Бездротовий режим 802.11. AC стандарт Wi-Fi

Існує кілька різновидів WLAN-мереж, які розрізняються схемою організації сигналу, швидкостями передачі даних, радіусом охоплення мережі, а також характеристиками радіопередавачів і приймальних пристроїв. Найбільшого поширення набули бездротові мережі стандарту IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac і інші.

Першими в 1999 р були затверджені специфікації 802.11a і 802.11b, проте найбільшого поширення набули пристрої, виконані за стандартом 802.11b.

Стандарт Wi-Fi 802.11b

стандарт 802.11b заснований на методі широкосмугового модуляції з прямим розширенням спектра (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS). Весь робочий діапазон ділиться на 14 каналів, рознесених на 25 МГц для виключення взаємних перешкод. Дані передаються по одному з цих каналів без перемикання на інші. Можливо одночасне використання всього 3 каналів. Швидкість передачі даних може автоматично змінюватися в залежності від рівня перешкод і відстані між передавачем і приймачем.

Стандарт IEEE 802.11b реалізує максимальну теоретичну швидкість передачі 11 Мбіт / с, що можна порівняти з кабельною мережею 10 BaseT Ethernet. Слід враховувати, що така швидкість можлива при передачі даних одним WLAN-пристроєм. Якщо в середовищі одночасно функціонує більше число абонентських станцій, то смуга пропускання розподіляється між усіма і швидкість передачі даних на одного користувача падає.

Стандарт Wi-Fi 802.11a

стандарт 802.11a був прийнятий в 1999 році, проте знайшов своє застосування тільки з 2001 року. Даний стандарт використовується, в основному, в США і Японії. У Росії і в Європі він не отримав широкого розповсюдження.

У стандарті 802.11a застосовується схема модуляції сигналу - мультиплексування з поділом по ортогональних частотах (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Основний потік даних розділяється на кілька паралельних субпотоків з відносно низькою швидкістю передачі, і потім для їх модуляції застосовується відповідне число несучих. Стандартом визначено три обов'язкові швидкості передачі даних (6, 12 і 24 Мбіт / с) і п'ять додаткових (9, 18, 24, 48 і 54 Мбіт / с). Також є можливість одночасного використання двох каналів, що підвищує швидкість передачі даних в 2 рази.

Стандарт Wi-Fi 802.11g

стандарт 802.11g остаточно був затверджений в червні 2003р. Він є подальшим удосконаленням специфікації IEEE 802.11b і реалізує передачу даних в тому ж частотному діапазоні. Головною перевагою цього стандарту є підвищена пропускна здатність - швидкість передачі даних в радіоканалі досягає 54 Мбіт / с в порівнянні з 11 Мбіт / с у 802.11b. Як і IEEE 802.11b, нова специфікація функціонує в діапазоні 2,4 ГГц, однак для підвищення швидкості використовується та ж схема модуляції сигналу, що і в 802.11a - ортогональное частотне мультиплексування (OFDM).

Стандарт 802.11g сумісний з 802.11b. Так адаптери 802.11b можуть працювати в мережах 802.11g (але при цьому не швидше 11 Мбіт / с), а адаптери 802.11g можуть знижувати швидкість передачі даних до 11 Мбіт / с для роботи в старих мережах 802.11b.

Стандарт Wi-Fi 802.11n

стандарт 802.11 n був ратифікований 11 вересня 2009 року Він збільшує швидкість передачі даних практично в 4 рази в порівнянні з пристроями стандартів 802.11g (Максимальна швидкість яких дорівнює 54 Мбіт / с), за умови використання в режимі 802.11n з іншими пристроями 802.11n. Максимальна теоретична швидкість передачі даних складає 600 Мбіт / с, застосовуючи передачу даних одразу за чотирма антен. За однією антени - до 150 Мбіт / с.

Пристрої 802.11n функціонують в частотних діапазонах 2,4 - 2,5 або 5,0 ГГц.

В основі стандарту IEEE 802.11n лежить технологія OFDM-MIMO. Більшість функціоналу запозичена зі стандарту 802.11a, проте в стандарті IEEE 802.11n є \u200b\u200bможливість застосування як частотного діапазону, прийнятого для стандарту IEEE 802.11a, так і частотного діапазону, прийнятого для стандартів IEEE 802.11b / g. Таким чином, пристрої, що підтримують стандарт IEEE 802.11n, можуть функціонувати в частотному діапазоні або 5, або 2,4 ГГц, причому конкретна реалізація залежить від країни. Для Росії пристрої стандарту IEEE 802.11n будуть підтримувати частотний діапазон 2,4 ГГц.

Збільшення швидкості передачі в стандарті IEEE 802.11n досягається за рахунок: подвоєння ширини каналу з 20 до 40 МГц, а також внаслідок реалізації технології MIMO.

Стандарт Wi-Fi 802.11ac

Стандарт 802.11ас є подальшим розвитком технологій, запроваджених в стандарт 802.11n. У специфікаціях пристрою стандарту 802.11ас віднесені до класу VHT (Very High Throughput) - з дужевисокою пропускною спроможністю. Мережі стандарту 802.11ас працюють виключно в діапазоні 5 ГГц. Смуга радіоканалу може становити 20, 40, 80 і 160 МГц. Можливо також об'єднання двох радіоканалів 80 + 80 МГц.

Порівняння 802.11n і 802.11ac

джерела:

1. А.Н. Степутін, А.Д. Миколаїв.Мобільний зв'язок на шляху до 6G . У 2 Т. - 2-е вид. - Москва-Вологда: Инфра-Інженерія, 2018. - 804с. : Ил.

2. А.Е. Рижков, В. А. Лаврухин Гетерогенні мережі радіодоступу: навчальний посібник. - СПб. : СПбГУТ, 2017. - 92 с.

протокол Wireless Fidelity був розроблений, страшно подумати, в 1996 році. Перший час він забезпечував користувача мінімальною швидкістю передачі даних. Але через приблизно кожні три роки впроваджувалися нові стандарти Wi-Fi. Вони збільшували швидкість прийому і передачі даних, а також злегка збільшували ширину покриття. кожна нова версія протоколу позначається однією або двома латинськими буквами, наступними після цифр 802.11 . Деякі стандарти Wi-Fi є вузькоспеціалізованими - вони ніколи в смартфонах не використовувалися. Ми ж поговоримо тільки про тих версіях протоколу передачі даних, про які необхідно знати пересічному користувачеві.

Найперший стандарт не мав ніякого літерного позначення. Він з'явився на світ в 1996 році і використовувався протягом приблизно трьох років. Дані по повітрю при застосуванні цього протоколу скачували зі швидкістю 1 Мбіт / с. За сучасними мірками це надзвичайно мало. Але давайте згадаємо, що про вихід в «великий» інтернет з портативних пристроїв тоді й мови не було. У ті роки ще навіть WAP толком не був розвинений, інтернет-сторінки в якому рідко важили більше 20 Кб.

В цілому, переваги нової технології тоді ніхто не оцінив. Стандарт використовувався в строго специфічних цілях - для налагодження обладнання, віддаленого налаштування комп'ютера та інших премудростей. Рядові користувачі в ті часи про стільниковому телефоні могли тільки мріяти, а слова «бездротова передача даних» стали зрозумілі їм тільки через кілька років.

Однак низька популярність не завадила протоколу розвиватися. Поступово почали з'являтися девайси, що підвищують потужність модуля передачі даних. Швидкість при тій же версії Wi-Fi зросла вдвічі - до 2 Мбіт / с. Але було зрозуміло, що це межа. Тому Wi-Fi Alliance (Об'єднання з декількох великих компаній, Створене в 1999 році) довелося розробляти новий стандарт, Який забезпечував би більш високу пропускну здатність.

Wi-Fi 802.11a

Першим творінням Wi-Fi Alliance став протокол 802.11a, який теж не став скільки-небудь популярним. Його відмінність полягала в тому, що техніка могла використовувати частоту 5 ГГц. В результаті швидкість передачі даних зросла до 54 Мбіт / с. Проблема ж полягала в тому, що з використовувалася раніше частотою 2,4 ГГц цей стандарт був несумісний. В результаті виробникам доводилося встановлювати подвійний приймач, щоб забезпечити роботу в мережах на обох частотах. Чи потрібно говорити, що це абсолютно не компактне рішення?

У смартфонах і мобільних телефонах дана версія протоколу практично не застосовувалася. Пояснюється це тим, що через приблизно рік вийшло набагато більш зручне і популярне рішення.

Wi-Fi 802.11b

При проектуванні цього протоколу творці повернулися до частоті 2,4 ГГц, що володіє незаперечною перевагою - широкої зоною покриття. Інженерам вдалося добитися того, що гаджети навчилися передавати дані на швидкості від 5,5 до 11 Мбіт / с. підтримку даного стандарту тут же почали отримувати все маршрутизатори. Поступово почав з'являтися такий Wi-Fi і в популярних портативних пристроях. Наприклад, його підтримкою міг похвалитися смартфон E65. Що важливо, Wi-Fi Alliance забезпечив сумісність з найпершою версією стандарту, завдяки чому перехідний період пройшов зовсім непомітно.

Аж до кінця першого десятиліття 2000-х років численної технікою використовувався саме протокол 802.11b. Наданих їм швидкостей вистачало і смартфонам, і портативним ігрових консолей, І ноутбуків. Підтримують цей протокол і практично всі сучасні смартфони. Це означає, що якщо у вас в кімнаті розташований дуже старий роутер, який не може передавати сигнал по більш сучасним версіями протоколу, смартфон мережу все ж розпізнає. Хоча швидкістю передачі даних ви точно будете незадоволені, тому що зараз ми використовуємо зовсім інші стандарти швидкості.

Wi-Fi 802.11g

Як вам уже стало зрозуміло, ця версія протоколу назад сумісна з попередніми. Пояснюється це тим, що робоча частота не змінилася. При цьому інженерам вдалося підвищити швидкість прийому і відправки даних до 54 Мбіт / с. Реліз стандарту стався в 2003 році. Деякий час така швидкість здавалася навіть надлишкової, тому багато виробників мобільників і смартфонів зволікали з його впровадженням. Навіщо потрібна така швидка передача даних, якщо обсяг вбудованої пам'яті у портативних пристроїв частенько обмежувався 50-100 Мб, а повноцінні інтернет-сторінки на маленькому екрані просто не відображалися? І все ж поступово протокол завоював популярність, в основному за рахунок ноутбуків.

Wi-Fi 802.11n

Наймасштабніше оновлення стандарту сталося в 2009 році. На світ з'явився протокол Wi-Fi 802.11n. В той момент смартфони вже навчилися якісно відображати важкий веб-контент, тому новий стандарт був дуже доречним. Його відмінності від попередників полягали в збільшеної швидкості і теоретичної підтримки частоти 5 ГГц (при цьому 2,4 ГГц теж нікуди не поділися). Вперше в протокол була впроваджена підтримка технології MIMO. Вона полягає в підтримці прийому і передачі даних одночасно по декількох каналах (в даному випадку - за двома). Це дозволяло в теорії добитися швидкості на рівні 600 Мбіт / с. На практиці ж вона рідко перевищувала 150 Мбіт / с. Позначалося наявність перешкод на шляху сигналу від маршрутизатора до приймаючого пристрою, та й багато роутери для економії позбавлялися підтримки MIMO. Так само як бюджетні пристрої все ж не отримували можливість роботи в частоті 5 ГГц. Їх творці пояснювали тим, що частота 2,4 ГГц в той момент ще не була сильно навантажена, в зв'язку з чим покупці роутера толком нічого не втрачали.

Стандарт Wi-Fi 802.11n досі активно експлуатується. Хоча багато користувачів вже відзначили ряд його недоліків. По-перше, через частоти 2,4 ГГц їм не підтримується об'єднання більше двох каналів, через що теоретичну межу швидкості ніколи не досягається. По-друге, в готелях, торгових центрах та інших людних місцях канали починають нашаровуватися один на одного, що створює перешкоди для - інтернет-сторінки і контент вантажаться дуже повільно. Всі ці проблеми вирішив реліз наступного стандарту.

Wi-Fi 802.11ac

На момент написання статті найновіший і найшвидший протокол. якщо попередні види Wi-Fi працювали в основному в частоті 2,4 ГГц, має ряд обмежень, то тут використовуються строго 5 ГГц. Це майже в два рази знизило ширину покриття. Втім, виробники маршрутизаторів вирішують дану проблему установкою спрямованих антен. Кожна з них відправляє сигнал в свою сторону. Однак деяким людям це все ж здасться незручним з наступних причин:

• Роутери виходять громіздкими, так як в їх складі присутні чотири або навіть більше число антен;
• Бажано встановлювати маршрутизатор десь посередині між усіма обслуговуються приміщеннями;
• Роутери з підтримкою Wi-Fi 802.11ac споживають більше електрики, ніж старі і бюджетні моделі.

Головне достоїнство нового стандарту полягає в десятикратному зростанні швидкості і розширеної підтримки технології MIMO. Відтепер об'єднуватися можуть до восьми каналів! В результаті теоретичний потік даних становить 6,93 Гбіт / с. На практиці швидкості набагато нижче, але навіть їх цілком вистачає для того, щоб подивитися на пристрої який-небудь 4K-фільм онлайн.

Деяким людям можливості нового стандарту здаються зайвими. Тому багато виробників впроваджують його підтримку в. Не завжди протокол підтримується і навіть досить дорогими аксесуарами. Наприклад, його підтримки позбавлений (2016), який навіть після зниження цінника неможливо віднести до бюджетного сегменту. Дізнатися про те, які стандарти Wi-Fi підтримує ваш смартфон або планшет, досить просто. Для цього подивіться його повні технічні характеристики в інтернеті, або запустіть.

Протягом майже двох десятиліть з моменту появи перших стандартів бездротового зв'язку 802.11, з'явилося п'ять універсальних: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n і 802.11ac. З кожним новим стандартом, швидкості мережі Wi-Fi тільки зростали.

Виявилося, що це не межа: на зміну їм йде новий стандарт Wi-Fi - 802.11 ax (або 11AX), який орієнтований на поліпшення продуктивності Wi-Fi в середовищах з великим обсягом трафіку даних, а також з частими перевантажень мережі.

Wi-Fi 802.11 ax - збільшення швидкості і ємності

Якщо Ви коли-небудь пробували підключитися до Wi-Fi на концерті або в аеропорту, звичайно, Ви в знаєте скільки обмежень мають мережі в настільки щільному оточенні. Надлишок користувачів, які намагаються отримувати бездротової сигнал, Призводить до занадто великому навантаженні на мережі, що знижує її продуктивність і стабільність сигналу. стандарт 11AX вирішує цю проблему, пропонуючи кращу систему маршрутизації даних там, де це необхідно.

Основна мета попередніх стандартів бездротових мереж було досягнення максимальної теоретичної швидкості. І тільки останній стандарт - 802.11 ac - розширював можливості для підключення безлічі антен.

Wi-Fi 11AX як і раніше ділить смугу частот на безліч каналів, використовуючи технологію OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Але, разом з тим, 11AX може значно підвищує швидкість бездротової мережі, краще управляти її пропускної здатності, Особливо при високій «інтенсивності руху» і перекриваються мережах.

Яка швидкість в мережі Wi-Fi 11AX

Максимальна швидкість одного потоку 802.11ac - це близько 866 Мб / сек, в той час як один потік 802.11ax досягає 1,2 Гб / сек. Це означає можливість потокової передачі відео Ultra-HD 4K з нульовою затримкою, завантаження цілих пакетів програмного забезпечення в одну мить і можливість інтеграції всієї родини «розумних» пристроїв.

Швидкості, які можна отримати, залежать, звичайно, від мережі і обладнання, яке вона використовує. Велика професійна мережа, яка вже має потужний сигнал, очевидно, буде мати значно більшу швидкість, ніж мережі в невеликих компаніях. Так чи інакше, можна досягти чотирикратного збільшення поточного сигналу, що означає значне збільшення загальної ємності мережі.

Нижня межа швидкості? Крім поліпшення продуктивності і дальності, 11AX розроблена з метою підвищення ємності діапазонів частот 2,4 Ггц і 5 Ггц в різних середовищах - від будинку до школи, підприємства, аеропорту, стадіону та ін. Не має жодного значення, де Ви будете використовувати мережу Wi -Fi, Ви зможете досягти збільшення поточної швидкості в 4 рази.

Ефективність стандарту Wi-Fi 11AX

Швидкість не є єдиним важливим фактором. 11AX спрямована також на реалізацію механізмів, які забезпечують узгоджений і надійний потік даних для більшого числа користувачів. Це означає підвищення продуктивності і збереження з'єднання навіть в разі великого обсягу мережевого трафіку.

Стандарт 11AX працює як на частоті 2,4, так і 5 Ггц, зберігаючи при цьому існуючі пропускні спроможності каналів і, одночасно, збільшуючи ємність мережі і розширюючи способи передачі даних на кілька пристроїв.

стандарт 11AX також підтримує ортогональний багаторазовий доступ з поділом частот (OFDMA) - технологія, створена для поліпшення пропускної спроможності мобільних мереж LTE.

В її нинішньому застосуванні, кожен раз, коли маршрутизатор передає дані на пристрій, він використовує всю ширину смуги пропускання в каналі, незалежно від типу даних або кількості інформації, які активно завантажуються. Завдяки OFDMA ці канали можна розділити, що збільшує кількість даних, які можна одночасно передавати і приймати.

Крім того, новий стандарт 802.11 ax дозволяє планувати час «пробудження», коли зв'язок дозволена (що знижує навантаження). 11AX підтримує не тільки кодування 1024QAM, для передачі більшої кількості одиниць інформації на символ, але і довгі символи OFDM для більшої пропускної здатності каналу і менших перешкод.

Особливості та переваги Wi-Fi 11AX

Більшість користувачів Wi-Fi розуміє, що підключення декількох пристроїв знижує пропускну здатність мережі, в результаті чого виникають уповільнення, непотрібні кешування і обриви зв'язку.

Новий стандарт, який також називається High-Efficiency Wireless (HEW), забезпечує ще один рівень управління Wi-Fi.

Стандарт включає в себе наступні основні функції:

• Зворотна сумісність з попередніми стандартами бездротових мереж Wi-Fi (802.11 a / b / g / n / ac)
• Можливість роботи на діапазонах 5 Ггц і 2,4 Ггц одночасно (а не одного чи іншого, як і в попередніх стандартах).
• Ширина каналу 2/5/10 Мгц для діапазонів шириною більше 20 Мгц.
• Підвищена пропускна здатність і продуктивність:
  • В 1,5 рази швидше, ніж 802.11 ac
  • В 3,8 рази швидше, ніж 2,4 Ггц 802.11 n
• Велика пропускна здатність на об'єктах з високою щільністю користувачів (наприклад, на стадіонах)
• До 8 разів швидше, ніж пристрої без MU-MIMO, завдяки використанню посилань верхнього і нижнього рівня (DL / UL) MU-MIMO
• На 20% більше ефірного часу з маршрутизатора, що означає, що можна передавати більше даних
• Поліпшене керування живленням для збільшення терміну служби батареї
• Color BSS - іншими словами, будь-яка мережа буде отримувати свій колір, завдяки чому їх легко розрізнити

Коли запуск стандарту 11AX

У зв'язку з тим, що Wi-Fi 11AX підвищує середню швидкість передачі даних в перерахунку на одного користувача, найкраще цей стандарт підходить для середовищ з високою щільністю, таких як готелі, багатоквартирні будинки і кампуси.

Коли пристрої багатьох користувачів підключені до однієї мережі, то їм доводиться конкурувати за наявні ресурси і передавати дані послідовно, по одному. Завдяки 11AX кілька пристроїв можуть одночасно передавати дані за допомогою тієї ж частоти і тієї ж мережі.

Тобто Wi-Fi в стандарті 11AX - це не тільки збільшення швидкості мережі. Цей стандарт підвищує продуктивність і усуває проблеми, викликані переповненням і перевантаженням мережі Wi-Fi.

Сьогодні ми розглянемо всі існуючі стандарти IEEE 802.11, Які наказують використання певних методів і швидкостей передачі даних, методів модуляції, потужності передавачів, смуг частот, на яких вони працюють, методів аутентифікації, шифрування і багато іншого.

З самого початку склалося так, що деякі стандарти працюють на фізичному рівні, деякі - на рівні середовища передачі даних, а решта - па більш високих рівнях моделі взаємодії відкритих систем.

Існують наступне групи стандартів:

IEEE 802.11а, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n і IEEE 802.11ac дописують роботу мережевого обладнання (фізичний рівень).
Стандарт IEEE 802.11d, IEEE 802.11e, IEEE 802.11i, IEEE 802.11j, IEEE 802.11h і IEEE.
802.11r - параметри середовища, частоти радіоканалу, засоби безпеки, способи передачі мультимедійних даних і т. Д ..
IEEE 802.11f IEEE 802.11с- принцип взаємодії точок доступу між собою, роботу радиомостов і т. П.

IEEE 802.11

стандарт IE ЇЇ 802.11 був «первістком» серед стандартів бездротової мережі. Роботу над ним почали ще в 1990 році. Як і годиться, цим займалася робоча група з IEEE, метою якої було створення єдиного стандарту для радіообладнання, яке працювало на частоті 2,4 ГГц. При цьому ставилося завдання досягти швидкості 1 і 2 Мбіт / с при використанні методів DSSS і FHSS відповідно.

Робота над створенням стандарту закінчилася через 7 років. Мета була досягнута але швидкість. яку забезпечував новий стандарт, виявилася занадто малою дли сучасних потреб. Тому робоча група з IEEE почала розробку нових, більш швидкісних, стандартів.
Розробники стандарту 802.11 враховували особливості стільникового архітектури системи.

Чому стільникового? Дуже просто: досить згадати, що хвилі поширюються в різні боки на певний радіус. Виходить, що зовні зона нагадує соту. Кожна така сота працює під управлінням базової станції, в якості якої виступає точка доступу. Часто соту називають базової зоною обслуговування.

Щоб базові зони обслуговування могли спілкуватися між собою, існує спеціальна розподільна система (Distribution System. DS). Недоліком розподільчої системи стандарту 802.11 є неможливість роумінгу.

стандарт IEEE 802.11 передбачає роботу комп'ютерів без точки доступу, в складі однієї стільники. У цьому випадку функції точки доступу виконують самі робітники станції.

Цей стандарт розроблений і орієнтований на обладнання, яке функціонує в смузі частот 2400-2483,5 МГц. При цьому радіус стільники досягає 300 м, не обмежуючи топологію мережі.

IEEE 802.11а

IEEE 802.11a це один з перспективних стандартів бездротової мережі, який розрахований на роботу в двох радіодіапазоні - 2,4 і 5 ГГц. Використовуваний метод OFDM дозволяє досягти максимальної швидкості передачі даних 54 Мбнт / с. Крім цієї, специфікаціями передбачені й інші швидкості:

• обов'язкові 6. 12 н 24 Мбнт / с;
• необов'язкові - 9, 18.3G. 18 і 54 Мбнт / с.

Цей стандарт також має свої переваги і недоліки. З переваг можна відзначити наступні:

• використання паралельної передачі даних;
• висока швидкість передачі;
• можливість підключення великої кількості комп'ютерів.

Недоліки стандарту IEEE 802.1 1a такі:

• менший радіус мережі при використанні діапазону 5 ГГц (приблизно 100 м): J велика споживана потужність радіопередавачів;
• більш висока вартість обладнання в порівнянні з обладнанням інших стандартів;
• для використання діапазону 5 ГГц потрібна наявність спеціального дозволу.

Для досягнення високих швидкостей передачі даних стандарт IEEE 802.1 1a використовує в своїй роботі технологію квадратурной амплітудної модуляції QAM.

IEEE 802.11b

Робота над стандартом IEEE 802 11b (Інша назва IFEE 802.11 High rate, висока пропускна здатність) була закінчена в 1999 році, і іменне ним пов'язана назва Wi-Fi (Wireless Fidelity, бездротова точність).

Робота даного стандарту заснована на методі прямого розширення спектра (DSSS) з використанням восьмирозрядних послідовностей Уолша. При цьому кожен біт даних кодується за допомогою послідовності додаткових кодів (ССК). Це дозволяє досягти швидкості передачі даних 11 Мбіт / с.

Як і базовий стандарт, IEEE 802.11b працює з частотою 2.4 ГГц, використовуючи не більше трьох, що не перекриваються каналів. Радіус дії мережі при цьому становить близько 300 м.

Відмінною особливістю цього стандарту є те, що при необхідності (наприклад, при погіршенні якості сигналу, велику віддаленість від точки доступу. Різних перешкодах) швидкість передачі даних може зменшуватися аж до 1 Мбнт / с. Навпаки, виявивши, що якість сигналу покращився, мережеве обладнання автоматично підвищує швидкість передачі до максимальної Цей механізм називається динамічним зрушенням швидкості.

Крім обладнання стандарту IEEE 802.11b. часто зустрічалося обладнання IEEE 802.11Ь *. Відмінність між цими стандартами полягає лише в швидкості передачі даних. В останньому випадку вона становить 22 Мбіт / с завдяки використанню методу двійкового пакетного свёрточного кодування (Р8СС).

IEEE 802.11d

стандарт IEEE 802.11d визначає параметри фізичних каналів і мережевого устаткування. Він описує правила, що стосуються дозволеної потужності випромінювання передавачів в діапазонах частот, допустимих законами.

Цей стандарт дуже важливий, оскільки для роботи мережевого устаткування використовуються радіохвилі. Якщо вони не будуть відповідати зазначеним параметрам. Те можуть перешкодити іншим пристроям. працюючим в цьому або сусідньому діапазоні частот.

IEEE 802.11е

Оскільки але мережі можуть передаватися дані різних форматів і важливості, існує потреба в механізмі, який би визначав їх важливість і привласнював необхідний пріоритет. За це відповідає стандарт IEEE 802.11е, розроблений з метою передачі потокових відео- або аудіо з гарантованою якістю і доставкою.

IEEE 802.11f

стандарт IEEE 802.11f розроблений з келію забезпечення аутентифікації мережевого обладнання (робочої станції) при переміщенні комп'ютера користувача від однієї точки доступу до іншої, тобто між сегментами мережі. При цьому вступає в дію протокол обміну службовою інформацією IAPP (Inter-Access Point Protocol), Який необхідний для передачі даних між точками доступу При цьому досягається ефективна організація роботи розподілених бездротових мереж.

IEEE 802.11g

Другим за популярністю на сьогоднішній день стандартом можна вважати стандарт IEEE 802.11g. Метою створення даного стандарту було досягнення швидкості передачі даних 54 Мбіт / с.
Як і IEEE 802.11b. стандарт IEEE 802.11g розроблено для роботи в частотному діапазоні 2,4 ГГц. IEEE 802.11g наказує обов'язкові та можливі швидкості передачі даних:

• обов'язкові -1; 2; 5,5; 6; 11; 12 і 24 Мбіт / с;
• можливі - 33; 36; 48 н 54 Мбіт / с.

Для досягнення таких показовий використовується кодування за допомогою послідовності додаткових кодів (ССК). метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM), метод гібридного кодування (ССК-OFDM) і метод двійкового пакетного свёрточного кодування (РВСС).

Варто зазначити, що однією і тією ж швидкістю можна досягти різними методами, проте обов'язкові швидкості передачі даних досягаються тільки за допомогою методів ССК п OFDM, А можливі швидкості за допомогою методів ССК-OFDM і РВСС.

Перевагою обладнання стандарту IEEE 802.11g є сумісність з обладнанням IEEE 802.11b. Ви зможете легко використовувати свої комп'ютер з мережевою картою стандарту IEEE. 802.11b для роботи з точкою доступу стандарту IEEE 802.11g. і навпаки. Крім того, споживана потужність обладнання цього стандарту набагато нижче, ніж аналогічного обладнання стандарту IEEE 802.11а.

IEEE 802.11h

стандарт IEEE 802.11h розроблений з метою ефективного управління потужністю випромінювання передавача, вибором несучої частоти передачі і генерації потрібних звітів. Він вносить деякі нові алгоритми в протокол доступу до середовища МАС (Media Access Control, керування доступом до середовища), а також в фізичний рівень стандарту IEEE 802.11a.

В першу чергу це пов'язано з тим, що в деяких країнах діапазон 5 ГГц використовується для трансляції супутникового телебачення, Для радарного спостереження за об'єктами н т. П., Що може вносити перешкоди в роботу передавачів бездротової мережі.

Сенс роботи алгоритмів стандарту IEEE 802.11h полягає в тому. що при виявленні відображених сигналів (інтерференції) комп'ютери бездротової мережі (або передавачі) можуть динамічно переходити в інший діапазон, а також знижувати або підвищувати потужність передавачів. Це дозволяє ефективніше організувати роботу вуличних і офісних радіомереж.

IEEE 802.11i

стандарт IEEE 802.11i розроблений спеціально для підвищення безпеки роботи бездротової мережі. З цією метою створені різні алгоритми шифрування і аутентифікації, функції захисту при обміні інформацією, можливість генерування ключів і т. Д .:

• AES (Advanced Encryption Standard, передовий алгоритм шифрування даних) - алгоритм шифрування, який дозволяє працювати з ключами довжиною 128. 15) 2 та 256 біт;
• RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service, служба дистанційній аутентифікації користувача) - система аутентифікації з можливістю генерування ключів для кожної сесії і управління ними. що включає в себе алгоритми перевірки ДІЙСНОСТІ пакетів і т.д .;
• TKIР (Temporal Key Integrity Protocol, протокол цілісності тимчасових ключів) - алгоритм шифрування даних;
• WRAP (Wireless Robust Authenticated Protocol, стійкий бездротової протокол аутентифікації) - алгоритм шифрування даних;
• Ссмр (Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol) - алгоритм шифрування даних.

IEEE 802.11 j

стандарт IEEE 802.11j розроблений спеціально для використання бездротових мереж в Японії, а саме для роботи в додатковому діапазоні радіочастот 4.9-5 ГГц. Специфікація призначена для Японії і розширює стандарт 802.11а додатковим каналом 4.9 ГГц.

на наразі частота 4,9 ГГц розглядається як додатковий діапазон для використання в США. З офіційних джерел відомо, що цей діапазон готується для використання органами громадської і національної безпеки.
Даним стандартом розширюється діапазон роботи пристроїв стандарту IEEE 802.11a.

IEEE 802.11n

На сьогоднішній день стандарт IEEE 802.11n найпоширеніший з усіх стандартів, що стосуються бездротових мереж.

В основі стандарту 802.11n:

• Збільшення швидкості передачі даних;
• Розширення зони покриття;
• Збільшення надійності передачі сигналу;
• Збільшення пропускної здатності.

Пристрої 802.11n можуть працювати в одному з двох діапазонів 2.4 або 5.0 ГГц.

На фізичному рівні (PHY) реалізована вдосконалена обробка сигналу і модуляції, додана можливість одночасної передачі сигналу через чотири антени.

на мережевому рівні (MAC) реалізовано понад ефективне використання доступної пропускної здатності. Разом ці вдосконалення дозволяють збільшити теоретичну швидкість передачі даних до 600 Мбіт / с - збільшення більш ніж в десять разів, у порівнянні з 54 Мбіт / с стандарту 802.11a / g (в даний час ці пристрої вже вважаються застарілими).

У реальності, продуктивність бездротової локальної мережі залежить від численних факторів, таких як середовище передачі даних, частота радіохвиль, розміщення пристроїв і їх конфігурація.

При використанні пристроїв стандарту 802.11n, вкрай важливо зрозуміти, які саме удосконалення були реалізовані в цьому стандарті, на що вони впливають, а також як вони поєднуються і співіснують з мережами застарілого стандарту 802.11a / b / g бездротових мереж.

Важливо зрозуміти, які саме додаткові особливості стандарту 802.11n реалізовані і підтримуються в нових бездротових пристроях.

Одним з основних моментів стандарту 802.11n є \u200b\u200bпідтримка технології MIMO (Multiple Input Multiple Output, Багатоканальний вхід / вихід).
За допомогою технології MIMO реалізована здатність одночасного прийому / передачі декількох потоків даних через кілька антен, замість однієї.

стандарт 802.11n визначає різні антенні конфігурації «МхN», починаючи з «1х1» до «4х4»(Найпоширеніші на сьогоднішній день це конфігурації« 3х3 »або« 2х3 »). Перше число (М) визначає кількість передавальних антен, а друге число (N) визначає кількість прийомних антен.

Наприклад, точка доступу з двома передавальними і трьома приймальними антенами є «2х3» MIMO-улаштування. Надалі я більш детально опишу цей стандарт

IEEE 802.11г

Ні в одному бездротовому стандарті толком не описані правила роумінгу, тобто переходу клієнта від однієї зони до іншої. Це мають намір зробити в стандарті IEEE 802.11г.

Стандарт IEEE 802.11ac

Він обіцяє гігабітні бездротові швидкості для споживачів.

Початковий проект технічної специфікації 802.11ac підтвердили робочою групою (TGac) в минулому році. У той час як ратифікація Wi-Fi Alliance очікується в кінці цього року. Незважаючи на те, що стандарт 802.11ac поки в стадії проекту і ще повинен бути ратифікований Wi-Fi Alliance і IEEE. Ми вже починаємо бачити продукти гигабитного Wi-Fi, доступні на ринку.

Характеристики стандарту нового покоління Wi-Fi 802.11ac:

WLAN 802.11ac використовує цілий ряд нових методів для досягнення величезного приросту продуктивності до теоретично підтримує гігабітний потенціал і забезпечення високих пропускних спроможностей, таких як:

• 6GHz смуга
• Висока щільність модуляції до 256 QAM.
• Більш широкі смуги пропускання - 80MHz для двох каналів або 160MHz для одного каналу.
• До восьми Multiple Input Multiple Output просторових потоків.

Розраховані на багато користувачів MIMO низького енергоспоживання 802.11ac ставлять нові проблеми для розробки інженерів, що працюють зі стандартом. Далі ми обговоримо ці проблеми і доступні рішення, які допоможуть розробці нових продуктів, заснованих на цьому стандарті.

Більш широка смуга пропускання:

802.11ac має більш широку смугу пропускання 80 MHz або навіть 160 MHz в порівнянні з попереднім до 40 MHz в стандарті 802.11n. Більш широка смуга пропускання призводить до поліпшення максимальної пропускної спроможності для цифрових систем зв'язку.

Серед найбільш складних задач проектування і виробництва - генерація і аналіз сигналів широкої смуги пропускання для 802.11ac. Буде потрібно тестування обладнання, здатного обробляти 80 або 160 MHz для перевірки передавачів, приймачів і компонентів.

Для генерації 80 MHz сигналів, багато генератори RF сигналів не мають достатньо високої частоти дискретизації для підтримки типового мінімуму 2X співвідношення пере дискретизації, які дадуть в результаті необхідні образи сигналів. Використовуючи правильні фільтрації і пере дискретизації сигналу з Waveform файлу, можливо генерувати 80 MHz сигнали з хорошими спектральними характеристиками і EVM.

Для генерації сигналів 160 MHz, В широкому діапазоні генератор хвильових сигналів довільної форми (AWG). Такі як Agilent 81180A, 8190A можна використовувати для створення аналогових I / Q сигналів.

Ці сигнали можна застосувати до зовнішнього I / Q. Як входи векторного генератора сигналів для перетворення частоти RF. Крім того, можна створити 160 MHz сигнали з використанням 80 +80 MHz режиму підтримує стандарт для створення двох сегментів 80 MHz в окремих MCG або ESG генераторах сигналу, об'єднавши потім радіосигнали.

MIMO:

MIMO є використанням декількох антен для підвищення продуктивності системи зв'язку. Ви могли бачити деякі Wi-Fi точки доступу, що мають більше однієї антени. Які стирчать з них, - ці маршрутизатори використовують технологію MIMO.

Перевіркою MIMO конструкцій є зміна. Багатоканальний генерації і аналіз сигналів можна використовувати для подання про продуктивність пристроїв MIMO. І надання допомоги в усуненні неполадок і перевірки проектів.

Підсилювач лінійного:

Підсилювач лінійного є характеристикою і підсилювачем. За допомогою якого вихідний сигнал підсилювача залишається вірним вхідного сигналу в міру зростання. Реально підсилювачі лінійності лінійні тільки до межі, після якого вихід насичується.

Є багато методів для поліпшення лінійності підсилювача. Цифровий предискаженія є одним з таких техніку. Автоматизація проектування програмного забезпечення, як SystemVue забезпечує додаток. Яке спрощує та автоматизує цифрового дизайну предискаженій для підсилювачів потужності.

Сумісність з попередніми версіями

Хоча стандарт 802.11n використовується вже протягом багатьох років. Але до сих пір також працюють багато маршрутизаторів і бездротові пристрої старіших протоколів. Таких як 802.11b і 802.11g, правда їх реально мало. Також і при переході до 802.11ac, підтримуватимуться старі Wi-Fi стандарти і забезпечуватися зворотна сумісність.

Поки це все. Якщо у Вас ще є питання, можете сміливо написати мені в,

Можливість створити локальну мережу без використання кабелів виглядає дуже привабливою і переваги такого підходу очевидні. Візьмемо, наприклад, стандартну квартиру. При створенні локальної мережі перше питання, яке виникає перед власником комп'ютера, - як же ховати всі кабелі, щоб вони не плуталися під ногами? Для цього доводиться або купувати спеціальні короби, які кріпляться на стелі або стінах, або використовувати інші методи, включаючи найочевидніші, наприклад, заховати кабелі під килим.

Однак мало кому захочеться витрачати час, гроші і зусилля на прокладку кабелю так, щоб він не впадав в очі. Крім того, завжди існує ризик перегнути певний сегмент кабелю, в результаті чого мережа для окремого комп'ютера або всіх комп'ютерів виявиться непрацездатною.

Вирішенням цієї проблеми є бездротові мережі (WLAN). Основна технологія, що застосовується для створення бездротових мереж на основі радіохвиль, - технологія Wi-Fi. Ця технологія стрімко завойовує популярність, і вже багато домашні локальні мережі створені на її основі. В даний час існує три основні стандарти Wi-Fi, кожен з яких має певні характеристики, - стандарти 802.11b, 802.11a і 802.11g. Йдеться про найбільш популярних стандартах, оскільки в реальності їх набагато більше, причому деякі з них все ще проходять процес стандартизації. Наприклад, обладнання стандарту 802.11n вже щосили продається, однак стандарт все ще розвивається.

Структура звичайної бездротової мережі практично не відрізняється від структури провідної мережі. Всі комп'ютери в мережі оснащуються бездротовим адаптером, Який має антену і підключається в роз'єм PCI комп'ютера (внутрішній адаптер) або роз'єм USB (зовнішній адаптер). Для ноутбуків можна використовувати як зовнішні адаптери USB, Так і адаптери для роз'єму PCMCIA, крім того, багато ноутбуки спочатку оснащені адаптером Wi-Fi. Взаємодія комп'ютерів і портативних систем, оснащених адаптерами Wi-Fi, Забезпечується точкою доступу, яку можна вважати аналогом комутатора в кабельній мережі.

В даний час існує три основні стандарти бездротових мереж:

• 801.11b;

Розглянемо ці стандарти докладніше.

стандарт 802.11b був першим сертифікованим стандартом Wi-Fi. Всі пристрої, сумісні з 801.11b, повинні мати відповідну наклейку з написом Wi-Fi. Основні характеристики 801.11b виглядають наступним чином:

• швидкість передачі даних до 11 Мбіт / с;
• радіус дії до 50 м;
• частота 2,4 ГГц (збігається з частотою деяких радіотелефонів і мікрохвильових печей);
• пристрою 802.11b мають найменшої, в порівнянні з іншими пристроями Wi-Fi, ціною.

Основна перевага 801.11b - загальна доступність і низька ціна. Є й істотні недоліки, такі як низька швидкість передачі даних (практично в 9 разів менше, ніж швидкість в мережі 100BASE-TX) і використання радіочастоти, що збігається з частотою радіовипромінювання деяких побутових пристроїв.

стандарт 802.11a був розроблений для вирішення проблеми низької пропускної здатності мереж 801.11b. Характеристики 801.11a представлені нижче:

• радіус дії до 30 м;
• частота 5 ГГц;
• несумісність з 802.11b;
• більш висока ціна пристроїв, у порівнянні з 802.11b.

Переваги очевидні - швидкість передачі даних до 54 Мбіт / с і робоча частота, не яка у побутової техніки, Проте досягається це за рахунок більш низького радіусу дії і відсутності сумісності з популярним стандартом 802.11b.

Третій стандарт, 802.11g, Поступово знайшов велику популярність за рахунок швидкості передачі даних і сумісності з 802.11b. Характеристики цього стандарту наступні:

• швидкість передачі даних до 54 Мбіт / с;
• радіус дії до 50 м;
• частота 2,4 ГГц;
• повна сумісність з 802.11b;
• ціна практично зрівнялася з ціною пристроїв 802.11b.

Пристрої стандарту 802.11g можна рекомендувати для створення бездротової домашньої мережі. Швидкості передачі даних 54 Мбіт / с і радіусу дії до 50 м від точки доступу буде досить для будь-якої квартири, проте для більшого приміщення використання бездротового зв'язку даного стандарту може виявитися неприйнятним.

Скажімо і про стандарт 802.11n, який зовсім скоро витіснить три інших стандарту.

• швидкість передачі даних до 200 Мбіт / с (а в теорії-і до 480 Мбіт / с);
• радіус дії до 100 метрів;
• частота 2,4 або 5 ГГц;
• сумісність з 802.11b / g і 802.11a;
• ціна стрімко знижується.

Звичайно, 802.11n - самий класний і перспективний стандарт. Радіус дії більше і швидкість передачі багаторазово вище, ніж у трьох інших стандартів. Однак не поспішайте бігти в магазин. У 802.11n є \u200b\u200bкілька недоліків, про які потрібно знати.

один з кращих маршрутизаторів стандарту 802.11n.

Найголовніше - щоб насолодитися всіма перевагами 802.11n, необхідно, щоб всі пристрої в бездротовій мережі підтримували цей стандарт. Якщо один з пристроїв працює в стандарті, скажімо, 802.11g, то маршрутизатор 802.11n буде переведений в режим сумісності, і його переваги в швидкості і дальності просто зникнуть. Так що хочете мережу 802.11n - потрібно, щоб всі пристрої, які будуть в бездротової мережі, підтримували цей стандарт.

Більш того, бажано, щоб пристрої 802.11n були від однієї компанії. Оскільки стандарт ще розробляється, різні компанії за своїм реалізують його можливості, і нерідко бувають казуси, коли бездротовий пристрій від Asus стандарту 802.11n не хоче нормально працювати з Linksys і т.д.

Так що перш ніж впроваджувати 802.11n у себе вдома, подумайте, чи врахували ви ці чинники. Ну і почитайте, звичайно, що пишуть люди на форумах, де активно обговорюють цю тему.

Якщо в квартирі кілька кімнат зі стінами з залізобетону, швидкість передачі на відстані вже 20-30 м буде нижче максимальної. Швидкість передачі даних від точки доступу до пристрою буде зменшуватися пропорційно відстані до цього пристрою, оскільки для утримання стійкого сигналу швидкість буде знижуватися автоматично.

Бажано не розміщувати точку доступу поруч з побутовими або офісними пристроями, такими як мікрохвильові печі, радіотелефони, факси, принтери тощо .

Прийнявши рішення впровадити бездротову мережу, Слід вибрати відповідне обладнання, до якого відноситься, як вже було сказано раніше, два ключові компоненти - точка доступу і адаптери бездротового зв'язку. Про це розповідається в статті “ “.