Сьогодні знайдеться не так багато людей, які не знають про те, що таке Wi-Fi. Бездротові мережі міцно засіли в наших будинках, робочих приміщеннях, супермаркетах і ще багато де. За створення цієї самої бездротової Wi-Fi мережі відповідає такий одночасно простий і складний пристрій, як точка доступу (Access Point).
Людина, яка вирішила встановити собі точку доступу (в будь-якому її прояві), здебільшого, доволі нечітко уявляє, що ж це таке насправді, і що конкретно їй від неї потрібно. Але ж без цього ймовірність правильно підібрати необхідний пристрій вкрай невисока, навіть за допомогою кваліфікованого консультанта. А тому, давайте дізнаємося, що ж таке точка доступу, її функціонал і характеристики.
Бездротова (WI-Fi) точка доступу (ТД) — це пристрій, призначений для бездротового підключення клієнтів до вже наявної дротової або бездротової мережі. Насправді все не так страшно, як це звучить. Точка доступу просто бере «інтернет», наприклад, з кабелю від ADSL-модему/маршрутизатора/. і передає його на бездротові девайси, підключені до цієї ТД.
Не варто плутати Wi-Fi точку доступу і Wi-Fi маршрутизатор, оскільки маршрутизатор є більш «просунутим» пристроєм. Він уже підтримує створення підключення за різними протоколами (PPPoE, L2TP, PPTP), маршрутизацію трафіку, батьківський контроль, брандмауер тощо.
Навіщо ж тоді купувати точку доступу, якщо можна взяти маршрутизатор? Причин може бути кілька. Технології бездротового передавання досить швидко вдосконалюються і в один прекрасний (насправді не дуже) момент може настати усвідомлення, що вам не вистачає можливостей нинішнього маршрутизатора, наприклад, підтримки нових стандартів або зони покриття.
У побуті термін точка доступу часто застосовують і для маршрутизаторів. Це неправильно і часто вносить чималу плутанину.
Режими роботи
Режим точка доступу (Access Point)
У цьому режимі пристрій під’єднується до дротової мережі і перетворює сигнал на бездротовий.
Режим повторювача/репітера/розширення мережі (repeater)
У цьому режимі пристрій розширює зону покриття батьківської мережі Wi-Fi, шляхом її ретрансляції (повторення). Існує окремий тип точок доступу, який так і називають повторювачі або розширювачі бездротової мережі. Деякі моделі можуть працювати тільки в цьому режимі, а деякі і, наприклад, в режимі точки доступу.
Режим клієнта (Access Point Client/ Wireless Client)
У режимі клієнта точка доступу працює як бездротовий мережевий адаптер, отримуючи сигнал бездротової мережі. Клієнт підключаються до порту Lan.
Бездротовий міст (Wireless Bridge)
Дозволяє бездротовій точці обмінюватися даними з іншою точкою доступу (маршрутизатором), використовується для з’єднання двох віддалених дротових мереж, за допомогою Wi-Fi.
Міст із точкою доступу (Bridge with AP)
Аналогічний попередньому режиму, але додатково дає змогу створити локальну бездротову мережу для всіх пристроїв Wi-Fi.
Multi-SSID
У цьому режимі пристрій може створити до 4 (у більшості випадків) бездротових мереж, позначених різними SSID, і призначити кожному SSID різні налаштування безпеки або VLAN. Особливо корисно в ситуації, коли потрібні різні політики доступу та функції.
Використовувані частоти
Точки доступу Wi-Fi в даний час використовують дві основні частоти: 2.4 ГГц і 5 ГГц . Зазвичай дешевші пристрої використовують тільки 2.4 ГГц діапазон, дорожчі — 5 ГГц, або обидва відразу.
Перевага 5 ГГц мереж полягає в більшій швидкості з’єднання і менш «зашумленому» діапазоні, а перше дуже сильно залежить від другого. 5 ГГц точок доступу менше, вони дорожчі, сигнал загасає швидше, тому сусідські ТД менше впливатимуть на вашу мережу. Також тут немає інших джерел перешкод, характерних для 2.4 ГГц діапазону — НВЧ-печей, Bluetooth-пристроїв (мишки, клавіатури, гарнітури, колонки), радіонянь тощо.
Стандарти
За час свого існування з 1996 року Wi-Fi (точніше IEEE 802.11), як і будь-яка технологія, пройшла кілька стадій свого розвитку. Відповідно з’являлися і різні її версії. Тестуванням на сумісність і сертифікацією бездротових пристроїв, займається окрема організація WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) більш відома як Wi-Fi Alliance.
— Wi-Fi 802.11 — перша версія стандарту. Швидкість передачі даних до 1 Мбіт/с (після удосконалення технології — 2 Мбіт/с), діапазон — 2.4 ГГц;
— Wi-Fi 802.11a — швидкість до 54 Мбіт/с, діапазон — 5 ГГц;
— Wi-Fi 802.11b — Пропускна здатність від 5.5 до 11 Мбіт/с, діапазон — 2.4 ГГц;
— Wi-Fi 802.11g — швидкість до 50 Мбіт/с, діапазон — 2.4 ГГц, сумісність із 802.11b;
— Wi-Fi 802.11n — підтримуються і 2.4, і 5 ГГц діапазон, зворотно сумісний з 802.11a/b/g. Максимальна швидкість до 600 Мбіт/с, при використанні технології MIMO (точніше SU-MIMO);
— Wi-Fi 802.11ac — діапазон — 5 ГГц, пропускна здатність від 433 Мбіт/с до 6.77 Гбіт/с. Технологія MIMO еволюціонувала до MU-MIMO;
— Wi-Fi 802.11ad — експлуатує частоту в 60 ГГц, пропускна здатність до 7 Гбіт/с;
— Wi-Fi 802.11ax — має прийти на зміну 802.11ac, мережі — 2.4 і 5 ГГц, а також використовувати додаткові канали в діапазоні від 1 до 7 ГГц. Обіцяно багато поліпшень: від збільшення пропускної спроможності, до зменшення затримок і кращої роботи в умовах щільної забудови.
Wi-Fi Alliance планує перехід на інший, більш зручний для користувачів, формат назви поколінь: замість 802.11ax буде використовуватися Wi-Fi 6, 802.11ac — Wi-Fi 5, 802.11n — Wi-Fi 4.
Швидкість передавання даних
Як ви могли помітити, у міру впровадження нових версій стандарту збільшувалася максимальна пропускна здатність Wi-Fi, причому як інтенсивними (збільшення швидкості на 1 антену), так і екстенсивними (збільшенням кількості антен) методами. Заявлені цифри наведено в таблиці нижче.
| 802.11a | до 54 Мбіт/с |
| 802.11b | до 11 Мбіт/с |
| 802.11g | до 54 Мбіт/с |
| 802.11n | до 600 Мбіт |
| 802.11ac | до 6,77 Гбіт/с |
Але навіть якщо пристрій, на якому, наприклад, гордо буде вказана швидкість до 300 Мбіт/с, то ви отримаєте максимум 50-60% від заявленої величини. При збільшенні відстані між приймачем і передавачем, появі перешкод на шляху проходження сигналу, ця величина стане ще меншою.
Антени
Конструктивне виконання
Розрізняють внутрішні (розташовані в корпусі пристрою) і зовнішні антени. Внутрішні не збільшують габарити пристрою, але здебільшого менш потужні (ніж зовнішні) і орієнтовані в просторі тільки в одному положенні. Зовнішні мають шарнір із кількома ступенями свободи, що дає змогу повернути або відхилити антену в потрібне положення.
Зовнішні, своєю чергою, можуть бути знімними і не знімними. Перевагою знімних моделей є можливість їхньої заміни на аналогічні, з більшим коефіцієнтом посилення або іншою діаграмою спрямованості (включно з вуличними варіантами), у разі пошкодження або бажання збільшити радіус дії мережі.
Також зовнішні антени розрізняються конструктивно: якщо раніше це був спеціальний провідник, то зараз нерідко використовуються друковані плати.
Такі антени є всеспрямованими, тобто мають покриття 360 градусів у горизонтальній площині.
На малюнках нижче спрощено зображено поширення сигналу при вертикальній орієнтації антени і при нахилі на 45°.
Кількість антен
Як ви могли бачити, при описі стандартів Wi-Fi швидкість передачі даних варіюється залежно від кількості антен. Так у стандарті n максимальне число антен дорівнює 4, а в ac — 8. Але пристрій, що приймає сигнал від точки доступу, також повинен оснащуватися такою ж кількістю антен, інакше швидкість буде обмежена стороною з меншою їх кількістю. Але в будь-якому разі, більша кількість антен додає чутливості (дальності) Wi-Fi.
Збільшення пропускної спроможності Wi-Fi мережі при використанні декількох антен, описане трохи вище, з’явилося завдяки впровадженню технології MIMO.
MIMO — це технологія одночасного передавання кількох інформаційних потоків одним бездротовим каналом. У стандарті 802.11n використовували SU-MIMO (Single-user MIMO), і він відмінно працював, коли клієнт у мережі тільки один. Якщо ж клієнтів ставало хоча б 2, то точка доступу обслуговувала їх по черзі, що аж ніяк не додавало швидкості.
Тому в стандарті 802.11ac Wave 2 з’явився вдосконалений варіант MU-MIMO (Multi-user MIMO). Тепер точка доступу може одночасно передавати дані на кілька (за кількістю використовуваних антен) пристроїв, що дає змогу більш повно утилізувати пропускну здатність мережі, поліпшити якість голосових (VOIP) і відеодзвінків.
Стандарти безпеки
Сподіваюся, всі розуміють, навіщо потрібно встановлювати пароль на вашу бездротову мережу. Сучасні точки доступу пропонують кілька типів стандарту шифрування.
WEP — з’явився найпершим, на сьогоднішній день використання його вкрай не рекомендується, зважаючи на його ненадійність.
WPA — і WPA2 зокрема, є більш досконалими алгоритмами на сьогоднішній день. Усі сучасні точки доступу використовують цей стандарт, зламати його набагато важче (але не неможливо), але все ж таки, що більше символів (літер, цифр, спецсимволів) міститиме ваш пароль, то краще. Стандарт, до речі, рекомендує використовувати послідовність із щонайменше 20! символів, інакше пароль вважається ненадійним.
У професійних моделях передбачено й інші способи захисту доступу: наприклад, доступ до мережі з використанням персональних сертифікатів.
LAN порти та їхня швидкість
Для точок доступу характерний тільки один порт LAN, який призначається для під’єднання до наявної дротової мережі або до клієнтського пристрою, залежно від режиму роботи. У бюджетних моделях швидкість дротового підключення обмежена 100 Мбіт/с. У дорожчих моделях використовують порти з пропускною спроможністю 1 Гбіт/с, що необхідно як для доступу до інтернету на тарифах понад 100 Мбіт/с, так і для організації швидкої локальної мережі як дротової, так і бездротової (при використанні стандарту 802.11ac).
На сьогоднішній день, можна зустріти моделі з 2 і більше Ethernet портами. Один з них «вхідний» (для під’єднання в наявну мережу), а решта працюють як некерований комутатор (до них можна під’єднувати інші пристрої).
PoE — Power over Ethernet
Технологія, що дає змогу передавати Ethernet-кабелем не тільки інформацію, а й живлення для роботи пристрою. Дуже корисна річ, особливо для вуличних варіантів або моделей для великих приміщень, зважаючи на специфіку їх розташування.
Варіанти виконання
Точки доступу виробляються як для розміщення всередині приміщень, так і для зовнішнього встановлення. Якщо для перших характерний температурний режим від 0 до 40 °С і настільне розміщення, то другі можуть працювати за температур нижче нуля, оснащуються міцнішим і герметичнішим корпусом, кріпленням на кронштейн тощо. Також моделі, що експлуатуються в приміщенні, можуть кріпитися на стіну, за допомогою відповідних кріплень, а деякі створені для монтажу на стелю.
Область покриття
Одне з найчастіших запитань у покупців, це яку площу покриє сигнал від точки доступу, і чому цих даних немає в характеристиках. Але цей показник залежить від стількох параметрів, що порахувати його дуже проблематично. І якісь приблизні цифри можна сказати, лише маючи певний практичний досвід. Однак деякі речі можна констатувати однозначно.
1 Будь-які перешкоди знижують потужність сигналу (для вуличних ТД сюди ж додаємо атмосферні опади), тим самим зменшуючи радіус покриття мережі;
2. Відповідно до закону фізики сигнал мережі 2.4 ГГц діапазону менше гаситься, проходячи через перешкоду, ніж аналогічний за потужністю сигнал від 5 ГГц випромінювача;
3. Сигнали від інших точок доступу також будуть «заважати» сигналу вашого пристрою.
Нижче наведено таблицю з приблизними втратами ефективності сигналу Wi-Fi з частотою 2.4 ГГц при проходженні через різні перешкоди.
Людське тіло, до речі, теж зменшує силу сигналу, на 3-5 дБ.
Є деякі принципи, дотримуючись яких ви зможете отримати максимальну віддачу від обраної моделі.
— Намагайтеся розташувати ТД ближче до центру зони необхідної для покриття сигналом;
— Уникайте сусідства ТД з іншими джерелами випромінювань: інша ТД, мікрохвильова піч тощо;
— Якщо антена винесена з корпусу, орієнтуйте її вертикально;
— Віддаліть від великих металевих поверхонь;
— Не встановлюйте впритул у кут, залишайте 30-50 см до стін.
Що ж вибрати?
Для коректного вибору потрібного саме вам пристрою, для початку необхідно визначитися з вимогами, які до нього повинні пред’являтися. Чи необхідно вам створити нову бездротову мережу, чи замінити стару точку доступу на більш функціональну і потужну або розширити зону покриття сигналу.
У початковому ціновому діапазоні від 1000 рублів розташовані прості моделі домашніх точок доступу, що підтримують стандарт 802.11n (b/g, звісно, теж) зі швидкістю до 300 Мбіт/с, мають дві антени (рідше одну) і 100 Мбіт LAN-порти. Такий пристрій забезпечить покриття невеликого приміщення (наприклад, 1-, 2-х кімнатної квартири) бездротовим зв’язком і оптимальний, якщо швидкість інтернету за вашим тарифним планом менша за 100 Мбіт.
Якщо ж у далеких куточках вашої квартири рівень сигналу далекий від бажаного, то зверніть увагу на повторювачі бездротового сигналу. Це компактні, прості в налаштуванні пристрої ідеальні для вирішення подібних завдань.
Якщо ви живете в багатоквартирному будинку, то зверніть свою увагу на моделі з підтримкою діапазонів 2.4 і 5 ГГц. Якщо ефір 2.4 ГГц каналу буде занадто зашумлений іншими мережами, а ваші пристрої мають підтримку 5 ГГц мережі, то його використання буде найкращим вибором.
Точки доступу, що підтримують стандарт 802.11ac будуть чудовим рішенням для користувачів, які передають великі обсяги інформації між клієнтами бездротової мережі.
А якщо ж ваш провайдер надає вам швидкість понад 100 Мбіт/с, вам потрібно копіювати великі обсяги інформації як локальною мережею, так і через Wi-Fi, то обирайте з моделей із портами 1000 Мбіт/c LAN і Wi-Fi 802.11ac.
Для створення бездротового зв’язку між окремими будівлями відмінно підходять вуличні точки доступу, здатні працювати і в режимі точки доступу, і клієнта, і повторювача. Але тут необхідно пам’ятати про те, що на мережі поза приміщеннями необхідно отримувати дозволи.
Точки доступу з кріпленням до стелі орієнтовані на приміщення в публічних закладах не обтяжені перегородками. А технологія PoE дасть змогу забезпечити живлення пристрою через один єдиний кабель, не прив’язуючи встановлення пристрою до найближчої розетки.
А для вирішення завдання створення декількох бездротових мереж, з різними налаштуваннями безпеки, для різних груп клієнтів, то без моделей, що підтримують режим мульти-SSID, вам не обійтися.