Основи WiFi Частина 2: Стандарти та поправки через 802.11n
- Категорія: Мережа
Сьогодні WiFi є скрізь: кав’ярні, ресторани, роздріб, готелі, спортивні майданчики тощо. Ми можемо отримати доступ до нього з наших ноутбуків, планшетів та смартфонів. Вдома можуть бути ігрові приставки, розумні пристрої для дому та приставки. У мене є кілька пристроїв ChromeCast. Вони перетворюють ваш телевізор у пристрій бездротової мережі, на якому ви можете передавати фільми зі свого комп’ютера чи телефону безпосередньо на телевізор. Він настільки поширений у нашому способі життя, що ми не задумуємося про це.
Цікавий порядок: я активно працював з національними мережами готелів, і можу вам сказати, що в 2012 році середній бізнес-мандрівник мав 2 пристрої WiFi, підключені до мережі готелів. Сьогодні ця кількість становить від 3 до 3,5 пристроїв на номер для гостей. Я бачив, що багато готелів намагаються збільшити потужність через попит клієнтів.
Але це було не так давно, коли WiFi використовували лише вундеркінги та великі корпорації. Це друга стаття в серії, що висвітлює основи WiFi. Якщо ви пропустили першу частину, перевірити це тут . Ми будемо обговорювати еволюцію різних стандартів та поправок; їх властивості та можливості.
На початку там був 802.11-1997 стандартний. Оригінальна версія була більш попередником корисного WiFi. Стандарт включав FHSS (частотний спектр розповсюдження частоти), DSSS (прямий спектр поширення послідовності) в діапазоні 2,4 ГГц, а також інфрачервоний. Пропускна здатність була обмежена 1-2 Мбіт / с. Стандарт був настільки вільно визначений, що було багато комерційних продуктів, де сумісність була дуже складною, якщо не неможливою. Найпопулярнішими були вироби виробництва Proxim та Symbol (зараз це частина Motorola).
Перший 'справжній' WiFi: 802.11b
Більшість не розуміє, що поправки 802.11a та 802.11b були випущені одночасно (1999). Спершу ми поговоримо про 11b, оскільки він базується на початковому стандарті.
Перш за все, 11b використовує DSSS, який поширює потужність сигналу по смузі частот приблизно 22 МГц. Перевагою є підвищення продуктивності сигнал-шум порівняно з попередніми методами. Другим головним удосконаленням було використання передової техніки кодування під назвою CCK (безкоштовна клавіша з кодом). Результатом цього стало збільшення пропускної здатності до 11 Мбіт / с, а також підвищення продуктивності. Сюди також входить можливість зменшити пропускну здатність до 5,5, 2 та 1 Мбіт / с за необхідності.
11b була досить популярною. Однією з головних причин стало створення WiFi Alliance. Цю некомерційну організацію було створено в 1999 році декількома технологічними компаніями для забезпечення сумісності продуктів між виробниками.
802.11a був подібний до Едсель WiFi, технологічно випереджаючи свій час, і його ніхто не хотів.
Як я вже згадував, поправки 11a та 11b були опубліковані одночасно. Але, 11а спочатку було запропоновано раніше, звідси 'а', оскільки воно було першим. Технічні характеристики 11a дуже різні.
По-перше, він використовує діапазон 5 ГГц; з усіма перевагами та недоліками, притаманними більш високим частотам.
По-друге, це використання OFDM (мультиплексування з ортогональним розподілом частоти). Ця методика розбиває радіочастотний канал на 64 субканали (субносії), передаючи менший обсяг даних по декількох підканалах одночасно. Результат - до 54 Мбіт / с, з можливістю зменшити до 48, 36, 24, 18, 12, 9 та 6 Мбіт / с. Це також суттєво зменшує проблему перешкод через багатошлях. 11a не сумісний з 11b.
11а була не дуже популярною, в першу чергу через вартість. Як правило, обладнання, що підтримує більш високу частоту, дорожче виготовлення.
Ігровий чендер: 802.11г
802.11г , випущена в 2003 році була справжньою зміною гри. В основному, вона поєднувала в собі найкращі з обох світів. Він використовує діапазон 2,4 ГГц, а також чудову техніку модуляції OFDM; за вартістю близько 11b пристроїв. Одним з головних недоліків була вимога зворотної сумісності; Пристрої 11 г повинні були мати можливість спілкуватися з пристроями 11b. Ця можливість може сильно вплинути на продуктивність вашої Wi-Fi мережі; яка тема, яку слід обговорити у майбутній статті.
11г був надзвичайно популярний. Це було причиною вибуху, якщо WiFi на широкому споживчому ринку. Насправді, саме тоді багато провайдерів почали включати WiFi у свою передачу CPE (обладнання для клієнтів). Для багатьох людей їх першим досвідом WiFi був бездротовий маршрутизатор 11 г. Найуспішнішим виявився Linksys WRT54G, спочатку випущений наприкінці 2002 року. Частиною причини є можливість налаштування прошивки; ще одна тема майбутньої статті.
802.11-2007 р. - це “згортання” стандартів та поправок на сьогоднішній день. Він включав 11a, 11b та 11g. Були включені інші поправки, які не мають прямого відношення до дискусії.
Аксесуари, що надходять: 802.11n
802.11n випущений у 2009 році був дуже очікуваним. Зростав попит на кращі показники та більшу пропускну здатність. Наприклад, 2007 рік Netflix представив послугу на основі передплати, щоб передавати відео безпосередньо споживачеві. Я бачив оцінки, згідно з якими поточне відео (в основному Netflix) відповідає за понад 30% інтернет-трафіку сьогодні.
Одне, що більшість (навіть технічно сприйняті) люди не розуміють, це те, що 11n використовується в діапазонах 2,4 і 5 ГГц. Для всіх практичних цілей це набір удосконалень до існуючих 11a та 11g.
Поліпшення впровадження OFDM. Хоча кількість субносіїв залишилася колишньою, 11n використовує більше з них для передачі даних; менша кількість підрозділів, призначених для пілотного / контролю / управління. Це означає більшу пропускну здатність.
Додана можливість MIMO (множинні входи з декількома входами). Докладне пояснення MIMO займає всю статтю самостійно. Підсумовуючи це, 11n пристроїв мають можливість передавати декілька потоків даних (до 4) одночасно. Кожен потік може мати до 72 Мбіт / с.
Це залежить від конструкції конкретного пристрою. Кожен потік повинен мати принаймні одну антену. Ось чому ви бачите 11n пристроїв з будь-якою від 1 до 6 антен. Стандартне позначення, наприклад, 3x3: 3. Це вказує на 3 передавальних антени, 3 приймальних антени та 3 просторових потоку. У зв'язку з вартістю на ринку дуже мало пристроїв 4x4: 4. Один антенний пристрій не здатний MIMO; зазвичай це дуже недорогі пристрої, які зазвичай позначаються як n150.
Зв’язування каналів. Як було сказано в попередній статті, 11n дозволяє використовувати до 2 каналів, в основному подвоюючи пропускну здатність.
Додано базове формування бруса. Це дуже технічна тема, тому я просто підсумую. Формування променя - це техніка, яка використовується для модифікації амплітуди та фази переданого сигналу таким чином, що створює «конструктивну перешкоду» конкретному реципієнту. Результат полягає в тому, що хоча 2 сигнали були надіслані від 2-х антен, просторово розділених, вони виглядають як 1 сильніший сигнал для цього конкретного одержувача.
З урахуванням усіх вищезазначених удосконалень, 11n здатний: пропускати необроблені дані до 600 Мбіт / с, більш корисну зону покриття сигналу та підвищувати надійність з'єднання.
Проект поправки був опублікований у 2007 році. Це було досить близько до того, що всі думали, що буде остаточним, що багато виробників почали випускати чорнові пристрої. Незважаючи на те, що підприємці та бізнес-клієнти неохоче брали на себе зобов'язання про розробку російського пристрою, споживчий ринок зробив 11 мільйонів надзвичайно популярних. На сьогодні 11n пристроїв є де-факто стандартом скрізь.
802.11-2012 був черговим «згортанням» стандартів та поправок на сьогоднішній день. У нього було включено все від 802.11-2007 плюс 11n. Були включені інші поправки, які не мають прямого відношення до дискусії.
Зауважте, що адаптивна модуляція використовується для оптимізації передач та продуктивності помилок. Усі пристрої WiFi (802.11a / b / g / n) здатні перейти на іншу техніку модуляції, засновану на силі сигналу, помилках передачі, перешкодах тощо. Це несе відповідальність за зменшення пропускної здатності, про яке йдеться у цій статті.
Ці стандарти підтримує IEEE (Інститут інженерів електротехніки та електроніки).
Для отримання додаткової інформації відвідайте їх веб-сайт за адресою: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
У наступній статті я висвітлю 802.11ac та інші нові поправки, про які ви, можливо, не знаєте.
Як завжди, якщо у вас є ідея для статті, будь ласка, повідомте мене про це у коментарях нижче.