IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici) dezvoltă standarde WiFi 802.11.
IEEE 802.11 este standardul de bază pentru rețelele Wi-Fi, care definește un set de protocoale pentru cele mai mici rate de transfer.
IEEE 802.11b- descrie b O
viteze de transmisie mai mari și introduce mai multe restricții tehnologice. Acest standard a fost promovat pe scară largă de WECA ( Alianță pentru compatibilitate Ethernet fără fir ) și a fost numit inițial Wifi .
Sunt utilizate canale de frecvență în spectrul de 2,4 GHz ().
Ratificat în 1999.
Tehnologia RF utilizată: DSSS.
Codificare: Barker 11 și CCK.
Modulații: DBPSK și DQPSK,
Rate maxime de transfer de date (transfer) pe canal: 1, 2, 5,5, 11 Mbps,
IEEE 802.11a- descrie rate de transfer semnificativ mai mari decât 802.11b.
Sunt utilizate canale de frecvență din spectrul de frecvență de 5 GHz. ProtocolNu este compatibil cu 802.11 b.
Ratificat în 1999.
Tehnologia RF utilizată: OFDM.
Codare: Codare de conversie.
Modulații: BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM.
Rate maxime de transfer de date pe canal: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps.
IEEE 802.11g
- descrie rate de transfer de date echivalente cu 802.11a.
Sunt utilizate canale de frecvență în spectrul de 2,4 GHz. Protocolul este compatibil cu 802.11b.
Ratificat în 2003.
Tehnologii RF utilizate: DSSS și OFDM.
Codificare: Barker 11 și CCK.
Modulații: DBPSK și DQPSK,
Rate maxime de transfer de date (transfer) pe canal:
- 1, 2, 5,5, 11 Mbps pe DSSS și
- 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps pe OFDM.
IEEE
802.11n- cel mai avansat standard comercial WiFi, aprobat în prezent oficial pentru import și utilizare în Federația Rusă (802.11ac este încă în curs de dezvoltare de către autoritatea de reglementare). 802.11n utilizează canale de frecvență în spectrurile de frecvență WiFi de 2,4 GHz și 5 GHz. Compatibil cu 11b/11 a/11g . Deși este recomandat să construiți rețele care vizează doar 802.11n, deoarece... necesită configurarea unor moduri speciale de protecție dacă este necesară compatibilitatea cu standardele vechi. Acest lucru duce la o creștere mare a informațiilor de semnal șio reducere semnificativă a performanței utile disponibile a interfeței aeriene. De fapt, chiar și un client WiFi 802.11g sau 802.11b va necesita o configurație specială a întregii rețele și o degradare semnificativă imediată a acesteia în ceea ce privește performanța agregată.
Standardul WiFi 802.11n în sine a fost lansat pe 11 septembrie 2009.
Sunt acceptate canalele de frecvență WiFi cu o lățime de 20MHz și 40MHz (2x20MHz).
Tehnologia RF utilizată: OFDM.
Tehnologia OFDM MIMO (Multiple Input Multiple Output) este utilizată până la nivelul 4x4 (4xTransmitter și 4xReceiver). În acest caz, un minim de 2xTransmitter per punct de acces și 1xTransmitter per dispozitiv utilizator.
Exemple de posibile MCS (Modulation & Coding Scheme) pentru 802.11n, precum și ratele maxime de transfer teoretice pe canalul radio sunt prezentate în următorul tabel:
Aici SGI reprezintă intervalele de gardă dintre cadre.
Fluxuri spațiale este numărul de fluxuri spațiale.
Tipul este tipul de modulație.
Data Rate este rata maximă teoretică de transfer de date pe canalul radio în Mbit/sec.
Este important de subliniat că vitezele indicate corespund conceptului de rată a canalului și sunt valoarea maximă folosind un anumit set de tehnologii în cadrul standardului descris (de fapt, aceste valori, după cum probabil ați observat, sunt scrise de producători pe cutiile de acasă dispozitive WiFi în magazine). Dar în viața reală, aceste valori nu sunt realizabile din cauza specificului tehnologiei standard WiFi 802.11 în sine. De exemplu, „corectitudinea politică” în ceea ce privește asigurarea că CSMA/CA este puternic influențată aici (dispozitivele WiFi ascultă în mod constant aerul și nu pot transmite dacă mediul de transmisie este ocupat), necesitatea confirmării fiecărui cadru unicast, natura semi-duplex dintre toate standardele WiFi și doar 802.11ac/Wave-2 va putea începe să ocolească acest lucru etc. Prin urmare, eficiența practică a standardelor moștenite 802.11 b/g/a nu depășește niciodată 50% în condiții ideale (de exemplu, pentru 802.11g viteza maximă per abonat nu este de obicei mai mare de 22 Mb/s), iar pentru 802.11n eficiența poate fi de până la 60%. Dacă rețeaua funcționează în modul protejat, ceea ce se întâmplă adesea din cauza prezenței mixte a diferitelor cipuri WiFi pe diferite dispozitive din rețea, atunci chiar și eficiența relativă indicată poate scădea de 2-3 ori. Acest lucru se aplică, de exemplu, unui amestec de dispozitive Wi-Fi cu cipuri 802.11b, 802.11g într-o rețea cu puncte de acces WiFi 802.11g sau unui dispozitiv WiFi 802.11g/802.11b într-o rețea cu puncte de acces WiFi 802.11n, etc. Citiți mai multe despre .
Pe lângă standardele de bază WiFi 802.11a, b, g, n, există standarde suplimentare și sunt utilizate pentru implementarea diferitelor funcții de serviciu:
. 802.11d. Pentru a adapta diferite dispozitive standard WiFi la condițiile specifice ale țării. În cadrul de reglementare al fiecărui stat, intervalele variază adesea și pot diferi chiar în funcție de locația geografică. Standardul WiFi IEEE 802.11d vă permite să ajustați benzile de frecvență în dispozitive de la diferiți producători folosind opțiuni speciale introduse în protocoalele de control al accesului media.
. 802.11e. Descrie clase de calitate QoS pentru transmiterea diferitelor fișiere media și, în general, a diferitelor conținuturi media. Adaptarea stratului MAC pentru 802.11e determină calitatea, de exemplu, a transmisiei simultane de audio și video.
. 802.11f. Scopul unificării parametrilor punctelor de acces Wi-Fi de la diferiți producători. Standardul permite utilizatorului să lucreze cu diferite rețele atunci când se deplasează între zonele de acoperire ale rețelelor individuale.
. 802.11 h. Folosit pentru a preveni problemele cu radarele meteorologice și militare prin reducerea dinamică a puterii emise a echipamentelor Wi-Fi sau comutarea dinamică la un alt canal de frecvență atunci când este detectat un semnal de declanșare (în majoritatea țărilor europene, stațiile terestre care urmăresc sateliții meteorologici și de comunicații, precum și radarele militare operează în intervale apropiate de 5 MHz). Acest standard este o cerință ETSI necesară pentru echipamentele aprobate pentru utilizare în Uniunea Europeană.
. 802.11i. Primele iterații ale standardelor WiFi 802.11 au folosit algoritmul WEP pentru a securiza rețelele Wi-Fi. Se credea că această metodă ar putea asigura confidențialitatea și protecția datelor transmise de utilizatorii wireless autorizați împotriva interceptării cu urechea, iar acum această protecție poate fi piratată în doar câteva minute. Prin urmare, standardul 802.11i a dezvoltat noi metode de protecție a rețelelor Wi-Fi, implementate atât la nivel fizic, cât și la nivel software. În prezent, pentru a organiza un sistem de securitate în rețelele Wi-Fi 802.11, se recomandă utilizarea algoritmilor de acces Wi-Fi Protected (WPA). Ele oferă, de asemenea, compatibilitate între dispozitivele wireless de diferite standarde și modificări. Protocoalele WPA folosesc o schemă avansată de criptare RC4 și o metodă de autentificare obligatorie folosind EAP. Stabilitatea și securitatea rețelelor Wi-Fi moderne este determinată de verificarea confidențialității și protocoalele de criptare a datelor (RSNA, TKIP, CCMP, AES). Cea mai recomandată abordare este utilizarea WPA2 cu criptare AES (și nu uitați de 802.1x folosind mecanisme de tunel, cum ar fi EAP-TLS, TTLS etc.). .
. 802.11k. Acest standard vizează de fapt implementarea echilibrării sarcinii în subsistemul radio al unei rețele Wi-Fi. De obicei, într-o rețea LAN fără fir, dispozitivul abonatului se conectează de obicei la punctul de acces care oferă cel mai puternic semnal. Acest lucru duce adesea la congestionarea rețelei la un moment dat, când mulți utilizatori se conectează la un punct de acces simultan. Pentru a controla astfel de situații, standardul 802.11k propune un mecanism care limitează numărul de abonați conectați la un punct de acces și face posibilă crearea condițiilor în care noii utilizatori să se alăture altui AP chiar și în ciuda unui semnal mai slab de la acesta. În acest caz, debitul agregat al rețelei crește datorită utilizării mai eficiente a resurselor.
. 802,11 m. Amendamentele și corecțiile pentru întregul grup de standarde 802.11 sunt combinate și rezumate într-un document separat sub denumirea generală 802.11m. Prima lansare a 802.11m a fost în 2007, apoi în 2011 etc.
. 802.11p. Determină interacțiunea echipamentelor Wi-Fi care se deplasează la viteze de până la 200 km/h peste punctele de acces WiFi staționare situate la o distanță de până la 1 km. Face parte din standardul Acces fără fir în mediul vehiculului (WAVE). Standardele WAVE definesc o arhitectură și un set complementar de funcții utilitare și interfețe care asigură un mecanism de comunicații radio sigur între vehiculele în mișcare. Aceste standarde sunt dezvoltate pentru aplicații precum managementul traficului, monitorizarea siguranței traficului, colectarea automată a plăților, navigarea și rutarea vehiculelor etc.
. 802.11s. Un standard pentru implementarea rețelelor mesh (), unde orice dispozitiv poate servi atât ca router, cât și ca punct de acces. Dacă cel mai apropiat punct de acces este supraîncărcat, datele sunt redirecționate către cel mai apropiat nod descărcat. În acest caz, un pachet de date este transferat (transfer de pachete) de la un nod la altul până când ajunge la destinația finală. Acest standard introduce noi protocoale la nivelurile MAC și PHY care acceptă difuzarea și multicast (transfer), precum și livrarea unicast printr-un sistem de punct de acces Wi-Fi cu auto-configurare. În acest scop, standardul a introdus un format de cadru cu patru adrese. Exemple de implementare a rețelelor WiFi Mesh: , .
. 802.11t. Standardul a fost creat pentru a instituționaliza procesul de testare a soluțiilor standardului IEEE 802.11. Sunt descrise metodele de testare, metodele de măsurare și prelucrare a rezultatelor (tratament), cerințele pentru echipamentele de testare.
. 802.11u. Definește proceduri pentru interacțiunea rețelelor standard Wi-Fi cu rețelele externe. Standardul trebuie să definească protocoale de acces, protocoale de prioritate și protocoale de interzicere pentru lucrul cu rețele externe. În acest moment, în jurul acestui standard s-a format o mare mișcare, atât în ceea ce privește dezvoltarea de soluții - Hotspot 2.0, cât și în ceea ce privește organizarea roamingului inter-rețea - s-a creat și este în creștere un grup de operatori interesați, care rezolvă împreună problemele de roaming. pentru rețelele lor Wi-Fi în dialog (Alianța WBA). Citiți mai multe despre Hotspot 2.0 în articolele noastre: , .
. 802.11v. Standardul ar trebui să includă amendamente care vizează îmbunătățirea sistemelor de management al rețelei ale standardului IEEE 802.11. Modernizarea la nivelurile MAC și PHY ar trebui să permită centralizarea și optimizarea configurației dispozitivelor client conectate la rețea.
. 802.11y. Standard suplimentar de comunicare pentru intervalul de frecvență 3,65-3,70 GHz. Proiectat pentru dispozitive de ultimă generație care funcționează cu antene externe la viteze de până la 54 Mbit/s la o distanță de până la 5 km în spațiu deschis. Standardul nu este complet completat.
802.11w. Definește metode și proceduri pentru îmbunătățirea protecției și securității stratului de control al accesului la media (MAC). Protocoalele standard structurează un sistem de monitorizare a integrității datelor, a autenticității sursei acestora, a interzicerii reproducerii și copierii neautorizate, a confidențialității datelor și a altor măsuri de protecție. Standardul introduce protecția cadrelor de management (MFP: Management Frame Protection), iar măsuri de securitate suplimentare ajută la neutralizarea atacurilor externe, cum ar fi DoS. Mai multe despre MFP aici: . În plus, aceste măsuri vor asigura securitatea pentru cele mai sensibile informații de rețea care vor fi transmise prin rețele care acceptă IEEE 802.11r, k, y.
802.11ac.
Un nou standard WiFi care funcționează numai în banda de frecvență de 5 GHz și oferă mult mai rapid O
viteze mai mari atât pentru un client WiFi individual, cât și pentru un punct de acces WiFi. Consultați articolul nostru pentru mai multe detalii.
Resursa este actualizată constant! Pentru a primi anunțuri când sunt publicate noi articole tematice sau apar noi materiale pe site, vă sugerăm să vă abonați.
Alăturați-vă grupului nostru pe
Protocolul de comunicare fără fir Wi-Fi (Wireless Fidelity) a fost dezvoltat încă din 1996. Inițial, a fost conceput pentru a construi rețele locale, dar a câștigat cea mai mare popularitate ca metodă eficientă de conectare a smartphone-urilor și a altor dispozitive portabile la Internet.
Pe parcursul a 20 de ani, alianța cu același nume a dezvoltat mai multe generații de conexiune, introducând actualizări mai rapide și mai funcționale în fiecare an. Ele sunt descrise de standardele 802.11 publicate de IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Grupul include mai multe versiuni ale protocolului, care diferă prin viteza de transfer de date și suport pentru funcții suplimentare.
Primul standard Wi-Fi nu avea o denumire de literă. Dispozitivele care îl acceptă comunică la o frecvență de 2,4 GHz. Viteza de transfer de informații a fost de numai 1 Mbit/s. Au existat și dispozitive care suportau viteze de până la 2 Mbit/s. A fost folosit în mod activ doar 3 ani, după care a fost îmbunătățit. Fiecare standard Wi-Fi ulterior este desemnat printr-o literă după numărul comun (802.11a/b/g/n etc.).
Una dintre primele actualizări ale standardului Wi-Fi, lansată în 1999. Dubland frecvența (până la 5 GHz), inginerii au reușit să atingă viteze teoretice de până la 54 Mbit/s. Nu a fost utilizat pe scară largă, deoarece în sine este incompatibil cu alte versiuni. Dispozitivele care îl acceptă trebuie să aibă un transceiver dual pentru a funcționa pe rețele de 2,4 GHz. Telefoanele inteligente cu Wi-Fi 802.11a nu sunt răspândite.
Standardul Wi-Fi IEEE 802.11b
A doua actualizare timpurie a interfeței, lansată în paralel cu versiunea a. Frecvența a rămas aceeași (2,4 GHz), dar viteza a fost mărită la 5,5 sau 11 Mbit/s (în funcție de dispozitiv). Până la sfârșitul primului deceniu al anilor 2000, a fost cel mai comun standard pentru rețelele fără fir. Compatibilitatea cu versiunea mai veche, precum și o rază de acoperire destul de mare, i-au asigurat popularitatea. În ciuda faptului că a fost înlocuit de versiuni noi, 802.11b este acceptat de aproape toate smartphone-urile moderne.
Standardul Wi-Fi IEEE 802.11g
O nouă generație de protocol Wi-Fi a fost introdusă în 2003. Dezvoltatorii au lăsat aceleași frecvențe de transmisie a datelor, făcând standardul pe deplin compatibil cu cel anterior (dispozitive vechi funcționau la viteze de până la 11 Mbit/s). Viteza de transfer de informații a crescut la 54 Mbit/s, ceea ce a fost suficient până de curând. Toate smartphone-urile moderne funcționează cu 802.11g.
Standardul Wi-Fi IEEE 802.11n
În 2009, a fost lansată o actualizare la scară largă a standardului Wi-Fi. Noua versiune a interfeței a primit o creștere semnificativă a vitezei (până la 600 Mbit/s), păstrând în același timp compatibilitatea cu cele anterioare. Pentru a putea lucra cu echipamente 802.11a, precum și pentru a combate congestionarea în banda de 2,4 GHz, a fost returnat suportul pentru frecvențele de 5 GHz (paralel cu 2,4 GHz).
Opțiunile de configurare a rețelei au fost extinse și a crescut numărul de conexiuni acceptate simultan. A devenit posibilă comunicarea în modul MIMO multi-stream (transmitere paralelă a mai multor fluxuri de date pe aceeași frecvență) și combinarea a două canale pentru comunicarea cu un singur dispozitiv. Primele smartphone-uri care acceptă acest protocol au fost lansate în 2010.
Standardul Wi-Fi IEEE 802.11ac
În 2014, a fost aprobat un nou standard Wi-Fi, IEEE 802.11ac. A devenit o continuare logică a 802.11n, oferind o creștere de zece ori a vitezei. Datorită capacității de a combina până la 8 canale (20 MHz fiecare) simultan, plafonul teoretic a crescut la 6,93 Gbit/s. care este de 24 de ori mai rapid decât 802.11n.
S-a decis abandonarea frecvenței de 2,4 GHz din cauza aglomerației gamei și a imposibilității de a combina mai mult de 2 canale. Standardul Wi-Fi IEEE 802.11ac funcționează în banda de 5 GHz și este compatibil cu dispozitivele 802.11n (2,4 GHz), dar nu este garantat să funcționeze cu versiunile anterioare. Astăzi, nu toate smartphone-urile îl acceptă (de exemplu, multe smartphone-uri cu buget redus de pe MediaTek nu au suport).
Alte standarde
Există versiuni ale IEEE 802.11 etichetate cu litere diferite. Dar ei fie fac modificări și completări minore la standardele enumerate mai sus, fie adaugă funcții specifice (cum ar fi capacitatea de a interacționa cu alte rețele radio sau securitate). Merită evidențiat 802.11y, care folosește o frecvență non-standard de 3,6 GHz, precum și 802.11ad, conceput pentru gama de 60 GHz. Primul este conceput pentru a oferi o rază de comunicare de până la 5 km, prin utilizarea razei pure. Cel de-al doilea (cunoscut și sub numele de WiGig) este proiectat pentru a oferi viteză maximă de comunicare (până la 7 Gbit/s) pe distanțe ultrascurte (într-o cameră).
Care standard Wi-Fi este mai bun pentru un smartphone?
Toate smartphone-urile moderne sunt echipate cu un modul Wi-Fi conceput pentru a funcționa cu mai multe versiuni de 802.11. În general, sunt acceptate toate standardele compatibile reciproc: b, g și n. Cu toate acestea, lucrul cu acesta din urmă poate fi adesea realizat doar la o frecvență de 2,4 GHz. Dispozitivele care sunt capabile să funcționeze pe rețele 802.11n de 5 GHz oferă, de asemenea, suport pentru 802.11a ca fiind compatibile cu versiunea inversă.
O creștere a frecvenței ajută la creșterea vitezei schimbului de date. Dar, în același timp, lungimea de undă scade, făcându-i mai dificilă trecerea prin obstacole. Din această cauză, intervalul teoretic de 2,4 GHz va fi mai mare decât 5 GHz. Cu toate acestea, în practică, situația este puțin diferită.
Frecvența de 2,4 GHz s-a dovedit a fi liberă, așa că electronicele de larg consum o folosesc. Pe lângă Wi-Fi, în această gamă funcționează dispozitive Bluetooth, emițătoare-receptoare ale tastaturilor și șoarecilor fără fir, iar magnetronii cuptoarelor cu microunde emit, de asemenea, în această gamă. Prin urmare, în locurile în care funcționează mai multe rețele Wi-Fi, cantitatea de interferență compensează avantajul de gamă. Semnalul va fi captat chiar și de la o sută de metri distanță, dar viteza va fi minimă, iar pierderea pachetelor de date va fi mare.
Banda de 5 GHz este mai largă (de la 5170 la 5905 MHz) și mai puțin aglomerată. Prin urmare, valurile sunt mai puțin capabile să depășească obstacolele (pereți, mobilier, corpuri umane), dar în condiții de vizibilitate directă asigură o conexiune mai stabilă. Incapacitatea de a depăși eficient pereții se dovedește a fi un avantaj: nu veți putea prinde Wi-Fi-ul vecinului, dar nu va interfera cu routerul sau smartphone-ul dvs.
Cu toate acestea, trebuie reținut că pentru a obține viteza maximă, aveți nevoie și de un router care funcționează cu același standard. În alte cazuri, tot nu veți putea obține mai mult de 150 Mbit/s.
Depinde mult de router și de tipul său de antenă. Antenele adaptive sunt proiectate în așa fel încât să detecteze locația smartphone-ului și să îi trimită un semnal direcțional care ajunge mai departe decât alte tipuri de antene.
Standardul de bază IEEE 802.11 a fost dezvoltat în 1997 pentru a organiza comunicațiile fără fir pe un canal radio la viteze de până la 1 Mbit/s. în intervalul de frecvență de 2,4 GHz. Opțional, adică dacă pe ambele părți erau disponibile echipamente speciale, viteza putea fi mărită la 2 Mbit/s.
După aceasta, în 1999, a fost lansată specificația 802.11a pentru banda de 5 GHz cu o viteză maximă realizabilă de 54 Mbit/s.
După aceasta, standardele WiFi au fost împărțite în două benzi utilizate:
Banda de 2,4 GHz:
Banda de frecvență radio utilizată este 2400-2483,5 MHz. împărțit în 14 canale:
| Canal | Frecvență |
| 1 | 2.412 GHz |
| 2 | 2,417 GHz |
| 3 | 2.422 GHz |
| 4 | 2,427 GHz |
| 5 | 2.432 GHz |
| 6 | 2,437 GHz |
| 7 | 2.442 GHz |
| 8 | 2.447 GHz |
| 9 | 2.452 GHz |
| 10 | 2,457 GHz |
| 11 | 2.462 GHz |
| 12 | 2,467 GHz |
| 13 | 2.472 GHz |
| 14 | 2.484 GHz |
802.11b- prima modificare a standardului de bază Wi-Fi cu viteze de 5,5 Mbit/s. și 11 Mbit/s. Utilizează modulații DBPSK și DQPSK, tehnologia DSSS, codificare Barker 11 și CCK.
802,11 g- o etapă ulterioară de dezvoltare a specificației anterioare cu o viteză maximă de transfer de date de până la 54 Mbit/s (cea reală este de 22-25 Mbit/s). Are compatibilitate inversă cu 802.11b și o zonă de acoperire mai largă. Folosit: tehnologii DSSS și ODFM, modulații DBPSK și DQPSK, codificare arker 11 și CCK.
802.11n- în prezent cel mai modern și mai rapid standard WiFi, care are o zonă de acoperire maximă în gama de 2,4 GHz și este folosit și în spectrul de 5 GHz. Compatibil invers cu 802.11a/b/g. Suportă lățimi de canal de 20 și 40 MHz. Tehnologiile utilizate sunt ODFM și ODFM MIMO (multichannel input-output Multiple Input Multiple Output). Viteza maximă de transfer de date este de 600 Mbit/s (în timp ce eficiența reală nu este în medie mai mare de 50% din cea declarată).
Banda de 5 GHz:
Banda de frecvență radio utilizată este 4800-5905 MHz. împărțit în 38 de canale.
802.11a- prima modificare a specificației de bază IEEE 802.11 pentru gama de frecvență radio de 5 GHz. Viteza acceptată este de până la 54 Mbit/s. Tehnologia folosită este modulațiile OFDM, BPSK, QPSK, 16-QAM. 64-QAM. Codarea utilizată este Codarea convoluției.
802.11n- Standard WiFi universal care acceptă ambele game de frecvență. Poate folosi atât lățimi de canal de 20, cât și 40 MHz. Limita maximă de viteză realizabilă este de 600 Mbit/s.
802.11ac- această specificație este acum utilizată în mod activ pe routerele WiFi cu bandă duală. În comparație cu predecesorul său, are o suprafață de acoperire mai bună și este mult mai economică în ceea ce privește alimentarea cu energie. Viteza de transfer de date este de până la 6,77 Gbps, cu condiția ca routerul să aibă 8 antene.
802.11ad- cel mai modern standard Wi-Fi azi, care are bandă suplimentară de 60 GHz.. Are un al doilea nume - WiGig (Wireless Gigabit). Rata de transfer de date realizabilă teoretic este de până la 7 Gbit/s.
IEEE 802.11- un set de standarde de comunicație pentru comunicarea în zona rețelei locale fără fir din intervalele de frecvență 0,9, 2,4, 3,6 și 5 GHz.
Este mai bine cunoscut utilizatorilor sub numele de Wi-Fi, care este de fapt un brand propus și promovat de Wi-Fi Alliance. S-a răspândit pe scară largă datorită dezvoltării dispozitivelor electronice mobile de calcul: PDA-uri și laptop-uri.
IEEE 802.11a- standard de rețea Wi-Fi. Utilizează gama de frecvență U-NII de 5 GHz ( Engleză).
Deși această versiune nu este folosită la fel de des datorită standardizării IEEE 802.11b și introducerii lui 802.11g, ea a suferit și modificări în ceea ce privește frecvența și modulația. OFDM permite transmiterea datelor în paralel pe mai multe subfrecvențe. Acest lucru îmbunătățește imunitatea la interferențe și, deoarece este trimis mai mult de un flux de date, se realizează un randament ridicat.
IEEE 802.11a poate atinge viteze de până la 54 Mbps în condiții ideale. În condiții mai puțin ideale (sau cu un semnal curat), dispozitivele pot comunica la viteze de 48 Mbps, 36 Mbps, 24 Mbps, 18 Mbps, 12 Mbps și 6 Mbps.
IEEE 802.11a nu este compatibil cu 802.11b 802.11g.
IEEE 802.11b
Spre deosebire de numele său, standardul IEEE 802.11b adoptat în 1999 nu este o continuare a standardului 802.11a, deoarece folosesc tehnologii diferite: DSSS (mai precis, versiunea sa îmbunătățită HR-DSSS) în 802.11b versus OFDM în 802.11a. Standardul prevede utilizarea intervalului de frecvență de 2,4 GHz fără licență. Viteza de transfer - până la 11 Mbit/s.
Produsele IEEE 802.11b de la diverși producători sunt testate pentru compatibilitate și certificate de Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), cunoscută acum mai bine ca Wi-Fi Alliance. Produsele wireless compatibile care au fost testate de Wi-Fi Alliance pot fi etichetate cu simbolul Wi-Fi.
Multă vreme, IEEE 802.11b a fost un standard comun pe baza căruia au fost construite majoritatea rețelelor locale fără fir. Acum locul său a fost luat de standardul IEEE 802.11g, care este înlocuit treptat de IEEE 802.11n de mare viteză.
IEEE 802.11g
Proiectul standardului IEEE 802.11g a fost aprobat în octombrie 2002. Acest standard folosește banda de frecvență de 2,4 GHz, oferind viteze de conectare de până la 54 Mbps (brut) și depășind astfel standardul IEEE 802.11b, care oferă viteze de conectare de până la 11 Mbps. În plus, garantează compatibilitatea cu standardul 802.11b. Compatibilitatea inversă a standardului IEEE 802.11g poate fi implementată în modul de modulare DSSS, în care viteza conexiunii va fi limitată la unsprezece megabiți pe secundă, sau în modul de modulare OFDM, în care viteza poate ajunge la 54 Mbit/s. Astfel, acest standard este cel mai acceptabil atunci când se construiesc rețele wireless
OFDM(Engleză) Multiplexare cu diviziune ortogonală în frecvență - multiplexare cu diviziune ortogonală în frecvență a canalelor) este o schemă de modulație digitală care utilizează un număr mare de subpurtători ortogonali strâns distanțați. Fiecare subpurtătoare este modulată utilizând o schemă convențională de modulație (de exemplu, modulație în amplitudine în cuadratura) la o rată de simbol scăzută, menținând rata totală de date a schemelor convenționale de modulație cu un singur purtător în aceeași lățime de bandă. În practică, semnalele OFDM sunt obținute prin utilizarea FFT (Fast Fourier Transform).
Principalul avantaj al OFDM față de designul cu un singur purtător este capacitatea sa de a rezista la condițiile dificile ale canalului. De exemplu, combateți atenuarea RF în conductorii lungi de cupru, interferența în bandă îngustă și atenuarea selectivă a frecvenței cauzate de propagarea pe mai multe căi, fără a utiliza filtre de egalizare complexe.
StructuraOFDMsemnal
În sistemele de acces radio, există tipuri de semnale OFDM: COFDM și VOFDM.
SemnaleCOFDM utilizați codificarea informațiilor pe fiecare subpurtător și între subpurtători. Codarea rezistentă la zgomot vă permite să îmbunătățiți și mai mult proprietățile utile ale semnalului OFDM.
DesemnareVOFDM ascunde modulația vectorială în cazul în care este utilizată mai mult de o antenă de recepție, ceea ce poate spori și mai mult efectul de combatere a interferenței intersimbol.
Strat fizic- primul strat al modelului de rețea OSI. Acesta este cel mai de jos strat al modelului OSI - mediul fizic și electric pentru transmiterea datelor. În mod obișnuit, stratul fizic descrie: transmisii folosind exemple de topologii, compară codificarea analogică și digitală, sincronizarea biților, compară transmisia în bandă îngustă și bandă largă, sisteme de comunicații multicanal, transmisie de date în serie (logică de 5 volți).
Dacă privim din punctul de vedere că rețeaua include echipamente și programe care controlează echipamentul, atunci stratul fizic se va referi în mod specific la prima parte a definiției.
Acest nivel, ca și nivelurile de canal și de rețea, este dependent de rețea.
Unitatea de măsură utilizată la acest strat este biți, adică stratul fizic transmite un flux de biți pe mediul fizic corespunzător prin interfața corespunzătoare.
Un set de standarde IEEE 802.3 care definesc legătura și stratul fizic într-o rețea Ethernet cu fir, de regulă, este implementat în rețelele locale (LAN) și, în unele cazuri - în rețelele cu zonă largă (WAN).
Rafturile sunt pline de dispozitive noi bazate pe 802.11ac care au fost deja scoase la vânzare și, foarte curând, fiecare utilizator se va confrunta cu întrebarea: merită să plătești suplimentar pentru o nouă versiune de Wi-Fi? Voi încerca să acopăr răspunsurile la întrebări referitoare la noua tehnologie în acest articol.
802.11ac - fundal
Ultima versiune aprobată oficial a standardului (802.11n) a fost în dezvoltare din 2002 până în 2009, dar așa-numita versiune draft a fost adoptată încă din 2007 și, după cum probabil mulți își amintesc, routerele care acceptă 802.11n draft pot fi găsite la vânzare. aproape imediat după acest eveniment.
Dezvoltatorii de routere și alte dispozitive Wi-Fi au făcut exact ceea ce trebuie atunci, fără să aștepte aprobarea versiunii finale a protocolului. Acest lucru le-a permis să lanseze dispozitive care furnizează rate de transfer de date de până la 300 Mb/s cu 2 ani mai devreme, iar când standardul a fost pus în sfârșit pe hârtie și au apărut primele routere 100% standardizate, modulele vechi nu și-au pierdut compatibilitatea urmând proiectul. versiunea standardului, asigurând compatibilitatea la nivel hardware (diferențele minore ar putea fi rezolvate cu o actualizare de firmware).
Cu 802.11ac, aproape aceeași poveste se repetă acum ca și cu 802.11n. Momentul adoptării noului standard nu este încă cunoscut cu exactitate (probabil nu mai devreme de sfârșitul anului 2013), dar proiectul de specificație deja adoptat garantează cel mai probabil că toate dispozitivele lansate în prezent în viitor vor funcționa fără probleme cu rețelele wireless certificate. .
Până de curând, fiecare versiune nouă a adăugat o nouă literă la sfârșitul standardului 802.11 (de exemplu, 802.11g) și au crescut în ordine alfabetică. Cu toate acestea, în 2011, această tradiție a fost ușor ruptă și au sărit de la versiunea 802.11n direct la 802.11ac.
Proiectul 802.11ac a fost adoptat în octombrie anul trecut, dar primele dispozitive comerciale bazate pe acesta au apărut literalmente în ultimele luni. De exemplu, Cisco a lansat primul său router 802.11ac la sfârșitul lunii iunie 2012.
Îmbunătățiri 802.11ac
Putem spune cu siguranță că nici măcar 802.11n nu a avut încă timp să se dezvăluie în unele sarcini practice, dar asta nu înseamnă că progresul ar trebui să stea pe loc. Pe lângă viteze mai mari de transfer de date, care pot dura câțiva ani pentru a deveni operaționale, fiecare îmbunătățire a rețelei Wi-Fi aduce și alte beneficii: stabilitate crescută a semnalului, gamă de acoperire crescută și consum redus de energie. Toate cele de mai sus sunt valabile și pentru 802.11ac, așa că mai jos ne vom opri asupra fiecărui punct mai detaliat.
802.11ac aparține celei de-a cincea generații de rețele wireless, iar în limbajul obișnuit poate fi numit 5G WiFi, deși acest lucru este oficial incorect. La dezvoltarea acestui standard, unul dintre obiectivele principale a fost acela de a atinge viteze de transfer de date gigabit. În timp ce utilizarea unor canale suplimentare, de obicei încă neutilizate, permite ca chiar și 802.11n să fie overclockat la un impresionant 600 Mb/s (pentru aceasta, vor fi folosite 4 canale, fiecare dintre ele funcționând la o viteză de 150 Mb/s), bara gigabit nu este potrivită pentru el și nu va fi destinat să o ia, iar acest rol va reveni succesorului său.
S-a decis să se ia viteza specificată (un gigabit) nu cu orice preț, dar păstrând compatibilitatea cu versiunile anterioare ale standardului. Aceasta înseamnă că în rețelele mixte, toate dispozitivele vor funcționa indiferent de versiunea de 802.11 pe care o acceptă.
Pentru a atinge acest obiectiv, 802.11ac va continua să funcționeze la până la 6 GHz. Dar dacă în 802.11n s-au folosit două frecvențe (2,4 și 5 GHz), iar în versiunile anterioare doar 2,4 GHz, atunci în AC frecvența joasă este tăiată și rămâne doar 5 GHz, deoarece este mai eficient pentru transmisia de date. .
Ultima remarcă poate părea oarecum contradictorie, întrucât la o frecvență de 2,4 GHz semnalul se deplasează mai bine pe distanțe mari, evitând obstacolele mai eficient. Cu toate acestea, această gamă este deja ocupată de un număr mare de unde „casnice” (de la dispozitive Bluetooth la cuptoare cu microunde și alte electronice de uz casnic), iar în practică utilizarea sa nu face decât să înrăutățească rezultatul.
Un alt motiv pentru abandonarea frecvenței de 2,4 GHz a fost că nu a existat suficient spectru în acest interval pentru a găzdui un număr suficient de canale cu o lățime de 80-160 MHz fiecare.
Trebuie subliniat faptul că, în ciuda frecvențelor de operare diferite (2,4 și 5 GHz), IEEE garantează compatibilitatea revizuirii AC cu versiunile anterioare ale standardului. Cum se realizează acest lucru nu este explicat în detaliu, dar cel mai probabil noile cipuri vor folosi 5 GHz ca frecvență de bază, dar vor putea trece la frecvențe mai joase atunci când lucrează cu dispozitive mai vechi care nu acceptă această gamă.
Viteză
O creștere vizibilă a vitezei în 802.11ac va fi atinsă datorită mai multor modificări simultan. În primul rând, datorită dublării lățimii canalului. Dacă în 802.11n a fost deja crescut de la 20 la 40 MHz, atunci în 802.11ac va fi de până la 80 MHz (în mod implicit) și în unele cazuri chiar și de 160 MHz.
În versiunile inițiale ale 802.11 (înainte de specificația N), toate datele au fost transmise într-un singur flux. În N numărul lor poate fi 4, deși până acum sunt folosite cel mai des doar 2 canale. În practică, aceasta înseamnă că viteza maximă totală este calculată ca produsul dintre viteza maximă a fiecărui canal cu numărul lor. Pentru 802.11n obținem 150 x 4 = 600 Mb/s.
Am mers mai departe cu 802.11ac. Acum numărul de canale a fost crescut la 8, iar viteza maximă de transmisie posibilă în fiecare caz specific poate fi găsită în funcție de lățimea acestora. La 160 MHz, rezultatul este 866 Mb/s, iar înmulțirea acestei cifre cu 8 dă viteza maximă teoretică pe care o poate oferi standardul, adică aproape 7 Gb/s, care este de 23 de ori mai rapidă decât 802.11n.
La început, nu toate cipurile vor putea oferi viteze de transfer de date gigabit și cu atât mai mult de 7 gigabiți. Primele modele de routere și alte dispozitive Wi-Fi vor funcționa la viteze mai modeste.
De exemplu, deja menționat primul router Cisco 802.11ac, deși superior capacităților lui 802.11n, totuși nu a ieșit din gama „pre-gigabit”, demonstrând doar 866 Mb/s. În acest caz, vorbim despre cel mai vechi dintre cele două modele disponibile, iar cel mai tânăr oferă doar 600 MB/s.
Cu toate acestea, vitezele nu vor scădea semnificativ sub acești indicatori, chiar și în cele mai multe dispozitive entry-level, deoarece viteza minimă posibilă de transfer de date, conform specificațiilor, este de 450 Mb/s pentru AC.
Consum economic de energie
Consumul economic de energie va fi unul dintre cele mai mari puncte forte ale AC. Cipurile bazate pe această tehnologie sunt deja prezise pentru toate dispozitivele mobile, susținând că acest lucru va crește autonomia nu doar în același timp, ci și la o rată de transfer de date mai mare.
Din păcate, este puțin probabil să se obțină cifre mai precise înainte de lansarea primelor dispozitive, iar când noile modele vor fi la îndemână, se va putea compara autonomia sporită doar aproximativ, din cauza faptului că este puțin probabil să existe două smartphone-uri identice de pe piață, care diferă doar prin modulul wireless. Este de așteptat ca astfel de dispozitive să înceapă să apară la vânzare în masă spre finalul lui 2012, deși primele semne sunt deja vizibile la orizont, de exemplu, laptopul Asus G75VW, prezentat la începutul verii.
Broadcom spune că noile dispozitive sunt de până la 6 ori mai eficiente din punct de vedere energetic decât omologii lor 802.11n. Cel mai probabil, producătorul de echipamente de rețea se referă la unele condiții de testare exotice, iar cifra medie de economisire va fi mult mai mică decât aceasta, dar ar trebui totuși să fie vizibilă sub forma unor minute suplimentare, și eventual ore, de dispozitive mobile.
Autonomie crescută, așa cum se întâmplă adesea, nu este un truc de marketing în acest caz, deoarece rezultă direct din particularitățile tehnologiei. De exemplu, faptul că datele vor fi transmise la viteze mai mari determină deja o reducere a consumului de energie. Deoarece aceeași cantitate de date poate fi primită în mai puțin timp, modulul wireless va fi oprit mai devreme și, prin urmare, nu va mai accesa bateria.
Beamforming
Această tehnică de condiționare a semnalului ar fi putut fi folosită încă din 802.11n, dar la acel moment nu era standardizată, iar atunci când se folosea echipamente de rețea de la diferiți producători, de obicei nu funcționa corect. În 802.11ac, toate aspectele formării fasciculului sunt unificate, așa că va fi folosit în practică mult mai des, deși rămâne în continuare opțional.
Această tehnică rezolvă problema scăderii puterii semnalului cauzată de reflectarea acestuia de la diferite obiecte și suprafețe. La atingerea receptorului, toate aceste semnale ajung cu o defazare, reducând astfel amplitudinea totală.
Beamforming rezolvă această problemă în felul următor. Emițătorul determină aproximativ locația receptorului și, ghidat de aceste informații, generează un semnal într-un mod nestandard. În funcționarea normală, semnalul de la receptor diverge uniform în toate direcțiile, dar în timpul formării fasciculului este direcționat într-o direcție strict definită, care se realizează folosind mai multe antene.
Beamforming nu numai că îmbunătățește propagarea semnalului într-o zonă deschisă, dar ajută și la „spărgerea” pereților. Dacă anterior routerul nu a făcut-o
„a ajuns” în camera alăturată sau a furnizat o conexiune extrem de instabilă la o viteză mică, atunci cu AC calitatea recepției în același punct va fi mult mai bună.
802.11ad
802.11ad, ca și 802.11ac, are un al doilea nume, mai ușor de reținut, dar neoficial - WiGig.
În ciuda numelui, această specificație nu va urma 802.11ac. Ambele tehnologii au început să fie dezvoltate simultan și au același scop principal (depășirea barierei gigabit). Doar abordările sunt diferite. În timp ce AC se străduiește să mențină compatibilitatea cu modelele anterioare, AD începe cu o foaie de hârtie goală, ceea ce simplifică foarte mult implementarea acesteia.
Principala diferență între tehnologiile concurente va fi frecvența de operare, de la care urmează toate celelalte caracteristici. Pentru AD este cu un ordin de mărime mai mare în comparație cu AC și este de 60 GHz în loc de 5 GHz.
În acest sens, se va reduce și intervalul de funcționare (zona acoperită de semnal), dar vor exista mult mai puține interferențe în acesta, deoarece 60 GHz este folosit mai rar în comparație cu frecvența de operare a 802.11ac, ca să nu mai vorbim de 2.4. GHz.
La ce distanțe exacte se vor vedea dispozitivele 802.11ad este dificil de spus. Fără a preciza numerele, sursele oficiale vorbesc despre „distanțe relativ mici în cadrul aceleiași încăperi”. Absența pereților și a altor obstacole serioase în calea semnalului este, de asemenea, o condiție obligatorie și necesară pentru lucru. Evident, vorbim de cativa metri, si este simbolic ca limita ar fi aceeasi limitare ca la Bluetooth (10 metri).
Raza mică de transmisie va asigura că tehnologiile AC și AD nu intra în conflict între ele. Dacă primul este destinat rețelelor wireless pentru case și birouri, atunci al doilea va fi folosit în alte scopuri. Care mai exact sunt încă o întrebare deschisă, dar există deja zvonuri că AD va înlocui în sfârșit Bluetooth-ul, care nu își poate face față responsabilităților din cauza vitezei extrem de scăzute de transfer de date conform standardelor actuale.
Standardul este, de asemenea, poziționat pentru a „înlocui conexiunile prin cablu” - este foarte posibil ca în viitorul apropiat să devină cunoscut ca „USB fără fir” și să fie folosit pentru a conecta imprimante, hard disk-uri, eventual monitoare și alte periferice.
Versiunea actuală Draft a AD este deja înaintea obiectivului inițial (1 Gb/s), iar viteza maximă de transfer de date este de 7 Gb/s. În același timp, tehnologia utilizată ne permite să îmbunătățim acești indicatori, rămânând în același timp în cadrul standardului.
Ce înseamnă 802.11ac pentru utilizatorii obișnuiți
Este puțin probabil ca, în momentul în care tehnologia se va standardiza, furnizorii de internet să înceapă deja să ofere planuri tarifare care necesită puterea 802.11ac pentru deblocare. În consecință, utilizarea reală a unui Wi-Fi mai rapid la început poate fi găsită doar în rețelele de acasă: transfer rapid de fișiere între dispozitive, vizionarea de filme HD în timp ce în același timp se încarcă rețeaua cu alte sarcini, copierea de rezervă a datelor pe hard disk-uri externe conectate direct la router .
802.11ac rezolvă mai mult decât problema vitezei. Un număr mare de dispozitive conectate la un router poate crea deja probleme, chiar dacă lățimea de bandă a rețelei wireless nu este utilizată la maximum. Având în vedere că numărul de astfel de dispozitive din fiecare familie va crește, trebuie să ne gândim acum la problemă, iar AC este soluția sa, permițând unei rețele să funcționeze cu un număr mare de dispozitive wireless.
AC se va răspândi cel mai rapid în mediul dispozitivelor mobile. Dacă noul cip asigură o creștere a autonomiei cu cel puțin 10%, utilizarea acestuia va fi pe deplin justificată chiar și cu o ușoară creștere a prețului dispozitivului. Primele smartphone-uri și tablete bazate pe tehnologie AC ar trebui, cel mai probabil, să fie așteptate mai aproape de sfârșitul anului. După cum am menționat deja, un laptop cu 802.11ac a fost deja lansat, însă, din câte știm, acesta este singurul model de pe piață până acum.
După cum era de așteptat, costul primelor routere AC s-a dovedit a fi destul de mare și este puțin probabil să se aștepte la o scădere bruscă a prețurilor în următoarele luni, mai ales dacă vă amintiți cum s-a dezvoltat situația cu 802.11n. Cu toate acestea, la începutul anului viitor, routerele vor costa mai puțin decât cei 150-200 de dolari pe care producătorii îi cer pentru primele lor modele chiar acum.
Potrivit informațiilor care se scurg în doze mici, Apple va fi din nou printre primii care adoptă noua tehnologie. Wi-Fi a fost întotdeauna o interfață cheie pentru toate dispozitivele companiei, de exemplu, 802.11n și-a găsit drum în tehnologia Apple imediat după aprobarea specificației Draft în 2007, așa că nu este surprinzător că 802.11ac se pregătește și el debutează în curând ca parte a multor dispozitive Apple: laptopuri, Apple TV, AirPort, Time Capsule și eventual iPhone/iPad.
În concluzie, merită să reamintim că toate vitezele menționate sunt maxime realizabile teoretic. Și la fel cum 802.11n rulează de fapt mai lent de 300 Mbps, limitele reale de viteză pentru AC vor fi, de asemenea, mai mici decât ceea ce este anunțat pe dispozitiv.
Performanța în fiecare caz va depinde în mare măsură de echipamentul utilizat, de prezența altor dispozitive wireless și de configurația camerei, dar aproximativ, un router etichetat 1,3 Gb/s va putea transfera informații nu mai repede de 800 Mb/s (care este încă vizibil mai mare decât maximul teoretic de 802.11n) .
