованиями Wi-Fi(r) механизм защиты включается автоматически всякий раз, когда IEEE 802.11b STA присоединяется к BSS. Если нет присоединившихся IEEE 802.11b STA, то ни один механизм защиты не используется и достигается полная производительность IEEE 802.11g.Значения: Авто Отключено

Режим IBSS Режим IBSS используется для того, чтобы установить тип связи для сети ad hoc. Параметры могут быть следующими:Значения: Режим 802.11b (по умолчанию). Связь только с сетями IEEE 802.11b с самой высокой скоростью передачи. Это также исключает сети IEEE 802.11g. Режим 802.11g Связь только с сетями IEEE 802.11g с самой высокой скоростью передачи.

Режим совместимости точки доступа Реализация более ранних точек доступа может иметь отклонения от стандартов IEEE 802.11. Установка этого свойства для Лучшая совместимость позволяет Адаптер беспроводной сети улучшить связь с такими точками доступа, но за счет потери производительности. Параметр по умолчанию Лучшая производительность.Значения: Лучшая производительность (по умолчанию) Лучшая совместимость

Управляемый MAC-адрес Локально управляемый MAC-адрес используется для замены MAC-адреса утилиты Адаптер беспроводной сети. Локально управляемый MAC-адрес — это определяемый пользователем MAC-адрес, используемый вместо MAC-адреса, первоначально назначенного сетевому адаптеру. У каждого адаптера сети должен быть свой собственный MAC-адрес. Локально управляемый адрес представляет собой 12-значное шестнадцатеричное значение.Значения: Значение. Назначает адаптеру уникальный адрес узла. Отсутствует (по умолчанию). Используйте адрес адаптера, назначенный производителем.

Минимальная потребляемая мощность При включении данного свойства оно позволяет беспроводному клиенту либо выключить радио, либо не выполнять сканирование при отсутствии связи с сетью беспроводного клиента или в состоянии IDLE компьютера.Значения: Включено (по умолчанию) Выключено

Заголовок PLCP Заголовок PLCP используется для задания типа заголовка для скоростей CCK. Тип может быть Длинный или Авто (короткий/длинный).Значения: Авто (короткий/длинный) (по умолчанию) Длинный

Режим экономии энергии Свойство «Режим экономии энергии» используется для перевода беспроводного клиентского компьютера в режим экономии энергии IEEE 802.11. При включении свойства «Режим экономии энергии» радиоустройство периодически отключается для сохранения энергии. Когда радиоустройство находится в режиме экономии энергии, получаемые пакеты сохраняются в точке доступа до момента включения радиоустройства. Параметр «Быстрое» обеспечивает полную пропускную способность при экономии энергии.Значения: Быстрое (по умолчанию) Включено Выключено

Радиопередача включена/отключена Если значение этого свойства установлено на «Отключено», то радио выключено. Иногда необходимо на время отключать радио для соблюдения ограничений, запрещающих распространение радиосигналов, например на борту коммерческого воздушного транспорта во время взлета или посадки. Изменение значения на «Разрешено» снова включает работу радио. В некоторых компьютерах может быть предусмотрен иной, более удобный способ включения и выключения радио. Чтобы узнать, существуют ли такие функции в вашем компьютере, обратитесь к руководство по эксплуатации компьютера.Значения: Разрешено (по умолчанию) Отключено

Скорость Это свойство позволяет указать скорость (в Мбит/с), с которой данные передаются. Возможные значения: 1; 2; 5,5; 6; 9; 11; 18; 24; 36; 48 и 54 . По умолчанию установлено «Оптимальная скорость». Этот параметр автоматически настраивает скорость передачи до оптимальной, исходя из возможностей других беспроводных клиентов и точек доступа. ПРИМЕЧАНИЕ Значение этого свойства по умолчанию установлено на максимальную производительность. Поэтому пользователям домашних сетей не рекомендуется менять это значение. Изменения могут вносить только сетевые администраторы или технические специалисты с опытом работы с беспроводными ЛВС.

Скорость (802.11a) Это свойство позволяет указать скорость (в Мбит/с), с которой данные передаются для операций IEEE 802.11a. Возможные значения: 6; 9; 12; 18; 24; 36; 48 и 54. По умолчанию установлено «Оптимальная скорость». ПРИМЕЧАНИЕ Значение этого свойства по умолчанию установлено на максимальную производительность. Поэтому пользователям домашних сетей не рекомендуется менять это значение. Изменения могут вносить только сетевые администраторы или технические специалисты с опытом работы с беспроводными ЛВС.

Скорость (802.11b/g) Это свойство позволяет указать скорость (в Мбит/с), с которой данные передаются для операций IEEE 802.11b/g. Возможные значения: 1; 2; 5,5; 6; 9; 11; 18; 24; 36; 48 и 54 . По умолчанию установлено «Оптимальная скорость». ПРИМЕЧАНИЕ Значение этого свойства по умолчанию установлено на максимальную производительность. Поэтому пользователям домашних сетей не рекомендуется менять это значение. Изменения могут вносить только сетевые администраторы или технические специалисты с опытом работы с беспроводными ЛВС.

Отключить диапазоны Это свойство доступно только на тех моделях Адаптер беспроводной сети, которые имеют двухдиапазонную совместимость.Значения: Нет (по умолчанию) Отключить 802.11g/b Отключить 802.11a

Порог фрагментации Максимальный размер в байтах, при котором пакеты фрагментируются и передаются по одному фрагменту в единицу времени вместо передачи всего пакета сразу. Доступные значения находятся в диапазоне от 256 до 2346. Значение по умолчанию — 2346.

Решение по роумингу Значения интенсивности сигнала, определяющие, когда утилите Адаптер беспроводной сети начинать сканирование в поиске других точек доступа.Значения: По умолчанию (по умолчанию). 75 дБ По полосе пропускания 65 дБ По расстоянию 85 дБ

Тенденции роуминга Это свойство настраивает границы роуминга для утилиты Адаптер беспроводной сети.Значения: Умеренный (по умолчанию). Роуминг для точек доступа усиливает сигнал по крайней мере на 20 дБ по сравнению с текущей точкой доступа. Агрессивный. Роуминг для точек доступа усиливает сигнал по крайней мере на 10 дБ по сравнению с текущей точкой доступа. Сдержанный. Роуминг для точек доступа усиливает сигнал по крайней мере на 30 дБ по сравнению с текущей точкой доступа.

Порог RTS Если количество кадров в пакете данных близко к порогу или за порогом RTS, запрос отправки/очистки для отправки подтверждения установления связи включается до отправки пакета данных. Значение по умолчанию — 2347. Диапазон от 0 до 2347.

Автообновление SSID При использовании мастера беспроводной сети или инструмента настройки подключения к беспроводной сети для подключения к беспроводным сетям все сети, к которым имеются подключения, отображаются в списке «Предпочитаемые сетевые подключения» на вкладке Беспроводные сети Утилита Dell Wireless WLAN Card. При каждом запуске компьютера он автоматически предпринимает попытку подключения к сети, указанной в верхней части списка. Если сеть входит в диапазон, то выполняется подключение. Если значение находится за пределами диапазона, то компьютер предпринимает попытку подключиться к следующей сети в списке и продолжает эту процедуру, пока не находит подходящую сеть. Предпочитаемые сети в списке можно перемещать вверх или вниз.

Если свойство «Автообновление SSID» выключено, то можно вручную отключить процесс автоматического подключения к сети и подключиться к любой сети, независимо от ее положения в списке (см. «Средства управления утилитой»). Если свойство «Автообновление SSID» включено, то нельзя вручную отключить процесс автоматического подключения.Значения: Выключено (по умолчанию) Включено

WMM Wi-Fi Multimedia (WMM(tm)). Свойство WMM обеспечивает качество обслуживания для аудио-, видео- и голосовых приложений при помощи беспроводной сети путем установки приоритетов для потоков содержимого и оптимизации способа выделения полосы пропускания для конкурирующих приложений.Значения: Авто (по умолчанию). Если для свойства WMM установлено значение «Авто», когда беспроводной клиент подключен к точке доступа и для этой точки включен параметр «Незапланированный переход в режим экономии энергии», беспроводной клиент сможет перейти в режим экономии энергии. Включено. Беспроводной клиент переходит в режим экономии энергии для связей WMM, независимо от того, включен или выключен параметр незапланированного перехода в режим экономии энергии для точки доступа. Выключено. Беспроводной клиент не имеет связи WMM.

Номер канала WZC IBSS Свойство «Номер канала WZC IBSS» выбирает номер канала установки независимой базовой службы (IBSS) для работы в то время, когда беспроводные сети будут управляться WZC. Значение по умолчанию: 11.

Ethernet под управлением WZC Если включено свойство «Ethernet, управляемый WZC», то включена служба беспроводной настройки (WZC) для управления подключениями 802.1x для устройств Ethernet на компьютере.Значения: Выключено (по умолчанию) Включено

Технология XPress (TM) Технология Xpress™ — это собственная технология пакетной передачи кадров, позволяющая увеличить производительность за счет перераспределения данных, так чтобы их можно было отправлять в любой кадр. Технология Xpress™ по умолчанию отключена.Значения: Отключено (по умолчанию). Отключение технологии Xpress™. Разрешено Разрешение технологии Xpress™.

↑Как установить такие кнопки?↑

Добавь меня в друзья:

Первые сетевые устройства на базе 802.11ac уже поступили в продажу, и очень скоро перед каждым пользователем будет стоять вопрос, стоит ли переплачивать за новую версию Wi-Fi? Ответы на вопросы, касающиеся новой технологии, можно найти в этой статье.

802.11ac – предыстория

Последняя официально утвержденная версия стандарта (802.11n), находилась в разработке с 2002 по 2009 год, однако ее так называемая черновая версия (draft) была принята еще в 2007 году, и как многие, наверное, помнят, роутеры с поддержкой 802.11n draft можно было найти в продаже практически сразу после этого события.

Разработчики маршрутизаторов и других Wi-Fi устройств поступили тогда совершенно верно, не дожидаясь утверждения финальной версии протокола. Это позволило им на 2 года раньше выпустить устройства, обеспечивающие скорости передачи данных до 300 Мб/с, а когда стандарт был окончательно запечатлен на бумаге и появились первые 100% стандартизированные маршрутизаторы, старые модули не утратили совместимости за счет следования черновой версии стандарта, обеспечивающей совместимость на уровне железа (незначительные разногласия можно было устранить с помощью обновления программной прошивки).

С 802.11ac сейчас повторяется практически та же история, что была и с 802.11n. Сроки принятия нового стандарта пока точно не известны (предположительно не ранее конца 2013 года), но уже принятая черновая спецификация с большой вероятностью гарантирует, что все выпущенные сейчас устройства в будущем без проблем заработают с сертифицированными беспроводными сетями.

До недавнего времени каждая новая версия добавляла в конце стандарта 802.11 новую букву (например, 802.11g), и они возрастали в алфавитном порядке. Однако в 2011 году эту традицию немного нарушили и перепрыгнули с версии 802.11n сразу на 802.11ac.

Draft 802.11ac был принят в октябре прошлого года, однако первые коммерческие устройства на его основе появились буквально в течение нескольких последних месяцев. Например, Cisco выпустила свой первый маршрутизатор с поддержкой 802.11ac в конце июня 2012.

Улучшения в 802.11ac

Можно определенно говорить о том, что даже 802.11n еще не успел раскрыть себя в некоторых практических задачах, однако это не значит, что прогресс должен стоять на месте. Помимо более высокой скорости передачи данных, которая может быть задействована лишь через несколько лет, каждое усовершенствование Wi-Fi приносит и другие преимущества: повышенную стабильность сигнала, увеличенный диапазон покрытия, снижение энергопотребления. Все вышеперечисленное справедливо и для 802.11ac, так что ниже остановимся на каждом пункте подробнее.

802.11ac относится к пятому поколению беспроводных сетей, и в разговорном языке за ним может закрепиться название 5G WiFi, хотя официально оно неверно. При разработке этого стандарта одной из главных целей ставилось достижение гигабитной скорости передачи данных. В то время как использование дополнительных, как правило, еще не задействованных каналов, позволяет разогнать даже 802.11n до внушительных 600 Мб/с (для этого будут использоваться 4 канала, каждый из которых работает на скорости 150 Мб/с), гигабитную планку ему так и не суждено будет взять, и эта роль достанется его преемнику.

Указанную скорость (один гигабит) решено было брать не любой ценой, а с сохранением совместимости с более ранними версиями стандарта. Это значит, что в смешанных сетях все устройства будут работать независимо от того, какую версию 802.11 они поддерживают.

Для достижения этой цели 802.11ac будет по-прежнему работать на частоте до 6 ГГц. Но если в 802.11n для этого использовались сразу две частоты (2.4 и 5 ГГц), а в более ранних ревизиях только 2.4 ГГц, то в AC низкую частоту вычеркнут и оставят лишь 5 ГГц, так как именно она более эффективна для передачи данных.

Последнее замечание может показаться несколько противоречивым, поскольку на частоте 2.4 ГГц сигнал лучше распространяется на большие расстояния, эффективнее огибая препятствия. Однако этот диапазон уже занят огромным количеством «бытовых» волн (от устройств Bluetooth до микроволновых печей и другой домашней электроники), и на практике его применение только ухудшает результат.

Другой причиной для отказа от 2.4 ГГц стало то, что в этом диапазоне не хватит спектра для размещения достаточного количества каналов шириной в 80-160 МГц каждый.

Следует подчеркнуть, что, несмотря на разные рабочие частоты (2.4 и 5 ГГц), IEEE гарантирует совместимость ревизии AC с более ранними версиями стандарта. Каким образом это достигается, подробно не объяснено, но скорее всего, новые чипы будут использовать 5 ГГц как базовую частоту, однако при работе со старыми устройствами, не поддерживающими этот диапазон, смогут переключаться на более низкие частоты.

Скорость Заметный прирост скорости в 802.11ac будет получен за счет сразу нескольких изменений. В первую очередь, за счет удвоения ширины канала. Если в 802.11n он уже был увеличен с 20 до 40 МГц, то в 802.11ac составит целых 80 МГц (по умолчанию), а в некоторых случаях и 160 МГц.

В ранних версиях 802.11 (до N спецификации) все данные передавались лишь в один поток. В N их число может составлять 4, хотя до сих пор чаще всего используются только 2 канала. На практике это значит, что суммарная максимальная скорость вычисляется как произведение максимальной скорости каждого канала на их количество. Для 802.11n получаем 150 x 4 = 600 Мб/с.

В 802.11ac пошли дальше. Теперь число каналов увеличено до 8, и максимально возможную скорость передачи в каждом конкретном случае можно узнать в зависимости от их ширины. При 160 МГц получается 866 Мб/с, и, умножив эту цифру на 8, получаем максимальную теоретическую скорость, которую может обеспечить стандарт, то есть почти 7 Гб/с, что в 23 раза быстрее, чем дает 802.11n.

Гигабитную, а тем более 7-гигабитную скорость передачи данных поначалу смогут обеспечить далеко не все чипы. Первые модели маршрутизаторов и других Wi-Fi устройств будут работать на более скромных скоростях.

Например, уже упомянутый первый 802.11ac роутер Cisco хоть и превосходит возможности 802.11n, тем не менее также не выбрался из «догигабитного» диапазона, демонстрируя лишь 866 Мб/с. При этом речь идет о старшей из двух доступных моделей, а младшая обеспечивает всего 600 Мб/c.

Впрочем, заметно ниже этих показателей скорости также не будут падать даже в устройствах самого начального уровня, поскольку минимальная возможная скорость передачи данных, согласно спецификациям, составляет для AC 450 Мб/c.

Экономное энергопотребление Экономное расходование энергии станет одной из самых сильных сторон AC . Чипы на базе этой технологии уже пророчат во все мобильные устройства, утверждая, что это повысит автономность не только при равной, но и при более высокой скорости передачи данных.

К сожалению, до выхода первых устройств более точные цифры получить вряд ли удастся, а когда новые модели будут на руках, сравнить возросшую автономность можно будет лишь приблизительно, ввиду того, что на рынке вряд ли будет два одинаковых смартфона, отличающихся только беспроводным модулем. Ожидается, что массово такие устройства начнут появляться в продаже ближе к концу 2012 года, хотя первые ласточки уже видны на горизонте, например, ноутбук Asus G75VW, представленный в начале лета.

По словам Broadcom, новые устройства до 6 раз энергоэффективней при сравнении с их аналогами на базе 802.11n. Скорее всего, производитель сетевого оборудования ссылается на некие экзотические условия тестирования, и средняя цифра экономии будет гораздо ниже приведенной, но все равно должна заметно проявляться в виде дополнительных минут, а возможно, и часов работы мобильных устройств.

Возросшая автономность, как это часто бывает, не является в данном случае маркетинговым ходом, поскольку прямо следует из особенностей работы технологии. Например, тот факт, что данные будут передаваться на большей скорости, уже является причиной снижения расхода энергии. Поскольку тот же объем данных может быть получен за меньшее время, беспроводной модуль будет отключен раньше и, следовательно, перестанет обращаться к батарее.

Формирование направленного сигнала (Beamforming) Эта методика формирования сигнала могла применяться еще в 802.11n, однако на тот момент ее не стандартизировали, и при использовании сетевого оборудования от различных производителей она, как правило, работала неверно. В 802.11ac все аспекты работы бимформинга унифицированы, поэтому он будет применяться на практике куда чаще, хотя все еще остается опциональным.

Названная методика решает проблему падения мощности сигнала, вызванную его отражением от различных предметов и поверхностей. При достижении приемника все эти сигналы приходят со сдвигом фазы, и таким образом уменьшают суммарную амплитуду.

Бимформинг решает эту проблему следующим образом. Передатчик приблизительно определяет местоположение приемника и, руководствуясь этой информацией, формирует сигнал нестандартным образом. В обычном режиме работы сигнал от приемника расходится равномерно во все стороны, а при бимформине направляется в строго определенном направлении, что достигается с помощью нескольких антенн.

802.11ad

802.11ad, также как и 802.11ac, имеет второе, более легкое для запоминания, но неофициальное имя – WiGig.

Несмотря на название, эта спецификация не будет следующей за 802.11ac. Обе технологии начали развивать одновременно, и главная цель (преодоление гигабитного барьера) у них одна. Разные только подходы. Если AC стремится сохранить совместимость с предыдущими разработками, то AD начинает с чистого листа бумаги, что во многом упрощает его реализацию.

Главным отличием между соперничающими технологиями станет рабочая частота, из которой следуют все остальные особенности. Для AD она на порядок выше по сравнению с AC и составляет 60 ГГц вместо 5 ГГц.

В связи с этим рабочий диапазон (зона покрытая сигналом) также уменьшится, однако в нем будет гораздо меньше интерференций, поскольку 60 ГГц используются реже по сравнению с рабочей частотой 802.11ac, не говоря уже о 2.4 ГГц.

На каких именно дистанциях 802.11ad устройства будут видеть друг друга, сказать пока сложно. Не уточняя цифр, официальные источники говорят об «относительно небольших дистанциях в пределах одной комнаты». Отсутствие на пути сигнала стен и других серьезных препятствий также является обязательным и необходимым условием для работы. Очевидно, что речь идет о нескольких метрах, и символично, если бы пределом стало бы то же ограничение, что и для Bluetooth (10 метров).

Небольшой радиус передачи станет причиной того, что технологии AC и AD не будут конфликтовать между собой. Если первая нацелена на беспроводные сети для домов и офисов, то вторая будет использоваться в других целях. В каких именно, вопрос все еще открытый, но уже есть слухи о том, что AD наконец придет на смену Bluetooth, который не справляется со своими обязанностями из-за крайне низкой по нынешним меркам скорости передачи данных.

Стандарт также позиционируют для «замены проводных соединений» – вполне возможно, что в ближайшем будущем он станет известен как «беспроводной USB» и будет применяться для подключения принтеров, жестких дисков, возможно, мониторов и другой периферии.

Текущая Draft версия AD уже опередила свою первоначальную цель (1 Гб/c), и максимальная скорость передачи данных в ней составляет 7 Гб/с. При этом используемая технология позволяет улучшить эти показатели, оставаясь в рамках стандарта.

Что 802.11ac значит для простых пользователей

Вряд ли к моменту стандартизации технологии интернет-провайдеры уже начнут предлагать тарифные планы, для раскрытия которых необходима мощь 802.11ac. Следовательно, реальное применение более скоростному Wi-Fi на первых порах можно будет найти только в домашних сетях: быстрая передача файлов между устройствами, просмотр HD-фильмов при одновременной загрузке сети другими задачами, бэкап данных на внешние жесткие диски, подключенные непосредственно к роутеру.

802.11ac решает не только проблему со скоростью. Большое количество подключенных к роутеру устройств уже сейчас может создавать проблемы, даже если пропускная способность беспроводной сети используется не по максимуму. Учитывая, что количество таких устройств в каждой семье будет только расти, думать над проблемой надо уже сейчас, и AC является ее решением, позволяя одной сети работать с большим количеством беспроводных устройств.

Быстрее всего AC распространится в среде мобильных устройств. Если новый чип будет обеспечивать хотя бы 10% прирост автономности, его использование полностью оправдает себя даже при небольшом увеличении цены устройства. Первые смартфоны и планшеты на базе технологии AC, скорее всего, стоит ждать ближе к концу года. Как уже упоминалось, ноутбук с 802.11ac уже выпущен, однако, насколько известно, это пока единственная модель на рынке.

Как и предполагалось, стоимость первых AC-роутеров оказалась достаточно высокой, и резкого падения цен в ближайшие месяцы вряд ли стоит ждать, особенно если вспомнить, как ситуация развивалась с 802.11n. Однако уже в начале следующего года маршрутизаторы будут стоить меньше $150-200, которые производители просят за свои первые модели прямо сейчас.

Согласно просачивающейся небольшими дозами информации, Apple в очередной раз будет среди первых адептов новой технологии. Wi-Fi всегда был ключевым интерфейсом для всех устройств компании, к примеру, 802.11n нашел свой путь в технику Apple сразу после утверждения Draft спецификации в 2007 году, поэтому не удивительно, что 802.11ac также готовится к скорому дебюту в составе многих устройств Apple: ноутбуках, Apple TV, AirPort, Time Capsule и, возможно, iPhone/iPad.

В завершение, стоит напомнить, что все упомянутые скорости являются максимально теоретически достижимыми. И точно так же, как 802.11n на самом деле работает медленнее 300 Мб/с, реальные предельные скорости для AC также будут ниже того, что указано на устройстве.

Производительность в каждом случае будет сильно зависеть от используемого оборудования, наличия других беспроводных устройств, конфигурации помещения, но ориентировочно, роутер с надписью 1.3 Гб/с сможет передавать информацию не быстрее 800 Мб/с (что по-прежнему заметно выше теоретического максимума 802.11n).

Максимальная скорость для одного канала

802.11	Максимальная скорость одного канала (Мб/c)	Ширина канала (МГц)	Максимальное количество каналов	Рабочая частота (ГГц)
a	54	20	1	3.7/5
b	11	20	1	2.4
g	54	20	1	2.4
n	150	20/40	4	2.4/5
ac	866	20/40/80/160	8	5

16 апреля 2019

системы безопасноститерминалы продажучёт ресурсовпотребительская электроникаинтернет вещейEspressif Systemsстатьяинтегральные микросхемыбеспроводные технологии

В последнее время создание беспроводных приложений значительно упростилось благодаря появлению на рынке готовых модулей с поддержкой наиболее популярных беспроводных интерфейсов. Одним из лидеров в этом направлении является компания Espressif Systems, которая предлагает удобные и недорогие микросхемы и модули с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth.

Рынок беспроводных решений стремительно растет. Беспроводные технологии применяются в быту, в медицине, на производстве, в торговле. Это стало возможным благодаря двум факторам. Если совсем недавно для создания Wi-Fi- или Bluetooth-устройства разработчику приходилось начинать все с нуля и использовать «голую» микросхему приемопередатчика, то теперь к его услугам предлагаются не только чипы, но и готовые модули. Такие модули содержат в своем составе все необходимое для реализации беспроводного канала, что существенно упрощает процесс разработки. С другой стороны, упрощение разработки значительно повысило интерес к беспроводным технологиям со стороны широкого круга пользователей. Причем речь идет не только о профессиональных разработчиках, но и о радиолюбителях.

Сейчас на рынке беспроводных встраиваемых решений присутствует несколько крупных игроков. Среди них особенно стоит отметить компании Texas Instruments, STMicroelectronics, Microchip. Эти гиганты выпускают широкий спектр беспроводных микросхем и модулей с поддержкой различных беспроводных стандартов, в том числе Wi-Fi или Bluetooth. При использовании продукции этих компаний разработчики получают множество преимуществ:

• доступ к надежному каналу поставки, поскольку разработчику не нужно волноваться, что производитель внезапно пропадет, и возникнет дефицит используемых компонентов;
• доступ к богатому выбору средств разработки и отладки: отладочным платам, средам разработки, библиотекам, типовым решениям и прочему;
• отличная информационная поддержка: статьи, публикации, инженерные сообщества, типовые схемы и так далее.

Вместе с тем, на рынке присутствуют и менее известные производители, которые специализируются именно на беспроводных встраиваемых решениях и могут предложить разработчикам такой же высокий уровень комфорта, но за меньшие деньги. В качестве примера можно привести компанию Espressif Systems.

Компания Espressif Systems была основана еще в 2008 году в Китае, и только после пяти лет упорной работы представила первую беспроводную SoC-микросхему для Wi-Fi-приложений – ESP8089. Уже в следующем году компания выпустила Wi-Fi-микросхему ESP8266EX, которая стала чрезвычайно популярной среди разработчиков. В 2016 году, закрепляя успех, компания Espressif Systems представила новое флагманское семейство ESP32, которое стало одним из первых интегрированных решений с одновременной поддержкой Wi-Fi и Bluetooth. Таким образом, за десять лет компания выросла из небольшого стартапа до многонационального пионера IoT в полупроводниковой промышленности и за период с 2014 по 2018 год выпустила более 100 миллионов чипов.

Среди преимуществ продукции Espressif Systems можно отметить:

• широкий выбор беспроводных микросхем и готовых модулей с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth;
• малую стоимость и отсутствие наценки за раскрученность бренда;
• 12-летнюю гарантию выпуска. Этот пункт особенно важен для производителей промышленного оборудования;
• доступность на российском рынке;
• наличие широкого спектра отладочных плат;
• бесплатные программные средства разработки;
• богатый выбор библиотек и готовых решений в сети.

Для промышленного оборудования крайне важно, чтобы комплектующие имели гарантированный длительный жизненный цикл. Это касается и электроники. Компания Espressif официально гарантирует для своей продукции следующие жизненные циклы:

• микросхемы ESP8266 – 12 лет, начиная с 1-го января 2014 года;
• модули на базе ESP8266– 12 лет, начиная с 1-го января 2014года;
• отладочные платы для ESP8266 – 12 лет, начиная с 1-го января 2014 года;
• ESP8285 – 10лет, начиная с 1-го января 2016 года;
• микросхемы ESP32 – 12лет, начиная с 1-го января 2016 года;
• модули на базе ESP32 – 12 лет, начиная с 1-го января 2016 года;
• отладочные платы для ESP32 – 12 лет, начиная с 1-го января 2016 года.

Исходя из этих данных, разработчики могут выбирать длительность жизненного цикла своих устройств.

Беспроводные SoC-микросхемы производства Espressif Systems

В настоящее время компания Espressif Systems выпускает два типа интегральных беспроводных SoC-микросхем:

• чипы ESP8266 и ESP8285 с поддержкой Wi-Fi;
• семейство ESP32 с одновременной поддержкой Wi-Fi и Bluetooth.

Все микросхемы поставляются в корпусном исполнении QFN 5×5 мм, за исключением чипа ESP32-D0WDQ6, который имеет корпусное исполнение QFN 6×6 мм (рисунок 1).

Рис. 1. Беспроводные микросхемы Espressif Systems поставляются в корпусном исполнении QFN 5×5 мм или QFN 6×6 мм

Между собой микросхемы отличаются типом процессора, объемом встроенной Flash-памяти, набором периферии и диапазоном питающих напряжений. Для наглядности в таблице 1 представлены основные отличительные особенности каждого из чипов.

Таблица 1. Сравнительная таблица интегральных беспроводных микросхем Espressif Systems

Наименование	ESP32-D0WD	ESP32-D0WDQ6	ESP32-D2WD	ESP32-S0WD	ESP8266EX	ESP8285
Процессор	Двухъядерный 32-битный процессор Xtensa® 240 МГц 600 DMIPS	Двухъядерный 32-битный процессор Xtensa® 240 МГц 600 DMIPS	Двухъядерный 32-битный процессор Xtensa® 160 МГц 400 DMIPS	Одноядерный 32-битный процессор Xtensa® 160 МГц 200 DMIPS	Одноядерный 32-битный процессор Tensilica L106 160 МГц
ОЗУ	520 кбайт SRAM, 448 кбайт ROM, 16 кбайт SRAM в RTC	520 кбайт SRAM, 448 кбайт ROM, 16 кбайт SRAM в RTC	520 кбайт SRAM, 448 кбайт ROM, 16 кбайт SRAM в RTC	520 кбайт SRAM, 448 кбайт ROM, 16 кбайт SRAM в RTC	160 кбайт RAM
Flash, Мбайт	–	–	2	–	–	1
Число выводов	48	48	48	48	32
Wi-Fi	Протокол	802.11b/g/n (HT40)	802.11b/g/n (HT20)
Мощность передатчика	802.11b: +20,5 дБм, 802.11g: +17 дБм, 802.11n: +18 дБм	802.11b: +20 дБм, 802.11g: +17 дБм, 802.11n: +14 дБм
Чувствительность приемника
Шифрование	AES, SHA-2, CCMP (CBC-MAC, counter mode), TKIP (MIC, RC4), WAPI (SMS4), WEP (RC4) и CRC	WEP(RC4)/TKIP(MIC, RC4)/AES, CCMP (CBC-MAC, counter mode), WAPI (SMS4) и CRC
Bluetooth	Протокол	Bluetooth v4.2 BR/EDR и BLE	–
Мощность передатчика, дБм	+12	–
Чувствительность приемника, дБм	-94 (0,1% BER)	–
Коммуникационные интерфейсы	UART/SDIO/SPI/I²C/I²S/IR/ Ethernet/ CAN	UART/SDIO/SPI/I²C/I²S/IR
Периферия	GPIO/АЦП/ЦАП/ШИМ/датчик Холла/контроллер сенсорных функций	GPIO/АЦП/ШИМ
Корпус, мм	QFN, 5×5	QFN, 6×6	QFN, 5×5	QFN, 5×5	QFN, 5×5
Uпит, В	2,3…3,6	2,3…3,6	2,3…3,6	2,3…3,6	2,5…3,6	2,7…3,6
Траб, °С	-40…125	-40…125	-40…125	-40…125	-40…125

Wi-Fi-микросхема ESP8266 была выпущена на рынок в 2014 году и стала первым крупным успехом компании Espressif Systems. ESP8266 может работать в качестве самостоятельного беспроводного Wi-Fi-контролера либо выступать в роли Wi-Fi-адаптера для управляющего процессора.

ESP8266 представляет собой систему-на-кристалле (SoC или СнК), которая состоит из двух основных доменов: высокочастотного и цифрового (рисунок 2).

Рис. 2. ESP8266 состоит из двух доменов: высокочастотного и цифрового

ВЧ-домен включает модуляторы, генераторы, согласующий трансформатор, силовой ключ и схемы фазовой автоподстройки частоты. Таким образом, практически все необходимые элементы для создания беспроводного Wi-Fi-канала, за исключением антенны, уже присутствуют в составе ESP8266. Характеристики приемника и передатчика Wi-Fi представлены в таблице 1.

Цифровой домен ESP8266 построен на базе 32-битного RISC-процессора Tensilica L106 с рабочей частотой до 160 МГц. Процессор взаимодействует с памятью и периферией с помощью трех шин: iBus, dBus и AHB. На борту у ESP8266 присутствует 160 кбайт ОЗУ.

При работе под управлением внешнего контроллера взаимодействие с ESP8266 производится с помощью интерфейса UART или SPI/SDIO. Если предполагается, что ESP8266 будет работать автономно, то для хранения пользовательской программы потребуется внешняя Flash, которая подключается по SPI. При этом существует возможность использования не только микросхем памяти Single-SPI, но и Double-SPI, а также Quad-SPI. Максимальный объем внешней Flash-памяти составляет 16 Мбайт.

При автономной работе большим плюсом ESP8266 является встроенная периферия:

• 17 портов ввода-вывода;
• коммуникационные интерфейсы (UART/SDIO/SPI/I²C/I²S);
• четыре канала ШИМ;
• контроллер инфракрасного канала связи (IR);
• одноканальный 10-битный АЦП.

Создатели ESP8266 четко понимали, что одной из важнейших проблем, стоящих перед разработчиками беспроводных устройств, является снижение потребления. При питании от аккумулятора важно обеспечить малое среднее потребление и максимально широкий диапазон напряжений питания. Микросхема ESP8266 способна работать с напряжением питания 2,5…3,6 В. Для уменьшения потребления предлагается использовать различные режимы:

• Active – активный режим, в котором общее потребление в первую очередь зависит от потребления ВЧ-домена;
• Modem-sleep – режим, в котором процессорное ядро остается активным, а Wi-Fi выключается при отсутствии обмена данными (с сохранением соединения). Типовое потребление – 15 мА;
• Light-sleep – спящий режим, в котором процессор и Wi-Fi периодически включаются и выключаются: сон в течение 300 мс, далее 3 мс бодрствования. Типовое потребление – 0,9 мА;
• Deep-sleep– режим глубокого сна, в котором передача сообщений по Wi-Fi производится крайне редко. В промежутках сна блок Wi-Fi полностью отключен. Типовое потребление – 20 мкА;
• Shut down – режим ожидания с полным отключением питания. Типовое потребление – 0,5 мкА.

С момента начала выпуска микросхема ESP8266 нашла применение в самых различных областях: в бытовой технике и автоматике, системах умного освещения и промышленной автоматики, в автономных датчиках, пультах управления, системах безопасности, игрушках и так далее.

Wi-Fi-микросхема ESP8285 – является своего рода модернизацией микросхемы ESP8266. Функционал и структурная схема ESP8285 в общих чертах остались без изменения: те же возможности Wi-Fi и то же процессорное ядро. Однако есть несколько важных отличий.

В первую очередь стоит отметить, что в составе ESP8285 появилась встроенная Flash-память объемом 1 Мбайт для хранения пользовательской программы. При этом для связи с Flash используется Dual-SPI. Такой подход явно ориентирован на создание сверхкомпактных решений с дефицитом свободного места, в которых нет возможности размещения внешней микросхемы памяти. Кроме того, уменьшение занимаемой площади и сокращение числа компонентов позволяет снизить стоимость конечного устройства.

По сравнению с ESP8266, периферия ESP8285 не претерпела изменений.

Потребление ESP8285 также осталось на уровне ESP8266, однако диапазон питающих напряжений сузился до 2,7…3,6 В. Это стоит иметь в виду.

Области применения для ESP8285 те же, что и у ESP8266.

Семейство Wi-Fi-/Bluetooth-микросхем ESP32. После волны популярности ESP8266 компания Espressif Systems решила закрепить успех и выпустила целое семейство новых беспроводных микросхем – ESP32. В первую очередь отметим, что микросхемы ESP32 поддерживают сразу два самых популярных беспроводных протокола: Wi-Fi и Bluetooth. Кроме того, благодаря переходу на технологический процесс 40 нм, удалось существенно увеличить степень интеграции, расширить функционал и снизить потребление.

При анализе структуры ESP32 можно увидеть все те же два основных домена: цифровой и высокочастотный (рисунок 3). Однако состав доменов существенно изменился. Появился встроенный Bluetooth-контроллер и сопутствующие ему блоки. ESP32 поддерживает Bluetooth v4.2 BR/EDR, а также BLE. Характеристики Wi-Fi примерно соответствуют показателям ESP8266. Характеристики Bluetooth представлены в таблице 1.

Рис. 3. Блок-схема микросхем ESP32

Еще больше изменений можно наблюдать в структуре цифрового домена.

• В микросхемах ESP32 используется новый одно- или двухъядерный 32-битный процессор Xtensa® LX6 с максимальной рабочей частотой до 240 МГц (у ESP32-S0WD и ESP32-D2WD – 160 МГц). Особенностями нового процессора являются:
  • 16/24-битный набор инструкций;
  • поддержка вычислений с плавающей точкой;
  • поддержка DSP-инструкций (например, 32-битное умножение, 32-битное деление, 40-битное умножение с накоплением);
  • 32 вектора прерываний от 70 источников;
  • отладка посредством JTAG.
• Помимо центрального процессора в составе ESP32 присутствует дополнительный малопотребляющий сопроцессор ULP, который берет на себя управление системой в режимах пониженного потребления.
• В ESP32 значительно расширился объем встроенной памяти:
  • 448 кбайт ПЗУ, в которой хранится функциональная прошивка модуля;
  • 520 кбайт ОЗУ общего назначения;
  • 8 кбайт ОЗУ RTC FAST Memory. Эта память может быть использована основным процессором для хранения данных, а также при пробуждении из режима Deep-sleep mode;
  • 8 кбайт ОЗУ RTC SLOW Memory. Эта память может быть использована сопроцессором ULPв режиме Deep-sleep mode;
  • 1 кбит eFuse: 256 бит используются для системных нужд (MAC-адрес и конфигурация системы), еще 788 бит могут использоваться по усмотрению пользователя;
  • 2 Мбайт встроенной Flash (только у ESP32-D2WD).

Кроме того, память ESP32 может быть расширена за счет внешних микросхем ОЗУ (до 4 Мбайт SRAM) и Flash (до 16 Мбайт).

• По сравнению с ESP8266, разнообразие и возможности периферийных блоков в ESP32 существенно расширились:
  • 34 порта ввода-вывода;
  • четыре 64-битных таймера с 16-битным делителем;
  • три сторожевых таймера;
  • часы реального времени со встроенной памятью;
  • Кроме «традиционных» интерфейсов UART/SDIO/SPI/I²C/I²S, появилась поддержка CAN 0 и Ethernet MAC (с IEEE 1588);
  • разрядность АЦП возросла до 12 бит, а число каналов – до 18;
  • два 8-битных ЦАП;
  • 10 сенсорных каналов для создания слайдеров, сенсорных кнопок и прочего;
  • датчик Холла;
  • каналы ШИМ для управления электродвигателями;
  • 16 независимых ШИМ-генераторов для управления светодиодами;
  • контроллер инфракрасного канала (IR);
  • аппаратные ускорители AES, SHA, RSAи ECC.

Необходимо отдельно сказать о потреблении ESP32. По сравнению с ESP8266 диапазон питающих напряжений был расширен до 2,3…3,6 В. Кроме того, разнообразие рабочих режимов существенно возросло, что дает разработчикам больше пространства для маневра.

Потребление в активном режиме по-прежнему зависит от работы беспроводных интерфейсов (таблица 2). Потребление ESP32 в режиме Modem-sleep зависит от числа процессорных ядер и рабочей частоты (таблица 3). Режим Deep-sleep разделен на три подрежима, которые отличаются состоянием и активностью малопотребляющего ULP-сопроцессора. Режим Hibernation подразумевает отключение всех блоков микросхемы за исключением RTC. Это самый малопотребляющий режим ESP32, в нем питающий ток составляет всего 5 мкА. Стоит напомнить, что в микросхемах ESP8266 самым экономным режимом был Deep-sleep с потреблением 20 мкА.

Таблица 2. Типовое потребление ESP32 в активном режиме

Режим	Потребление, мА
Передача 802.11b, DSSS 1 Мбит/с, POUT = +19,5 дБм	240
Transmit 802.11b, OFDM 54 дБм POUT = +16 дБм	190
Transmit 802.11g, OFDM MCS7, POUT = +14 дБм	180
Прием 802.11b/g/n	95…100
Передача BT/BLE, POUT = 0 дБм	130
Прием BT/BLE	95…100

Таблица 3. Типовое потребление ESP32 в режимах пониженного потребления

Режим	Описание	Потребление
Active	Зависит от активности радиопередатчика	см. табл. 2
Modem-sleep	Процессор активен	240 МГц	Двухъядерный	30…68 мА
Одноядерный	–
160 МГц	Двухъядерный	27…44 мА
Одноядерный	27…34 мА
80 МГц	Двухъядерный	20…31 мА
Одноядерный	20…25 мА
Light-sleep	–	0,8 мА
Deep-sleep	Активен малопотребляющий сопроцессор ULP	150 мкА
Мониторинг датчиков	100 мкА (длительность цикла 1%)
RTC + память RTC	10 мкА
Hibernation	RTC	5 мкА
Power off	На вывод CHIP_PU подан низкий уровень, питание чипа отключено	0,1 мкА

Важной задачей при создании современных беспроводных систем становится безопасность. Огромным плюсом ESP32 является наличие аппаратных блоков шифрования AES, SHA, RSA и ECC. Как известно, кодирование является достаточно затратным мероприятием с точки использования вычислительных ресурсов процессора. Благодаря встроенным криптографическим ускорителям центральный процессор ESP32 освобождается от рутинных операций и может заниматься чем-то более полезным.

В настоящий момент семейство ESP32 объединяет четыре модели:

Заключение

Компания Espressif Systems предлагает широкий выбор беспроводных микросхем и готовых модулей для создания Wi-Fi-устройств, а также – комбинированных Wi-Fi + BT/BLE-устройств. Среди преимуществ продукции Espressif Systems можно отметить малую стоимость, высокую надежность, гарантированный длительный жизненный цикл, что важно для промышленных устройств, наличие доступных отладочных средств и развитую систему информационной поддержки разработчиков: форумы, открытые проекты, доступную документацию и так далее.

•••Используемые источники:

• http://com-p.ru/dopolnitelnyie-parametryi-adapterov-wifi
• https://itc.ua/articles/802-11ac-chto-neobhodimo-znat-o-novom-standarte-wi-fi/
• https://www.compel.ru/lib/123539