Слышали ли вы про пиджин и креольский язык. Нет? Давайте расскажу.

Пиджин и креольский язык возникают, когда встречаются люди разных культур и они вынуждены взаимодействовать (работать, торговать, и так далее). Но, при этом, они не знают языков друг друга.

Поначалу появляется грубый и быстрый жаргон, состоящий из кусочков разных языков. Такой язык называется «Пиджин». Он позволяет людям разных культур ладить, но практически лишён грамматической структуры как таковой. Это непрестижный, неофициальный жаргон рабочего класса.

Но потом первое поколение детей, рожденных в таком сообществе, берёт эти разрозненные куски языка и трансформирует их во что-то новое, с богатой естественной грамматикой и словарем. Получившийся язык называется креольским. И такой язык часто становится новым официальным национальным языком.

Тот же процесс сейчас происходит в мире интернета вещей. Все наши умные лампочки, датчики влажности, колонки с ассистентами работают на разных технологиях и говорят на разных языках. Когда же у них возникает необходимость общаться между собой девайсы переходят на неотесанный «пиджин».

Но сменяются поколения и появляется креольский язык, который объединит все девайсы интернета вещей в единую экосистему. Имя этому языку — Matter. Да, ребят, об этом мало кто говорит. В системах умного дома грядет революция, и сегодня мы подробно разберем что происходит.

Почему умный дом плохо работает?

В чём собственно проблема? Мы все попались на удочку!

Листая различные маркетплейсы, кликая на красивые рекламные баннеры, мы накупили себе кучу умных девайсов, которые сами по себе умные, но вместе они очень тупые. И многие из нас разочаровались, так и не познав, что есть умный дом на самом деле. Как так получилось?

Дело в том, что на текущий момент технологий умного дома есть несколько. Все эти технологии по-своему хороши, но между собой несовместимы.

И самое ужасное, что даже в рамках одного производителя бывает такое, что используются разные протоколы. В устройствах умного дома Xiaomi такое сплошь и рядом. Но это происходит не потому, что производители такие злые, а потому что ни одна из технологий не тянет на универсальное решение и приходится придумывать костыли.

Поговорим об этом подробнее. Сейчас самые популярные технологии — это Z-Wave, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth и Thread. Обсудим каждую из них.

Z-Wave

Начнём с Z-Wave. Это с одной стороны отличный, проверенный временем стандарт, который существует с 1999 года.

Он всем хорош: безопасный, энергоэффективный, отказоустойчивый. Одна проблема — закрытый. По крайней мере он был закрыт на протяжении 20 лет — до 2019 года. Из-за этого устройств мало, а цена на них высокая. Плюс в разных странах Z-Wave работает на разных частотах, отчего выбор девайсов еще меньше. Поэтому Z-Wave в пролете.

• Россия: 869,0 МГц
• США: 908,42 МГц
• Европа и страны CEPT: 868,42 МГц
• Гонконг: 919,82 МГц
• Австралия и Новая Зеландия: 921,42 МГц

Недостатки Z-Wave:

• Закрытый стандарт (до 2019 г.)
• Небольшой выбор
• Высокая цена
• Разные частоты для разных регионов

Zigbee

Но есть альтернатива: ее название — Zigbee. Сейчас это самый распространённый и популярный IoT-стандарт. Он не уступает Z-Wave по надежности, отказоустойчивости и безопасности. Плюс ко всему, он открытый и с достаточно лояльной политикой сертификации. Поэтому устройств много, а цена на них ниже, чем у Z-Wave.

Но поскольку сертификация лояльная и никто строго за соблюдением гайдов не следит, есть проблемы с совместимостью между брендами. Поэтому Zigbee тоже не тянет на универсальный стандарт.

Недостатки Zigbee

• Лояльная сертификация
• Нет гарантии совместимости

Wi-Fi

Зато у нас есть Wi-Fi. Почему бы просто не использовать его? Ответ простой, Wi-Fi заточен на большую скорость передачи, но не на энергоэффективность. Поэтому он жрёт много энергии и не идеален для компактных устройств умного дома. Почему Wi-Fi всё же востребован в ряде случаев?

Простой пример – умные видеокамеры Netatmo. Передача потокового видео в 1080p требует хороших скоростей интернета, производительности и совместимости с большинством домашних роутеров. Но для умного дома это не очень подходит.

Bluetooth

Ну а Bluetooth, с его малым радиусом действия, для умного дома совсем не подходит.

Thread

Но есть еще один стандарт — Thread. Это новый, продвинутый и модный стандарт, на основе которого, например, работают Apple HomePod Mini, Google Nest Wifi и Nest Hub Max, а также свеженький Apple TV 4K.

Чем хорош Thread?

В отличии от старичков Z-Wave и Zigbee, Thread — это достаточно свежий стандарт. Он появился в 2014 году, то есть уже в то время, когда интернет, мобильные и облачные технологии обрели свою современную форму.

Поэтому Thread с одной стороны вобрал в себя все сильные стороны старых протоколов умного дома, а с другой умеет работать с интернетом и облаками. Поэтому про Thread давайте поговорим чуть подробнее.

Thread — это протокол беспроводной связи. Типа как Wi-Fi, он даже работает на той же частоте — 2,4 ГГц. Но только он потребляет очень мало энергии. Девайсы внутри сети Thread могут жить от одной круглой батарейки годами!

Плюс Thread — это mesh-сеть с функцией самовосстановления. То есть в отличие от Wi-Fi, в которой топология сети имеет структуру звезды, где девайсы взаимодействуют не напрямую, а через центральное устройство — роутер, сеть Thread имеет ячеистую топологию. Устройства общаются между собой напрямую, поэтому чем больше устройств, тем шире охват сети. А если какое-то из устройств выходит из строя — сеть автоматически перестраивается.

Круто да? Но на самом деле это не инновация, Zigbee и Z-Wave умеют также. Но вот ноу-хау Thread , это то, что он основан на интернет протоколе, причем 6-й версии — IPv6. Если не знаете что это, посмотрите наш материал. А конкретнее на вот таком стандарте: 6LoWPAN — IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks.

Это позволяет легко подключать девайсы к интернету и облачным сервисам. Например, в случае с ZigBee, для доступа в интернет нужно дополнительное устройство, которое бы выполняло роль IP-шлюза. А тут всё просто и бесшовно.

Но чем же тогда плох Thread? Почему про стандарт вообще ничего не слышно все эти годы? Дело в том, что стандарт не полный.

Модель OSI

В мире беспроводных стандартов умного дома для того, чтобы считаться полноценным стандартом нужно описывать как всё должно быть устроено на всех всех уровнях: начиная от частот, на которых всё будет работать, и заканчивая языком, на котором девайсы будут общаться.

Всего таких уровней 7, и называется это всё — модель OSI или Open Systems Interconnection.

7. Прикладной уровень (Application)

6. Уровень представления (Presentation)

5. Сеансовый уровень (Session).

4. Транспортный уровень (Transport)

3. Сетевой уровень (Network)

2. Канальный уровень (Data Link)

1. Физический уровень (Physical)

Но чтобы не перегружаться лишней информацией можно упростить модель до трёх уровней: физический, сетевой/транспортный и прикладной.

Упрощенная модель OSI (Open Systems Interconnection):

• Прикладной уровень (Application)
• Сетевой/транспортный уровень (Network/Transport)
• Физический уровень (Physical)

На физическом уровне определяется:

1. На какой частоте частоте будет работать устройство?
2. Как мы физически будем передавать сигнал?

Так вот на физическом уровне Thread использует международный стандарт радиосвязи IEEE 802.15.4.

Кстати, на точно таком же стандарте работает Zigbee — 802.15.4, и это важно, потом поймете почему. А пока двигаемся дальше.

Дальше идет сетевой и транспортный уровень. На нём определяется:

1. Как формируется сеть?
2. Какой у неё может быть размер?
3. Как подключаются девайсы?
4. Как шифруются сообщения?

Так вот как раз весь этот уровень и описывает протокол Thread. То есть Thread — это сетевой протокол.

Ну а завершает, эту пирамиду прикладной уровень, на котором определяется:

1. Какие бывают типы устройств?
2. Что такое включить? Выключить? И прочее…

То есть на прикладном уровне определяется язык общения между устройствами. А Thread вообще не описывает прикладной уровень. Именно поэтому без стороннего языка общения стандарт бесполезен.

Текущая ситуация

Итого, на текущий момент мы пришли к ситуации, в которой у нас есть очень популярные, но не идеальные Zigbee и Z-Wave. Мегараспространенные, но неподходящие для умного дома стандарты Wi-Fi и Bluetooth. И современный, но неполноценный стандарт Thread. И еще тысячи других стандартов, которые конкурируют между собой и света в конце туннеля не видно…

Проавильный умный дом

Так что же делать? Обрадую вас. В рамках монобрендовой экосистемы те же устройства на протоколе Zigbee работают прекрасно.

Давайте на практике. У нас есть стартовый комплект умного дома, который Legrand выпускает под брендом Netatmo. В комплекте — умная розетка, беспроводной выключатель, датчик движения. И еще отдельно добавим сюда мониторинг качества воздуха и камеру для интереса.

Чем хорош Legrand? У них много дизайнов, поэтому можно подобрать розетки и выключатели под свой интерьер. А под брендом Netatmo они выпускают массу умных девайсов: разные датчики, камеры с аксессуарами, системы безопасности, умные термоголовки для автоматического регулирования батарей. Короче, есть где разгуляться. Плюс у них простое классное приложение Home+Control, через которое всё настраивается и работает.

При помощи такого стартового пакета, много чего можно организовать: от банального управления освещением и, скажем, рольставней или штор, при помощи выключателей или голосового управления, до продвинутых сценариев по расписанию или событию. Можно например настроить сценарий освещения: день/ночь и переключаться между ними одним нажатием или голосовой командой. Можно даже следить за графиком энергопотребления или запускать имитацию присутствия дома по расписанию, если вы уехали в отпуск!

Поддерживаются голосовые ассистенты на любой вкус: Алиса, Google, Siri, Alexa и обещают добавить Марусю.

В целом, особенно если вы сейчас занимаетесь ремонтом, то умный дом Legrand — просто мастхев.

Но, главный бонус в том, что вскоре все эти девайсы умного дома Legrand, которые как часы работают между собой вскоре также хорошо будет работать и с устройствами других брендов — все девайсы официально сертифицированы Apple и легко добавляются в HomeKit, лишь необходимо отсканировать QR-код c устройств. Красота!

Более того, вскоре скажем через HomeKit, можно будет управлять умными девайсами от Googleи наоборот. А всё благодаря одному чуду, которое произошло в декабре 2019 года.

Рождение Matter (ex CHIP)

Что же случилось? Amazon, Apple, Google, Comcast и Zigbee Alliance объявили о создании проектной группы с целью разработки единого, открытого, роялти-фри стандарта для автоматизации умного дома, который они назвали Project Connected Home over IP или CHIP.

Новый стандарт должен был объединить все разрядные технологии в единое целое и конечно в итоге упростить разработку девайсов для умного дома, и сделать всё совместимым со всем. Звучит как утопия, но дальше события стали развиваться стремительно. К проекту присоединились сотни компаний, по большому счету все крупные игроки рынка, включая Samsung, Huawei, IKEA и конечно, Legrand!

А дальше Zigbee Alliance переименовался в Connectivity Standards Alliance. А Project CHIP переименовали в Matter.

А на всём этом фоне Z-Wave Alliance, который оказался чуть-чуть вне тусовки, впервые за 20 лет сделал свой стандарт открытым. Вот так в одночасье рынок умного дома полностью изменился. Но нас, естественно, волнует другое. Why Does It Matter? Как говорится. Извините, не удержался.

Как работает Matter

Давайте разберемся, как работает новая технология. По большому счёту Matter — это смесь всего, что было раньше.

В качестве основы был выбран Thread: оттуда взяли физический уровень, то есть стандарт 802.15.4. Это сетевой уровень, то есть сам Thread.

А вот в качестве языка общения, то есть прикладного уровня, взяли язык общения девайсов Zigbee. И очень прикольно его назвали Dotdot. На самом деле работы, чтобы подружить Dotdot и Thread велись с 2017 года, поэтому это проверенный технологический стек.

Но чтобы сделать воистину универсальный стандарт, ребята на этом не остановились и на физический с сетевым уровнями добавили поддержку: Ethernet, Wi-Fi и Bluetooth.

А на практике всё будет работать следующим образом: для подключения нового девайса будут использоваться Bluetooth. И это удобно, потому как новые девайсы можно будет подключить к сети прямо с мобильного. А дальше устройство подключается к сети либо по Wi-Fi, либо объединятся в Mesh-сеть при помощи Thread. Такая структура решает важную проблему: теперь устройства которым нужен постоянный быстрый канал связи могут свободно использовать Wi-Fi а всякие датчики, лампочки и прочие энергоэффективные устройства будут работать по Thread. Но при этом и Wi-Fi и Thread устройства смогут свободно общаться между собой при помощи одного языка — Dotdot, в рамках одной бесшовной сети.

И да — важный момент. Для объединения Wi-Fi и Thread понадобятся промежуточные девайсы, которые будут поддерживать обе технологии. В этом качестве будут выступать умные колонки, дисплеи или специальные маршрутизаторы, которые называются Border router. Наприме,  все текущие Nest-девайсы от Google, типа Nest Hub или Nest Mini после обновления прошивки станут такими маршрутизаторами.

Что будет со старыми девайсами?

Звучит супер, но возникает важный вопрос. А что теперь будет Zigbee, Z-wave и остальными умными девайсами. Что теперь выкидывать умные розетки, лампочки и датчики? На самом деле, ничего выкидывать не надо. Так или иначе, все старые девайсы можно будет использовать в новой экосистеме. В самом лучшем положении находятся Zigbee. Так как Zigbee, а точнее теперь это Connectivity Standards Alliance всем этим процессом и рулит и конечно они не забросят свое наследие.

Поскольку Matter и Zigbee построены на одном и том же физическом уровне, а именно стандарте 802.15.4, а также говорят на одном языке — Dotdot. Большинство девайсов можно будет обновить до Matter при помощи новой прошивки. Остальные же девайсы будут спокойно добавлены к сети при помощи бриджей, которых будет масса.

Поэтому если вы уже обустроили себе умный дом, то не нужно ничего выкидывать, всё обновится само собой. А если как раз планируете обустройство, лучше берите Zigbee-девайсы от членов CSA альянса. Например, устройства от Legrand. Эти ребята активно поддерживают проект Matter.

У них огромный выбор устройств под любой интерьер, рекомендую убедиться в этом самим.

С другой стороны с устройствами Z-Wave тоже не должно быть проблем. Владельцы Z-Wave — компания Silicon Labs также член альянса CSA. Они производят чипы и для Z-Wave и для Zigbee и для Matter в будущем. Поэтому проблем с объединением сетей Z-Wave и Matter через специальный шлюз не возникнет. Более того вы наконец сможете к своим Z-Wave девайсам подключить всё, что угодно! Короче, одни плюсы.

Выводы

Первые Matter-девайсы должны появиться уже скоро. Поддержка стандарта будет в iOS 15. Для iOS это вообще огромная победа, так как в HomeKit в одночасье появится поддержка массы разных устройств. А первым устройством от Apple, которое будет работать с Matter объявлено Apple TV 4K. Google в свою очередь добавляет поддержку в линейку Nest. И скорее всего, в Android поддержку тоже скоро завезут.

В итоге мы семимильными шагами движемся в будущее, в котором обычные не IoT-вещи будут как пережиток прошлого со своим ретрошармом. А вот умный дом станет обыденностью, которую мы перестанем замечать.

Привет. Ролик, который вы можете включить ниже в виде файла весит 1,5 ГБ. Но я загрузил его в YouTube всего за пару минут. По Wi-Fi. Слава скорости — 300 Мбит/с. После переезда на новую студию никак не могу к такому привыкнуть.

Это прекрасное чувство когда себе подключил интернет 300 Мбит! Просто бальзам на душу! Но как всё это возможно?

Мы уже привыкли передавать данные по воздуху: Wi-Fi, AirDrop, Bluetooth, NFC. Но вы задумывались, как это работает? Почему стандартов так много и как они не конфликтуют друг с другом. Каким образом видео с YouTube из неоткуда появляется на экране вашего смартфона?

Сегодня мы поговорим о том как работают беспроводные технологии.

Узнаем почему Wi-Fi быстрее Bluetooth? Хоть работают они на одной частоте. А заодно разберемся, почему беспроводные технологии могут быть безопасными на примере системы AJAX. И выясним, что нам ждать от следующих поколений связи 6G и Wi-Fi 7?

Электромагнитные волны

Радио, GPS, Bluetooth, 5G — все эти технологии передают данные при помощи электромагнитных волн. Но как они это делают?

Простой пример: если бросить в воду камень — возникают волны — это некое возмущение водной поверхности. А если где-то образуется новое электромагнитное поле, оно точно также возмущает пространство вокруг себя и образуются волны. А когда мы пускаем по проводнику переменный ток, он возмущает пространство попеременно — это и порождает электромагнитные волны.

Эти волны распространяются в воздушном пространстве со скоростью света (примерно 300 тысяч км/с). И это неудивительно, потому как свет — это тоже электромагнитная волна. Просто наши глаза по мере эволюции стали восприимчивы к определенному спектру электромагнитного излучения, который исходит от солнца.

Поэтому, если бы много миллионов лет, нашу Землю обогревало не Солнце, а огромный Wi-Fi-роутер, наши глаза бы точно также научились видеть Wi-Fi.

Помимо простого распространения в пространстве эти волны могут отражаться, либо поглощаться предметом. Поэтому, когда волна исходящая от передатчика поглощается антенной приёмника, в ней возникает электрический импульс, такой же как и в передатчике. Поэтому, если мы грамотно закодируем эти электромагнитные колебания, мы можем передать информацию по воздуху. Но как конкретно кодируется сигнал?

AM

Начнем с очень простого примера, с радиосигнала. Самый первый вид кодирования радиосигнала, которое придумало человечество — это амплитудная модуляция. Помните буковки AM на старых радиоприемниках. Это оно — Amplitude modulation

Тут принцип кодирования элементарный. В соответствии с амплитудой сигнала, изменяется амплитуда колебаний. Это как если бы мы поместили колонку в пруд: и от громких фрагментов возникала бы большая волна. Такой сигнал очень просто передать и расшифровать.

Правда, есть у него недостаток — он очень чувствителен к помехам. В частности поэтому амплитудная модуляция не прижилась в радиовещании, и её быстро вытеснила частотная модуляция, более известная нам как FM — Frequency modulation. Тут принцип похож, но вместо амплитуды меняется частота колебаний.

Цифровой сигнал

Это были примеры аналоговых сигналов, но точно также при помощи амплитудной или частотной модуляции можно передавать и цифровой сигнал.

Это даже еще проще и надежнее, потому как вместо непрерывного аналогового сигнала, нужно передать просто нолики и единички. Есть колебание — нет колебания для амплитудной модуляции, высокая частота — низкая частота для частотной.

АМ (цифровая)

FM (цифровая)

Фазовая манипуляция / Phase-shift keying (PSK)

Гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом / Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK))

Естественно сейчас методы кодирования куда более изобретательны, в мобильной связи и Wi-Fi используются методы ортогонального частотного разделения (OFDM), а также квадратурной амплитудной модуляции (QAM).

Всё это выглядит гораздо сложнее, но я думаю основной принцип вы поняли: амплитудой, частотой, фазой несущего сигнала, мы можем закодировать массу информации.

Квадратурная амплитудная модуляция /Quadrature Amplitude Modulation, QAM

Шифрование

Но раз всё так просто, насколько это безопасно? Ведь по идее сигнал по воздуху можно легко перехватить.

Естественно, сигнал шифруется. О том как работает шифрование мы делали отдельный материал. Тут же же дадим несколько дельных советов. В настройках роутера вам нужно выбрать тип защиты и тип шифрования.

Если у вас в типе защиты выбрано WEP (Wired Equivalent Privacy) — код красный. Это не актуальный стандарт его легко взламывают за счет уязвимостей.

В качестве защиты выбирайте WPA любой версии, но лучше самую последнюю WPA3 (Wi-Fi Protected Access).

А в качестве стандарта шифрования выбирайте AES. Сейчас это самый надежный стандарт беспроводного шифрования.

TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) — НЕБЕЗОПАСНО

AES (Advanced Encryption Standard) — БЕЗОПАСНО

Даже Агентство национальной безопасности США постановило, что шифр AES является достаточно надежным, чтобы использовать его для защиты сведений, составляющих государственную тайну. Вплоть до уровня TOP SECRET.

Также алгоритмы на основе AES в том числе используются во всевозможных охранных системах. Например, в беспроводной системе безопасности AJAX защищены все передаваемые данные. Там используется собственный помехоустойчивый протокол связи c AES-шифрованием с плавающим ключом. Поэтому на взлом такое системы уйдёт астрономически много времени.

Скорость

Оки-доки, данные мы передавать научились. Но от чего зависит скорость передачи? Есть несколько факторов.

Во-первых, это частота сигнала. Тут всё вроде как просто. Чем выше частота, тем выше скорость передачи. Потому как чем больше колебаний в секунду мы сможем передать, тем больше бит информации мы сможем запихнуть.

Именно поэтому новые стандарты связи переходят на всё более и более высокие частоты.

Например, если с первого по четвертое поколение мобильных сетей, мы как-то обходились частотами от 750 до 2700 МГц и максимальная скорость передачи данных на 4G была 1 Гбит/с, то с приходом 5G начали использоваться частоты до 30 ГГц и выше, что позволит увеличить скорость передачи данных в 20 раз.

Длина волны и скорость

Так почему бы все данные не передавать на частоте 100 ГГц или даже выше? Скажем так, есть побочный эффект.

Чем выше частота — тем меньше дальность передачи сигнала.

Во-первых, чем короче волна, тем быстрее она затухает в пространстве.

Во-вторых, у коротких волн уменьшается, так скажем, ловкость.

Дело в том, что волны способны огибать препятствия меньшие по размеру, чем их длина.

Например, на частоте 2,4 ГГц, на котором работает обычный Wi-Fi, длина волны 12,5 см. Это позволят ей спокойно огибать мелкие препятствия. А вот на частоте свыше 30 ГГц длина волны уже меньше 10 мм, поэтому каждый листик или капелька дождя для такого сигнала становятся серьезной преградой. Поэтому крайне высокочастотный сигнал не является надежным. Да что уж далеко ходить за примерами, у кого есть Wi-Fi на частоте 5 ГГц знает насколько меньше зона покрытия у такой сети.

Мощность

Высокая частота повышает скорость, но уменьшает зону охвата и надежность. Это мы поняли. Но значит ли это, что всё стандарты, которые работают на одной частоте одинаковые по скростоит и надежности?

Конечно, нет: на скорость и охват также очень влияет мощность передатчика.

Например, Wi-Fi и Bluetooth работают на одной и той же частоте 2.4 Ггц. Но при этом WI-Fi и бьет дальше, и скорость выше.

Как так? Всё потому что, Bluetooth проектировался как персональный стандарт передачи данных, в котором главное — не скорость, а энергоэффективность. А значит можно и мощность передатчика поубавить.

Помехи

И последнее, что влияет на скорость — это помехи. Вернёмся к нашему Wi-Fi и Bluetooth. Из-за того, что они работают на одной частоте — 2.4 ГГц — на многих ноутбуках и смартфонах при одновременно включенном Wi-Fi и Bluetooth падает скорость как у одного, так и у второго. А могут вообще возникнуть проблемы с передачей сигнала. Это происходит из-за интерференции и электромагнитных волн. Сигналы накладываются и гасят друг друга.

Точно также гасят друг друга соседские роутеры и другие умные девайсы. При этом ситуация с каждым годом ухудшается. Появляется всё больше систем умных домов от тех же Xiaomi, которые работают на стандарте Wi Fi, что ненадежно и небезопасно.

Во-первых, обилие умных лампочек, чайников и ip-камер непреднамеренно засоряет эфир.

Во-вторых, Wi-Fi можно легко заглушить преднамеренно при помощи недорогих глушилок.

В-третьих, так как мы не особо паримся по поводу паролей и методов шифрования, можно перехватить пакет данных и ваш “умный дом” может с легкостью превратиться в дом ужасов.

Ну и, в-четвертых, в примитивных беспроводных системах связь проходит напрямую через роутер. А если он перестает работать — система становится бесполезной. Нет альтернативных каналов связи или просто выделенного канала.

Надежность

Что же получается? Беспроводная связь — очень удобная вещь, но она никогда не сравнится с проводами по надёжности и безопасности?

На самом деле всё не так плохо.

Например, существуют системы умного дома: Zigbee и Z-Wave, которые работают на кастомных протоколах и частота преимущественно до 1 ГГЦ.

Эти системы используют низкоэнергетические радиоволны с достаточно большим радиусом действия, что позволяет обеспечить надежный канал связи, при этом устройства не будут потреблять много энергии и могут работать на батарейках годами.

И это уже не плохо. Но вот с точки зрения дальностидействия, шифрования и альтернативных каналов связи у таких систем умного дома всё еще есть проблемы. Поэтому большинство профессиональных систем безопасности делают проводными. Но есть и светлые примеры. Я естественно имею ввиду беспроводную систему безопасности AJAX.

AJAX

Система уникальна тем, что ребята разработали собственную радиотехнологию Jeweller, при помощи которой осуществляется связь между устройствами системы и её центром (хабом).

У технологии есть несколько преимуществ. Во-первых, используются незагруженная полоса частот 868-869.2 МГц, что позволяет AJAX поддерживать связь с датчиками и устройствами на расстоянии 2000 метров.

• 868.0 — 868.6 МГц для Европы
• 868.7-869.2 для стран ЕАС

Так как частота не очень высокая, то не требуется огромная мощность передатчика, плюс батарею экономит кастомный радиопротокол. Благодаря этому датчики AJAX стабильно работают от предустановленных батареек до семи лет.

Внутри хаба установлены две антенны для частот Jeweller, что позволяет добиться бесперебойного сигнала даже в экстремальных радиоусловиях. Но как всё это поможет, если сигнал будут глушить злоумышленники?

На этот случай, есть несколько степеней защиты. При наличии помех или глушении система автоматически сменит частоту на свободную. Эта технология называется радиочастотным хоппингом. А если кто-то заглушил вообще весь канал — соответствующее событие отправляется на пульт охранной компании и всем пользователям. Вот бы с Wi-Fi соседа так можно было сделать.

Более того, хаб общается с пользователями и охранной компанией по Ethernet, Wi-Fi, LTE. Каналы работают параллельно и страхуют другдруга.

Но самое классное, в беспроводных охранных системах, что стены штробить не надо.

В общем, будущее за беспроводными технологиями, ведь даже в таких серьезных вещах, как системы безопасности удалось достичь уровня защиты, сравнивого с проводными решениями.

Что нас ждёт в будущем?

Безусловно, мы будем всё больше переходить на беспроводные технологии. Мы еще не успели вкусить 5G как уже во всю разрабатывается шестое поколение мобильной связи, которые планируют внедрить через 5-10 лет. 6G, кстати, будет работать на терагерцовом и субтерагерцовый диапазоны частот. Это как раз частоты между инфракрасным диапазоном и микроволновым.

Нас ожидают скорости передачи данных от 100 Гбит до 1 Тбит/с и управлять всем этим будет искусственный интеллект. Примерно в тоже время, в 2025 году мы увидим Wi-Fi 7. Стандарт будет работать на частоте до 7 ГГц, а пропускная способность достигнет 40 Гбит/с. Про Wi-Fi 7 и 6G мы еще сделаем отдельные материалы.

А пока покупаем себе Wi-Fi 6 роутеры, золотые iPhone с поддержкой 5G и прочие гаджеты. Охранять это всё будут беспроводные системы безопасности. Поэтому ставим себе AJAX, всё это добро еще надо уберечь до 2025 года.

Сравнительно недавно мы рассказывали вам о том, чем так хорош беспроводной стандарт 802.11ax, который для упрощения назвали Wi-Fi 6. Но он был королём беспроводной связи недолго, ведь уже обнародованы характеристики Wi-Fi 7, также известного как стандарт беспроводной связи 802.11be. Новый стандарт обеспечит обмен данными со скоростью до 46 Гбит/с в теории, на практике скорость должна достигать до 30 Гбит/с. Появление финальной версии стандарта ожидается в 2024 году. Тогда же, судя по всему, нас ждут первые устройства с поддержкой этого стандарта. При этом ключевые технические спецификации уже стали достоянием общественности.

Для начала вспомним наш ролик на тему Wi-Fi 6.

Рабочая группа по созданию и развитию сетевых стандартов IEEE 802.1 на днях опубликовала финальные спецификации критериев для определения беспроводного стандарта следующего поколения 802.11be, который получит называние Wi-Fi 7 и придёт на смену не только Wi-Fi 6, но и запускаемом в следующем году стандарту Wi-Fi 6E. При этом финальная публикация спецификаций намечена на 2024 год, а первые тестовые испытания устройств с поддержкой нового стандарта стартуют до конца 2024 года. Так что скорее всего условный iPhone 17, который будет анонсирован осенью 2025 года вполне может получить новый стандарт беспроводной связи.

Wi-Fi 7 — это:

• более высокие скорости передачи данных с меньшими задержками,
• улучшенная энергоэффективность
• более эффективное подавление помех.

Также конечно новые роутеры получат так называемый legacy mode, поэтому переход будет плавным.

Внутри стандарта несколько технологий, в том числе удвоенная шириная канала и удвоение их количества. Теоретическая скорость, которая будет достигаться в Wi-Fi 7 — 46 Гбит/с. При этом разработчики отмечают, что в условиях реального развёртывания можно ожидать скорость до 30 Гбит/с. При этом отмечается, что теоретическая максимальная скорость загрузки данных в сетях 5G заявлена на уровне до 10 Гбит/с, а для стандарта Wi-Fi 6 потолком является цифра в 11 Гбит/с.

Согласно документации, новый стандарт IEEE 802.11be будет базироваться на той же технологии многоканального доступа с ортогональным частотным разделением (Orthogonal frequency-division multiple access, OFDMA), который используется в Wi-Fi 6, но с улучшением в плане применения квадратурной модуляции 4096-QAM.

Кроме этого технология многопользовательского обмена данными с множественными входами и выходами – MU-MIMO (Multi-user Multiple Input, Multiple Output) получит обновление до CMU-MIMO — кооперативного обмена данными, то есть сможет поддерживать до 16 пространственных потоков передачи данных. В стандарте Wi-Fi 6 эта цифра заявлена на вдвое меньшем уровне.

Также будет увеличена ширина каналов до 320 МГц, что вдвое больше чем у Wi-Fi 6. Удвоение максимальной ширины каналов соответственно позволить удвоить производительность сетей Wi-Fi 7.

В стандарте Wi-Fi 7 будет предусмотрена многоканальная работа, что позволит беспроводным устройствам передавать и принимать данные одновременно по разным каналам или в разных диапазонах с разделением каналов управления и обмена данными. Считается, что именно эта технология станет причиной значительного роста скорости и уменьшения задержек при передаче данных.

Интересно, что в России проблем с внедрением стандарта Wi-Fi 7 не должно возникнуть проблем. 6 июля 202 года был подписан приказ Минцифры России №321 «О внесении изменений в Правила применения оборудования радиодоступа. Часть I. Правила применения оборудования радиодоступа для беспроводной передачи данных в диапазоне от 30 МГц до 66 ГГц, утвержденные приказом Министерства связи и массовых коммуникаций Российской Федерации от 14.09.2010 N 124». Чтобы Wi-Fi 7 стандарт заработал в России в этот документ потребуется внести лишь минимальные изменения.

Компания HUAWEI представляет на российском рынке новую серию роутеров HUAWEI WiFi AX3 с поддержкой стандарта Wi-Fi 6, который обеспечивает значительное преимущество в скорости, покрытии сети и стабильности передачи данных. Новый роутер HUAWEI с Wi-Fi 6 Plus в сравнении с Wi-Fi 5 даёт дополнительную прибавку в скорости связи за счёт оптимизации взаимодействия между роутером и устройствами HUAWEI на уровне процессоров.

Wi-Fi 6: будущее беспроводных сетей

Новый стандарт Wi-Fi 6 (802.11ax) получил ряд улучшений, обеспечивающих более высокую скорость и производительность беспроводной сети. Благодаря высокому уровню модуляции 1024-QAM и полосе пропускания до 160 МГц скорость передачи данных увеличена до 3000 Мбит/с, что втрое превышает показатель Wi-Fi 5. Технология интеллектуального разделения частот OFDMA позволяет использовать ресурсы спектра несколькими устройствами одновременно. Это увеличивает пропускную способность роутера в четыре раза по сравнению с Wi-Fi 5, поддерживая подключение до 128 устройств на двух диапазонах. Кроме того, на две трети сокращаются задержки сигнала. Функция активации по требованию экономит до 30% заряда батарей всех устройств, подключенных к сети Wi-Fi.

Новая серия HUAWEI WiFi AX3

В серию роутеров HUAWEI WiFi AX3 вошли две модели: с 4-ядерным и с 2-ядерным процессорами Gigahome с тактовой частотой 1,4 и 1,2 ГГц соответственно. Обе модели поддерживают скорость передачи данных до 2976 Мбит/с (574 Мбит/с на частоте 2,4 ГГц и 2402 Мбит/с на частоте 5 ГГц). Старшая модель оснащена 256 МБ оперативной памяти и встроенным хранилищем на 128 МБ, младшая имеет по 128 МБ ОЗУ и хранилища. Технология Wi-Fi 6 Plus, созданная HUAWEI на основе стандартов Wi-Fi 6, использует потенциал фирменных процессоров Gigahome, обеспечивая стабильную работу маршрутизатора при минимальной полосе пропускания 2 МГц. Это позволяет усилить мощность сигнала смартфонов до 6 дБ, улучшает его проникновение сквозь стены и значительно расширяет покрытие и ёмкость беспроводной сети.

HUAWEI WiFi AX3 с 4-х ядерным процессором — надёжная основа для интеллектуальной экосистемы

Старшая модель серии HUAWEI WiFi AX3, оснащённая 4-х ядерным процессором Gigahome, поддерживает технологию HUAWEI Share, которая позволяет подключать устройства HUAWEI с помощью касания NFC метки 1 . Больше не нужно делиться паролем от Wi-Fi, достаточно одного прикосновения устройств HUAWEI к роутеру. Кроме того, более мощный процессор старшей версии поддерживает технологию защиты данных HUAWEI HomeSec TM . Независимая зона безопасности (доверенная среда исполнения TEE) встроена непосредственно в процессор, а режим TrustZone реализован на уровне микроядра. Это решение получило сертификат Eal Assurance Level-5 (EAL5) от всемирно признанной организации по сертификации ИТ-продуктов Common Criteria, что еще раз подтверждает гарантии безопасности финансового уровня. В дополнение к фирменной динамической узкополосной технологии, 4-х ядерная версия HUAWEI WiFi AX3 получила четыре независимых усилителя сигнала, что позволяет пользователям создавать распределённые mesh сети из нескольких роутеров, расширяя таким образом покрытие в большом доме, офисном или производственном здании.

Благодаря этим особенностям новые роутеры станут надёжными связующими элементами в создаваемой HUAWEI интеллектуальной экосистеме 1+8+N, обеспечив быстрое, стабильное и безопасное подключение к домашним и корпоративным сетям с расширенным покрытием и интуитивно понятным управлением.

Цены и доступность

Устройство будет доступно на российском рынке в белом цвете. Предварительный заказ на роутеры HUAWEI WiFi AX3 стартует 30 июля 2020 года. C 6 августа устройства появится в продаже. Рекомендованная розничная цена зависит от характеристик продукта: версия с двухъядерным процессором будет стоить 3 490 рублей, а версия с четырёхъядерным процессором обойдётся в 4 990 рублей.

В начале мая Xiaomi анонсировала свой второй роутер с поддержкой Wi-Fi 6 — Mi Router AX1800. Первым таким устройство в портфолио бренда стал Mi AIoT Router AX3600.

Теперь же Mi Router AX1800 можно заказать в Китае. Устройство доступно для предзаказа с 15 мая: нужно оставить депозит в 30 юаней (примерно 5 долларов) на сайте JD.com. Цене же роутера составит всего 299 юаней или около 46 долларов.

Стоит отметить внешний вид устройства, которое выполнено в форм-факторе башни и по продуктовым фотографиям очень напоминает Xbox Series X. Благодаря такой конструкции должно обеспечиваться покрытие на 360 градусов.

Mi Router AX1800 поддерживает диапазоны 2,4 и 5 ГГц. Внутри стоит два независимых усилителя сигнала Qorvo, которые усиливают сигнал на 4 дБ и таким образом увеличивают покрытие на 50 процентов.

Роутер поддерживает технологию OFDMA. Внутри 256 МБ оперативной памяти и есть поддержка MESH-технологии. К устройству одновременно можно подключить до 128 девайсов. Есть поддержка технологии Tencent Online Game Accelerator, которая позволяет кастомизировать настройки для онлайн-гейминга на ПК, консолях и смартфонах. В Китае можно получить три месяца подписки от Tencent в качестве бонуса.

Wi-Fi в общественных местах тормозит. Как решить проблему?

Первый вариант — съесть летучую мышь, заразить весь мир какой-то хренью и готово! Нет людей в общественных местах — нет проблем с Wi-Fi!

Но есть и другой, чуть более умный вариант. И он называется Wi-Fi 6!

Мы разобрались в новом стандарте и, я скажу вам — это просто пушка.

Сегодня разберем в чём крутость Wi-Fi 6 и ответим на вопрос — кому в первую очередь надо закупать новые роутеры!

Нейминг. 802.11ax = Wi-Fi 6

Вы наверное заметили, что никакого Wi-Fi 5 не было. Для простого пользователя названия были не самыми понятными, в формате 802.11 и дальше какая-то буква: a, b, g, n, ac, ax.

Эту проблему решили исправить и дали стандартам человеческие имена.  Так четвертое поколение стандарта 802.11n — теперь называется Wi-Fi 4, ac — Wi-Fi 5, а новый стандарт ax — Wi-Fi 6. А ещё появились классные иконки с циферками.

Проблемы старого Wi-Fi

Хэй! Да зачем нам вообще новый стандарт? Дома и так интернет летает! Я согласен, тоже всё себе настроил, смотрю Netflix в 4К без напрягов. Но то, что у нас есть сейчас, это каменный век по сравнению с тем, что предлагает Wi-Fi 6.

Как работает Wi-Fi

У меня дома куча гаджетов подключенных к сети: несколько смартфонов, планшет, Chromecast, всякие умные лампочки и прочее. Всего около 30 гаджетов. И все они конкурируют за канал.

И как думаете, как текущие и более старые итерации Wi-Fi разруливают такую ситуацию? Очень просто, Wi-Fi переходит в режим лучше всего описанный народной мудростью “кто первый встал — того и тапки”.

Да-да, вы всё правильно поняли. Например, вы смотрите сериальчик в 4К или стримите царский геймплей и в данную секунду для вас нет ничего важнее, но не для роутера, к которому по сто раз в секунду стучится умная лампочка, которую вы уже месяц не включали. Соответственно, ваше устройство, нет-нет да встаёт в очередь.

И естественно, чем больше устройств в сети — тем выше конкуренция и хаос!

OFDMA — делим канал на части

Wi-Fi 6 решает эту проблема благодаря крышесносной технологии OFDMA — orthogonal frequency division multiple access или по-русски множественный доступ с ортогональным частотным разделением.

Эта штука пришла на смену технологии OFDM, без буквы A в конце. Чем они между собой отличаются? Немного логистической аналогии.

Допустим надо отправить три посылки трём клиентам. Что сделает OFDM. Он упакует три посылки в три разных грузовика, и отправит их трём клиентам. ПО ОЧЕРЕДИ! Даже не одновременно! И именно так работает наш Wi-Fi! Блин, 21 век.

Как думаете что сделает новенький OFDMA?

Он упакует три посылки в один грузовик и доставит их трём клиентам одновременно. А те уже сами разберут, что кому. Представьте насколько сильно это сократит время ожидания! За одну и ту же единицу времени мы сможем передавать в разы больше информации.

В условиях высокой плотности устройств эффективности сети и скорость на пользователя может возрасти в 4 раза! Но самое интересное, как такое стало возможно?

OFDMA делит канал передачи данных на множество суб-каналов, которые называются ресурсные единицы (resource unit, RU). После чего динамически распределяет эти единицы между клиентами. Может даже в какой-то момент выделить весь канал одному клиенту. Ну если очень надо!

Ресурсных единиц может быть до 74 штук, а значит 74 устройства смогут получать данные одновременно.

Ключевой момент тут состоит в том, что если раньше OFDM был ориентирован на устройство по принципу конкуренции и всё это приводило к хаосу, когда устройств в сети становилось много, то OFDMA ориентирован на точку доступа по принципу планирования, это позволят каждому устройству выделить больше внимания.

Интересно, что эта технология уже давно используется в мобильных сетях LTE. Просто раньше было нереально запихнуть целую базовую станцию GSM в маленький роутер, пылящийся под телевизором — а теперь технологии позволяют!

MU-MIMO — мультиюзер

Но только не подумайте, что в Wi-Fi 5 совсем не было многозадачности. Она была, но только базировалась на совершенно другой технологии под названием MU-MIMO.

Вы обратили внимание, что если раньше на роутерах была одна антенна, то теперь роутеры выглядят как пауки. Во многом это из-за MU-MIMO (многопользовательская MIMO-система / multiple-input, multiple-output — «множественный вход, множественный выход»).

Эта технология позволят выделить каждому устройству по своей антенне и одновременно посылать им данные. Так Wi-Fi 5 поддерживал работу с четырьмя пользователями одновременно, но только в одном направлении от роутера к клиенту. Кстати, очень крутая технология…

Так вот, в Wi-Fi 6 она тоже есть! Но прокачанная! Теперь количество одновременных соединений увеличено до 8, и всё работает в обе стороны: и на получение данных и а оправку.

А значит можно будет ввосьмером запереться в комнате и закачивать файлы в облако! Правда роутер с восемью антеннами выглядит немного пугающе.

Beamforming

А чтобы MIMO — не стрелял мимо, поддерживается beamforming или технология формирования направленного луча!

Есть две разновидности:
Explicit beamforming — технология явного формирования луча.
В этом случае роутер пуляет сигнальные пакеты со всех антенн, во все стороны. А потом спрашивает у клиента, что ему прилетело. Так вычисляется положение клиента и оптимальные для него настройки. Например, может быть скорректирована мощность и длина волны чтобы она лучше огибала препятствия.

А если клиентское устройство не умеет отвечать на такой запрос, есть более топорный но тоже рабочий метод — implicit beamforming, или универсальное формирование луча.
В этом случает роутер путём перебора меняет направление и силу сигнала и делает это пока не будет достигнута максимальная скорость у клиента.

Технологии OFDMA и MU-MIMO дополняют друг друга и могут использоваться в разных сценариях. OFDMA идеально подходит, когда есть много устройств IoT, а MU-MIMO классно работает, когда несколько устройств сильно грузят канал, например для видеостриминга.

BSS Coloring

Вы скажете, ну и что! У меня и так ничего не тупит. Все устройства, все умные чайники я прицепил на канал 2.4 ГГц, а чувствительные к скорости девайсы работают на 5 ГГц. Я отвечу — это мудрое решение! И на самом деле я тоже поступил так. Но оно вам не поможет, если все ваши соседи делают также. И дело тут не только в загруженности частот. Смотрите, это интересно!

Оказывается наши роутеры постоянно слушают частоту. Они проверяют свободен ли канал для передачи. Если летает много пакетов информации, в том числе чужих — окей, я подожду. А если канал свободен отправляют данные.

Проблема в том, что роутеры раньше не отличали, где пакеты из своей сети от подачек из чужой сети. Поэтому из-за пересечения сигналов роутер постоянно думал что канал загружен и поэтому он простаивал. Представляете? Сосед что-то качает, а ваш роутер думает, что это вы ему, что-то ходите отправить! Какой-то бред, да?

В Wi-Fi 6 эту проблему решили! Благодаря функции BSS Coloring. Появился способ отделить «свою» передачу от «посторонней».

Теперь каждый пакет, своей сети, “рассрашивается” определенным цветом. Не в буквальном смысле, естественно. На пакетах просто появляется цифровая подпись. Теперь роутер прослушивая частоты сразу будет видеть. Ага эти пакеты из моей сети Valera In Da House, а остальное будем игнорировать. Тем самым проблема с пересечением сигналов была решена.

Модуляция QAM

Ну и конечно в Wi-Fi 6 прокачали скорость. Если раньше на условном участке волны кодировалось 8-бит информации. Теперь плотность кодирования подросла до 10 бит!

Это штука называется квадратурная амплитудная модуляция 1024 QAM. А раньше была 25-QAM.  Эти два бита информации позволяют увеличить скорость на 25%! Неплохо.

Скорость

А что со скоростью на практике? Всё сильно зависит от оборудования. Но если всё правильно подобрать можно увидеть прирост скорости до 50%.

Ребята из CNET например, получили прирост скорости с 938 мбит/с до 1523! Мне кажется, это очень достойно!

Какие устройства поддерживают

Раз уж мы рассказываем про Wi-Fi 6, я воспользовался случаем и взял себе роутер от ASUS с поддержкой Wi-Fi 6 — RT-AX92U или AX6100. Конечно он поддерживает все то? о чем мы рассказываем в этом видео. К тому же это не роутер, это Mesh-система. Расскажу что это такое?

Несколько таких роутеров можно объединить в сеть для того, чтобы увеличить зону покрытия. Что актуально для многоэтажных домов офисов или просто квартир с непробиваемыми стенами.

Не стоит путать Mesh-систему с Wi-Fi-репитерами. Репитер работает как звено в цепочке. Он ловит сигнал основной сети, и на его основе создает новую сеть. И чтобы работать с новой сетью к ней придётся отдельно подключаться. Это неудобно. Плюс ко всему, репитер обрубает скорость где-то в два раза.

В отличие от репитеров, Mesh-система работает как единый организм. А в случае с роутерами ASUS — как умный организм.

Используется технология интеллектуальной ячеистой сети AiMesh. Роутеры подключаются между собой по отдельному каналу связи, проводному или беспроводному (5 Ггц). Далее они создают единую пользовательскую сеть. Когда пользователь перемещается по помещению, система автоматически переключает его между узлами сети. Параллельно подстраивая мощность сигнала каждого узла для оптимального качества приема. Для пользователя перемещение между узлами становится абсолютно бесшовным.

Новые роутеры подключаются к сети автоматически, без каких-либо доп настроек.

Но самое классное в Mesh-системах ASUS, в рамках одной сети могут работать разные модели устройств. Главное, чтобы поддерживалась технология. Поэтому если понадобится масштабировать сеть, не надо будет париться по поводу конкретной модели.

Итоги и выводы

Поговорили о хорошем теперь ложка дёгтя или даже целое ведро Чтобы все фишки, о которых я тут рассказываю заработали необходима поддержка не только на уровне передатчика, но и приёмника. В противном случае Wi-Fi будет работать в режиме Legacy.

А самое главное, чтобы сеть работала эффективно нужно чтобы больше половины устройств подключенных к сети поддерживали Wi-Fi 6.

И вот тут, надеяться что все быстро заменят свой парк умных лампочек, старых планшетов, ноутбуков и прочего не приходится. Надежда только на смартфоны. Все новые флагманы уже поддерживают Wi-Fi 6, это и новые iPhone и Samsung, начиная с S10, также и линейка HUAWEI P40.

Думаю, что через года 2-3 уже будем радоваться преимуществам нового Wi-Fi.

Но кому можно закупать роутеры уже сейчас? Гикам, которые часто обновляют технику. Различным студиям, для которых важен быстрый Wi-Fi в офисе. Ну и конечно геймерам. Потому что в Wi-Fi 6 сильно уменьшили задержки. К тому же роутеры покупаешь на несколько лет, поэтому если у вас вдруг «вылетел» нынешний роутер или вас не устраивает скорость его работы и вы задумываетесь над приобретением роутера — задумайтесь именно о WI-Fi 6.

Валерий Истишев объясняет, почему решил организовать MESH-систему вместо стандартных способов обустройства домашнего Wi-Fi.

Подробнее про Orbi можно узнать на официальном сайте Netgear.

Google уже официально назначила дату мероприятия на 4 октября, где покажет Pixel и Pixel XL. По слухам, компания не ограничится смартфонами и презентует ещё несколько девайсов.

Инсайдеры сообщают о Wi-Fi-роутере, медиаплеере Chromecast Ultra и колонке Home со встроенным виртуальным помощником Assistant.
(далее…)

Компания постоянно расширяет ассортимент продукции. Часть гаджетов компания разрабатывает самостоятельно, часть доверяет посторонним брендам, вроде Huami и YI Technology. Последняя хорошо известна видеоблогерам, благодаря недорогим экшн-камерам.

Сегодня Xiaomi представила беззеркальную камеру Yi M1, продажи которой начнутся на этой неделе.
(далее…)

К 10 сентября внутри Бульварного кольца заработает около 200 точек доступа к бесплатному Wi-Fi.

Об этом со ссылкой на пресс-службу столичного Департамента информационных технологий сообщает официальный сайт мэра Москвы.
(далее…)