В поисках правильного Wi-Fi

В недавней статье посвященной настройке Wi-Fi, я не затронул один важный момент — использование сетей шириной 40 МГц в диапазоне 2,4 ГГц. Видимо зря, поскольку укоренившиеся в умах читателей gg мнение (не без усилий со стороны отцов-основателей ресурса) категорически не приемлет самой мысли о возможности использования «широких» сетей в 2,4 ГГц диапазоне — в чем легко удостовериться, почитав комментарии под упомянутой статьей. Сегодня я попробую расставить если не все, то многие точки над «i» касаемо этого вопроса. А заодно разрушу еще пару мифов и легенд сложившихся вокруг работы Wi-Fi сетей (привет Адаму Севиджу и Джейми Хайнеману).

На чем базируются аргументы противников 40 МГц сетей? На том, что:

1. непересекающихся каналов в Wi-Fi диапазоне 2,4 ГГц катастрофически мало, поэтому минимальная ширина канала в 20 МГц – это наше (их) всё;
2. 40 МГц сети создают сильные помехи остальным работающим рядом Wi-Fi сетям. Ужас!

Ну что же, будем развенчивать мифы по порядку.

О вреде общественного мнения

Устоявшееся общественное мнение вовсе не обязательно означает, что оно автоматически верное. Ведь мнение это формируется под влиянием определенных личностей, его сформировавших и отстаивающих. И многие эти личности, мягко говоря, были далеко не из самых умных. Именно благодаря укоренившемуся общественному мнению погорел Джордано Бруно, страдал Галилей, лишился работы Георг Ом и т.д. и т.п. Откровенно посмеивался над «общественным» мнением и Альберт Эйнштейн. Сейчас я докажу вам, что великий физик был прав...

Итак, в каждой второй, если не в каждой первой статье посвященной Wi-Fi сетям, нам настойчиво объясняют, что в диапазоне 2,4 ГГц существует всего 3 непересекающихся (т.е. не создающих сильных помех друг другу) канала – 1, 6 и 11. О какой 40 МГц ширине канала можно говорить в таком случае, если одна «широкая» сеть «съедает» большую часть доступного радиодиапазона?! Мнение про 3 непересекающихся канала настолько прочно укоренилось в уме народа, что я даже не стану с ним спорить. Я просто скажу, что это наглая ложь. Полная  чушь. Бред сивой кобылы. Звездеж. Называйте как хотите. Если немножко высунуться и выглянуть из общественного танка, то реальная действительность окажется заметно лучше: в европейском регионе, куда мы с вами также относимся, в 2,4 ГГц Wi-Fi диапазоне доступны 4 непересекающихся 20 МГц канала: 1, 5, 9 и 13. Только так и никак иначе. Работать в этих диапазонах не позволяет разве что оборудование купленное непосредственно в США и завезенное в Украину, либо прошитое американской прошивкой  – но таких устройств мизерное количество. Поэтому даже в пределах одной маленькой тесной комнаты вполне успешно могут работать две независимые «широкие» 40 МГц Wi-Fi сети, совершенно не мешая при этом друг другу.

А как же помехи для соседских сетей? Ведь мы же здесь все очень переживаем за качество Wi-Fi связи у соседей и вообще за мир Wi-Fi во всем мире!

Непонимание

В поддержку своей «теории вредности широких сетей» апологеты 20 МГц хором напевают мотивчик о сильных помехах от 40 МГц сети на соседние Wi-Fi сети. В качестве убедительных аргументов они даже приводят графики программ, показывающих наличие массы каких-то Wi-Fi сетей вокруг.

Однако же проблема в том, что даже люди, которые вроде бы неплохо разбираются в теме Wi-Fi, плохо себе представляют, что именно показывают данные графики. Что уже говорить за остальных пользователей. Так вот, графики эти показывают совсем не то, что мы привыкли видеть на диаграммах сравнения производительности процессоров или там видеокарт. Но обычные люди интерпретируют увиденное именно так. Более того, реально бояться что 40 МГц сеть «заглушит» своим «мощным» сигналом все вот эти слабенькие сети-росточки рядом. Проблема даже не в том, что 40 МГц ширина канала не имеет вообще никакого отношения к мощности сети. Проблема в том, что «Децибел» и «Децл» в понимании большинства этих людей обозначают примерно одно и то же. Нет, я вовсе не виню их в этом. Это нормально. Но, позвольте, я попробую объяснить разницу доступным языком.

Чем же отличаются децибелы от прочих «попугаев», которыми меряют производительность видеокарт и процессоров? Децибелы помогают отобразить разницу между показателями, величина которых отличается не на единицы и десятки величин, а на порядок. Например, разница в силе сигнала Wi-Fi сетей в 10 дБ обозначает разницу ровно в 10 раз, разница 20 дБ – уже в 100 раз, а 30дБ – в тысячу раз. На обычном графике в «попугаях» наглядно изобразить разницу таких величин было бы очень затруднительно. Ведь минимальное значение на диаграмме банально рискует быть незаметным «невооруженному глазу». Поэтому на помощь приходят децибелы. Так, 5 дБ – это уже разница в мощности сигнала в 3,16 раза, 1дБ – в 1,26 раза. Разница в 1 или 5 дБ – это конечно слишком мало, хотя есть реальные сети, вполне нормально работающие и в таких непростых условиях. Но 10-20 дБ разницы в мощности сигнала, которые обычно есть у большинства пользователей (разумеется замеры силы сигнала следует проводить недалеко от маршрутизатора  или точки доступа, а не на балконе соседнего дома) уже вполне достаточно, чтобы не ловить значительных помех от других сетей. И одновременно не мешать нормально работать этим другим сетям, ведь сигнал от нашего Wi-Fi устройства, распространяясь в район другой сети, пропорционально ослабевает. И абсолютно неважно, 20 или 40 МГц будет ширина используемой сети. Почему я считаю, что разницы 10-20 дБ достаточно?

Мешают тут все!

Открою вам страшную тайну: непересекающихся каналов Wi-Fi в диапазоне 2,4 ГГц физически не существует. Вообще. Как же так? Просто диаграммы приложений типа inSSIDer, Acrylic Wi-Fi Home,  Wifi Analyzer и иже с ними показывают нам не всю правду...

При работе антенна Wi-Fi излучает не только полезный сигнал, но и помехи – это ей просто положено по законам физики. Мощность излучения антенны распределяется примерно так (по данным компании Zyxel):

За нулевой уровень максимальной мощности здесь для удобства взято 0дБ, но картинку вполне успешно можно экстраполировать. Как видим, на мощности сигнала -28дБ от максимальной даже один канал уже успешно занимает полосу шириной 40 МГц. А на уровне сигнала более -40дБ от максимума вполне успешно «пересекаются» даже самые удаленные каналы 1 и 13. Является ли это сколь-либо существенной проблемой для работы Wi-Fi сетей? Нет. В то же время некоторые читатели gagadget не постеснялись выкладывать скрины показывающие разность мощностей сигнала с соседними сетями как минимум в 30 дБ, и были при этом абсолютно уверенны в своей правоте относительно невозможности использования «широких» 40 МГц Wi-Fi сетей. Правда, в итоге так и не смогли объяснить причину своей уверенности… 

Зачем?

А ради чего весь огород? В чем практическая польза от 40 МГц? И почему 20 МГц хуже? Отвечаю. На конкретном примере. При ширине канала 40 МГц производительность беспроводной Wi-Fi сети достигает 13-16 МБ/с, при ширине 20 МГц – лишь порядка 7-9Мб/с. Стоит ли жертвовать скоростью Wi-Fi сети в угоду каким-то нелепым предрассудкам? Я думаю, не стоит. Впрочем, у вас всегда есть право на собственное мнение, неотличимое от общественного.

P.S. Даже если ваш сосед соорудил мощную сеть, вы можете избежать значительных помех от нее просто изменив поляризацию антенн роутера или точки доступа, если антенны позволяют это сделать.  Более того, если имеются сильные помехи от соседних сетей, многие производители оборудования справедливо рекомендуют уменьшить мощность сигнала вашей Wi-Fi сети, чтобы улучшить связь. Не буду вдаваться в подробности, но таким образом роутеру или точке доступа банально легче фильтровать «сильные» помехи. Впрочем, это уже совсем другая история из области физики, о которой я тут писать не собираюсь.