Основи на WiFi, част 2: Стандарти и изменения през 802.11n
- Категория: Мрежа
Днес WiFi е навсякъде: кафенета, ресторанти, дребно, хотели, спортни заведения и др. Можем да имаме достъп до него от нашите лаптопи, таблети и смартфони. Вкъщи може да има игрови конзоли, умни устройства за дома и да поставят горни кутии. Имам няколко устройства на ChromeCast. Те превръщат телевизора ви в устройство за безжична мрежа, чрез което можете да предавате филми от вашия компютър или телефон директно към телевизора. Толкова е широко разпространен в нашия начин на живот, че не го мислим за втора мисъл.
Интересен шрифт: Работих широко с национални хотелски вериги и мога да ви кажа, че през 2012 г. средният бизнес пътник имаше 2 WiFi устройства, свързани с хотелската мрежа. Днес този брой е между 3 и 3,5 устройства на стая за гости. Виждах много хотели да се разширяват, за да увеличат капацитета поради търсенето на клиентите.
Но не беше толкова отдавна, когато WiFi се използваше само от отрепки и големи корпорации. Това е втората статия от поредица, обхващаща основите на WiFi. Ако сте пропуснали първата част, вижте тук , Ще обсъждаме развитието на различните стандарти и изменения; техните свойства и възможности.
В началото беше там 802.11-1997 стандарт. Оригиналната версия беше по-скоро предшественик на използваемата WiFi. Стандартът включва FHSS (честотен скачащ спектър на разпространение), DSSS (директен спектър на разпространение на последователности) в диапазона 2.4GHz, както и инфрачервена. Честотната лента беше ограничена до 1-2Mbps. Стандартът беше толкова слабо определен, че имаше много търговски продукти, при които оперативната съвместимост беше много трудна, ако не и невъзможна. Най-популярни бяха продуктите, произведени от Proxim и Symbol (сега част от Motorola).
Първият „истински“ WiFi: 802.11b
Повечето не осъзнават, че измененията 802.11a и 802.11b са били освободени едновременно (1999 г.). Първо ще поговорим за 11b, защото той е изграден по първоначалния стандарт.
На първо място, 11b използва DSSS, който разпространява силата на сигнала в честотна лента с ширина приблизително 22MHz. Предимството е повишената производителност сигнал-шум в сравнение с предишните методи. Второто голямо подобрение беше използването на усъвършенствана техника за кодиране, наречена CCK (безплатно кодиране на кодове). Резултатът беше увеличение на пропускателната способност до 11Mbps, както и подобрена производителност. Това включва и тази способност за намаляване на пропускателната способност до 5.5, 2 и 1Mbps, ако е необходимо.
11b беше доста популярен. Една от основните причини беше създаването на WiFi Alliance. Тази организация с нестопанска цел е създадена през 1999 г. от няколко технологични компании, за да осигури оперативна съвместимост на продуктите между производителите.
802.11a беше нещо като Edsel на WiFi, технологично изпреварващ времето си и никой не го е искал.
Както споменах, поправките 11a и 11b бяха освободени едновременно. Но 11а първоначално беше предложена по-рано, оттук и „а“, защото беше първа. Спецификациите 11a са много различни.
Първо, той използва 5GHz диапазон; с всички предимства и недостатъци, присъщи на по-високите честоти.
На второ място е използването на OFDM (мултиплексиране с ортогонално честотно разделение). Тази техника разделя RF канала на 64 подканала (подносители), предавайки по-малки количества данни по няколко подканала едновременно. Резултатът е до 54Mbps пропускателна способност, с възможност за намаляване на 48, 36, 24, 18, 12, 9 и 6Mbps. Освен това значително намалява проблема с намесата поради многопътност. 11a не е съвместима с 11b.
11а не беше много популярна, главно поради разходите. Като правило, оборудването с по-висока честота е по-скъпо за производство.
Игра Changer: 802.11g
802,11 грама , издаден 2003 г. беше истински смяна на игри. По принцип тя съчетаваше най-доброто от двата свята. Той използва 2,4GHz диапазон, заедно с превъзходната OFDM модулация техника; при разходи, близки до 11b устройства. Един съществен недостатък беше изискването за обратна съвместимост; 11g устройства трябваше да могат да комуникират с 11b устройства. Тази възможност може сериозно да повлияе на работата на вашата WiFi мрежа; което е тема, която ще бъде обсъдена в бъдеща статия.
11г беше изключително популярен. Той беше отговорен за експлозията, ако WiFi на широкия потребителски пазар. Всъщност тогава започнаха много доставчици на интернет доставчици, включващи WiFi в своите CPE (оборудване за помещения на клиента) съоръжения. За много хора първото им WiFi изживяване беше 11g безжичен рутер. Най-успешен беше Linksys WRT54G, първоначално пуснат в края на 2002 г. Част от причината е възможността да персонализирате фърмуера; друга тема за бъдеща статия.
802.11-2007 г. беше „свиване“ на стандарти и изменения към днешна дата. Включваше 11a, 11b и 11g. Включени бяха и други изменения, които не са пряко свързани с разглежданата дискусия.
Входящи подобрения: 802.11n
802.11n освободен през 2009 г. беше силно очакван. Имаше нарастващо търсене за по-добри показатели и повече производителност. Например 2007 г. Netflix представи услуга, базирана на абонамент, за да предава видео директно на потребителите. Виждах оценки, според които стриймингът на видео (основно Netflix) е отговорен за над 30% от интернет трафика днес.
Едно нещо, което повечето хора (дори и технологичните) не осъзнават, е, че 11n се използва в двата диапазона 2,4 и 5GHz. За всички практически цели, това е набор от подобрения на съществуващите 11a и 11g.
Подобрено прилагане на OFDM. Въпреки че броят на подносителите остава същият, 11n използва повече от тях за пренасяне на данни; по-малко подносачи, посветени на пилот / контрол / управление. Това означава повече пропускателна способност.
Добавена е възможност за MIMO (многократен вход с множество изходи). Подробното обяснение на MIMO ще поеме цяла статия самостоятелно. В обобщение, 11n устройства имат способността да предават едновременно няколко потока данни (до 4). Всеки поток може да има до 72Mbps пропускателна способност.
Това зависи от дизайна на конкретното устройство. Всеки поток трябва да има поне една антена. Ето защо виждате 11n устройства с места от 1 до 6 антени. Използваната стандартна нотация е например 3x3: 3. Това показва 3 предавателни антени, 3 приемащи антени и 3 пространствени потока. Поради цената, на пазара има много малко 4х4: 4 устройства. Едно устройство за антена не е в състояние да MIMO; обикновено това са много евтините устройства, обикновено маркирани като n150.
Свързване на канали. Както беше обсъдено в предишната статия, 11n позволява използването на до 2 канала, като по същество удвоява пропускателната способност.
Добавено е основно оформяне на гредата. Това е силно техническа тема, така че просто ще обобщя. Преобразуването на лъчите е техника, използвана за промяна на амплитудата и фазата на предавания сигнал, така че да създава „конструктивна интерференция“ на конкретен получател. Резултатът е, че въпреки че 2 сигнала бяха изпратени от 2 антени, пространствено разделени, те изглеждат като 1 по-силен сигнал към този конкретен получател.
С всички горепосочени подобрения 11n е способен на: необработена пропускане на данни до 600Mbps, по-използваема зона на покритие на сигнала и подобрена надеждност на връзката.
Проектът на поправката бе публикуван през 2007 г. Достатъчно близо до това, което всички смятаха, че ще бъде окончателно, че много производители започнаха да произвеждат чернови устройства. Въпреки че корпоративните и бизнес клиентите не са склонни да поемат ангажимент за ново устройство, потребителският пазар направи 11n изключително популярни. Днес 11n устройства са де факто стандартът навсякъде.
802.11-2012 беше поредното „събиране“ на стандартите и измененията към днешна дата. Тя включваше всичко от 802.11-2007 г. плюс 11n. Включени бяха и други изменения, които не са пряко свързани с разглежданата дискусия.
Обърнете внимание, че адаптивната модулация се използва за оптимизиране на предаванията и ефективността на грешките. Всички WiFi устройства (802.11a / b / g / n) могат да преминат към различна техника на модулация, основана на силата на сигнала, грешки в предаването, смущения и т.н. Това е отговорно за намаляването на пропускателната способност, споменато в тази статия.
Тези стандарти се поддържат от IEEE (Институт на инженерите по електроника и електроника).
За повече информация посетете уебсайта им на: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
В следващата си статия ще покрия 802.11ac плюс други нови изменения, за които може да не сте запознати.
Както винаги, ако имате идея за статия, моля, уведомете ме в коментарите по-долу.