Tryb bezprzewodowy 802.11. Standard AC Wi-Fi

Istnieje kilka typów sieci WLAN, które różnią się organizacją sygnału, szybkością transmisji danych, zasięgiem sieci oraz charakterystyką nadajników i odbiorników radiowych. Najpopularniejsze sieci bezprzewodowe to IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac i inne.

Specyfikacje 802.11a i 802.11b zostały po raz pierwszy zatwierdzone w 1999 roku, ale najbardziej rozpowszechnione są urządzenia oparte na standardzie 802.11b.

Standard Wi-Fi 802.11b

Standard 802.11b Oparty na modulacji Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Cały zakres pracy podzielono na 14 kanałów rozmieszczonych w odstępach 25 MHz, aby wyeliminować wzajemne zakłócenia. Dane są przesyłane jednym z tych kanałów bez przełączania się na inne. Jednocześnie można używać tylko 3 kanałów. Szybkość transmisji może zmieniać się automatycznie w zależności od poziomu zakłóceń i odległości między nadajnikiem a odbiornikiem.

Standard IEEE 802.11b realizuje maksymalną teoretyczną szybkość transmisji 11 Mb / s, co jest porównywalne z okablowaniem 10 BaseT Ethernet. Należy pamiętać, że ta prędkość jest możliwa podczas przesyłania danych z jednego urządzenia WLAN. Jeżeli w środowisku działa jednocześnie większa liczba stacji abonenckich, wówczas szerokość pasma jest rozdzielana między wszystkie, a szybkość transmisji danych na użytkownika maleje.

Standard Wi-Fi 802.11a

Standard 802.11a została przyjęta w 1999 roku, jednak znalazła zastosowanie dopiero od 2001 roku. Ten standard jest używany głównie w USA i Japonii. W Rosji i Europie nie jest rozpowszechniony.

Standard 802.11a wykorzystuje schemat modulacji sygnału zwany Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Główny strumień danych jest dzielony na kilka równoległych podstrumieni ze stosunkowo niską przepływnością, a następnie stosowana jest odpowiednia liczba nośnych w celu ich modulacji. Standard definiuje trzy obowiązkowe szybkości transmisji danych (6, 12 i 24 Mbit / s) oraz pięć dodatkowych (9, 18, 24, 48 i 54 Mbit / s). Możliwe jest również jednoczesne korzystanie z dwóch kanałów, co podwaja szybkość przesyłania danych.

Standard Wi-Fi 802.11g

Standard 802.11g został ostatecznie zatwierdzony w czerwcu 2003 r. Stanowi dalsze ulepszenie specyfikacji IEEE 802.11b i implementuje transmisję danych w tym samym zakresie częstotliwości. Główną zaletą tego standardu jest zwiększona przepustowość - szybkość transmisji danych w kanale radiowym sięga 54 Mbit / s, w porównaniu z 11 Mbit / s dla 802.11b. Podobnie jak IEEE 802.11b, nowa specyfikacja działa w paśmie 2,4 GHz, ale wykorzystuje ten sam schemat modulacji co 802.11a, czyli zwielokrotnianie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM), aby zwiększyć prędkość.

Standard 802.11g jest zgodny z 802.11b. Tak więc karty 802.11b mogą pracować w sieciach 802.11g (ale nie szybciej niż 11 Mb / s), a karty 802.11g mogą zmniejszać szybkość przesyłania danych do 11 Mb / s, aby pracować w starszych sieciach 802.11b.

Standard Wi-Fi 802.11n

Standard 802.11 n została ratyfikowana 11 września 2009 roku. Zwiększa to prędkość przesyłu danych prawie 4-krotnie w porównaniu ze standardowymi urządzeniami 802.11g (którego maksymalna prędkość wynosi 54 Mb / s), gdy jest używany w trybie 802.11n z innymi urządzeniami 802.11n. Maksymalna teoretyczna szybkość przesyłania danych wynosi 600 Mb / s przy transmisji danych przez cztery anteny jednocześnie. Jedna antena - do 150 Mbit / s.

Urządzenia 802.11n działają w pasmach częstotliwości 2,4 - 2,5 lub 5,0 GHz.

Standard IEEE 802.11n oparty jest na technologii OFDM-MIMO. Większość funkcjonalności jest zapożyczona ze standardu 802.11a, jednak standard IEEE 802.11n ma możliwość wykorzystania zarówno zakresu częstotliwości przyjętego dla standardu IEEE 802.11a, jak i zakresu częstotliwości przyjętego dla standardów IEEE 802.11b / g. W związku z tym urządzenia obsługujące standard IEEE 802.11n mogą działać w zakresie częstotliwości 5 GHz lub 2,4 GHz, z określoną implementacją zależną od kraju. W Rosji urządzenia ze standardem IEEE 802.11n będą obsługiwać zakres częstotliwości 2,4 GHz.

Zwiększenie prędkości transmisji w standardzie IEEE 802.11n jest osiągane dzięki: podwojeniu szerokości kanału z 20 do 40 MHz, a także dzięki wdrożeniu technologii MIMO.

Standard Wi-Fi 802.11ac

Standard 802.11ac jest dalszym rozwinięciem technologii wprowadzonych do standardu 802.11n. W specyfikacjach urządzenia 802.11ac są klasyfikowane jako VHT (Very High Throughput) - z bardzowysoka przepustowość. Sieci 802.11ac działają wyłącznie w paśmie 5 GHz. Szerokość pasma kanału radiowego może wynosić 20, 40, 80 i 160 MHz. Możliwe jest również połączenie dwóch kanałów radiowych 80 + 80 MHz.

802.11n kontra 802.11ac

Źródła:

1. NA. Steputin, A.D. Nikolaev.Komunikacja mobilna na drodze do 6G ... W 2 T. - wyd. 2. - Moskwa-Wołogda: Infra-Engineering, 2018. - 804p. : chory.

2. A.E. Ryżkow, V.A. Lavrukhin Heterogeniczne sieci dostępu radiowego: tutorial. - SPb. : SPbGUT, 2017. - 92 str.

Protokół Bezprzewodowa wierność został opracowany, przerażająco, w 1996 roku. Początkowo zapewniał użytkownikowi minimalną szybkość przesyłania danych. Ale mniej więcej co trzy lata wprowadzano nowe standardy Wi-Fi. Zwiększyły prędkość odbioru i transmisji danych, a także nieznacznie zwiększyły szerokość pokrycia. Każda nowa wersja protokołu jest oznaczona jedną lub dwiema łacińskimi literami po numerach 802.11 ... Niektóre standardy Wi-Fi są wysoce wyspecjalizowane - nigdy nie były używane w smartfonach. Porozmawiamy tylko o tych wersjach protokołu przesyłania danych, o których zwykły użytkownik musi wiedzieć.

Pierwszy standard nie miał oznaczenia literowego. Urodził się w 1996 roku i jest używany od około trzech lat. Dane bezprzewodowo za pomocą tego protokołu były pobierane z prędkością 1 Mb / s. To jest bardzo małe jak na nowoczesne standardy. Pamiętajmy jednak, że w tamtym czasie nie było mowy o dostępie do „dużego” Internetu z urządzeń przenośnych. W tamtych latach nawet WAP nie był tak naprawdę rozwijany, strony internetowe, w których rzadko ważyły \u200b\u200bwięcej niż 20 KB.

Generalnie nikt wtedy nie doceniał zalet nowej technologii. Standard był używany do ściśle określonych celów - do debugowania sprzętu, zdalnej konfiguracji komputera i innych mądrości. Zwykli użytkownicy w tamtych czasach mogli tylko pomarzyć o telefonie komórkowym, a słowa „bezprzewodowa transmisja danych” stały się dla nich jasne dopiero po kilku latach.

Jednak mała popularność nie przeszkodziła w rozwoju protokołu. Stopniowo zaczęły pojawiać się urządzenia zwiększające moc modułu transmisji danych. Szybkość z tą samą wersją Wi-Fi podwoiła się - do 2 Mb / s. Ale było jasne, że to jest limit. w związku z tym Wi-Fi Alliance (połączenie kilku dużych firm, utworzone w 1999 roku) musiało opracować nowy standard, który zapewni wyższą przepustowość.

Wi-Fi 802.11a

Pierwszym stworzeniem Wi-Fi Alliance był protokół 802.11a, który również nie stał się w żaden sposób popularny. Różnica polegała na tym, że technika mogła wykorzystywać częstotliwość 5 GHz. W rezultacie szybkość przesyłania danych wzrosła do 54 Mb / s. Problem polegał na tym, że ten standard był niekompatybilny z dotychczas stosowaną częstotliwością 2,4 GHz. W rezultacie producenci musieli zainstalować podwójny nadajnik-odbiornik, aby działać na obu częstotliwościach. Nie trzeba dodawać, że to wcale nie jest kompaktowe rozwiązanie?

W smartfonach i telefonach komórkowych ta wersja protokołu praktycznie nie była używana. Tłumaczy to fakt, że po około roku wyszło znacznie wygodniejsze i popularne rozwiązanie.

Wi-Fi 802.11b

Projektując ten protokół, twórcy powrócili do częstotliwości 2,4 GHz, która ma niezaprzeczalną zaletę - szeroki obszar pokrycia. Inżynierom udało się to osiągnąć, gadżety nauczyły się przesyłać dane z prędkością od 5,5 do 11 Mb / s. Wszystkie routery natychmiast zaczęły otrzymywać wsparcie dla tego standardu. Stopniowo takie Wi-Fi zaczęły pojawiać się w popularnych urządzeniach przenośnych. Na przykład smartfon E65 mógł pochwalić się swoim wsparciem. Co najważniejsze, Wi-Fi Alliance zapewniło kompatybilność z pierwszą wersją standardu, więc okres przejściowy minął zupełnie niezauważony.

Do końca pierwszej dekady XXI wieku to protokół 802.11b był używany przez wiele technologii. Prędkości przez nich dostarczane były wystarczające dla smartfonów, przenośnych konsol do gier i laptopów. Prawie wszystkie nowoczesne smartfony obsługują ten protokół. Oznacza to, że jeśli masz w pokoju bardzo stary router, który nie może przesyłać sygnału przy użyciu nowocześniejszych wersji protokołu, smartfon nadal będzie rozpoznawał sieć. Chociaż na pewno nie będziesz zadowolony z szybkości przesyłania danych, od teraz stosujemy zupełnie inne standardy szybkości.

Wi-Fi 802.11g

Jak już zrozumiałeś, ta wersja protokołu jest wstecznie kompatybilna z poprzednimi. Wyjaśnia to fakt, że częstotliwość robocza nie uległa zmianie. Jednocześnie inżynierom udało się zwiększyć prędkość odbierania i wysyłania danych do 54 Mbit / s. Standard został wydany w 2003 roku. Przez pewien czas ta prędkość wydawała się wręcz nadmierna, dlatego wielu producentów telefonów komórkowych i smartfonów opóźniało jej wdrożenie. Po co tak szybki transfer danych, skoro ilość pamięci wbudowanej w urządzeniach przenośnych była często ograniczona do 50-100 MB, a pełnoprawne strony internetowe po prostu nie były wyświetlane na małym ekranie? Jednak stopniowo protokół zyskiwał popularność, głównie dzięki laptopom.

Wi-Fi 802.11n

Najbardziej ambitna aktualizacja standardu miała miejsce w 2009 roku. Narodził się protokół Wi-Fi 802.11n. W tym momencie smartfony nauczyły się już wyświetlać ciężkie treści internetowe w wysokiej jakości, więc nowy standard się przydał. Różnice w stosunku do poprzedników polegały na zwiększeniu prędkości i teoretycznym wsparciu dla częstotliwości 5 GHz (podczas gdy 2,4 GHz też nie zniknęło). Po raz pierwszy do protokołu wprowadzono obsługę technologii MIMO... Polega na wsparciu odbioru i transmisji danych jednocześnie na kilku kanałach (w tym przypadku dwoma). Pozwoliło to teoretycznie osiągnąć prędkość 600 Mb / s. W praktyce jednak rzadko przekraczał 150 Mb / s. Wpływ na to miała obecność zakłóceń na ścieżce sygnału od routera do urządzenia odbiorczego, a wiele routerów utraciło obsługę MIMO, aby zaoszczędzić pieniądze. Podobnie, budżetowe urządzenia nadal nie miały możliwości pracy z częstotliwością 5 GHz. Ich twórcy wyjaśniali, że częstotliwość 2,4 GHz w tamtym momencie nie była jeszcze mocno obciążona, dlatego nabywcy routera tak naprawdę nic nie stracili.

Nadal aktywnie wykorzystywany jest standard Wi-Fi 802.11n. Chociaż wielu użytkowników zauważyło już szereg jego niedociągnięć. Po pierwsze, ze względu na częstotliwość 2,4 GHz nie obsługuje agregacji więcej niż dwóch kanałów, dlatego teoretyczne ograniczenie prędkości nigdy nie jest osiągane. Po drugie, w hotelach, centrach handlowych i innych zatłoczonych miejscach kanały zaczynają się nakładać, co powoduje zakłócenia - strony internetowe i treści ładują się bardzo wolno. Wszystkie te problemy zostały rozwiązane przez wydanie kolejnego standardu.

Wi-Fi 802.11ac

W chwili pisania tego tekstu najnowszy i najszybszy protokół. Jeśli poprzednie typy Wi-Fi działały głównie na częstotliwości 2,4 GHz, która ma szereg ograniczeń, to stosuje się tutaj ściśle 5 GHz. Zmniejszyło to prawie o połowę szerokość krycia. Jednak producenci routerów rozwiązują ten problem, instalując anteny kierunkowe. Każdy z nich wysyła sygnał w swoim kierunku. Jednak niektórzy ludzie nadal uważają to za niewygodne z następujących powodów:

• Routery okazują się nieporęczne, ponieważ zawierają cztery lub nawet więcej anten;
• Zaleca się zainstalowanie routera gdzieś pośrodku wszystkich obsługiwanych lokali;
• Routery Wi-Fi 802.11ac zużywają więcej energii niż starsze i tańsze modele.

Główną zaletą nowego standardu jest dziesięciokrotne zwiększenie szybkości oraz rozbudowane wsparcie dla technologii MIMO. Od teraz można połączyć do ośmiu kanałów! W rezultacie teoretyczny przepływ danych wynosi 6,93 Gb / s. W praktyce prędkości są znacznie niższe, ale nawet one wystarczą, aby obejrzeć online jakiś film 4K na urządzeniu.

Dla niektórych możliwości nowego standardu wydają się zbędne. Dlatego wielu producentów nie wdraża jego obsługi w. Protokół nie zawsze jest obsługiwany, a nawet przez dość drogie urządzenia. Na przykład brakuje mu wsparcia (2016), którego nawet po obniżeniu ceny nie można przypisać do segmentu budżetowego. Dowiedzenie się, jakie standardy Wi-Fi obsługuje Twój smartfon lub tablet, jest dość proste. Aby to zrobić, zapoznaj się z pełną specyfikacją techniczną w Internecie lub uruchom ją.

W ciągu prawie dwóch dekad od pojawienia się pierwszych standardów bezprzewodowych, 802.11, pojawiło się pięć uniwersalnych standardów: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n i 802.11ac. Z każdym nowym standardem prędkości Wi-Fi tylko rosły.

Okazało się, że to nie jest limit: są wymieniane nowy standard Wi-Fi - siekiera 802.11 (lub 11AX), która koncentruje się na poprawie wydajności Wi-Fi w środowiskach o dużym natężeniu ruchu danych, a także częstych przeciążeniach sieci.

Siekiera Wi-Fi 802.11 - zwiększ prędkość i pojemność

Jeśli kiedykolwiek próbowałeś połączyć się z Wi-Fi na koncercie lub na lotnisku, oczywiście wiesz, ile ograniczeń ma sieci w tak gęstym środowisku. Nadmiar użytkowników próbujących odebrać sygnał bezprzewodowy zbytnio obciąża sieć, co zmniejsza jej wydajność i stabilność sygnału. Standard 11AX rozwiązuje ten problem, oferując w razie potrzeby lepszy system routingu danych.

Głównym celem poprzednich standardów sieci bezprzewodowych był osiągnięcie maksymalnej prędkości teoretycznej... Dopiero najnowszy standard - 802.11 ac - rozszerzył możliwości podłączenia wielu anten.

Wi-Fi 11AX nadal dzieli szerokość pasma na wiele kanałów przy użyciu technologii OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Ale jednocześnie 11AX może znacznie zwiększyć prędkość sieci bezprzewodowej, lepiej zarządzać jej szerokością pasma, zwłaszcza przy dużym „ruchu” i nakładających się sieciach.

Jaka jest prędkość w sieci Wi-Fi 11AX

Maksymalna prędkość jednego strumienia 802.11ac to około 866 Mb / s, podczas gdy jeden strumień 802.11ax osiąga 1,2 GB / sek... Oznacza to przesyłanie strumieniowe Ultra HD 4K bez opóźnień, pobieranie pełnego oprogramowania w mgnieniu oka oraz możliwość integracji całej rodziny inteligentnych urządzeń.

Prędkości, które można uzyskać, zależą oczywiście od sieci i używanego przez nią sprzętu. Duża profesjonalna sieć, która już ma silny sygnał, będzie oczywiście miała znacznie wyższe prędkości niż sieci w małych firmach. Tak czy inaczej, można osiągnąć czterokrotny wzrost sygnału prądu, co oznacza znaczny wzrost całkowitej przepustowości sieci.

Niższy limit prędkości? Oprócz poprawy wydajności i zasięgu, 11AX został zaprojektowany w celu zwiększenia przepustowości pasm 2,4 GHz i 5 GHz w różnych środowiskach - od domu do szkoły, firmy, lotniska, stadionu itp. Nie ma znaczenia, gdzie używasz sieci Wi-Fi. -Fi, można osiągnąć czterokrotny wzrost aktualnej prędkości.

Wydajność Wi-Fi 11AX

Szybkość nie jest jedynym ważnym czynnikiem. 11AX ma również na celu wdrożenie mechanizmów zapewniających spójny i niezawodny przepływ danych dla większej liczby użytkowników. Oznacza to lepszą wydajność i utrzymanie łączności nawet przy dużym ruchu w sieci.

Standard 11AX działa zarówno w paśmie 2,4, jak i 5 GHz, zachowując istniejące przepustowości kanałów, zwiększając jednocześnie przepustowość sieci i rozszerzając sposób przesyłania danych do wielu urządzeń.

Standard 11AX obsługuje również wielodostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA), technologię zaprojektowaną w celu poprawy przepustowości mobilne sieci LTE.

W obecnej aplikacji za każdym razem, gdy router wysyła dane do urządzenia, wykorzystuje całą przepustowość kanału, niezależnie od rodzaju danych lub ilości aktywnie pobieranych informacji. Dzięki OFDMA kanały te można podzielić, co zwiększa ilość danych, które mogą być jednocześnie przesyłane i odbierane.

Oprócz, nowy standard 802.11 ax pozwala zaplanować czas „budzenia”, kiedy komunikacja jest dozwolona (co zmniejsza obciążenie). 11AX obsługuje nie tylko kodowanie 1024QAM, aby przenosić więcej jednostek informacji na symbol, ale także długie symbole OFDM dla większej przepustowości i mniej zakłóceń.

Cechy i zalety Wi-Fi 11AX

Większość użytkowników Wi-Fi rozumie, że podłączenie wielu urządzeń zmniejsza przepustowość sieci, co powoduje spowolnienia, niepotrzebne buforowanie i rozłączenia.

Zapewnia nowy standard, zwany także siecią bezprzewodową o wysokiej wydajności (HEW) kolejna warstwa kontroli Wi-Fi.

Standard obejmuje następujące główne funkcje:

• Wstecznie kompatybilny z poprzednimi standardami bezprzewodowych Wi-Fi (802.11 a / b / g / n / ac)
• Możliwość jednoczesnej pracy w pasmach 5 GHz i 2,4 GHz (a nie na jednym lub drugim, jak w poprzednich standardach).
• Szerokość kanału 2/5/10 MHz dla zakresów powyżej 20 MHz.
• Zwiększona przepustowość i wydajność:
  • 1,5 razy szybszy niż w standardzie 802.11 ac
  • 3,8 razy szybsze niż 2,4 GHz 802.11n
• Duża przepustowość w obiektach o dużej gęstości (np. Stadiony)
• Do 8x szybsze niż urządzenia inne niż MU-MIMO dzięki łączom wyższego i niższego poziomu MU-MIMO (DL / UL)
• 20% więcej czasu antenowego z routera, co oznacza, że \u200b\u200bmożna przesłać więcej danych
• Ulepszone zarządzanie energią dla dłuższej żywotności baterii
• Kolorowe BSS - innymi słowy, każda sieć otrzyma swój własny kolor, dzięki czemu będzie łatwa do rozróżnienia

Kiedy zostanie uruchomiony standard 11AX

W związku z faktem, że Wi-Fi 11AX zwiększa średnie szybkości transmisji danych na użytkownika, ten standard najlepiej nadaje się do środowisk o dużym zagęszczeniu, takich jak hotele, budynki mieszkalne i kampusy.

Gdy urządzenia wielu użytkowników są podłączone do tej samej sieci, muszą konkurować o dostępne zasoby i przesyłać dane sekwencyjnie, jeden po drugim. Dzięki 11AX wiele urządzeń może jednocześnie przesyłać dane na tej samej częstotliwości i w tej samej sieci.

To znaczy Wi-Fi w standardzie 11AX Nie chodzi tylko o zwiększenie szybkości sieci. Ten standard poprawia wydajność i eliminuje problemy spowodowane przeciążeniem i zatorami w sieciach Wi-Fi.

Dzisiaj rozważymy wszystkie istniejące standardy IEEE 802.11, które określają użycie określonych metod i szybkości transmisji danych, metod modulacji, mocy nadajnika, pasm częstotliwości, w których działają, metod uwierzytelniania, szyfrowania i wielu innych.

Tak się złożyło, że od samego początku niektóre standardy działają na poziomie fizycznym, inne na poziomie nośnika transmisji danych, a inne na wyższych poziomach modelu interakcji systemów otwartych.

Istnieją następujące grupy norm:

IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11ni IEEE 802.11ac uzupełniają działanie sprzętu sieciowego (warstwa fizyczna).
IEEE 802.11d, IEEE 802.11e, IEEE 802.11i, IEEE 802.11j, IEEE 802.11h oraz IEEE.
802.11r - ustawienia multimediów, częstotliwość radiowa, zabezpieczenia, transmisja multimediów i nie tylko.
IEEE 802.11f IEEE 802.11c - zasada interakcji między punktami dostępowymi, działanie mostów radiowych itp.

IEEE 802.11

Standard IE EE 802.11 był „pierworodnym” wśród standardów sieci bezprzewodowych. Prace nad nim rozpoczęły się w 1990 roku. Zgodnie z oczekiwaniami dokonała tego grupa robocza z IEEE, której celem było stworzenie jednego standardu dla sprzętu radiowego działającego na częstotliwości 2,4 GHz. Jednocześnie zadaniem było osiągnięcie prędkości 1 i 2 Mbit / s odpowiednio metodami DSSS i FHSS.

Prace nad stworzeniem standardu zakończyły się po 7 latach. Cel został osiągnięty, ale szybkość. który nowy standard był zbyt krótki jak na współczesne potrzeby. Dlatego grupa robocza z IEEE zaczęła opracowywać nowe, szybsze standardy.
Twórcy standardu 802.11 wzięli pod uwagę specyfikę architektury systemu komórkowego.

Dlaczego komórkowa? To bardzo proste: pamiętaj tylko, że fale rozchodzą się w różnych kierunkach w określonym promieniu. Okazuje się, że okolica wygląda jak plaster miodu. Każda taka komórka działa pod kontrolą stacji bazowej, która jest punktem dostępowym. Często nazywany plastrem miodu podstawowy obszar usług.

Aby podstawowe obszary usług komunikowały się ze sobą, istnieje specjalny system dystrybucji (Distribution System. DS). Wadą systemu dystrybucji 802.11 jest brak możliwości roamingu.

Standard IEEE 802.11 przewiduje działanie komputerów bez punktu dostępowego, w ramach jednej komórki. W takim przypadku funkcje punktu dostępowego są realizowane przez same stacje robocze.

Norma ta została zaprojektowana i skupiona na sprzęcie pracującym w paśmie częstotliwości 2400-2483,5 MHz. Jednocześnie promień komórki sięga 300 m, nie ograniczając topologii sieci.

IEEE 802.11a

IEEE 802.11a jest to jeden z obiecujących standardów sieci bezprzewodowych, który jest przeznaczony do pracy w dwóch pasmach radiowych - 2,4 i 5 GHz. Zastosowana metoda OFDM pozwala na osiągnięcie maksymalnej szybkości transmisji danych 54 Mb / s. Oprócz tego specyfikacje przewidują inne prędkości:

• obowiązkowe 6. 12 n 24 Mbnt / s;
• opcjonalnie - 9, 18,3G. 18 i 54 Mbnt / s.

Ten standard ma również zalety i wady. Korzyści są następujące:

• korzystanie z równoległej transmisji danych;
• wysoka szybkość transferu;
• możliwość podłączenia dużej liczby komputerów.

Wady standardu IEEE 802.1 1a to:

• mniejszy promień sieci przy wykorzystaniu pasma 5 GHz (ok. 100 m): J wyższy pobór mocy nadajników radiowych;
• wyższy koszt wyposażenia w porównaniu z wyposażeniem innych standardów;
• do korzystania z pasma 5 GHz wymagane jest specjalne zezwolenie.

Aby osiągnąć wysokie szybkości transmisji danych, standard IEEE 802.1 1a wykorzystuje w swojej pracy technologię QAM.

IEEE 802.11b

Praca nad standardem IEEE 802 11b (inna nazwa dla IFEE 802.11 High rate, high bandwidth) została ukończona w 1999 roku, a nazwa Wi-Fi (Wireless Fidelity, wireless fidelity) jest z nim związana.

Ten standard jest oparty na Direct Spread Spectrum (DSSS) przy użyciu 8-bitowych sekwencji Walsha. W tym przypadku każdy bit danych jest kodowany przy użyciu sekwencji kodów komplementarnych (SSK). Pozwala to na osiągnięcie szybkości przesyłania danych 11 Mb / s.

Podobnie jak podstawowy standard, IEEE 802.11b działa z częstotliwością 2,4 GHz, używając nie więcej niż trzech nienakładających się kanałów. Zasięg sieci to około 300 m.

Charakterystyczną cechą tego standardu jest to, że w razie potrzeby (na przykład pogorszenie jakości sygnału, odległość od punktu dostępowego, różne zakłócenia) szybkość przesyłania danych można zmniejszyć do 1 Mb / s. Wręcz przeciwnie, po wykryciu, że jakość sygnału uległa poprawie, sprzęt sieciowy automatycznie zwiększy szybkość transmisji do jej maksimum. Mechanizm ten nazywa się dynamiczną zmianą szybkości.

Oprócz wyposażenia w standardzie IEEE 802.11b. wspólny sprzęt IEEE 802.11b *... Różnica między tymi standardami polega tylko na szybkości przesyłania danych. W tym drugim przypadku jest to 22 Mbit / s ze względu na zastosowanie metody binarnego kodowania splotów pakietów (PSCC).

IEEE 802.11d

Standard IEEE 802.11d określa parametry kanałów fizycznych i sprzętu sieciowego. Opisuje zasady rządzące dopuszczalną mocą promieniowaną nadajników w zakresach częstotliwości dozwolonych przez prawo.

Ten standard jest bardzo ważny, ponieważ do obsługi sprzętu sieciowego wykorzystywane są fale radiowe. Jeśli nie pasują do określonych parametrów. Może to zakłócać działanie innych urządzeń. działające w tym lub w pobliżu zakresu częstotliwości.

IEEE 802.11e

Ponieważ w sieciach można przesyłać dane o różnych formatach i wadze, potrzebny jest mechanizm, który określałby ich znaczenie i przypisywałby odpowiedni priorytet. Za to odpowiada norma. IEEE 802.11e, zaprojektowany do dostarczania strumieniowych danych wideo lub audio z gwarantowaną jakością i dostarczaniem.

IEEE 802.11f

Standard IEEE 802.11f przeznaczony do uwierzytelniania sprzętu sieciowego (stacji roboczej) podczas przenoszenia komputera użytkownika z jednego punktu dostępowego do drugiego, czyli między segmentami sieci. W takim przypadku zaczyna obowiązywać protokół wymiany informacji serwisowych IAPP (protokół między punktami dostępowymi), co jest niezbędne do przesyłania danych między punktami dostępowymi, co pozwala na efektywną organizację pracy rozproszonych sieci bezprzewodowych.

IEEE 802.11g

Drugim najpopularniejszym obecnie standardem jest standard IEEE 802.11g. Celem stworzenia tego standardu było osiągnięcie szybkości transmisji danych 54 Mb / s.
Podobnie jak IEEE 802.11b. standard IEEE 802.11g jest przeznaczony do pracy w zakresie częstotliwości 2,4 GHz. IEEE 802.11g określa wymagane i możliwe szybkości transmisji danych:

• wymagane -1; 2; 5,5; 6; jedenaście; 12 i 24 Mb / s;
• możliwe - 33; 36; 48 n 54 Mbit / s.

Aby osiągnąć te wskaźniki, stosuje się kodowanie przy użyciu sekwencji kodów komplementarnych (SSK). Multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM), kodowanie hybrydowe (CCK-OFDM) i binarne kodowanie splotów pakietów (PBCC).

Warto zauważyć, że tę samą prędkość można osiągnąć różnymi metodami, jednak obowiązkowe szybkości przesyłania danych są osiągane tylko za pomocą metod SSK n OFDMoraz możliwe prędkości przy użyciu metod CCK-OFDM i PBCC.

Zaletą sprzętu IEEE 802.11g jest jego kompatybilność ze sprzętem IEEE 802.11b. Możesz łatwo używać komputera z kartą sieciową IEEE. 802.11b do współpracy z punktem dostępu IEEE 802.11g. i wzajemnie. Ponadto pobór mocy sprzętu tego standardu jest znacznie niższy niż podobnego sprzętu w standardzie IEEE 802.11a.

IEEE 802.11h

Standard IEEE 802.11h Zaprojektowany, aby skutecznie kontrolować moc nadajnika, wybierać częstotliwość nośną transmisji i generować żądane raporty. Wprowadza nowe algorytmy do protokołu dostępu do mediów PROCHOWIEC (Media Access Control, media access control), a także warstwę fizyczną standardu IEEE 802.11a.

Wynika to przede wszystkim z faktu, że w niektórych krajach zasięg 5 GHz służy do nadawania telewizji satelitarnej, radarowego śledzenia obiektów itp., które mogą zakłócać działanie nadajników sieci bezprzewodowej.

Znaczenie pracy algorytmów w standardzie IEEE 802.11h to. że po wykryciu sygnałów odbitych (zakłóceń) komputery bezprzewodowe (lub nadajniki) mogą dynamicznie przemieszczać się do innego zakresu, a także zmniejszać lub zwiększać moc nadajników. Pozwala to efektywniej organizować pracę ulicznych i biurowych sieci radiowych.

IEEE 802.11i

Standard IEEE 802.11i Zaprojektowany specjalnie w celu zwiększenia bezpieczeństwa Twojej sieci bezprzewodowej. W tym celu stworzono różne algorytmy szyfrowania i uwierzytelniania, funkcje bezpieczeństwa podczas wymiany informacji, możliwość generowania kluczy itp .:

• AES (Advanced Encryption Standard, zaawansowany algorytm szyfrowania danych) - algorytm szyfrujący umożliwiający pracę z kluczami o długości 128,15) 2 i 256 bitów;
• PROMIEŃ (Remote Authentication Dial-In User Service) - system uwierzytelniania z możliwością generowania kluczy dla każdej sesji i zarządzania nimi. w tym algorytmy sprawdzania AUTENTYCZNOŚCI pakietów itp .;
• TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) - algorytm szyfrowania danych;
• OWINĄĆ (Wireless Robust Authenticated Protocol, stabilny bezprzewodowy protokół uwierzytelniania) - algorytm szyfrowania danych;
• SSMR (Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol) - algorytm szyfrowania danych.

IEEE 802.11 j

Standard IEEE 802.11j zaprojektowany specjalnie do użytku w sieciach bezprzewodowych w Japonii, mianowicie do pracy w dodatkowym paśmie częstotliwości radiowej 4,9-5 GHz. Specyfikacja dotyczy Japonii i rozszerza standard 802.11a o dodatkowy kanał 4,9 GHz.

Obecnie 4,9 GHz jest rozważane jako dodatkowe pasmo do użytku w USA. Z oficjalnych źródeł wiadomo, że taśma jest przygotowywana do użytku przez organy bezpieczeństwa publicznego i narodowego.
Standard ten rozszerza zakres działania urządzeń w standardzie IEEE 802.11a.

IEEE 802.11n

Dziś standard IEEE 802.11n najpowszechniejszy ze wszystkich standardów sieci bezprzewodowych.

W sercu standardu 802.11n:

• Zwiększona szybkość przesyłania danych;
• Rozszerzenie obszaru zasięgu;
• Zwiększona niezawodność transmisji sygnału;
• Zwiększona przepustowość.

Urządzenia 802.11n mogą działać w jednym z dwóch zakresów 2,4 lub 5,0 GHz.

W warstwie fizycznej (PHY) zaimplementowano ulepszone przetwarzanie i modulację sygnału, dodano możliwość jednoczesnego przesyłania sygnału przez cztery anteny.

Warstwa sieciowa (MAC) efektywniej wykorzystuje dostępną przepustowość. Razem te ulepszenia umożliwiają teoretyczne zwiększenie szybkości transmisji danych do 600 Mb / s - ponad dziesięciokrotny wzrost w porównaniu do 54 Mb / s standardu 802.11a / g (te urządzenia są obecnie uważane za przestarzałe).

W rzeczywistości wydajność sieci WLAN zależy od wielu czynników, takich jak medium transmisyjne, częstotliwość radiowa, umiejscowienie i konfiguracja urządzenia.

Podczas korzystania z urządzeń 802.11n konieczne jest dokładne zrozumienie, jakie ulepszenia zostały wprowadzone w tym standardzie, na co one wpływają oraz jak pasują i współistnieją ze starszymi sieciami bezprzewodowymi 802.11a / b / g.

Ważne jest, aby zrozumieć, jakie dodatkowe funkcje standardu 802.11n są zaimplementowane i obsługiwane w nowych urządzeniach bezprzewodowych.

Jedną z najważniejszych cech standardu 802.11n jest obsługa tej technologii MIMO (Wiele wejść, wiele wyjść, wielokanałowe wejście / wyjście).
Za pomocą technologii MIMO realizowana jest możliwość jednoczesnego odbierania / przesyłania kilku strumieni danych przez kilka anten zamiast jednej.

Standard 802.11n definiuje różne konfiguracje anten „МхN”, począwszy od „1x1” przed „4x4”(Obecnie najczęściej spotykane są konfiguracje„ 3x3 ”lub„ 2x3 ”). Pierwsza liczba (M) określa liczbę anten nadawczych, a druga liczba (N) określa liczbę anten odbiorczych.

Na przykład punkt dostępowy z dwiema antenami nadawczymi i trzema antenami odbiorczymi jest MIMO „2x3”-urządzenie. Bardziej szczegółowo opiszę ten standard później.

IEEE 802.11g

Żaden ze standardów bezprzewodowych nie opisuje jasno reguł roamingu, czyli przejścia klienta z jednej strefy do drugiej. Zamierzają to zrobić w standardzie IEEE 802.11g.

Standard IEEE 802.11ac

Obiecuje gigabitowe prędkości bezprzewodowe dla konsumentów.

Wstępny projekt specyfikacji technicznej 802.11ac potwierdzone przez grupę roboczą (TGac) w zeszłym roku. Podczas ratyfikacji Wi-Fi Alliance oczekiwany jeszcze w tym roku. Pomimo tego, że standard 802.11ac jest wciąż w fazie projektu i nadal wymaga ratyfikacji Wi-Fi Alliance i IEEE... Już zaczynamy widzieć gigabitowe produkty Wi-Fi dostępne na rynku.

Cechy standardu Wi-Fi 802.11ac nowej generacji:

WLAN 802.11ac wykorzystuje różnorodne nowe techniki, aby osiągnąć ogromny wzrost wydajności, teoretycznie zachowując potencjał gigabitów i zapewniając wysoką przepustowość, takie jak:

• 6 GHz rozebrać się
• Wysoka gęstość modulacji do 256 QAM.
• Szersze pasma - 80 MHz dla dwóch kanałów lub 160 MHz dla jednego kanału.
• Do ośmiu strumieni przestrzennych Multiple Input Multiple Output.

MIMO 802.11ac o niskim poborze mocy dla wielu użytkowników stawia nowe wyzwania dla projektantów pracujących z tym standardem. W dalszej części omówimy te wyzwania i dostępne rozwiązania, aby pomóc w opracowaniu nowych produktów opartych na tym standardzie.

Szersza przepustowość:

802.11ac ma szersze pasmo 80 MHz, a nawet 160 MHz w porównaniu do poprzedniego do 40 MHz w standardzie 802.11n. Szersza przepustowość skutkuje lepszą maksymalną przepustowością dla systemów komunikacji cyfrowej.

Jednym z najtrudniejszych wyzwań projektowych i produkcyjnych jest generowanie i analiza sygnałów o dużej przepustowości w standardzie 802.11ac. Testowanie sprzętu zdolnego do pracy z częstotliwością 80 lub 160 MHz będzie wymagane w celu walidacji nadajników, odbiorników i komponentów.

Aby wygenerować sygnały 80 MHz, wiele generatorów sygnału RF nie ma wystarczająco wysokiej częstotliwości próbkowania, aby obsłużyć typowy minimalny współczynnik ponownego próbkowania 2X, który zapewni wymagane obrazy sygnału. Stosując odpowiednie filtrowanie i ponowne próbkowanie przebiegu z pliku Waveform, możliwe jest generowanie sygnałów 80 MHz o dobrej charakterystyce widmowej i EVM.

Generowanie sygnałów 160 MHz, szerokozakresowy generator przebiegów arbitralnych (AWG). Takie jak Agilent 81180A, 8190A mogą być używane do tworzenia analogowych sygnałów I / Q.

Sygnały te można podłączyć do zewnętrznych I / Q. Jako wejścia generatora sygnału wektorowego do konwersji częstotliwości RF. Dodatkowo, sygnały 160 MHz mogą być generowane przy użyciu trybu 80 +80 MHz obsługującego standard, aby utworzyć dwa segmenty 80 MHz w oddzielnych generatorach sygnału MCG lub ESG, a następnie połączyć sygnały radiowe.

MIMO:

MIMO to użycie wielu anten w celu poprawy wydajności systemu komunikacyjnego. Być może zauważyłeś niektóre hotspoty Wi-Fi z więcej niż jedną anteną. Z nich wystają routery wykorzystujące technologię MIMO.

Sprawdzanie konstrukcji MIMO to zmiana. Generowanie i analiza sygnału wielokanałowego może służyć do zapewniania wglądu w wydajność urządzeń MIMO. Oraz pomoc w rozwiązywaniu problemów i walidacji projektu.

Wzmacniacz liniowości:

Wzmacniacz liniowy to cecha i wzmacniacz. Dzięki któremu wyjście wzmacniacza pozostaje zgodne z sygnałem wejściowym, gdy rośnie. W rzeczywistości wzmacniacze liniowości są liniowe tylko do granicy, po której następuje nasycenie wyjścia.

Istnieje wiele technik poprawy liniowości wzmacniacza. Cyfrowa redukcja zniekształceń jest jedną z takich technik. Oprogramowanie do automatyzacji projektowania, takie jak SystemVue, zapewnia aplikację. Co upraszcza i automatyzuje projektowanie cyfrowego pre-nacisku dla wzmacniaczy mocy.

Kompatybilność wsteczna

Chociaż standard 802.11n istnieje od lat. Ale nadal wiele routerów i urządzeń bezprzewodowych starszych protokołów nadal działa. Takich jak 802.11b i 802.11g, chociaż jest ich naprawdę niewiele. Również w okresie przejściowym do 802.11ac, stare standardy Wi-Fi będą obsługiwane i wstecznie kompatybilne.

To wszystko na teraz. Jeśli nadal masz pytania, napisz do mnie na adres:

Możliwość stworzenia sieci lokalnej bez użycia kabli wygląda bardzo kusząco, a korzyści płynące z tego podejścia są oczywiste. Weźmy na przykład standardowe mieszkanie. Tworząc sieć lokalną, pierwsze pytanie, które pojawia się przed właścicielem komputera, brzmi: jak ukryć wszystkie kable, aby nie zaplątały się pod nogami? Aby to zrobić, musisz albo kupić specjalne pudełka, które montuje się na suficie lub ścianach, albo skorzystać z innych metod, w tym tych najbardziej oczywistych, na przykład schować kable pod dywan.

Jednak niewiele osób będzie chciał poświęcić czas, pieniądze i wysiłek na ułożenie kabla tak, aby nie rzucał się w oczy. Ponadto zawsze istnieje ryzyko zagięcia określonego odcinka kabla, w wyniku czego sieć dla pojedynczego komputera lub wszystkich komputerów nie będzie działać.

Rozwiązaniem tego problemu są sieci bezprzewodowe (WLAN). Główną technologią wykorzystywaną do tworzenia sieci bezprzewodowych opartych na falach radiowych jest technologia Wi-Fi. Technologia ta szybko zyskuje na popularności, a wiele domowych sieci LAN jest już budowanych na jej podstawie. Obecnie istnieją trzy główne standardy Wi-Fi, z których każdy ma określone cechy - 802.11b, 802.11a i 802.11g. To najpopularniejsze normy, bo w rzeczywistości jest ich znacznie więcej, a część z nich wciąż przechodzi proces normalizacji. Na przykład sprzęt 802.11n jest już na rynku, ale standard wciąż ewoluuje.

Struktura tradycyjnej sieci bezprzewodowej jest praktycznie taka sama, jak sieci przewodowej. Wszystkie komputery w sieci są wyposażone w kartę sieci bezprzewodowej, która ma antenę i jest podłączana do gniazda PCI komputera (karta wewnętrzna) lub złącza USB (karta zewnętrzna). W przypadku laptopów można używać zarówno zewnętrznych adapterów USB, jak i adapterów do gniazda PCMCIA, ponadto wiele laptopów jest początkowo wyposażonych w adapter Wi-Fi. Interakcję komputerów i systemów przenośnych wyposażonych w adaptery Wi-Fi zapewnia punkt dostępowy, który można uznać za odpowiednik przełącznika w sieci przewodowej.

Obecnie istnieją trzy główne standardy sieci bezprzewodowych:

• 801,11b;

Rozważmy te standardy bardziej szczegółowo.

Standard 802.11b był pierwszym certyfikowanym standardem Wi-Fi. Wszystkie urządzenia zgodne z 801.11b muszą mieć odpowiednią naklejkę Wi-Fi. Główne cechy 801.11b są następujące:

• szybkość transmisji danych do 11 Mbit / s;
• promień działania do 50 m;
• częstotliwość 2,4 GHz (odpowiada częstotliwości niektórych telefonów bezprzewodowych i kuchenek mikrofalowych);
• urządzenia 802.11b mają najniższą cenę w porównaniu do innych urządzeń Wi-Fi.

Główną zaletą 801.11b jest uniwersalna dostępność i niski koszt. Istnieją również istotne wady, takie jak niska prędkość przesyłu danych (prawie 9 razy mniejsza niż prędkość w sieci 100BASE-TX) oraz wykorzystanie częstotliwości radiowej, która pokrywa się z częstotliwością radiową niektórych urządzeń gospodarstwa domowego.

Standard 802.11za został zaprojektowany, aby rozwiązać problem niskiej przepustowości sieci 801.11b. Specyfikacje 801.11a przedstawiono poniżej:

• promień działania do 30 m;
• częstotliwość 5 GHz;
• niezgodność z 802.11b;
• wyższa cena urządzeń w porównaniu do 802.11b.

Zalety są oczywiste - szybkość transmisji danych do 54 Mbps i częstotliwość pracy nie stosowana w sprzęcie AGD, ale osiąga się to dzięki niższemu zasięgowi i brakowi kompatybilności z popularnym standardem 802.11b.

Trzeci standard, 802.11sol, stopniowo zyskiwał popularność ze względu na szybkość przesyłania danych i zgodność ze standardem 802.11b. Charakterystyka tego standardu jest następująca:

• szybkość transmisji danych do 54 Mbit / s;
• promień działania do 50 m;
• częstotliwość 2,4 GHz;
• pełna kompatybilność z 802.11b;
• cena jest prawie równa cenie urządzeń 802.11b.

Do tworzenia bezprzewodowej sieci domowej można polecić urządzenia zgodne ze standardem 802.11g. Szybkość transmisji 54 Mbps i zasięg do 50 m od punktu dostępowego wystarczą dla każdego mieszkania, jednak w przypadku większego pomieszczenia zastosowanie komunikacji bezprzewodowej tego standardu może być niedopuszczalne.

Powiedzmy o standardzie 802.11n, który wkrótce zastąpi trzy inne standardy.

• szybkość transmisji danych do 200 Mbit / s (i teoretycznie do 480 Mbit / s);
• zasięg do 100 metrów;
• częstotliwość 2,4 lub 5 GHz;
• kompatybilność z 802.11b / gi 802.11a;
• cena gwałtownie spada.

Oczywiście 802.11n to najfajniejszy i najbardziej obiecujący standard. Zasięg jest większy, a szybkość transmisji wielokrotnie wyższa niż w pozostałych trzech standardach. Nie spiesz się jednak do sklepu. 802.11n ma kilka wad, o których należy pamiętać.

jeden z najlepszych routerów 802.11n.

Co najważniejsze, aby w pełni korzystać z zalet standardu 802.11n, wszystkie urządzenia w sieci bezprzewodowej muszą obsługiwać ten standard. Jeśli jedno z urządzeń pracuje w standardzie, powiedzmy 802.11g, to router 802.11n przejdzie w tryb kompatybilności, a jego zalety w szybkości i zasięgu po prostu znikną. Jeśli więc chcesz mieć sieć 802.11n, potrzebujesz wszystkich urządzeń, które będą w sieci bezprzewodowej, do obsługi tego standardu.

Ponadto pożądane jest, aby urządzenia 802.11n pochodziły z tej samej firmy. Ponieważ standard jest wciąż rozwijany, różne firmy wdrażają jego możliwości na swój własny sposób i często zdarzają się incydenty, gdy urządzenie bezprzewodowe Asus 802.11n nie chce normalnie współpracować z Linksys itp.

Dlatego przed wdrożeniem standardu 802.11n w domu zastanów się, czy wziąłeś pod uwagę te czynniki. Cóż, przeczytaj oczywiście, co ludzie piszą na forach, na których ten temat jest aktywnie dyskutowany.

Jeśli w mieszkaniu jest kilka pomieszczeń ze ścianami żelbetowymi, prędkość transmisji w odległości już 20-30 m będzie mniejsza niż maksymalna. Szybkość przesyłania danych z punktu dostępowego do urządzenia będzie zmniejszać się proporcjonalnie do odległości do tego urządzenia, ponieważ prędkość automatycznie spada, aby utrzymać stabilny sygnał.

Zaleca się, aby nie umieszczać punktu dostępu w pobliżu urządzeń domowych lub biurowych, takich jak kuchenki mikrofalowe, telefony bezprzewodowe, faksy, drukarki itp. .

Decydując się na wdrożenie sieci bezprzewodowej należy wybrać odpowiedni sprzęt, w skład którego wchodzą, jak wspomniano wcześniej, dwa kluczowe komponenty - punkt dostępowy oraz adaptery bezprzewodowe. Jest to omówione w artykule “ “.