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. Najbardziej rozpowszechnione są sieci bezprzewodowe 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, jednak 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 implementuje maksymalną teoretyczną szybkość transmisji 11 Mb / s, która jest porównywalna z sieć kablowa 10 BaseT Ethernet. Należy pamiętać, że ta prędkość jest możliwa podczas przesyłania danych z jednego urządzenia WLAN. Jeśli 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 został przyjęty w 1999 roku, jednak znalazł 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 jednocześnie nie szybciej niż 11 Mb / s), a adaptery 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 funkcji jest zapożyczona ze standardu 802.11a, jednak standard IEEE 802.11n możliwe jest wykorzystanie 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 lub 2,4 GHz, z określoną implementacją zależną od kraju. W Rosji urządzenia zgodne 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. Lawrukhin Heterogeniczne sieci dostępu radiowego: instruktaż... - 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. Zwiększyli prędkość odbioru i transmisji danych, a także nieznacznie zwiększyli szerokość pokrycia. Każdy nowa wersja protokół jest oznaczony 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 o wejściu do „dużego” internetu z urządzenia przenośne wtedy nie było wątpliwości. W tamtych latach nawet WAP nie był tak naprawdę rozwinięty, strony internetowe, na 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 około komórka mógł tylko marzyć, 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 (kombinacja kilku duże firmyutworzony w 1999 roku) musiał się rozwijać nowy standardco zapewniłoby 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 protokół praktycznie nie był używany. 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 - duży obszar pokrycia. Inżynierom udało się to osiągnąć, gadżety nauczyły się przesyłać dane z prędkością od 5,5 do 11 Mb / s. Wsparcie tego standardu wszystkie routery natychmiast zaczęły odbierać. 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 zarówno dla smartfonów, jak i przenośnych konsole gieri laptopy. Obsługuj ten protokół i prawie wszystkie nowoczesne smartfony... Oznacza to, że jeśli masz w pokoju bardzo stary router, który nie może przesyłać sygnału przez więcej nowoczesne wersje protokołu, smartfon nadal rozpoznaje 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 jakiś 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 za sprawą laptopów.

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 dwóch). Pozwoliło to teoretycznie osiągnąć prędkość 600 Mb / s. W praktyce jednak rzadko przekraczał 150 Mb / s. Wpływ na to miało 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 poprzedni rodzaje Wi-Fi pracował głównie na częstotliwości 2,4 GHz, która ma szereg ograniczeń, wówczas stosuje się tutaj ściśle 5 GHz. Zmniejszyło to prawie o połowę szerokość krycia. Decydują jednak producenci routerów ten problem montaż anten kierunkowych. Każdy z nich wysyła sygnał w swoim kierunku. Jednak niektórzy ludzie uznają 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 prędkości 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 segmentowi budżetowemu. Dowiedzenie się, jakie standardy Wi-Fi obsługuje Twój smartfon lub tablet, jest dość proste. Aby to zrobić, zobacz pełną wersję specyfikacje w Internecie lub uruchom.

W ciągu prawie dwóch dekad od pojawienia się pierwszych bezprzewodowych standardów 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 częstym przeciążeniu 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 uzyskać sygnał bezprzewodowyprowadzi do zbyt dużego obciążenia sieci, co zmniejsza jej wydajność i stabilność sygnału. Standard 11AX rozwiązuje ten problem, sugerując lepszy system trasowanie danych w razie potrzeby.

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 wielokrotnego dostępu z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA). Ale jednocześnie 11AX może znacznie zwiększyć prędkość sieci bezprzewodowej, lepiej nią zarządzać pasmozwłaszcza 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 i integrację rodziny urządzeń inteligentnych.

Prędkości, które można uzyskać, zależą oczywiście od sieci i używanego przez nią sprzętu. Duża sieć profesjonalna, 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 po szkołę, biznes, lotnisko, stadion itp. Nie ma znaczenia gdzie korzystasz z sieci Wi-Fi -Fi, możesz osiągnąć czterokrotny wzrost aktualnej prędkości.

Wydajność Wi-Fi 11AX

Prędkość 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.

Co więcej, 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 mniejszych 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 bezprzewodowymi sieci 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 wynosi 2/5/10 MHz dla zakresów powyżej 20 MHz.
• Zwiększona przepustowość i wydajność:
  • 1,5 raza szybciej niż w standardzie 802.11 ac
  • 3,8 razy szybsze niż 2,4 GHz 802.11n
• Wysoka 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 w celu wydłużenia 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.

Od samego początku tak się złożyło, że niektóre standardy działają na poziomie fizycznym, inne na poziomie nośnika transmisji danych, a reszta na wyższych poziomach modelu interakcji systemy otwarte.

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 dostępu są wykonywane przez same stacje robocze.

Norma ta została zaprojektowana i koncentruje się 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 bezprzewodowej, 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. Wśród zalet są następujące:

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

Wady standardu IEEE 802.1 1a to:

• krótszy 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 ośmiobitowych 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 na częstotliwości 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, gdy jakość sygnału się pogarsza, odległość od punktu dostępowego jest duża, różne zakłócenia), szybkość przesyłania danych można zmniejszyć do 1 Mb / s. Wręcz przeciwnie, po wykryciu, że jakość sygnału uległa poprawie, sprzęt sieciowy automatycznie zwiększa szybkość transmisji do 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 kodowania splotów pakietów binarnych (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, przeznaczone do przesyłania strumieniowych danych wideo lub audio z gwarantowana jakość i dostawa.

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 transmisji danych pomiędzy 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 paśmie 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).

Należy 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 pracy 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 medium 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 używane do nadawania telewizja satelitarnado radarowego śledzenia obiektów itp., które mogą zakłócać działanie nadajników bezprzewodowych.

Ideą algorytmów standardu IEEE 802.11h jest. że gdy wykryją odbite sygnały (zakłócenia), komputery bezprzewodowe (lub nadajniki) mogą dynamicznie przejść do innego zakresu, a także zmniejszyć lub zwiększyć 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, usługa zdalnego uwierzytelniania użytkowników) - system autoryzacji 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.

Na ten moment 4,9 GHz jest uważane za 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.

Warstwa fizyczna (PHY) poprawiła przetwarzanie i modulację sygnału, dodała możliwość jednoczesnego przesyłania sygnału przez cztery anteny.

Na warstwa sieci (MAC) więcej niż efektywne wykorzystanie dostępna 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 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).
Dzięki technologii MIMO realizowana jest możliwość jednoczesnego odbierania / przesyłania wielu strumieni danych przez wiele 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 Potwierdzony grupa robocza (TGac) w zeszłym roku. Podczas ratyfikacji Wi-Fi Alliance oczekiwany jeszcze w tym roku. Pomimo tego, że standard 802.11ac jest nadal w fazie projektu i nadal wymaga ratyfikacji Wi-Fi Alliance i IEEE... Już zaczynamy widzieć gigabitowe produkty Wi-Fi dostępne na rynku.

Cechy nowej generacji Wi-Fi 802.11ac:

WLAN 802.11ac wykorzystuje różnorodne nowe techniki, aby osiągnąć ogromny wzrost wydajności przy teoretycznym zachowaniu potencjału gigabitowego i zapewnieniu wysokiej przepustowości, takich jak:

• 6 GHz zespół muzyczny
• 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 niskiej mocy dla wielu użytkowników stawia nowe wyzwania dla inżynierów 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 zapewnia lepszą maksymalną przepustowość dla systemy cyfrowe Komunikacja.

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 dużej częstotliwości próbkowania, aby obsłużyć typowy minimalny współczynnik nadpróbkowania 2X, który zapewni wymagane obrazy sygnału. Stosując prawidłowe filtrowanie i ponowne próbkowanie przebiegu z pliku Waveform, możliwe jest generowanie sygnałów 80 MHz o dobrej charakterystyce widmowej i EVM.

Generowanie sygnałów 160 MHz, generator przebiegów szerokopasmowych dowolna forma (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. Można było zobaczyć kilka Hotspoty Wi-Fi dostęp posiadający więcej niż jedną antenę. 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 wyjście jest nasycone.

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 802.11bi 802.11g, choć 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 ukryć kable pod wykładziną.

Jednak niewiele osób będzie chciało poświęcić czas, pieniądze i wysiłek na ułożenie kabla tak, aby nie rzucał się w oczy. Ponadto zawsze istnieje ryzyko zagięcia określonego segmentu kabla, powodując jego załamanie oddzielny komputer lub wszystkie komputery przestaną działać.

Rozwiązaniem tego problemu są sieci bezprzewodowe (WLAN). Główną technologią używaną do tworzenia sieci bezprzewodowych opartych na falach radiowych jest technologia Wi-Fi... Ta technologia szybko zyskuje na popularności, a wielu w domu sieci lokalne stworzone 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 adapter bezprzewodowyktóry ma antenę i jest podłączany do gniazda PCI komputera (adapter wewnętrzny) lub złącza USB (adapter zewnętrzny). Do laptopów może być używany jako zewnętrzny adaptery USBi adaptery do złącza PCMCIA, ponadto wiele laptopów jest początkowo wyposażonych w adapter Wi-Fi. Interakcja komputerów i systemy przenośnewyposażony w adaptery Wi-Fijest zapewniany przez punkt dostępu, który można uznać za analogiczny do 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;
• zasięg do 50 m;
• częstotliwość 2,4 GHz (odpowiada częstotliwościom niektórych telefonów bezprzewodowych i kuchenek mikrofalowych);
• urządzenia 802.11b są tańsze niż inne urządzenia Wi-Fi.

Główną zaletą 801.11b jest uniwersalna dostępność i niski koszt. Istnieją również istotne wady, takie jak niska szybkość przesyłania danych (prawie 9 razy niższa 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 sieci 801.11b o niskiej przepustowości. 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 Mb / s i niewykorzystana częstotliwość pracy sprzęt AGDjest to jednak osiągane kosztem niższego zasięgu i braku 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;
• zasięg 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;
• zgodność z 802.11b / g i 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 działa w standardzie, powiedzmy 802.11g, to router 802.11n przejdzie w tryb zgodności, a jego zalety w szybkości i zasięgu po prostu znikną. Więc jeśli chcesz mieć sieć 802.11n, potrzebujesz wszystkich urządzeń, które będą w sieci bezprzewodowej, aby obsługiwały ten standard.

Ponadto pożądane jest, aby urządzenia 802.11n pochodziły z tej samej firmy. Ponieważ standard jest wciąż rozwijany, różne firmy wdrażają jego możliwości na swój sposób i często zdarzają się incydenty, kiedy bezprzewodowe urządzenie 802.11n firmy Asus nie chce dobrze 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 niższa niż maksymalna. Szybkość przesyłania danych z punktu dostępowego do urządzenia zmniejszy się proporcjonalnie do odległości do tego urządzenia, ponieważ prędkość automatycznie spadnie, 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. .

Po podjęciu decyzji o wdrożeniu sieć bezprzewodowa, należy dobrać odpowiedni sprzęt, w skład którego wchodzą, jak wspomniano wcześniej, dwa kluczowe komponenty - punkt dostępowy oraz adaptery bezprzewodowe. Jest to omówione w artykule “ “.