Standardy Wi-Fi i różnice między nimi. Wi-Fi dla początkujących: Standardy Wersja Wi-Fi 802.11 b g n

Popularność połączeń Wi-Fi rośnie z każdym dniem, ponieważ zapotrzebowanie na tego typu sieci rośnie w ogromnym tempie. Smartfony, tablety, laptopy, monobloki, telewizory, komputery – cały nasz sprzęt obsługuje bezprzewodowe połączenie z Internetem, bez którego nie sposób już sobie wyobrazić życia współczesnego człowieka.

Technologie transmisji danych rozwijają się wraz z wypuszczaniem nowych technologii

Aby wybrać sieć, która odpowiada Twoim potrzebom, musisz poznać wszystkie istniejące obecnie standardy Wi-Fi. Wi-Fi Alliance opracowało ponad dwadzieścia technologii połączeń, z których cztery są obecnie najbardziej popularne: 802.11b, 802.11a, 802.11g i 802.11n. Najnowszym odkryciem producenta była modyfikacja 802.11ac, której wydajność jest kilkakrotnie wyższa niż charakterystyka nowoczesnych adapterów.

Jest to technologia bezprzewodowa z certyfikatem wyższego szczebla i jest powszechnie dostępna. Urządzenie ma bardzo skromne parametry:

• Szybkość przesyłania informacji - 11 Mb/s;
• Zakres częstotliwości - 2,4 GHz;
• Promień działania (przy braku przegród wolumetrycznych) wynosi do 50 metrów.

Należy zauważyć, że ten standard ma słabą odporność na zakłócenia i niską przepustowość. Dlatego pomimo atrakcyjnej ceny tego połączenia Wi-Fi, jego komponent techniczny pozostaje daleko w tyle za nowocześniejszymi modelami.

Standard 802.11a

Ta technologia jest ulepszoną wersją poprzedniego standardu. Twórcy skupili się na przepustowości urządzenia i jego częstotliwości taktowania. Dzięki takim zmianom w tej modyfikacji nie ma wpływu innych urządzeń na jakość sygnału sieciowego.

• Zakres częstotliwości - 5 GHz;
• Zasięg - do 30 metrów.

Jednak wszystkie zalety standardu 802.11a są w równym stopniu kompensowane przez jego wady: zmniejszony promień połączenia i wysoką (w porównaniu do 802.11b) cenę.

Standard 802.11g

Zaktualizowana modyfikacja staje się liderem dzisiejszych standardów sieci bezprzewodowych, ponieważ obsługuje powszechną technologię 802.11b i, w przeciwieństwie do niej, ma dość wysoką prędkość połączenia.

• Szybkość przesyłania informacji - 54 Mb/s;
• Zakres częstotliwości - 2,4 GHz;
• Zasięg - do 50 metrów.

Jak widać, taktowanie spadło do 2,4 GHz, ale zasięg sieci powrócił do wcześniejszych wskaźników charakterystycznych dla 802.11b. Dodatkowo cena przejściówki stała się bardziej przystępna, co jest istotną zaletą przy wyborze sprzętu.

Standard 802.11n

Pomimo tego, że ta modyfikacja od dawna pojawia się na rynku i ma imponujące parametry, producenci wciąż pracują nad jej ulepszeniem. Ze względu na to, że jest niezgodny z dotychczasowymi standardami, jego popularność jest niska.

• Szybkość przesyłania informacji - teoretycznie do 480 Mbit/s, ale w praktyce okazuje się o połowę mniejsza;
• Zakres częstotliwości - 2,4 lub 5 GHz;
• Zasięg - do 100 metrów.

Ponieważ ten standard wciąż ewoluuje, ma charakterystyczną cechę: może kolidować ze sprzętem obsługującym standard 802.11n tylko dlatego, że producenci urządzeń są różni.

Inne standardy

Oprócz popularnych technologii stowarzyszenie Wi-Fi Alliance opracowało inne standardy dla bardziej specjalistycznych zastosowań. Do takich modyfikacji realizujących funkcje serwisowe należą:

• 802.11d- wykonuje kompatybilne urządzenia komunikacji bezprzewodowej różnych producentów, dostosowuje je do funkcji transmisji danych na poziomie całego kraju;
• 802.11e- określa jakość przesyłanych plików multimedialnych;
• 802.11f- zarządza różnymi punktami dostępowymi różnych producentów, pozwala pracować w ten sam sposób w różnych sieciach;

• 802.11h- zapobiega utracie jakości sygnału pod wpływem sprzętu meteorologicznego i radarów wojskowych;
• 802.11i- ulepszona wersja ochrony danych osobowych użytkowników;
• 802.11k- monitoruje obciążenie określonej sieci i redystrybuuje użytkowników do innych punktów dostępowych;
• 802.11m- zawiera wszystkie poprawki standardów 802.11;
• 802.11p- określa charakter urządzeń Wi-Fi znajdujących się w zasięgu 1 km i poruszających się z prędkością do 200 km/h;
• 802.11r- automatycznie wyszukuje sieć bezprzewodową w roamingu i łączy z nią urządzenia mobilne;
• 802.11s- organizuje w pełni połączone połączenie, w którym każdy smartfon lub tablet może być routerem lub punktem połączenia;
• 802.11t- sieć ta testuje cały standard 802.11, wydaje metody testów i ich wyniki, stawia wymagania dotyczące działania sprzętu;
• 802.11u- ta modyfikacja znana jest wszystkim z rozwoju Hotspot 2.0. Zapewnia interakcję sieci bezprzewodowych i zewnętrznych;
• 802.11v- w tej technologii powstają rozwiązania usprawniające modyfikacje 802.11;
• 802.11y- niedokończona technologia łącząca częstotliwości 3,65-3,70 GHz;
• 802.11w- norma znajduje sposoby na wzmocnienie ochrony dostępu do przekazywania informacji.

Najnowszy i najbardziej zaawansowany standard 802.11ac

Urządzenia do modyfikacji 802.11ac zapewniają użytkownikom zupełnie nową jakość pracy w Internecie. Do zalet tego standardu należą:

1. Wysoka prędkość. Transmisja danych 802.11ac wykorzystuje szersze kanały i wyższą częstotliwość, co zwiększa teoretyczną prędkość do 1,3 Gb/s. W praktyce przepustowość dochodzi do 600 Mb/s. Ponadto urządzenie oparte na standardzie 802.11ac przesyła więcej danych na cykl.

1. Zwiększona liczba częstotliwości. Modyfikacja 802.11ac wyposażona jest w całą gamę częstotliwości 5 GHz. Najnowsza technologia ma silniejszy sygnał. Adapter wysokiego zasięgu obejmuje pasmo częstotliwości do 380 MHz.
2. Obszar zasięgu sieci 802.11ac. Ten standard zapewnia szerszy zasięg sieci. Ponadto połączenie Wi-Fi działa nawet przez ściany betonowe i gipsowo-kartonowe. Zakłócenia z urządzeń domowych i Internetu sąsiada w żaden sposób nie wpływają na Twoje połączenie.
3. Zaktualizowane technologie. 802.11ac jest wyposażony w rozszerzenie MU-MIMO, które zapewnia nieprzerwaną pracę wielu urządzeń w sieci. Technologia Beamforming wykrywa urządzenie klienta i wysyła do niego kilka strumieni informacji jednocześnie.

Po bliższym zapoznaniu się ze wszystkimi istniejącymi obecnie modyfikacjami połączenia Wi-Fi, możesz łatwo wybrać sieć, która odpowiada Twoim potrzebom. Należy przypomnieć, że większość urządzeń zawiera standardowy adapter 802.11b, który jest również wspierany przez technologię 802.11g. Jeśli szukasz sieci bezprzewodowej 802.11ac, to liczba urządzeń w nią wyposażonych jest dziś niewielka. Jest to jednak bardzo pilny problem i wkrótce wszystkie nowoczesne urządzenia przestawią się na standard 802.11ac. Nie zapomnij zadbać o bezpieczeństwo dostępu do Internetu, instalując skomplikowany kod na swoim połączeniu Wi-Fi oraz program antywirusowy, który chroni komputer przed oprogramowaniem antywirusowym.

14 września Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) ostatecznie zatwierdził ostateczną wersję standardu bezprzewodowego WiFi 802.11n. Stwierdzenie, że proces adaptacji specyfikacji się opóźnił, to nic nie powiem: urządzenia obsługujące pierwszą wstępną wersję standardu można było kupić pod koniec 2006 roku, ale nie działały one zbyt stabilnie. Dystrybucja otrzymała urządzenia obsługujące drugą wstępną wersję standardu (szkic 2.0), eliminujące większość „choroby wieku dziecięcego”. Są w sprzedaży od około dwóch lat, a ich właściciele nie narzekają na mnóstwo problemów z komunikacją bezprzewodową: pracują - i pracują. I całkiem szybki i stabilny.

Jak nowa wersja Czy ulubiona sieć Wi-Fi wszystkich jest lepsza od starej? Maksymalna teoretyczna prędkość dla 802.11b to 11 Mb/s przy 2,4 GHz, dla 802.11a to 54 Mb/s przy 5 GHz, a dla 802.11g to również 54 Mb/s przy 2,4 GHz. W 802.11n przepustowość jest różna i może wynosić 2,4 GHz lub 5 GHz, a maksymalna prędkość osiąga niesamowite 600 Mb/s. Oczywiście w teorii. W praktyce 802.11n udaje się wycisnąć „bardziej przyziemne”, ale wciąż imponujące 150 Mb/s. Zwracamy również uwagę, że dzięki obsłudze obu zakresów częstotliwości uzyskuje się zgodność wsteczną zarówno z 802.11a, jak i 802.11b/g.

Kilka technologii umożliwiło poprawę wydajności prędkości. Po pierwsze, MIMO (Multiple Input Multiple Output), którego istotą jest wyposażenie urządzeń w kilka nadajników pracujących na tej samej częstotliwości jednocześnie i oddzielenie strumieni danych pomiędzy nimi. Po drugie, twórcy zastosowali technologię, która pozwala na wykorzystanie nie jednego, a dwóch kanałów częstotliwości o szerokości 20 MHz każdy. W razie potrzeby pracują osobno lub razem, łącząc się w jeden szeroki kanał 40 MHz. Dodatkowo IEEE 802.11n wykorzystuje schemat modulacji OFDM (ortogonalne multipleksowanie częstotliwości) - dzięki niemu (a konkretnie dzięki wykorzystaniu 52 podnośnych, z których 48 przeznaczonych jest bezpośrednio do transmisji danych, a 4 dla sygnałów pilotujących) szybkość dla jednego strumienia przestrzennego może osiągnąć 65 Mb/s. Łącznie w każdym z kierunków może być od jednego do czterech takich przepływów.

Sytuacja z obszarami zasięgu i stabilnością odbioru również uległa znacznej poprawie. Pamiętasz słynne przysłowie „Jedna głowa jest dobra, ale dwie są lepsze”? A więc tutaj obowiązuje ta sama zasada: jest teraz kilka nadajników, anten też, co oznacza, że ​​lepiej będzie złapać sieć całej tej gospodarki - najprawdopodobniej nie będzie możliwe przebywanie poza strefą punktu dostępowego znajdującego się na następne piętro.

Sytuacja w Rosji

Jesienią Instytut Badań Radiowych (NIIR) przygotuje standardy użytkowania sprzętu do obsługi standardu komunikacji bezprzewodowej 802.11n w Rosji. Teraz sprzęt, który ją obsługuje, może być używany tylko w sieciach intranetowych, a po przyjęciu NLA będzie można go używać w sieciach publicznych.

Zdaniem Dmitrija Lariuszyna, dyrektora polityki technicznej Intela w Rosji, zatwierdzenie standardu przez instytut IEEE z pewnością odegra pozytywną rolę w opracowaniu i wdrożeniu przepisów regulacyjnych w Federacji Rosyjskiej, co utoruje drogę do importu i użytkowania sprzętu 802.11n w naszym kraju. Warto zauważyć, że protokół 11n w wersji D2.0 jest obsługiwany przez produkty WiFi firmy Intel od 2007 roku, ale zgodnie z przyjętymi w Rosji zasadami importu i użytkowania sprzętu elektronicznego opcja 11n musiała zostać wyłączona. Od przyszłego roku, pod warunkiem pozytywnej decyzji Państwowego Komitetu ds. Częstotliwości Radiowych i wprowadzenia ustawowych aktów prawnych dla tej technologii, produkty Intela ze wsparciem WiFi 11n w ostatecznej wersji standardu trafią na rynek rosyjski.

Nie wszyscy producenci sprzętu przestrzegają litery prawa: niektóre firmy od dawna dostarczają do Rosji sprzęt sieciowy obsługujący standard 802.11n. Nic nie stoi na przeszkodzie, by producenci sprzedawali laptopy wyposażone w moduły WiFi 802.11n produkowane przez Intela na rynku rosyjskim.

Protokół Wierność bezprzewodowa został zaprojektowany, przerażający do myślenia, w 1996 roku. Początkowo zapewniało użytkownikowi minimalną szybkość przesyłania danych. Ale mniej więcej co trzy lata wprowadzano nowe standardy Wi-Fi. Zwiększyły szybkość odbierania i przesyłania danych, a także nieznacznie zwiększyły szerokość zasięgu. Każda nowa wersja protokołu jest oznaczona jedną lub dwiema literami łacińskimi po numerach 802.11 . Niektóre standardy Wi-Fi są wysoce wyspecjalizowane – nigdy nie były stosowane w smartfonach. Porozmawiamy tylko o tych wersjach protokołu transmisji danych, o których przeciętny użytkownik powinien wiedzieć.

Już pierwszy standard nie miał żadnego oznaczenia literowego. Urodził się w 1996 roku i był używany przez około trzy lata. Dane bezprzewodowo za pomocą tego protokołu były pobierane z prędkością 1 Mb/s. Według współczesnych standardów jest to niezwykle małe. Pamiętajmy jednak, że dostęp do „dużego” Internetu z urządzeń przenośnych nie wchodził wówczas w rachubę. W tamtych latach nawet WAP nie był tak naprawdę rozwinięty, strony internetowe, w których rzadko ważyły ​​więcej 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 sztuczek. Zwykli użytkownicy w tamtych czasach o komórka mogli tylko pomarzyć, a słowa „bezprzewodowa transmisja danych” stały się dla nich jasne dopiero po kilku latach.

Jednak niska popularność nie przeszkodziła w rozwoju protokołu. Stopniowo zaczęły pojawiać się urządzenia zwiększające moc modułu transmisji danych. Szybkość przy tej samej wersji Wi-Fi podwoiła się – do 2 Mb/s. Ale było jasne, że to jest granica. Dlatego Sojusz WiFi(stowarzyszenie kilku dużych firm, utworzone w 1999 r.) musiało opracować nowy standard, który zapewniłby wyższą przepustowość.

Wi-Fi 802.11a

Pierwszym dziełem Wi-Fi Alliance był protokół 802.11a, który również nie stał się bardzo popularny. Różnica polegała na tym, że technika mogła wykorzystywać częstotliwość 5 GHz. W rezultacie szybkość transmisji danych wzrosła do 54 Mb/s. Problem polegał na tym, że standard ten był niezgodny z wcześniej stosowaną częstotliwością 2,4 GHz. W rezultacie producenci musieli zainstalować podwójny nadajnik-odbiornik, aby zapewnić działanie sieci na obu częstotliwościach. Czy muszę mówić, że to wcale nie jest kompaktowe rozwiązanie?

W smartfonach i telefonach komórkowych ta wersja protokołu praktycznie nie była używana. Tłumaczy się to tym, 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 zasięgu. Inżynierom udało się zapewnić, że 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 zaczęło pojawiać się w popularnych urządzeniach przenośnych. Na przykład smartfon E65 mógłby pochwalić się jego wsparciem. Co ważne, Wi-Fi Alliance zapewniło kompatybilność z pierwszą wersją standardu, dzięki czemu okres przejściowy przeszedł całkowicie niezauważony.

Do końca pierwszej dekady XXI wieku to właśnie protokół 802.11b był używany przez wiele technologii. Podane przez nich prędkości były wystarczające dla smartfonów, przenośnych konsol do gier i laptopów. Obsługuj ten protokół i prawie wszystko nowoczesne smartfony. Oznacza to, że jeśli masz w swoim pokoju bardzo stary router, który nie może przesłać sygnału przy użyciu nowszych wersji protokołu, smartfon nadal będzie rozpoznawał sieć. Chociaż na pewno będziesz niezadowolony z szybkości przesyłania danych, od teraz stosujemy zupełnie inne standardy prędkości.

Wi-Fi 802.11g

Jak już zrozumiałeś, ta wersja protokołu jest wstecznie kompatybilna z poprzednimi. Wyjaśnia to fakt, że częstotliwość robocza się nie zmieniła. Jednocześnie inżynierom udało się zwiększyć prędkość odbierania i wysyłania danych do 54 Mb/s. Standard został wydany w 2003 roku. Przez jakiś czas ta prędkość wydawała się nawet zbędna, więc wielu producentów telefonów komórkowych i smartfonów powoli ją wdrażało. Po co tak szybki transfer danych, skoro ilość pamięci wbudowanej w urządzeniach przenośnych często ograniczała się do 50-100 MB, a pełnoprawne strony internetowe po prostu nie wyświetlały się na małym ekranie? Mimo to protokół stopniowo 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 już nauczyły się wyświetlać ciężkie treści internetowe w wysokiej jakości, więc nowy standard się przydał. Różnice w stosunku do poprzedników polegały na zwiększeniu prędkości i teoretycznej obsłudze częstotliwości 5 GHz (jednocześnie nie zniknęło też 2,4 GHz). Po raz pierwszy do protokołu wprowadzono obsługę technologii MIMO. Polega na wspieraniu odbioru i transmisji danych jednocześnie kilkoma kanałami (w tym przypadku dwoma). Pozwoliło to teoretycznie osiągnąć prędkość 600 Mb/s. W praktyce rzadko przekraczał 150 Mb/s. Obecność zakłóceń na ścieżce sygnału od routera do urządzenia odbiorczego, którego dotyczy problem, a wiele routerów utraciło obsługę MIMO, aby zaoszczędzić pieniądze. Podobnie jak urządzenia budżetowe nadal nie miały możliwości pracy na częstotliwości 5 GHz. Ich twórcy wyjaśnili, że częstotliwość 2,4 GHz w tym momencie nie była jeszcze mocno obciążona, dlatego nabywcy routera tak naprawdę nic nie stracili.

Standard Wi-Fi 802.11n jest nadal aktywnie wykorzystywany. Chociaż wielu użytkowników zauważyło już szereg jego niedociągnięć. Po pierwsze, ze względu na częstotliwość 2,4 GHz nie obsługuje łączenia więcej niż dwóch kanałów, dlatego nigdy nie osiąga się teoretycznego limitu prędkości. Po drugie, w hotelach, centrach handlowych i innych zatłoczonych miejscach kanały zaczynają się na siebie 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 w częstotliwości 2,4 GHz, która ma szereg ograniczeń, to tutaj stosuje się ściśle 5 GHz. To prawie o połowę zmniejszyło szerokość pokrycia. Jednak producenci routerów rozwiązują ten problem, instalując anteny kierunkowe. Każdy z nich wysyła sygnał w jego kierunku. Jednak niektórzy ludzie nadal uznają to za niewygodne z następujących powodów:

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

Główną zaletą nowego standardu jest dziesięciokrotny wzrost szybkości i ulepszona obsługa technologii MIMO. Od teraz można łączyć do ośmiu kanałów! Daje to teoretyczny strumień danych o prędkości 6,93 Gb/s. W praktyce prędkości są znacznie niższe, ale nawet one w zupełności wystarczą, by obejrzeć jakiś film 4K online na urządzeniu.

Niektórym możliwości nowego standardu wydają się zbędne. Dlatego wielu producentów nie wdraża dla niego wsparcia w programie . Protokół nie zawsze jest obsługiwany nawet przez dość drogie urządzenia. Na przykład jest pozbawiony wsparcia (2016), którego nawet po obniżeniu ceny nie można przypisać do segmentu budżetowego. Dowiedz się, jakie standardy Wi-Fi obsługuje Twój smartfon lub tablet, jest dość łatwe. Aby to zrobić, zobacz jego pełną specyfikacje online lub uruchom .

Podstawowy standard IEEE 802.11 został opracowany w 1997 roku w celu zorganizowania komunikacji bezprzewodowej w kanale radiowym z prędkością do 1 Mb/s. w zakresie częstotliwości 2,4 GHz. Opcjonalnie, to znaczy ze specjalnym wyposażeniem po obu stronach, prędkość może zostać podniesiona do 2 Mb/s.
Następnie, w 1999 roku, została wydana specyfikacja 802.11a dla pasma 5GHz z maksymalną osiągalną prędkością 54 Mb/s.
Następnie standardy WiFi zostały podzielone na dwa stosowane zakresy:

Pasmo 2,4 GHz:

Używane pasmo częstotliwości radiowej to 2400-2483,5 MHz. podzielone na 14 kanałów:

802.11b- pierwsza modyfikacja podstawowego standardu Wi-Fi z prędkością 5,5 Mb/s. i 11 Mb/s. Do jego działania wykorzystywane są modulacje DBPSK i DQPSK, technologia DSSS, kodowanie Barker 11 i CCK.
802.11g- kolejny krok w rozwoju poprzedniej specyfikacji z maksymalną szybkością transmisji danych do 54 Mb/s (rzeczywista to 22-25 Mb/s). Jest wstecznie kompatybilny z 802.11b i ma szerszy obszar zasięgu. Zastosowano: technologie DSSS i ODFM, modulacje DBPSK i DQPSK, kodowanie arker 11 i CCK.
802.11n- obecnie najnowocześniejszy i najszybszy standard WiFi, który ma maksymalny zasięg w paśmie 2,4 GHz, a także jest wykorzystywany w paśmie 5GHz. Wstecznie kompatybilny z 802.11a/b/g. Obsługuje szerokość kanału 20 i 40 MHz. Zastosowane technologie ODFM i ODFM MIMO (wielokanałowe wejście-wyjście Multiple Input Multiple Output). Maksymalna prędkość przesyłu danych to 600 Mb/s (przy czym rzeczywista wydajność to średnio nie więcej niż 50% deklarowanej).

Pasmo 5 GHz:

Używane pasmo częstotliwości radiowej to 4800-5905 MHz. podzielony na 38 kanałów.

802.11a- pierwsza modyfikacja podstawowej specyfikacji IEEE 802.11 dla pasma częstotliwości radiowej 5GHz. Obsługiwana prędkość - do 54 Mb/s. Zastosowana technologia to modulacje OFDM, BPSK, QPSK, 16-QAM. 64QAM. Stosowane kodowanie to Convoltion Coding.

802.11n- Uniwersalny standard WiFi obsługujący oba zakresy częstotliwości. Może używać szerokości kanału 20 i 40 MHz. Maksymalny osiągalny limit prędkości to 600 Mb/s.

802.11ac- ta specyfikacja jest obecnie aktywnie wykorzystywana w dwuzakresowych routerach WiFi. W porównaniu do swojego poprzednika ma lepszy zasięg i jest znacznie oszczędniejszy pod względem zasilania. Szybkość transmisji danych - do 6,77 Gb/s, pod warunkiem, że router ma 8 anten.
802.11ad- najnowocześniejszy do tej pory standard Wi-Fi, posiadający opcjonalne pasmo 60 GHz.. Ma drugie imię - WiGig (Wireless Gigabit). Teoretycznie osiągalna prędkość transmisji danych wynosi do 7 Gb/s.

Dzisiaj dokonamy przeglądu wszystkich istniejących standardów IEEE 802.11, które zalecają stosowanie określonych metod i szybkości transmisji danych, metod modulacji, mocy nadajnika, pasm częstotliwości, na których działają, metod uwierzytelniania, szyfrowania i wielu innych.

Od samego początku rozwinął się tak, że niektóre standardy działają na poziomie fizycznym, niektóre - na poziomie medium transmisji danych, a reszta - na wyższych poziomach modelu interakcji systemów otwartych.

Istnieją następujące grupy norm:

IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n i IEEE 802.11ac uzupełniają działanie sprzętu sieciowego (warstwa fizyczna).
IEEE 802.11d, IEEE 802.11e, IEEE 802.11i, IEEE 802.11j, IEEE 802.11h i IEEE.
802.11r - parametry środowiska, częstotliwości kanałów radiowych, narzędzia bezpieczeństwa, metody przesyłania danych multimedialnych itp.
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 Mb/s odpowiednio metodami DSSS i FHSS.

Prace nad stworzeniem standardu zakończyły się po 7 latach. Cel został osiągnięty, ale szybkość. dostarczony przez nowy standard okazał się zbyt mały na współczesne potrzeby. Dlatego grupa robocza z IEEE rozpoczęła opracowywanie nowych, szybszych standardów.
Twórcy standardu 802.11 wzięli pod uwagę specyfikę architektury komórkowej systemu.

Dlaczego telefon komórkowy? Bardzo proste: pamiętaj tylko, że fale rozchodzą się w różnych kierunkach na określonym promieniu. Okazuje się, że zewnętrznie strefa przypomina plaster miodu. Każda taka komórka działa pod kontrolą stacji bazowej, która jest punktem dostępowym. Często określany jako plaster miodu podstawowy obszar usług.

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

Standard IEEE 802.11 zapewnia działanie komputerów bez punktu dostępowego, w ramach jednej komórki. W takim przypadku funkcje punktu dostępowego pełnią same stacje robocze.

Ten standard jest zaprojektowany 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 bezprzewodowych, który ma działać w dwóch pasmach radiowych - 2,4 i 5 GHz. Zastosowana metoda OFDM umożliwia osiągnięcie maksymalnej szybkości transmisji danych 54 Mbt/s. Oprócz tego specyfikacje przewidują inne prędkości:

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

Ten standard ma również swoje zalety i wady. Wśród zalet można wymienić:

• wykorzystanie równoległej transmisji danych;
• wysoka prędkość transmisji;
• możliwość podłączenia dużej ilości komputerów.

Wady standardu IEEE 802.1 1a to:

• mniejszy promień sieci przy wykorzystaniu pasma 5 GHz (około 100 m): J wysoki pobór mocy nadajników radiowych;
• wyższy koszt sprzętu w porównaniu do sprzętu o innych standardach;
• korzystanie z pasma 5 GHz wymaga specjalnego zezwolenia.

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

IEEE 802.11b

Pracuj nad standardem IEEE 802-11b(inna nazwa dla IFEE 802.11 High rate, high width) została ukończona w 1999 roku, a nazwa Wi-Fi jest z nią związana.

Działanie tego standardu opiera się na Direct Spread Spectrum (DSSS) przy użyciu ośmiobitowych sekwencji Walsha. W takim przypadku każdy bit danych jest kodowany przy użyciu sekwencji dodatkowych kodów (SSC). Umożliwia to osiągnięcie szybkości transmisji danych 11 Mb/s.

Podobnie jak standard podstawowy, IEEE 802.11b działa z częstotliwością 2,4 GHz przy użyciu 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 pogarsza się jakość sygnału, duża odległość od punktu dostępowego, różne zakłócenia) prędkość transmisji danych może zostać zmniejszona do 1 Mbnt / s. Wręcz przeciwnie, gdy sprzęt sieciowy wykryje, że jakość sygnału uległa poprawie, automatycznie zwiększa prędkość transmisji do maksimum, mechanizm ten nazywa się dynamiczną zmianą prędkości.

Z wyjątkiem standardowego sprzętu 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 binarnego pakietu splotowego (P8CC).

IEEE 802.11d

Standard IEEE 802.11d określa parametry kanałów fizycznych i urządzeń sieciowych. Opisuje zasady dotyczące dopuszczalnej mocy promieniowania nadajników w dozwolonych prawem zakresach częstotliwości.

Ten standard jest bardzo ważny, ponieważ fale radiowe są wykorzystywane do obsługi urządzeń sieciowych. Jeśli nie pasują do określonych parametrów. Może to zakłócać działanie innych urządzeń. działający w tym lub pobliskim zakresie częstotliwości.

IEEE 802.11e

Ponieważ dane o różnych formatach i wadze mogą być przesyłane przez sieć, potrzebny jest mechanizm, który określiłby ich wagę i nadał odpowiedni priorytet. To jest odpowiedzialność standardu IEEE 802.11e, przeznaczony do strumieniowego przesyłania danych wideo lub audio z gwarantowaną jakością i dostawą.

IEEE 802.11f

Standard IEEE 802.11f opracowany z komórką uwierzytelniania sprzętu sieciowego (stacji roboczej) podczas przenoszenia komputera użytkownika z jednego punktu dostępu do drugiego, to znaczy między segmentami sieci. Jednocześnie wchodzi w życie protokół wymiany informacji o usługach. IAPP (protokół międzypunktowy), który jest niezbędny do transmisji danych pomiędzy punktami dostępowymi, dzięki czemu uzyskuje się efektywną organizację pracy rozproszonych sieci bezprzewodowych.

IEEE 802.11g

Drugi najpopularniejszy dziś standard można uznać za standard IEEE 802.11g. Celem stworzenia tego standardu było osiągnięcie szybkości przesyłania danych 54 Mb/s.
Jak IEEE 802.11b. Standard IEEE 802.11g jest przeznaczony do pracy w paśmie częstotliwości 2,4 GHz. IEEE 802.11g określa obowiązkowe i możliwe szybkości transmisji danych:

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

Aby osiągnąć takie wskaźniki, stosuje się kodowanie za pomocą sekwencji dodatkowych kodów (SSC). metoda multipleksowania ortogonalnego (OFDM), metoda kodowania hybrydowego (SCK-OFDM) i metoda kodowania splotowego binarnego pakietu (PBCC).

Warto zauważyć, że tę samą prędkość można osiągnąć różnymi metodami, ale wymagane szybkości transmisji danych osiąga się tylko za pomocą metod SSK n OFDM oraz możliwe prędkości przy użyciu metod SCK-OFDM i RVSS.

Zaletą sprzętu IEEE 802.11g jest kompatybilność ze sprzętem IEEE 802.11b. Możesz z łatwością korzystać z komputera ze standardową kartą sieciową IEEE. 802.11b do pracy z punktem dostępowym IEEE 802.11g. i wzajemnie. Ponadto pobór mocy sprzętu tego standardu jest znacznie niższy niż równoważnego sprzętu standardu IEEE 802.11a.

IEEE 802.11h

Standard IEEE 802.11h zaprojektowany do efektywnej kontroli mocy nadajnika, wyboru częstotliwości nośnej nadawania i generowania żądanych raportów. Wprowadza kilka nowych algorytmów do protokołu dostępu do mediów PROCHOWIEC(Media Access Control, Media Access Control), a także w warstwie fizycznej standardu IEEE 802.11a.

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

Znaczenie algorytmów standardu IEEE 802.11h jest takie. że po wykryciu odbitych sygnałów (zakłóceń) komputery (lub nadajniki) w sieci bezprzewodowej mogą dynamicznie przełączać się na inne pasmo, 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 poprawy bezpieczeństwa sieci bezprzewodowej. W tym celu stworzono różne algorytmy szyfrowania i uwierzytelniania, funkcje są chronione podczas wymiany informacji, możliwość generowania kluczy itp.:

• AES(Advanced Encryption Standard, zaawansowany algorytm szyfrowania danych) – algorytm szyfrowania pozwalający na pracę z kluczami o długości 128. 15) 2 i 256 bitów;
• PROMIEŃ(Remote Authentication Dial-In User Service, usługa zdalnego uwierzytelniania użytkowników) to system uwierzytelniania z możliwością generowania kluczy dla każdej sesji i zarządzania nimi. w tym algorytmy sprawdzania AUTENTYCZNOŚCI przesyłek itp.;
• TKIR(Temporal Key Integrity Protocol, temporal Key Integrity Protocol) - algorytm szyfrowania danych;
• ZAWINĄĆ(Wireless Robust Authenticated Protocol, stabilny protokół uwierzytelniania bezprzewodowego) - algorytm szyfrowania danych;
• SSMR(Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol) - algorytm szyfrowania danych.

IEEE 802.11j

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

4,9 GHz jest obecnie uważane za dodatkowe pasmo do użytku w USA. Z oficjalnych źródeł wiadomo, że gama ta jest przygotowywana do użytku przez organy bezpieczeństwa publicznego i narodowego.
Ten standard rozszerza zakres działania urządzeń IEEE 802.11a.

IEEE 802.11n

Dziś standard IEEE 802.11n najbardziej rozpowszechniony ze wszystkich standardów sieci bezprzewodowych.

W sercu standardu 802.11n:

• Zwiększenie szybkości przesyłania danych;
• Rozszerzenie obszaru pokrycia;
• Zwiększenie niezawodności transmisji sygnału;
• Wzrost przepustowości.

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

W warstwie fizycznej (PHY) zaimplementowano zaawansowane przetwarzanie i modulację sygnału, dodano możliwość jednoczesnej transmisji sygnału przez cztery anteny.

Warstwa sieciowa (MAC) zapewnia bardziej efektywne wykorzystanie dostępnej przepustowości. Razem te ulepszenia zwiększają teoretyczną szybkość transmisji danych do 600 Mb/s– ponad dziesięciokrotnie więcej niż 54 Mb/s 802.11a/g (urządzenia te są obecnie uważane za przestarzałe).

W rzeczywistości wydajność bezprzewodowej sieci LAN zależy od wielu czynników, takich jak środowisko transmisji, częstotliwość fal radiowych, umiejscowienie i konfiguracja urządzenia.

Podczas korzystania z urządzeń 802.11n bardzo ważne jest, aby dokładnie zrozumieć, jakie ulepszenia wprowadzono w standardzie, na co 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 MIMO(Wiele wejść Wiele wyjść, wielokanałowe wejście/wyjście).
Za pomocą technologii MIMO zaimplementowana jest możliwość jednoczesnego odbierania / przesyłania kilku strumieni danych przez kilka anten zamiast jednej.

Standard 802.11n definiuje różne konfiguracje anten "MxN", zaczynając od „1x1” zanim „4x4” (najczęstsze obecnie to 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 to MIMO „2x3”-urządzenie. W przyszłości opiszę ten standard bardziej szczegółowo.

IEEE 802.11g

Żaden ze standardów bezprzewodowych nie opisuje jednoznacznie zasad roamingu, czyli przejścia klienta z jednej strefy do drugiej. To ma być standardem. IEEE 802.11.

Standard IEEE 802.11ac

Obiecuje konsumentom gigabitowe prędkości bezprzewodowe.

Wstępny projekt specyfikacji technicznej 802.11ac potwierdzone przez grupę roboczą (TGac) w zeszłym roku. podczas ratyfikacji Sojusz WiFi spodziewany pod koniec tego roku. Chociaż standard 802.11ac wciąż w fazie projektu i jeszcze do ratyfikacji Sojusz Wi-Fi i IEEE. Już teraz zaczynamy widzieć gigabitowe produkty Wi-Fi dostępne na rynku.

Cechy nowej generacji Wi-Fi 802.11ac:

WLAN 802.11ac korzysta z szeregu nowych technik, aby osiągnąć ogromny wzrost wydajności, aby teoretycznie wspierać przepustowość gigabitową i zapewniać wysoką przepustowość, takie jak:

• 6GHz pasmo
• 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.

802.11ac low power multi-user MIMO stawia nowe wyzwania przed inżynierami pracującymi ze standardem. W dalszej części omówimy te problemy i dostępne rozwiązania, które pomogą opracować nowe produkty oparte na tym standardzie.

Szersza przepustowość:

802.11ac ma szersze pasmo 80 MHz lub nawet 160 MHz w porównaniu do poprzedniego 40 MHz w 802.11n. Większa przepustowość skutkuje zwiększoną maksymalną przepustowością cyfrowych systemów komunikacyjnych.

Jednym z najbardziej złożonych wyzwań projektowych i produkcyjnych jest generowanie i analiza sygnałów o wysokiej przepustowości dla 802.11ac. Testowanie sprzętu zdolnego do obsługi 80 lub 160 MHz będzie wymagane do testowania nadajników, odbiorników i komponentów.

Aby generować sygnały 80 MHz, wiele generatorów sygnału RF nie ma wystarczająco wysokiej częstotliwości próbkowania, aby obsługiwać typowy minimalny współczynnik nadpróbkowania 2X, który da pożądane wzorce sygnału. Stosując prawidłowe filtrowanie i resampling sygnału z pliku Waveform, możliwe jest generowanie sygnałów 80 MHz o dobrych charakterystykach spektralnych i EVM.

Aby generować sygnały 160 MHz, generator przebiegów arbitralnych o szerokim zakresie (AWG). Takich jak Agilent 81180A, 8190A można używać do tworzenia analogowych sygnałów I/Q.

Sygnały te mogą być zastosowane do zewnętrznego I/Q. Jako wejścia generatora sygnałów wektorowych do konwersji częstotliwości RF. Ponadto możliwe jest tworzenie sygnałów 160 MHz przy użyciu trybu 80 + 80 MHz, który obsługuje standard tworzenia dwóch segmentów 80 MHz w oddzielnych generatorach sygnału MCG lub ESG, a następnie łączenie sygnałów radiowych.

MIMO:

MIMO to zastosowanie wielu anten w celu poprawy wydajności systemu komunikacyjnego. Być może widziałeś niektóre punkty dostępu Wi-Fi z więcej niż jedną anteną. To się wyróżnia — te routery wykorzystują technologię MIMO.

Testem projektów MIMO jest zmiana. Wielokanałowe generowanie i analizę sygnału można wykorzystać do zrozumienia wydajności urządzeń MIMO. I pomagać w rozwiązywaniu problemów i sprawdzaniu projektów.

Wzmacniacz liniowy:

Wzmacniacz liniowy to charakterystyka i wzmacniacz. Dzięki temu moc wyjściowa wzmacniacza pozostaje wierna wejściu w miarę wzrostu. W rzeczywistości wzmacniacze liniowości są liniowe tylko do granicy, po której wyjście się nasyca.

Istnieje wiele metod poprawy liniowości wzmacniacza. Jedną z takich technik jest pre-emfaza cyfrowa. Automatyzacja projektowania oprogramowania to sposób, w jaki SystemVue dostarcza aplikację. Co upraszcza i automatyzuje projektowanie cyfrowych redukcji nieliniowości dla wzmacniaczy mocy.

Kompatybilność z poprzednimi wersjami

Chociaż standard 802.11n istnieje od wielu lat. Jednak wiele routerów i urządzeń bezprzewodowych ze starszymi protokołami nadal działa. Takich jak 802.11b i 802.11g, choć jest ich naprawdę niewiele. Również w okresie przejściowym do 802.11ac, stare standardy Wi-Fi będą obsługiwane i kompatybilne wstecz.

To wszystko na teraz. Jeśli masz inne pytania, napisz do mnie na