Langaton tila 802.11. Wi-Fi-standardit ja niiden erot toisistaan. Terveys

pöytäkirja langaton kommunikaatio Wi-Fi (Wireless Fidelity) kehitettiin jo vuonna 1996. Se oli alun perin tarkoitus rakentaa paikalliset verkot, mutta sai suurimman suosion tehokas menetelmäÄlypuhelimien ja muiden kannettavien laitteiden Internet-yhteydet.

20 vuoden aikana samanniminen allianssi on kehittänyt useita yhteyden sukupolvia ja tuonut joka vuosi nopeampia ja toimivampia päivityksiä. Niitä kuvaavat IEEE:n (Institute of Electrical and Electronics Engineers) julkaisemat 802.11-standardit. Ryhmään kuuluu useita protokollan versioita, jotka eroavat tiedonsiirtonopeuden ja lisätoimintojen tuen suhteen.

Aivan ensimmäinen Wi-Fi-standardi ei ollut kirjainmerkintää. Sitä tukevat laitteet kommunikoivat 2,4 GHz:n taajuudella. Tiedonsiirtonopeus oli vain 1 Mbit/s. Oli myös laitteita, jotka tukivat jopa 2 Mbit/s nopeuksia. Sitä käytettiin aktiivisesti vain 3 vuotta, jonka jälkeen sitä parannettiin. Jokainen myöhempi Wi-Fi-standardi on merkitty kirjaimella yhteisen numeron jälkeen (802.11a/b/g/n jne.).

Yksi ensimmäisistä Wi-Fi-standardin päivityksistä, julkaistiin vuonna 1999. Kaksinkertaistamalla taajuuden (jopa 5 GHz) insinöörit pystyivät saavuttamaan teoreettiset nopeudet jopa 54 Mbit/s. Sitä ei käytetty laajalti, koska se itse ei ole yhteensopiva muiden versioiden kanssa. Sitä tukevissa laitteissa on oltava kaksoislähetin-vastaanotin toimiakseen 2,4 GHz:n verkoissa. Älypuhelimet, joissa on Wi-Fi 802.11a, eivät ole yleisiä.

Wi-Fi-standardi IEEE 802.11b

Toinen varhainen käyttöliittymäpäivitys, julkaistu rinnakkain version a kanssa. Taajuus pysyi samana (2,4 GHz), mutta nopeus nostettiin 5,5 tai 11 Mbit/s (laitteesta riippuen). 2000-luvun ensimmäisen vuosikymmenen loppuun asti se oli yleisin langattomien verkkojen standardi. Yhteensopiva muiden kanssa vanha versio, sekä melko suuri peittoalue, takasivat sen suosion. Vaikka 802.11b on korvattu uusilla versioilla, lähes kaikki nykyaikaiset älypuhelimet tukevat sitä.

Wi-Fi-standardi IEEE 802.11g

Uuden sukupolven Wi-Fi-protokolla otettiin käyttöön vuonna 2003. Kehittäjät jättivät tiedonsiirtotaajuudet ennalleen, jolloin standardi oli täysin yhteensopiva edellisen kanssa (vanhat laitteet toimivat jopa 11 Mbit/s nopeuksilla). Tiedonsiirtonopeus on noussut 54 Mbit/s, mikä riitti viime aikoihin asti. Kaikki nykyaikaiset älypuhelimet toimii 802.11g:n kanssa.

Wi-Fi-standardi IEEE 802.11n

Vuonna 2009 Wi-Fi-standardiin julkaistiin laaja päivitys. Uusi versio käyttöliittymä sai merkittävästi lisäyksen nopeudessa (jopa 600 Mbit/s), säilyttäen samalla yhteensopivuuden aikaisempien kanssa. Tuki 5 GHz:n taajuuksille on palautettu (rinnakkaisena 2,4 GHz:n kanssa), jotta se voisi toimia 802.11a-laitteiden kanssa sekä torjua ruuhkaa 2,4 GHz:n kaistalla.

Verkon konfigurointivaihtoehtoja on laajennettu ja samanaikaisesti tuettujen yhteyksien määrää on lisätty. On tullut mahdolliseksi kommunikoida monivirtaisessa MIMO-tilassa (useiden tietovirtojen rinnakkaissiirto samalla taajuudella) ja yhdistää kaksi kanavaa viestintää varten yhden laitteen kanssa. Ensimmäiset tätä protokollaa tukevat älypuhelimet julkaistiin vuonna 2010.

Wi-Fi-standardi IEEE 802.11ac

Vuonna 2014 se hyväksyttiin uusi standardi Wi-Fi IEEE 802.11ac. Siitä tuli looginen jatko 802.11n:lle, mikä lisäsi nopeutta kymmenkertaiseksi. Jopa 8 kanavan (kukin 20 MHz) samanaikaisesti yhdistämisen ansiosta teoreettinen katto on noussut 6,93 Gbit/s:iin. joka on 24 kertaa nopeampi kuin 802.11n.

2,4 GHz:n taajuudesta päätettiin luopua alueen ruuhkautumisen ja yli kahden kanavan yhdistämisen mahdottomuuden vuoksi. IEEE 802.11ac Wi-Fi -standardi toimii 5 GHz:n taajuudella ja on taaksepäin yhteensopiva 802.11n (2,4 GHz) laitteiden kanssa, mutta sen toimivuutta aiempien versioiden kanssa ei taata. Nykyään kaikki älypuhelimet eivät tue sitä (esimerkiksi monilla MediaTekin budjettiälypuhelimilla ei ole tukea).

Muut standardit

IEEE 802.11:stä on versioita, jotka on merkitty eri kirjaimilla. Mutta ne joko tekevät pieniä muutoksia ja lisäyksiä yllä lueteltuihin standardeihin tai lisäävät erityisiä toimintoja (kuten kyky olla vuorovaikutuksessa muiden radioverkkojen kanssa tai suojaus). On syytä korostaa 802.11y, joka käyttää ei-standardista 3,6 GHz:n taajuutta, sekä 802.11ad, joka on suunniteltu 60 GHz:n alueelle. Ensimmäinen on suunniteltu tarjoamaan jopa 5 km:n viestintäetäisyys puhtaan kantaman avulla. Toinen (tunnetaan myös nimellä WiGig) on ​​suunniteltu tarjoamaan suurin (jopa 7 Gbit/s) tiedonsiirtonopeus erittäin lyhyillä etäisyyksillä (huoneen sisällä).

Mikä Wi-Fi-standardi on parempi älypuhelimelle?

Kaikissa nykyaikaisissa älypuhelimissa on Wi-Fi-moduuli, joka on suunniteltu toimimaan useiden 802.11-versioiden kanssa. Yleensä tuetaan kaikkia keskenään yhteensopivia standardeja: b, g ja n. Työ jälkimmäisen kanssa voidaan kuitenkin usein toteuttaa vain 2,4 GHz:n taajuudella. Laitteet, jotka pystyvät toimimaan 5 GHz 802.11n-verkoissa, tukevat myös 802.11a:ta taaksepäin yhteensopivina.

Taajuuden lisääminen auttaa lisäämään tiedonsiirtonopeutta. Mutta samaan aikaan aallonpituus pienenee, mikä vaikeuttaa sen kulkemista esteiden läpi. Tästä johtuen 2,4 GHz:n teoreettinen alue on suurempi kuin 5 GHz. Käytännössä tilanne on kuitenkin hieman erilainen.

2,4 GHz:n taajuus osoittautui vapaaksi, joten kulutuselektroniikka käyttää sitä. Wi-Fin lisäksi tällä alueella toimivat Bluetooth-laitteet ja lähetin-vastaanottimet langattomat näppäimistöt ja hiirillä, se lähettää myös magnetroneja mikroaaltouunista. Siksi paikoissa, joissa on useita Wi-Fi-verkot, häiriön määrä kumoaa kantaman edun. Signaali saadaan kiinni jopa sadan metrin päästä, mutta nopeus on minimaalinen ja datapakettien menetys suuria.

5 GHz:n kaista on leveämpi (5170 - 5905 MHz) ja vähemmän ruuhkainen. Siksi aallot eivät pysty ylittämään esteitä (seinät, huonekalut, ihmiskehot), mutta suoran näkyvyyden olosuhteissa ne tarjoavat vakaamman yhteyden. Kyvyttömyys voittaa seiniä tehokkaasti osoittautuu eduksi: et saa kiinni naapurin Wi-Fi-verkkoon, mutta se ei häiritse reititintäsi tai älypuhelintasi.

On kuitenkin muistettava, että maksiminopeuden saavuttamiseksi tarvitset myös reitittimen, joka toimii samalla standardilla. Muissa tapauksissa et silti voi saada yli 150 Mbit/s.

Paljon riippuu reitittimestä ja sen antennityypistä. Mukautuvat antennit on suunniteltu siten, että ne havaitsevat älypuhelimen sijainnin ja lähettävät sille suuntasignaalin, joka ulottuu pidemmälle kuin muut antennityypit.

Pidät myös:

Mahdollisuus asentaa älypuhelin suunnitteluvalikon kautta

Jos etsit nopeinta WiFi-yhteyttä, tarvitset 802.11ac:n, se on niin yksinkertaista. Pohjimmiltaan 802.11ac on nopeutettu versio 802.11n:stä (nykyinen älypuhelimessa tai kannettavassa tietokoneessa käytettävä WiFi-standardi), jonka yhteysnopeudet vaihtelevat 433 megabitistä sekunnissa (Mbps) useisiin gigabitteihin sekunnissa. Kymmeniä kertoja 802.11n:tä suuremman nopeuden saavuttamiseksi 802.11ac toimii yksinomaan 5 GHz:n kaistalla ja käyttää valtavaa läpijuoksu(80-160MHz), toimii 1-8 spatial streamin (MIMO) kanssa ja käyttää ainutlaatuista tekniikkaa nimeltä "keilanmuodostus". Puhumme lisää siitä, mitä 802.11ac on ja kuinka se lopulta korvaa langallisen Gigabit Ethernetin koti- ja työverkoissasi.

Kuinka 802.11ac toimii.

Muutama vuosi sitten 802.11n esitteli mielenkiintoisen teknologian, joka lisäsi merkittävästi nopeutta verrattuna 802.11b:hen ja g:hen. 802.11ac toimii lähes samalla tavalla kuin 802.11n. Esimerkiksi vaikka 802.11n-standardi tuki jopa neljää tilavirtaa ja kanavan leveyttä jopa 40 MHz, 802.11ac voi käyttää 8 kanavaa ja jopa 80 MHz:n leveyttä, ja niitä yhdistämällä voidaan yleensä tuottaa 160 MHz. Vaikka kaikki muu pysyisi ennallaan (ja se ei pysy), tämä tarkoittaa, että 802.11ac käsittelee 8x160 MHz:n tilavirtoja verrattuna 4x40 MHz:iin. Valtava ero, jonka avulla voit puristaa valtavia määriä tietoa radioaalloista.

Suorituskyvyn parantamiseksi entisestään 802.11ac otti käyttöön myös 256-QAM-modulaation (verrattuna 802.11n:n 64-QAM:iin), joka kirjaimellisesti pakkaa 256 erilaista signaalia samalla taajuudella siirtäen ja yhdistäen jokaisen eri vaiheeseen. Teoriassa tämä lisää 802.11ac:n spektritehokkuutta 4 kertaa verrattuna 802.11n:ään. Spektritehokkuus on mitta siitä, kuinka hyvin langaton protokolla tai multipleksointitekniikka käyttää käytettävissään olevaa kaistanleveyttä. 5 GHz:n kaistalla, jossa kanavat ovat melko leveitä (20MHz+), spektritehokkuus ei ole niin tärkeää. Solukkokaistalla kanavat ovat kuitenkin useimmiten 5 MHz leveitä, mikä tekee spektritehokkuudesta erittäin tärkeän.

802.11ac ottaa käyttöön myös standardoidun säteenmuodostuksen (802.11n:llä oli se, mutta sitä ei standardoitu, mikä tekee yhteentoimivuudesta ongelmallisen). Beamforming olennaisesti lähettää radiosignaaleja siten, että ne on suunnattu tietty laite. Tämä voi parantaa yleistä suorituskykyä ja tehdä siitä johdonmukaisempaa sekä vähentää virrankulutusta. Säteen muotoilu voidaan tehdä käyttämällä älykästä antennia, joka liikkuu fyysisesti etsiessään laitetta, tai moduloimalla signaalien amplitudia ja vaihetta siten, että ne häiritsevät toisiaan tuhoavasti jättäen kapean, häiritsemättömän säteen. 802.11n käyttää toista menetelmää, jota voivat käyttää sekä reitittimet että mobiililaitteet. Lopuksi 802.11ac, kuten aiemmat versiot 802.11 on täysin taaksepäin yhteensopiva 802.11n- ja 802.11g-standardien kanssa, joten voit ostaa 802.11ac-reitittimen jo tänään ja se toimii hyvin vanhempien WiFi-laitteiden kanssa.

802.11ac-alue

Teoriassa 5 MHz taajuudella ja keilanmuodostusta käytettäessä 802.11ac:n tulisi olla sama kuin 802.11n tai enemmän paras valikoima(valkoinen säteily). 5 MHz:n kaistalla ei ole pienempi tunkeutumistehonsa vuoksi sama alue kuin 2,4 GHz (802.11b/g). Mutta tämä on kompromissi, jonka meidän on pakko tehdä: meillä ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi spektrikaistanleveyttä raskaasti käytetyllä 2,4 GHz:n kaistalla, jotta 802.11ac:n gigabitin huippunopeuksia voitaisiin sallia. Niin kauan kuin reitittimesi on täydellisessä paikassa tai sinulla on niitä useita, sinun ei tarvitse huolehtia. Kuten aina, tärkeämpi tekijä on laitteidesi tehonsiirto ja antennin laatu.

Kuinka nopea 802.11ac on?

Ja lopuksi kysymys, jonka kaikki haluavat tietää: kuinka nopea 802.11ac WiFi on? Kuten aina, on kaksi vastausta: laboratoriossa teoreettisesti saavutettavissa oleva nopeus ja käytännöllinen nopeusrajoitus, johon olet todennäköisesti tyytyväinen todellisessa kotiympäristössä, jota ympäröi joukko signaalia häiritseviä esteitä.

802.11ac:n teoreettinen maksiminopeus on 8 kanavaa 160 MHz 256-QAM, joista kukin pystyy 866,7 Mbps, mikä antaa meille 6,933 Mbps tai vaatimattoman 7 Gbps. Siirtonopeus 900 megatavua sekunnissa on nopeampi kuin siirto SATA 3 -asemaan. Todellisessa maailmassa kanavien tukkeutumisen vuoksi et todennäköisesti saa yli 2-3 160 MHz kanavaa, joten maksiminopeus pysähtyy jonnekin 1,7-2,5 Gbit/s. Teoreettiseen verrattuna suurin nopeus 802.11n nopeudella 600 Mb/s.

Apple Airport Extreme at 802.11ac, purettu iFixitin tämän hetken tehokkaimmalla reitittimellä (huhtikuussa 2015), sisältää D-Link AC3200 Ultra Wi-Fi -reitittimen (DIR-890L/R), Linksysin Älykäs WiFi Router AC 1900 (WRT1900AC) ja Trendnet AC1750 Dual-Band Wireless Router (TEW-812DRU), kuten PCMag raportoi. Näillä reitittimillä voit varmasti odottaa vaikuttavia nopeuksia 802.11ac:sta, mutta älä pure omaasi vielä. Gigabit Ethernet kaapeli.

Anandtechin vuoden 2013 testissä he testasivat WD MyNet AC1300 802.11ac -reititintä (jopa kolme streamia), joka oli yhdistetty useisiin 802.11ac-laitteisiin, jotka tukivat 1-2 streamia. Nopein siirtonopeus on saavutettu Intel kannettava tietokone 7260 s langaton sovitin 802.11ac, joka käytti kahta virtaa 364 Mbps:n saavuttamiseen vain 1,5 metrin etäisyydellä. Kuuden metrin korkeudella ja seinän läpi sama kannettava oli nopein, mutta maksiminopeus oli 140 Mb/s. Intel 7260:n kiinteä nopeusrajoitus oli 867 Mb/s (kaksi 433 Mb/s virtaa).

Tilanteessa, jossa ei tarvitse maksimi suorituskyky ja langallisen GigE, 802.11ac:n luotettavuus on todella vakuuttavaa. Sen sijaan, että sotkeutuisit olohuoneeseen Ethernet-kaapelilla kotiteatteri PC:ltä television alla, on järkevämpää käyttää 802.11ac-standardia, jonka kaistanleveys riittää toimittamaan langattomasti korkeimman resoluution sisältöä HTPC:hen. Kaikissa paitsi kaikkein vaativimmissa tapauksissa 802.11ac on erittäin arvokas Ethernet-korvaus.

802.11ac:n tulevaisuus

802.11ac tulee entistä nopeammaksi. Kuten aiemmin mainitsimme, 802.11ac:n teoreettinen maksiminopeus on vaatimaton 7 Gbps, ja ennen kuin saavutamme sen todellisessa maailmassa, älä ihmettele 2 Gbps:n merkkiä lähivuosina. Nopeudella 2 Gbps saat 256 Mbps siirtonopeudet, ja yhtäkkiä Ethernetiä käytetään yhä vähemmän, kunnes se katoaa. Tällaisten nopeuksien saavuttamiseksi piirisarjan ja laitevalmistajien on keksittävä, kuinka 802.11ac:lle voidaan ottaa käyttöön vähintään neljä kanavaa. ohjelmisto, ja laitteisto.

Broadcom, Qualcomm, MediaTek, Marvell ja Intel ovat jo tehneet voimakkaita toimia tarjotakseen 4–8 kanavaa 802.11acille uusimpien reitittimien, tukiasemien ja mobiililaitteet. Mutta ennen kuin 802.11ac-spesifikaatio on viimeistelty, piirisarjojen ja laitteiden toista aaltoa ei todennäköisesti esiinny. Laite- ja piirisarjan valmistajilla on paljon tehtävää varmistaakseen, että kehittyneet tekniikat, kuten säteenmuodostus, ovat standardin mukaisia ​​ja täysin yhteensopivia muiden 802.11ac-laitteiden kanssa.

WLAN-verkkoja on useita tyyppejä, jotka eroavat toisistaan ​​signaalin organisointimallin, tiedonsiirtonopeuksien, verkon peittoalueen sekä radiolähettimien ja vastaanottolaitteiden ominaisuuksien osalta. Yleisin langaton verkko IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac ja muut.

802.11a- ja 802.11b-spesifikaatiot hyväksyttiin ensimmäisenä vuonna 1999, mutta 802.11b-standardin mukaan valmistetut laitteet ovat yleisimpiä.

Wi-Fi-standardi 802.11b

Vakio 802.11b perustuu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) -modulaatiomenetelmään. Koko toiminta-alue on jaettu 14 kanavaan, jotka on jaettu 25 MHz:n välein keskinäisten häiriöiden poistamiseksi. Tiedot siirretään yhden näistä kanavista ilman siirtymistä muille. Vain 3 kanavaa voidaan käyttää samanaikaisesti. Tiedonsiirtonopeus voi muuttua automaattisesti riippuen häiriötason sekä lähettimen ja vastaanottimen välisestä etäisyydestä.

IEEE 802.11b -standardi toteuttaa teoreettisen maksimisiirtonopeuden 11 Mbps, mikä on verrattavissa 10 BaseT Ethernet -kaapeliverkkoon. Huomaa, että tämä nopeus on mahdollista siirrettäessä tietoja yhdellä WLAN-laitteella. Jos ympäristössä toimii samanaikaisesti suurempi määrä tilaaja-asemia, kaistanleveys jakautuu kaikkien kesken ja tiedonsiirtonopeus käyttäjää kohti laskee.

Wi-Fi-standardi 802.11a

Vakio 802.11a Se hyväksyttiin vuonna 1999, mutta sitä sovellettiin vasta vuonna 2001. Tämä standardi käytetään pääasiassa Yhdysvalloissa ja Japanissa. Sitä ei käytetä laajalti Venäjällä ja Euroopassa.

802.11a-standardi käyttää signaalin modulaatiomenetelmää - Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Päädatavirta jaetaan useisiin rinnakkaisiin alivirtoihin suhteellisen alhaisella bittinopeudella, minkä jälkeen niiden modulointiin käytetään sopivaa määrää kantoaaltoja. Standardi määrittelee kolme pakollista tiedonsiirtonopeutta (6, 12 ja 24 Mbit/s) ja viisi muuta (9, 18, 24, 48 ja 54 Mbit/s). On myös mahdollista käyttää kahta kanavaa samanaikaisesti, mikä lisää tiedonsiirtonopeutta 2 kertaa.

Wi-Fi-standardi 802.11g

Vakio 802,11 g hyväksyttiin lopulta kesäkuussa 2003. Se on edelleen parannus IEEE 802.11b -spesifikaatioon ja toteuttaa tiedonsiirron samalla taajuusalueella. Tämän standardin tärkein etu on lisääntynyt suorituskyky - tiedonsiirtonopeus radiokanavalla saavuttaa 54 Mbit/s verrattuna 802.11b:n 11 Mbit/s. Kuten IEEE 802.11b, uusi spesifikaatio toimii 2,4 GHz:n kaistalla, mutta nopeuden lisäämiseksi se käyttää samaa signaalimodulaatiomenetelmää kuin 802.11a - ortogonaalista taajuusjakoista multipleksointia (OFDM).

802.11g-standardi on yhteensopiva 802.11b:n kanssa. Siten 802.11b-sovittimet voivat toimia 802.11g-verkoissa (mutta ei nopeammin kuin 11 Mbps), ja 802.11g-sovittimet voivat laskea tiedonsiirtonopeuden 11 Mbps:iin toimiakseen vanhemmissa 802.11b-verkoissa.

Wi-Fi-standardi 802.11n

Vakio 802.11 n ratifioitiin 11. syyskuuta 2009. Se lisää tiedonsiirtonopeutta lähes 4 kertaa tavallisiin laitteisiin verrattuna 802,11 g (jonka suurin nopeus on 54 Mbps), voidaan käyttää 802.11n-tilassa muiden 802.11n-laitteiden kanssa. Suurin teoreettinen tiedonsiirtonopeus on 600 Mbit/s, kun tiedonsiirtoa käytetään neljän antennin kautta kerralla. Yksi antenni – jopa 150 Mbit/s.

802.11n-laitteet toimivat taajuusalueilla 2,4 – 2,5 tai 5,0 GHz.

IEEE 802.11n -standardi perustuu OFDM-MIMO-tekniikkaan. Suurin osa toiminnoista on lainattu 802.11a-standardista, mutta IEEE 802.11n -standardi pystyy käyttämään sekä IEEE 802.11a -standardin mukaista taajuusaluetta että IEEE 802.11b/g -standardin mukaista taajuusaluetta. Siten IEEE 802.11n -standardia tukevat laitteet voivat toimia joko 5 GHz:n tai 2,4 GHz:n taajuusalueella, ja toteutus vaihtelee maittain. Venäjällä IEEE 802.11n -laitteet tukevat 2,4 GHz:n taajuusaluetta.

Siirtonopeuden kasvu IEEE 802.11n -standardissa saavutetaan kaksinkertaistamalla kanavan leveys 20 MHz:stä 40 MHz:iin sekä MIMO-tekniikan käyttöönoton ansiosta.

Wi-Fi-standardi 802.11ac

802.11ac-standardi on jatkokehitys 802.11n-standardissa käyttöönotetuista teknologioista. Teknisissä 802.11ac-laitteet on luokiteltu VHT:ksi (Very High Throughput) - erittäin korkeallakorkea suorituskyky. 802.11ac-verkot toimivat yksinomaan 5 GHz:n taajuudella. Radiokanavan taajuus voi olla 20, 40, 80 ja 160 MHz. On myös mahdollista yhdistää kaksi 80 + 80 MHz radiokanavaa.

802.11n ja 802.11ac vertailu

802.11 n	802.11ac
Kaistanleveys 20 ja 40 MHz	Lisätty 80 ja 160 MHz kanavan leveys
2,4 GHz ja 5 GHz taajuudet	Vain 5 GHz
Tukee modulaatiota 2-FM, 4-FM, 16-QAM ja 64-QAM	256-QAM on lisätty 2-4-, 16-QAM- ja 64-QAM-modulaatioihin
Yhden käyttäjän MIMO-lähetys	Monen käyttäjän MIMO-lähetys
MAC-kehysten yhdistäminen: A-MSDU, A-MPDU	Kehittyneet MAC-kehysten yhdistämisominaisuudet

Lähteet:

1. A.N. Steputin, A.D. Nikolaev. Matkaviestintä matkalla 6G:hen . 2 T. – 2. painos. - Moskova-Vologda: Infratekniikka, 2018. – 804 s. : sairas.

2. A.E. Ryzhkov, V. A. Lavrukhin Heterogeeniset radioliityntäverkot: opetusohjelma. - Pietari. : SPbSUT, 2017. – 92 s.

IEEE 802 -standardikomitea muodosti 802.11 Wireless LAN Standards Working Groupin vuonna 1990. Tämä ryhmä aloitti yleismaailmallisen standardin kehittämisen radiolaitteille ja -verkoille, jotka toimivat 2,4 GHz:n taajuudella, pääsynopeuksilla 1 ja 2 Mbps (megabittiä sekunnissa). Standardin luontityö valmistui 7 vuoden kuluttua, ja ensimmäinen 802.11-spesifikaatio ratifioitiin kesäkuussa 1997. IEEE 802.11 -standardi oli ensimmäinen standardi WLAN-tuotteille riippumattomalta kansainväliseltä organisaatiolta, joka kehittää useimpia standardeja langallisiin verkkoihin. Siihen mennessä langattoman verkon alun perin suunniteltu tiedonsiirtonopeus ei kuitenkaan enää tyydyttänyt käyttäjien tarpeita. Tehdäkseen Langaton tekniikka LAN on suosittu, halpa ja mikä tärkeintä, täyttää nykypäivän tiukat yrityssovellusten vaatimukset, kehittäjät joutuivat luomaan uuden standardin.

Syyskuussa 1999 IEEE ratifioi edellisen standardin laajennuksen. IEEE 802.11b (tunnetaan myös nimellä 802.11 High rate), se määrittelee standardin langattomille verkkotuotteille, jotka toimivat 11 Mbps:n nopeudella (samanlainen kuin Ethernet), mikä mahdollistaa näiden laitteiden onnistuneen käyttöönoton suurissa organisaatioissa. Tuotteen yhteensopivuus eri valmistajia sen takaa riippumaton organisaatio nimeltä Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Tämän organisaation perustivat langattoman alan johtajat vuonna 1999. Tällä hetkellä WECA:n jäseniä on yli 80 yritystä, mukaan lukien tunnetut valmistajat, kuten jne. Tuotteet, jotka täyttävät Wi-Fi-vaatimukset (WECA-termi IEEE 802.11b:lle) löytyvät verkkosivustolta.

Tarvitaan sisään langaton yhteys paikallisiin verkkoihin kasvaa, kun mobiililaitteiden, kuten kannettavien tietokoneiden ja kämmentietokoneiden määrä lisääntyy, sekä käyttäjien kasvava halu olla yhteydessä verkkoon ilman, että verkkokaapelia tarvitsee "kytkeä" tietokoneeseensa. Vuoteen 2003 mennessä maailmassa ennustetaan olevan yli miljardi mobiililaitetta ja WLAN-tuotteiden markkina-arvon vuonna 2002 ennustetaan olevan yli 2 miljardia dollaria.

IEEE 802.11 -standardi ja sen laajennus 802.11b

Kuten kaikki IEEE 802 -standardit, 802.11 toimii ISO/OSI-mallin kahdessa alimmassa kerroksessa, fyysisessä kerroksessa ja tietoyhteyskerroksessa (kuva 1). Mikä tahansa verkkosovellus, verkko käyttöjärjestelmä, tai protokolla (kuten TCP/IP), toimii yhtä hyvin 802.11-verkossa kuin Ethernet-verkossa.

Riisi. 1. ISO/OSI-mallitasot ja niiden yhteensopivuus 802.11-standardin kanssa.

802.11b:n perusarkkitehtuuri, ominaisuudet ja palvelut määritellään alkuperäisessä 802.11-standardissa. 802.11b-spesifikaatio koskee vain fyysistä kerrosta ja lisää vain suurempia pääsynopeuksia.

802.11 toimintatilat

802.11 määrittelee kahden tyyppisiä laitteita - asiakkaan, joka on yleensä tietokone, jossa on langaton verkkokortti (NIC), ja tukiasema (AP), joka toimii siltana langattoman ja langallisen verkon välillä. Tukiasema sisältää yleensä lähetin-vastaanottimen, langallisen verkkoliitännän (802.3) ja ohjelmiston, joka käsittelee tietoja. Langaton asema voi olla ISA, PCI tai PC Card LAN-kortti 802.11-standardissa tai sisäänrakennettuja ratkaisuja, esimerkiksi 802.11-puhelinkuulokkeita.

IEEE 802.11 -standardi määrittelee kaksi verkon toimintatilaa: Ad-hoc-tilan ja asiakas/palvelin-tilan (tai infrastruktuuritilan). Asiakas/palvelin-tilassa (kuva 2) langaton verkko koostuu vähintään yhdestä langalliseen verkkoon yhdistetystä tukiasemasta ja tietystä joukosta langattomia pääteasemia. Tätä kokoonpanoa kutsutaan peruspalvelujoukoksi (BSS). Kaksi tai useampi BSS, jotka muodostavat yhden aliverkon, muodostavat laajennetun palvelujoukon (ESS). Koska useimpien langattomien asemien on käytettävä tiedostopalvelimia, tulostimia ja langallisen lähiverkon Internetiä, ne toimivat asiakas/palvelin-tilassa.

Riisi. 2. Asiakas/palvelin verkkoarkkitehtuuri.

Ad-hoc-tila (kutsutaan myös pisteestä pisteeseen tai itsenäiseksi peruspalvelujoukoksi, IBSS) on yksinkertainen verkko, jossa useiden asemien välinen viestintä muodostetaan suoraan ilman erityistä tukiasemaa (kuva 3). Tämä tila on hyödyllinen, jos langatonta verkkoinfrastruktuuria ei ole luotu (esimerkiksi hotelli, messuhalli, lentokenttä) tai sitä ei jostain syystä voida luoda.

Riisi. 3. Ad-hoc-verkkoarkkitehtuuri.

802.11 Fyysinen kerros

Fyysisellä tasolla määritellään kaksi laajakaistaista radiotaajuista lähetysmenetelmää ja yksi infrapuna-alueella. RF-menetelmät toimivat 2,4 GHz ISM-kaistalla ja käyttävät tyypillisesti 83 MHz taajuutta 2 400 GHz - 2 483 GHz. RF-menetelmissä käytetyt laajakaistaiset signaalitekniikat lisäävät luotettavuutta, suorituskykyä ja mahdollistavat sen, että monet toisistaan ​​riippumattomat laitteet voivat jakaa saman taajuuskaistan minimaalisella häiriöllä toisilleen.

802.11-standardi käyttää Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) ja Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). Nämä menetelmät ovat pohjimmiltaan erilaisia ​​ja yhteensopimattomia keskenään.

FHSS käyttää Frequency Shift Keying (FSK) -tekniikkaa signaalin moduloimiseen. Nopeudella 1 Mbps toimittaessa käytetään toisen tason FSK Gaussian modulaatiota ja 2 Mbps:n nopeudella neljättä tasoa.

DSSS-menetelmä käyttää Phase Shift Keying (PSK) -modulaatiotekniikkaa. Tässä tapauksessa nopeudella 1 Mbps käytetään differentiaalista binaarista PSK:ta ja nopeudella 2 Mbps differentiaalista neliöllistä PSK-modulaatiota.

Fyysisen kerroksen otsikot lähetetään aina nopeudella 1 Mbps, kun taas dataa voidaan lähettää nopeudella 1 ja 2 Mbps.

Infrapuna (IR) lähetysmenetelmä

Tämän menetelmän toteutus 802.11-standardissa perustuu IR-lähettimen suuntaamattoman (haja-IR) signaalin lähettämiseen. Suuntalähetyksen sijaan, joka edellyttää lähettimen ja vastaanottimen asianmukaista suuntausta, lähetetty IR-signaali lähetetään kattoon. Sitten signaali heijastuu ja vastaanotetaan. Tällä menetelmällä on ilmeisiä etuja suuntalähettimien käyttöön verrattuna, mutta siinä on myös merkittäviä haittoja - vaaditaan katto, joka heijastaa IR-säteilyä tietyllä aallonpituusalueella (850 - 950 nm); Koko järjestelmän kantama on rajoitettu 10 metriin. Lisäksi IR-säteet ovat herkkiä sääolosuhteille, joten menetelmää suositellaan käytettäväksi vain sisätiloissa.

Kaksi tiedonsiirtonopeutta tuetaan - 1 ja 2 Mbps. 1 Mbps:n nopeudella datavirta jaetaan kvartetteihin, joista jokainen koodataan sitten yhdeksi 16 pulssista moduloinnin aikana. Nopeudella 2 Mbps modulaatiomenetelmä on hieman erilainen - datavirta on jaettu bittipareihin, joista jokainen moduloidaan yhdeksi neljästä pulssista. Lähetettävän signaalin huipputeho on 2 W.

FHSS-menetelmä

Taajuushyppelymenetelmällä 2,4 GHz:n kaista jaetaan 79 1 MHz:n kanavaan. Lähettäjä ja vastaanottaja sopivat kanavanvaihtokaaviosta (tällaisia ​​​​malleja on 22 valittavana) ja data lähetetään peräkkäin eri kanavien kautta tätä menetelmää käyttäen. Jokainen tiedonsiirto 802.11-verkossa noudattaa erilaista kytkentämallia, ja itse mallit on suunniteltu minimoimaan mahdollisuudet, että kaksi lähettäjää käyttävät samaa kanavaa samanaikaisesti.

FHSS-menetelmä mahdollistaa erittäin yksinkertainen kaavio lähetin-vastaanottimen nopeus on kuitenkin rajoitettu 2 Mbps:iin. Tämä rajoitus johtuu siitä, että yhdelle kanavalle on varattu tasan 1 MHz, mikä pakottaa FHSS-järjestelmät käyttämään koko 2,4 GHz:n kaistaa. Tämä tarkoittaa, että kanavanvaihtoa on tapahduttava usein (esimerkiksi Yhdysvalloissa miniminopeus on 2,5 vaihtoa sekunnissa), mikä puolestaan ​​johtaa lisääntyneeseen yleiskustannuksiin.

DSSS-menetelmä

DSSS-menetelmä jakaa 2,4 GHz:n kaistan 14 osittain päällekkäiseen kanavaan (vain 11 kanavaa on saatavilla Yhdysvalloissa). Jotta useita kanavia voidaan käyttää samanaikaisesti samassa paikassa, ne on asetettava 25 MHz:n välein (ei päällekkäin) keskinäisten häiriöiden välttämiseksi. Näin ollen enintään 3 kanavaa voidaan käyttää samanaikaisesti yhdessä paikassa. Tiedot lähetetään käyttämällä yhtä näistä kanavista ilman, että vaihdetaan muille kanaville. Ylimääräisen kohinan kompensoimiseksi käytetään 11-bittistä Barker-sekvenssiä, jossa jokainen käyttäjädatan bitti muunnetaan 11 bitiksi lähetettyä dataa. Tällainen suuri redundanssi jokaiselle bitille voi lisätä merkittävästi lähetyksen luotettavuutta samalla, kun se vähentää merkittävästi lähetetyn signaalin tehoa. Vaikka osa signaalista katoaisi, useimmissa tapauksissa se silti palautetaan. Tämä minimoi toistuvien tiedonsiirtojen määrän.

802.11b:n tekemät muutokset

802.11b:n tärkein lisäys päästandardiin on tuki kahdelle uudelle tiedonsiirtonopeudelle - 5,5 ja 11 Mbps. DSSS-menetelmä valittiin saavuttamaan nämä nopeudet, koska taajuushyppelymenetelmä ei voi tukea suurempia nopeuksia FCC-rajoitusten vuoksi. Tämä tarkoittaa, että 802.11b-järjestelmät ovat yhteensopivia 802.11 DSSS -järjestelmien kanssa, mutta eivät toimi 802.11 FHSS -järjestelmien kanssa.

802.11b-verkot käyttävät dynaamista nopeuden siirtoa, mikä mahdollistaa tiedonsiirtonopeuden automaattisen muuttumisen radiokanavan ominaisuuksien mukaan. Käyttäjä voi esimerkiksi muodostaa yhteyden enintään 11 ​​Mbps:n nopeudella, mutta jos häiriötaso kasvaa tai käyttäjä siirtyy kauemmaksi, mobiililaite alkaa lähettää pienemmällä nopeudella - 5,5, 2 tai 1 Mbps. Jos vakaa toiminta suuremmalla nopeudella on mahdollista, mobiililaite alkaa automaattisesti lähettää suuremmalla nopeudella. suuri nopeus. Nopeuden siirto on fyysinen kerrosmekanismi, ja se on läpinäkyvä ylemmille kerroksille ja käyttäjälle.

Tietolinkkitaso 802.11

802.11-linkkikerros koostuu kahdesta alikerroksesta: Logical Link Control (LLC) ja Media Access Control (MAC). 802.11 käyttää samaa LLC:tä ja 48-bittistä osoitetta kuin muut 802-verkot, mikä mahdollistaa langattoman ja langallisen verkon helpon yhdistämisen, mutta MAC-kerros on olennaisesti erilainen.

802.11:n MAC-kerros on hyvin samanlainen kuin 802.3:ssa toteutettu kerros, jossa se tukee useita käyttäjiä jaetulla medialla, jossa käyttäjä tarkistaa median ennen sen käyttöä. 802.3 Ethernet-verkot käyttävät Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) -protokollaa, joka määrittää, kuinka Ethernet-asemat käyttävät langallista linjaa ja kuinka ne havaitsevat ja käsittelevät törmäyksiä, jotka tapahtuvat, kun useat laitteet yrittävät muodostaa yhteyden samanaikaisesti. verkkoviestintä. Törmäyksen havaitsemiseksi aseman on kyettävä sekä vastaanottamaan että lähettämään samanaikaisesti. 802.11-standardi edellyttää puolidupleksilähetin-vastaanottimien käyttöä, joten langattomissa 802.11-verkoissa asema ei pysty havaitsemaan törmäystä lähetyksen aikana.

Tämän eron huomioon ottamiseksi 802.11 käyttää muokattua protokollaa, joka tunnetaan nimellä Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) tai Distributed Coordination Function (DCF). CSMA/CA yrittää välttää törmäyksiä käyttämällä eksplisiittistä paketin kuittausta (ACK), mikä tarkoittaa, että vastaanottava asema lähettää ACK-paketin vahvistaakseen, että paketti vastaanotettiin ehjänä.

CSMA/CA toimii seuraavasti. Asema, joka haluaa lähettää, testaa kanavaa, ja jos toimintaa ei havaita, asema odottaa jonkin satunnaisen ajan ja lähettää sitten, jos tietoväline on vielä vapaa. Jos paketti saapuu ehjänä, vastaanottava asema lähettää ACK-paketin, jonka vastaanotettuaan lähettäjä suorittaa lähetysprosessin loppuun. Jos lähettävä asema ei vastaanottanut ACK-pakettia sen vuoksi, että datapakettia ei vastaanotettu tai ACK saapui vioittunut, oletetaan, että on tapahtunut törmäys, ja datapaketti lähetetään uudelleen satunnaisen ajanjakson jälkeen. ajasta.

Kanavan tyhjennysalgoritmia (CCA) käytetään määrittämään, onko kanava vapaa. Sen ydin on mitata signaalienergia antennissa ja määrittää vastaanotetun signaalin voimakkuus (RSSI). Jos vastaanotetun signaalin voimakkuus on alle tietyn kynnyksen, kanava julistetaan vapaaksi ja MAC-taso saa CTS-tilan. Jos teho on kynnyksen yläpuolella, tiedonsiirto viivästyy protokollasääntöjen mukaisesti. Standardi tarjoaa toisen kanavan tyhjäkäynnin havaitsemisominaisuuden, jota voidaan käyttää joko yksinään tai yhdessä RSSI-mittauksen kanssa – kantoaaltoanturimenetelmä. Tämä menetelmä on valikoivampi, koska se testaa samaa kantoaaltotyyppiä kuin 802.11-spesifikaatio. Paras menetelmä riippuu työalueen häiriöiden tasosta.

Siten CSMA/CA tarjoaa menetelmän pääsyn erottamiseen radiokanavan yli. Eksplisiittinen kuittausmekanismi ratkaisee tehokkaasti häiriöongelmat. Se kuitenkin lisää lisäkustannuksia, joita 802.3:lla ei ole, joten 802.11-verkot ovat aina hitaampia kuin vastaavat verkot Ethernet paikallinen verkkoja.

Riisi. 4. Kuva "piilopisteen" ongelmasta.

Toinen MAC-kerroskohtainen ongelma on "piilopiste"-ongelma, jossa kaksi asemaa voivat molemmat "kuulla" tukiaseman, mutta eivät "kuule" toisiaan etäisyyden tai esteiden vuoksi (kuva 4). Tämän ongelman ratkaisemiseksi 802.11 lisäsi valinnaisen Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS) -protokollan MAC-kerrokseen. Kun tätä protokollaa käytetään, lähettävä asema lähettää RTS:n ja odottaa liityntäpisteen vastausta CTS:llä. Koska kaikki verkon asemat voivat "kuulla" liityntäpisteen, CTS-signaali saa ne viivästymään lähetyksiään, mikä sallii lähettävän aseman lähettää dataa ja vastaanottaa ACK-paketin ilman törmäysmahdollisuutta. Koska RTS/CTS lisää verkon ylimääräistä lisärasitusta varaamalla väliaikaisesti mediaa, sitä käytetään tyypillisesti vain erittäin suurille paketeille, joiden uudelleenlähetys olisi liian kallista.

Lopuksi 802.11 MAC -kerros tarjoaa mahdollisuuden laskea CRC- ja fragmenttipaketteja. Jokaisella paketilla on oma CRC-tarkistussumma, joka lasketaan ja liitetään pakettiin. Tässä on ero Ethernet-verkoista, joissa virheiden käsittely hoidetaan edistyneemmillä protokollilla. korkeatasoinen(esim. TCP). Pakettien pirstoutuminen mahdollistaa suurten pakettien jakamisen pienempiin, kun ne lähetetään ilmateitse, mikä on hyödyllistä erittäin ruuhkaisissa ympäristöissä tai joissa on merkittäviä häiriöitä, koska pienemmät paketit eivät vaurioidu. Tämä menetelmä vähentää useimmissa tapauksissa uudelleenlähetyksen tarvetta ja lisää siten koko langattoman verkon suorituskykyä. MAC-kerros vastaa vastaanotettujen fragmenttien uudelleen kokoamisesta, mikä tekee tästä prosessista läpinäkyvän korkeamman tason protokollille.

Verkkoyhteys

802.11 MAC -kerros vastaa siitä, kuinka asiakas muodostaa yhteyden tukiasemaan. Kun 802.11-asiakas on yhden tai useamman tukiaseman kantaman sisällä, se valitsee niistä yhden signaalin voimakkuuden ja havaittujen virheiden perusteella ja muodostaa yhteyden siihen. Kun asiakas saa vahvistuksen, että tukiasema on hyväksynyt sen, se virittyy radiokanavalle, jolla se toimii. Ajoittain se tarkistaa kaikki 802.11-kanavat nähdäkseen, tarjoaako toinen tukiasema lisää palveluita Korkealaatuinen. Jos tällainen tukiasema löytyy, asema muodostaa yhteyden siihen virittäen uudelleen taajuudelleen (kuva 5).

Riisi. 5. Yhteyden muodostaminen verkkoon ja oikean kanavamäärityksen kuvaaminen tukiasemille.

Uudelleenkytkentä tapahtuu yleensä, kun asema on fyysisesti siirretty pois tukiasemasta, mikä aiheuttaa signaalin heikkenemisen. Muissa tapauksissa uudelleenkytkentä tapahtuu rakennuksen RF-ominaisuuksien muutoksen vuoksi tai yksinkertaisesti alkuperäisen tukiaseman kautta kulkevan suuren verkkoliikenteen vuoksi. Jälkimmäisessä tapauksessa tämä protokollaominaisuus tunnetaan nimellä "kuormituksen tasapainottaminen", koska sen päätarkoitus on jakaa langattoman verkon kokonaiskuormitus mahdollisimman tehokkaasti koko käytettävissä olevan verkkoinfrastruktuurin kesken.

Dynaamisen yhteyden ja uudelleen yhdistämisprosessin avulla verkonvalvojat voivat luoda langattomia verkkoja, joilla on erittäin laaja kattavuus, jolloin syntyy osittain päällekkäisiä "soluja". Ihanteellinen vaihtoehto on sellainen, jossa viereiset päällekkäiset tukiasemat käyttävät eri DSSS-kanavia, jotta ne eivät häiritse toisiaan (kuva 5).

Suoratoiston tuki

Suoratoistodatan, kuten videon tai äänen, tuetaan 802.11-spesifikaatiossa MAC-kerroksessa Point Coordination Function (PCF) -toiminnon kautta. Toisin kuin Distributed Coordination Function (DCF), jossa ohjaus on hajautettu kaikkien asemien kesken, PCF-tilassa vain tukiasema ohjaa pääsyä kanavalle. Jos asennettuna on BSS, jossa PCF on käytössä, aika jaetaan tasaisesti PCF-tilan ja CSMA/CA-tilan välillä. Aikana, jolloin järjestelmä on PCF-tilassa, tukiasema kysyy kaikilta asemilta tietoja. Jokaiselle asemalle on varattu määrätty aika, jonka jälkeen seuraava asema pollataan. Mikään asema ei voi lähettää tällä hetkellä, paitsi se, jota pollataan. Koska PCF sallii jokaisen aseman lähettää sisään tietty aika, maksimiviive taataan. Tämän suunnittelun haittana on, että liityntäpisteen täytyy pollata kaikki asemat, mikä tulee erittäin tehottomaksi suurissa verkoissa.

Virranhallinta

Median käytön hallinnan lisäksi 802.11 MAC -kerros tukee virransäästötiloja mobiililaitteiden akun käyttöiän pidentämiseksi. Standardi tukee kahta energiankulutustilaa, joita kutsutaan "jatkuvaksi käyttötilaksi" ja "säästötilaksi". Ensimmäisessä tapauksessa radio on aina päällä, kun taas toisessa tapauksessa radio kytketään ajoittain päälle tietyin väliajoin vastaanottamaan tukiaseman jatkuvasti lähettämiä "majakkasignaaleja". Nämä signaalit sisältävät tietoa siitä, minkä aseman tulisi vastaanottaa data. Näin asiakas voi vastaanottaa majakan, vastaanottaa tiedot ja palata sitten lepotilaan.

Turvallisuus

802.11b tarjoaa pääsynhallinnan MAC-kerroksessa (toinen kerros ISO/OSI-mallissa) ja salausmekanismeja, jotka tunnetaan nimellä Wired Equivalent Privacy (WEP), joiden tarkoituksena on tarjota langattomalle verkolle langallista verkkoa vastaava suojaus. Kun WEP on käytössä, se suojaa vain datapakettia, mutta ei suojaa fyysisen kerroksen otsikoita, jotta muut verkon asemat voivat tarkastella verkon hallintaan tarvittavia tietoja. Pääsyn ohjaamiseksi kuhunkin liityntäpisteeseen sijoitetaan ns. ESSID (tai WLAN Service Area ID), jonka tietämättä matkaviestin ei pysty muodostamaan yhteyttä tukiasemaan. Lisäksi tukiasema voi ylläpitää sallittujen MAC-osoitteiden luetteloa, jota kutsutaan Access Control List (ACL) -luetteloksi ja sallii pääsyn vain niille asiakkaille, joiden MAC-osoitteet ovat listalla.

Tietojen salausta varten standardi tarjoaa salausominaisuudet käyttämällä RC4-algoritmia ja 40-bittistä jaettua avainta. Kun asema muodostaa yhteyden tukiasemaan, kaikki lähetetyt tiedot voidaan salata tällä avaimella. Kun salausta käytetään, tukiasema lähettää salatun paketin mille tahansa asemalle, joka yrittää muodostaa yhteyden siihen. Asiakkaan on käytettävä avaimeansa oikean vastauksen salaamiseen voidakseen todentaa itsensä ja päästäkseen verkkoon. Toisen kerroksen yläpuolella 802.11b-verkot tukevat samoja kulunvalvonta- ja salausstandardeja (kuten IPSec) kuin muut 802-verkot.

Terveys

Koska mobiiliasemat ja tukiasemat ovat mikroaaltouunilaitteita, monilla ihmisillä on kysymyksiä Wave LAN -komponenttien käytön turvallisuudesta. Tiedetään, että mitä korkeampi radiosäteilyn taajuus on, sitä vaarallisempi se on ihmisille. Erityisesti tiedetään, että jos katsot suorakaiteen muotoisen aaltoputken sisään, joka lähettää signaalia taajuudella 10 GHz tai enemmän, teholla noin 2 W, verkkokalvon vaurioituminen tapahtuu väistämättä, vaikka altistuksen kesto olisi alle sekunti. Mobiililaitteiden ja tukiasemien antennit ovat korkeataajuisen säteilyn lähteitä, ja vaikka lähetettävän signaalin teho on hyvin alhainen, sinun ei pitäisi olla toimivan antennin välittömässä läheisyydessä. Turvaetäisyys on pääsääntöisesti kymmenien senttimetrien luokkaa vastaanottavista ja lähettävistä osista. Tarkempi arvo löytyy kyseisen laitteen ohjekirjasta.

Edelleen kehittäminen

Parhaillaan kehitetään kahta kilpailevaa standardia seuraavan sukupolven langattomille verkoille: IEEE 802.11a -standardi ja eurooppalainen HIPERLAN-2-standardi. Molemmat standardit toimivat toisella ISM-kaistalla, joka käyttää noin 5 GHz:n taajuuskaistaa. Ilmoitettu tiedonsiirtonopeus uuden sukupolven verkoissa on 54 Mbps.

802.11b laitevalmistajat

Nykyään WaveLAN-ratkaisumarkkinoiden tunnetuimmat ja suosituimmat valmistajat ovat Lucent (ORiNOCO-sarja) ja Cisco (Aironet-sarja). Niiden lisäksi 802.11b-yhteensopivia laitteita valmistavia yrityksiä on melkoinen määrä. Näitä ovat esimerkiksi 3Com (3Com AirConnect -sarja), Samsung, Compaq, Symbol, Zoom Telephonics jne. Artikkelin seuraavassa osassa tarkastellaan Lucentin ORiNOCO-sarjan ja Ciscon Aironetin ominaisuuksia ja sitten testaamme molemmat sarjat.

Linkit

• — Työryhmä 802.11
• - WaveLAN Ukrainassa
• — Arvostelut, WaveLAN-testaus, lakitiedot

Langattoman paikallisverkon 802.11ac-standardi otettiin käyttöön jo talvella 2011, kun kansainvälisen voittoa tavoittelemattoman yhdistyksen IEEE:n asiantuntijat hyväksyivät ensimmäisen testiversio uusi nopea ja päivitetty Wi-Fi. Kaikkien yllätykseksi valmistaja Quantenna esitteli jo marraskuun puolivälissä debyyttiä, peruspiirisarjaa, joka toimii hyvin yhdessä reitittimien ja muiden verkkolaitteiden kanssa. Pian kannettavat tietokoneet, älypuhelimet ja muut tämän standardin kanssa yhteensopivia laitteita ilmestyivät erikoisliikkeisiin.

On syytä huomata yksi tärkeistä tapahtumista, joka vauhditti nopean langattoman Wi-Fi:n kehitystä. Loppujen lopuksi juuri CES-näyttelyssä amerikkalainen Broadcom julkisti uusia ohjaimia, joita suuret IT-yritykset, kuten Lenovo, ZTE, Huawei, halusivat ottaa käyttöön tuotantoonsa...

Ehdotan pohtimaan, mitä etuja 802.11ac-standardilla on ja miten se eroaa edellisestä veljestään 802.11n?

1. Tärkein ero on, että uudessa Wi-Fissä on kolme kertaa suurempi nopeus, mikä tarkoittaa positiivisesti suoratoistomedian toistoa.
   
   Siten teräväpiirtovideon (HD, FullHD) lähetys ja toisto langaton Wi-Fi kanava on tietyissä olosuhteissa keskeytyksettä ja ennen latauksia, jos laitettasi ei rajoita laitteisto (koskee). Mobiilipelit ja muut sovellukset sitäkin enemmän "kulkevat" verkon läpi oikealla tasolla.
2. Toinen gigatavun Wi-Fin hyödyllinen ominaisuus on laajennettu kantama ja vakiintunut signaali, joka kattaa laajemman alueen, mikä mahdollistaa vaikuttavan kokoisen asunnon peittämisen langattomalla signaalilla yhdellä reitittimellä. Tämä on mahdollista kehitetyn beamforming-tekniikan ansiosta.
   
   Standardi n on myös tuettu tätä tekniikkaa, mutta optiotasolla ja lisäksi signaali luotiin väärin. Beamforming-tekniikka määrittää asiakaslaitteiden sijainnin (kannettava tietokone, tabletti jne.) ja lähettää signaalin suoraan niille.
   
   Tämä lähestymistapa auttoi parantamaan langattoman Wi-Fi-signaalin laatua.
3. Ei ole mikään salaisuus, että Wi-Fi-standardia n käyttävä sähkötekniikka toimii 2,4 gigahertsin taajuusalueella. Samalla taajuudella toimivat paitsi tabletit ja älypuhelimet, myös mikroaaltouunit ja muut Kodinkoneet. Tällainen risteys taajuudella johti etsintään. Instituutin käyttöönottamassa 802.11ac-standardissa ei ole häiriöongelmia, ja se voi toimia 1,3 Gbps:n nopeudella 5 GHz:n tehollisella taajuudella.
4. Lisäksi, kun olosuhteet eivät salli leveiden kanavien käyttöä, 802.11ac-standardilla on etuja vanhempaan "veljeensä" 802.11n verrattuna. Mistä se koostuu? Tosiasia on, että uusi 256-QAM-modulaatio, esimerkiksi 40 MHz:llä kahdella virralla, tarjoaa 400 Mbps ja aiemmin kehitetty 802.11n vain 300 Mbps. Lisäksi 802.11n-standardiin perustuvat laitteet eivät pysty dynaamisesti muuttamaan kanavan leveyttä, jos tietyt olosuhteet niin vaativat. Mutta 802.11ac sisältää tällaisen ominaisuuden, joka on asiantuntijoiden ja ajan testaama.
   
   Esimerkiksi asiakas ja verkkolaite voivat suotuisissa olosuhteissa aloittaa 80 MHz:n kanavalla, ja jos olosuhteet muuttuvat huonompaan suuntaan, taajuuteen 40 tai 20 MHz. Siirtyminen kapeampiin kanaviin tapahtuu myös sillä ehdolla, että signaalitaso ei salli työskentelyä laajalla kanavalla. Tekniseltä kannalta katsottuna mitä kapeampi kanava ja mitä pienemmät virrat avaruudessa ovat, sitä pienemmät ovat signaalitasovaatimukset.

Esimerkiksi Wi-Fi 802.11ac -spesifikaatio 80 MHz:n kanavaleveydellä vaatii vähintään 76 dBm ja 20 MHz:n kanava jo 82 dBm. Siten tabletit, tietokoneet, älytelevisiot ja muut peittoalueen reunalla olevat laitteet siirtyvät automaattisesti kapeampiin kanaviin. Kansainvälinen liitto yhdessä Wi-Fi Alliancen kanssa on luonut erityisiä määrityksiä, ja IT-asiantuntijat väittävät, että yli miljardi laitetta on yhteensopivia tekniikan kanssa.