Στάνταρ AC Wi-Fi. Γιατί ένας δρομολογητής AC είναι καλύτερος από έναν δρομολογητή N; Πρότυπα Wi-Fi και οι διαφορές τους μεταξύ τους

Τα ράφια είναι γεμάτα με νέες συσκευές βασισμένες στο 802.11ac που έχουν ήδη κυκλοφορήσει και πολύ σύντομα κάθε χρήστης θα βρεθεί αντιμέτωπος με το ερώτημα: αξίζει να πληρώσετε επιπλέον για μια νέα έκδοση Wi-Fi; Θα προσπαθήσω να καλύψω τις απαντήσεις σε ερωτήσεις σχετικά με τη νέα τεχνολογία σε αυτό το άρθρο.

802.11ac - φόντο

Η τελευταία επίσημα εγκεκριμένη έκδοση του προτύπου (802.11n) ήταν υπό ανάπτυξη από το 2002 έως το 2009, αλλά η λεγόμενη πρόχειρη έκδοσή του εγκρίθηκε το 2007 και, όπως πιθανότατα θυμούνται πολλοί, δρομολογητές που υποστηρίζουν πρόχειρο 802.11n μπορούν να βρεθούν στην πώληση σχεδόν αμέσως μετά από αυτό το γεγονός.

Οι προγραμματιστές δρομολογητών και άλλων συσκευών Wi-Fi έκαναν ακριβώς το σωστό τότε, χωρίς να περιμένουν την έγκριση της τελικής έκδοσης του πρωτοκόλλου. Αυτό τους επέτρεψε να κυκλοφορήσουν συσκευές που παρέχουν ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 300 Mb/s 2 χρόνια νωρίτερα, και όταν το πρότυπο τέθηκε τελικά σε χαρτί και εμφανίστηκαν οι πρώτοι 100% τυποποιημένοι δρομολογητές, οι παλιές μονάδες δεν έχασαν τη συμβατότητά τους ακολουθώντας το προσχέδιο έκδοση του προτύπου, διασφαλίζοντας τη συμβατότητα σε επίπεδο υλικού (μικρές διαφορές θα μπορούσαν να επιλυθούν με μια ενημέρωση υλικολογισμικού).

Με το 802.11ac, σχεδόν η ίδια ιστορία επαναλαμβάνεται τώρα με το 802.11n. Ο χρόνος υιοθέτησης του νέου προτύπου δεν είναι ακόμη γνωστός ακριβώς (πιθανώς όχι νωρίτερα από το τέλος του 2013), αλλά το ήδη εγκριθέν προσχέδιο προδιαγραφών πιθανότατα εγγυάται ότι όλες οι συσκευές που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στο μέλλον θα λειτουργούν χωρίς προβλήματα με πιστοποιημένα ασύρματα δίκτυα .

Μέχρι πρόσφατα, κάθε νέα έκδοση προσέθετε ένα νέο γράμμα στο τέλος του προτύπου 802.11 (για παράδειγμα, 802.11g) και αυξάνονταν με αλφαβητική σειρά. Ωστόσο, το 2011, αυτή η παράδοση έσπασε ελαφρώς και μεταπήδησαν από την έκδοση 802.11n απευθείας στην έκδοση 802.11ac.

Το προσχέδιο 802.11ac εγκρίθηκε τον περασμένο Οκτώβριο, αλλά οι πρώτες εμπορικές συσκευές που βασίστηκαν σε αυτό εμφανίστηκαν κυριολεκτικά τους τελευταίους μήνες. Για παράδειγμα, η Cisco κυκλοφόρησε τον πρώτο της δρομολογητή 802.11ac στα τέλη Ιουνίου 2012.

Βελτιώσεις 802.11ac

Μπορούμε οπωσδήποτε να πούμε ότι ακόμη και το 802.11n δεν είχε ακόμη χρόνο να αποκαλυφθεί σε ορισμένες πρακτικές εργασίες, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι η πρόοδος πρέπει να σταματήσει. Εκτός από τις υψηλότερες ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων, οι οποίες μπορεί να χρειαστούν μερικά χρόνια για να λειτουργήσουν, κάθε βελτίωση Wi-Fi φέρνει άλλα πλεονεκτήματα: αυξημένη σταθερότητα σήματος, αυξημένο εύρος κάλυψης και μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Όλα τα παραπάνω ισχύουν και για το 802.11ac, επομένως παρακάτω θα σταθούμε σε κάθε σημείο με περισσότερες λεπτομέρειες.

Το 802.11ac ανήκει στην πέμπτη γενιά ασύρματων δικτύων και στην κοινή γλώσσα μπορεί να ονομάζεται 5G WiFi, αν και αυτό είναι επίσημα εσφαλμένο. Κατά την ανάπτυξη αυτού του προτύπου, ένας από τους κύριους στόχους ήταν να επιτευχθούν ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων gigabit. Ενώ η χρήση πρόσθετων, συνήθως μη χρησιμοποιημένων καναλιών, επιτρέπει ακόμη και το 802.11n να υπερχρονιστεί στα εντυπωσιακά 600 Mb/s (για αυτό θα χρησιμοποιηθούν 4 κανάλια, καθένα από τα οποία λειτουργεί με ταχύτητα 150 Mb/s), η μπάρα gigabit δεν είναι κατάλληλη για αυτό και δεν θα προορίζεται να την πάρει, και αυτός ο ρόλος θα πάει στον διάδοχό του.

Αποφασίστηκε να ληφθεί η καθορισμένη ταχύτητα (ένα gigabit) όχι με οποιοδήποτε κόστος, αλλά διατηρώντας τη συμβατότητα με προηγούμενες εκδόσεις του προτύπου. Αυτό σημαίνει ότι σε μικτά δίκτυα, όλες οι συσκευές θα λειτουργούν ανεξάρτητα από την έκδοση του 802.11 που υποστηρίζουν.

Για την επίτευξη αυτού του στόχου, το 802.11ac θα συνεχίσει να λειτουργεί στα 6 GHz. Αλλά αν στο 802.11n χρησιμοποιήθηκαν δύο συχνότητες για αυτό (2,4 και 5 GHz), και σε προηγούμενες αναθεωρήσεις μόνο 2,4 GHz, τότε στο AC η χαμηλή συχνότητα διαγράφεται και απομένει μόνο 5 GHz, καθώς είναι πιο αποτελεσματική για μετάδοση δεδομένων .

Η τελευταία παρατήρηση μπορεί να φαίνεται κάπως αντιφατική, αφού σε συχνότητα 2,4 GHz το σήμα ταξιδεύει καλύτερα σε μεγάλες αποστάσεις, αποφεύγοντας πιο αποτελεσματικά τα εμπόδια. Ωστόσο, αυτό το εύρος καταλαμβάνεται ήδη από έναν τεράστιο αριθμό «οικιακών» κυμάτων (από συσκευές Bluetooth έως φούρνους μικροκυμάτων και άλλα οικιακά ηλεκτρονικά είδη) και στην πράξη η χρήση του απλώς χειροτερεύει το αποτέλεσμα.

Ένας άλλος λόγος για την εγκατάλειψη των 2,4 GHz ήταν ότι δεν υπήρχε αρκετό φάσμα σε αυτό το εύρος για να φιλοξενήσει επαρκή αριθμό καναλιών με πλάτος 80-160 MHz το καθένα.

Πρέπει να τονιστεί ότι, παρά τις διαφορετικές συχνότητες λειτουργίας (2,4 και 5 GHz), η IEEE εγγυάται τη συμβατότητα της αναθεώρησης AC με προηγούμενες εκδόσεις του προτύπου. Το πώς επιτυγχάνεται αυτό δεν εξηγείται λεπτομερώς, αλλά πιθανότατα τα νέα τσιπ θα χρησιμοποιούν 5 GHz ως βασική συχνότητα, αλλά θα μπορούν να αλλάζουν σε χαμηλότερες συχνότητες όταν εργάζονται με παλαιότερες συσκευές που δεν υποστηρίζουν αυτό το εύρος.

Ταχύτητα

Μια αξιοσημείωτη αύξηση της ταχύτητας στο 802.11ac θα επιτευχθεί λόγω πολλών αλλαγών ταυτόχρονα. Πρώτα απ 'όλα, λόγω του διπλασιασμού του πλάτους του καναλιού. Εάν στο 802.11n έχει ήδη αυξηθεί από 20 σε 40 MHz, τότε στο 802.11ac θα είναι έως και 80 MHz (από προεπιλογή) και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και 160 MHz.

Στις πρώτες εκδόσεις του 802.11 (πριν από την προδιαγραφή N), όλα τα δεδομένα μεταδίδονταν σε μία μόνο ροή. Στο Ν ο αριθμός τους μπορεί να είναι 4, αν και μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται συχνότερα μόνο 2 κανάλια. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι η συνολική μέγιστη ταχύτητα υπολογίζεται ως το γινόμενο της μέγιστης ταχύτητας κάθε καναλιού επί τον αριθμό τους. Για 802.11n παίρνουμε 150 x 4 = 600 Mb/s.

Προχωρήσαμε περαιτέρω με το 802.11ac. Τώρα ο αριθμός των καναλιών έχει αυξηθεί σε 8 και η μέγιστη δυνατή ταχύτητα μετάδοσης σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση μπορεί να βρεθεί ανάλογα με το πλάτος τους. Στα 160 MHz, το αποτέλεσμα είναι 866 Mb/s και πολλαπλασιάζοντας αυτόν τον αριθμό με 8 δίνεται η μέγιστη θεωρητική ταχύτητα που μπορεί να παρέχει το πρότυπο, δηλαδή σχεδόν 7 Gb/s, που είναι 23 φορές ταχύτερη από το 802.11n.

Αρχικά, δεν θα μπορούν όλα τα τσιπ να παρέχουν ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων gigabit και ακόμη περισσότερο 7 gigabit. Τα πρώτα μοντέλα δρομολογητών και άλλων συσκευών Wi-Fi θα λειτουργούν με πιο μέτριες ταχύτητες.

Για παράδειγμα, ο ήδη αναφερόμενος πρώτος δρομολογητής Cisco 802.11ac, αν και ανώτερος από τις δυνατότητες του 802.11n, εντούτοις δεν βγήκε από το εύρος "pre-gigabit", επιδεικνύοντας μόνο 866 Mb/s. Σε αυτή την περίπτωση, μιλάμε για το παλαιότερο από τα δύο διαθέσιμα μοντέλα και το νεότερο παρέχει μόνο 600 MB/s.

Ωστόσο, οι ταχύτητες δεν θα πέφτουν αισθητά κάτω από αυτούς τους δείκτες ακόμη και στις πιο βασικές συσκευές, καθώς η ελάχιστη δυνατή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων, σύμφωνα με τις προδιαγραφές, είναι 450 Mb/s για AC.

Οικονομική κατανάλωση ενέργειας
Η οικονομική κατανάλωση ενέργειας θα είναι ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα του AC. Τα τσιπ που βασίζονται σε αυτήν την τεχνολογία ήδη προβλέπονται για όλες τις κινητές συσκευές, υποστηρίζοντας ότι αυτό θα αυξήσει την αυτονομία όχι μόνο ταυτόχρονα, αλλά και με υψηλότερο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων.

Δυστυχώς, είναι απίθανο να ληφθούν πιο ακριβή στοιχεία πριν από την κυκλοφορία των πρώτων συσκευών και όταν τα νέα μοντέλα είναι διαθέσιμα, θα είναι δυνατή η σύγκριση της αυξημένης αυτονομίας μόνο κατά προσέγγιση, λόγω του γεγονότος ότι είναι απίθανο να υπάρξει δύο πανομοιότυπα smartphone στην αγορά, που διαφέρουν μόνο στην ασύρματη μονάδα. Αναμένεται ότι τέτοιες συσκευές θα αρχίσουν να κυκλοφορούν μαζικά προς τα τέλη του 2012, αν και τα πρώτα σημάδια είναι ήδη ορατά στον ορίζοντα, για παράδειγμα, ο φορητός υπολογιστής Asus G75VW, που παρουσιάστηκε στις αρχές του καλοκαιριού.

Η Broadcom λέει ότι οι νέες συσκευές είναι έως και 6 φορές πιο ενεργειακά αποδοτικές από τις αντίστοιχες 802.11n. Πιθανότατα, ο κατασκευαστής δικτυακού εξοπλισμού αναφέρεται σε κάποιες εξωτικές συνθήκες δοκιμών και η μέση τιμή εξοικονόμησης θα είναι πολύ χαμηλότερη από αυτό, αλλά θα πρέπει να είναι αισθητή με τη μορφή επιπλέον λεπτών και πιθανώς ωρών κινητών συσκευών.

Η αυξημένη αυτονομία, όπως συμβαίνει συχνά, δεν αποτελεί τέχνασμα μάρκετινγκ σε αυτή την περίπτωση, αφού προκύπτει άμεσα από τις ιδιαιτερότητες της τεχνολογίας. Για παράδειγμα, το γεγονός ότι τα δεδομένα θα μεταδίδονται με υψηλότερες ταχύτητες προκαλεί ήδη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Δεδομένου ότι η ίδια ποσότητα δεδομένων μπορεί να ληφθεί σε λιγότερο χρόνο, η ασύρματη μονάδα θα απενεργοποιηθεί νωρίτερα και επομένως θα σταματήσει η πρόσβαση στην μπαταρία.

Beamforming
Αυτή η τεχνική ρύθμισης σήματος θα μπορούσε να είχε χρησιμοποιηθεί στο 802.11n, αλλά εκείνη την εποχή δεν ήταν τυποποιημένη και όταν χρησιμοποιούσε εξοπλισμό δικτύου από διαφορετικούς κατασκευαστές, συνήθως δεν λειτουργούσε σωστά. Στο 802.11ac, όλες οι πτυχές της διαμόρφωσης δέσμης είναι ενοποιημένες, επομένως θα χρησιμοποιείται στην πράξη πολύ πιο συχνά, αν και παραμένει προαιρετικό.

Αυτή η τεχνική λύνει το πρόβλημα της πτώσης της ισχύος του σήματος που προκαλείται από την ανάκλασή του από διάφορα αντικείμενα και επιφάνειες. Μόλις φτάσουν στον δέκτη, όλα αυτά τα σήματα φτάνουν με μια μετατόπιση φάσης και έτσι μειώνουν το συνολικό πλάτος.

Η διαμόρφωση δέσμης λύνει αυτό το πρόβλημα με τον ακόλουθο τρόπο. Ο πομπός καθορίζει περίπου τη θέση του δέκτη και, καθοδηγούμενος από αυτές τις πληροφορίες, παράγει ένα σήμα με μη τυπικό τρόπο. Σε κανονική λειτουργία, το σήμα από τον δέκτη αποκλίνει ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά κατά τη διαμόρφωση δέσμης κατευθύνεται σε μια αυστηρά καθορισμένη κατεύθυνση, η οποία επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας πολλές κεραίες.

Η διαμόρφωση δέσμης όχι μόνο βελτιώνει τη διάδοση του σήματος σε ανοιχτό χώρο, αλλά βοηθά επίσης στη «διάσπαση» των τοίχων. Εάν προηγουμένως ο δρομολογητής δεν το έκανε
«έφθασε» στο διπλανό δωμάτιο ή παρείχε μια εξαιρετικά ασταθή σύνδεση με χαμηλή ταχύτητα, τότε με AC η ποιότητα λήψης στο ίδιο σημείο θα είναι πολύ καλύτερη.

802.11 μ.Χ

Το 802.11ad, όπως και το 802.11ac, έχει ένα δεύτερο, πιο εύκολο στη μνήμη, αλλά ανεπίσημο όνομα - WiGig.

Παρά το όνομα, αυτή η προδιαγραφή δεν θα ακολουθεί το 802.11ac. Και οι δύο τεχνολογίες άρχισαν να αναπτύσσονται ταυτόχρονα και έχουν τον ίδιο κύριο στόχο (ξεπέρασμα του φραγμού των gigabit). Μόνο οι προσεγγίσεις είναι διαφορετικές. Ενώ το AC προσπαθεί να διατηρήσει τη συμβατότητα με τα προηγούμενα σχέδια, το AD ξεκινά με ένα κενό φύλλο χαρτιού, το οποίο απλοποιεί σημαντικά την εφαρμογή του.

Η κύρια διαφορά μεταξύ των ανταγωνιστικών τεχνολογιών θα είναι η συχνότητα λειτουργίας, από την οποία ακολουθούν όλα τα άλλα χαρακτηριστικά. Για την AD είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη σε σύγκριση με το AC και είναι 60 GHz αντί για 5 GHz.

Από αυτή την άποψη, το εύρος λειτουργίας (η περιοχή που καλύπτεται από το σήμα) θα μειωθεί επίσης, αλλά θα υπάρχουν πολύ λιγότερες παρεμβολές σε αυτό, καθώς τα 60 GHz χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά σε σύγκριση με τη συχνότητα λειτουργίας του 802.11ac, για να μην αναφέρουμε το 2.4 GHz.

Σε ποιες ακριβείς αποστάσεις θα βλέπονται οι συσκευές 802.11ad είναι δύσκολο να πούμε. Χωρίς να προσδιορίζουν τους αριθμούς, επίσημες πηγές κάνουν λόγο για «σχετικά μικρές αποστάσεις μέσα στο ίδιο δωμάτιο». Η απουσία τοίχων και άλλων σοβαρών εμποδίων στη διαδρομή του σήματος είναι επίσης υποχρεωτική και απαραίτητη προϋπόθεση για την εργασία. Προφανώς, μιλάμε για πολλά μέτρα, και είναι συμβολικό ότι το όριο θα είναι ο ίδιος περιορισμός με το Bluetooth (10 μέτρα).

Η μικρή ακτίνα μετάδοσης θα διασφαλίσει ότι οι τεχνολογίες AC και AD δεν έρχονται σε σύγκρουση μεταξύ τους. Εάν το πρώτο απευθύνεται σε ασύρματα δίκτυα για σπίτια και γραφεία, τότε το δεύτερο θα χρησιμοποιηθεί για άλλους σκοπούς. Ποιες ακριβώς είναι ακόμα ένα ανοιχτό ερώτημα, αλλά υπάρχουν ήδη φήμες ότι η AD θα αντικαταστήσει επιτέλους το Bluetooth, το οποίο δεν μπορεί να ανταπεξέλθει στις ευθύνες του λόγω της εξαιρετικά χαμηλής ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων με τα σημερινά πρότυπα.

Το πρότυπο είναι επίσης τοποθετημένο για να "αντικαταστήσει τις ενσύρματες συνδέσεις" - είναι πολύ πιθανό στο εγγύς μέλλον να γίνει γνωστό ως "ασύρματο USB" και να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση εκτυπωτών, σκληρών δίσκων, πιθανώς οθονών και άλλων περιφερειακών.

Η τρέχουσα Draft έκδοση του AD είναι ήδη μπροστά από τον αρχικό στόχο (1 Gb/s) και η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι 7 Gb/s. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία που χρησιμοποιείται μας επιτρέπει να βελτιώσουμε αυτούς τους δείκτες, παραμένοντας εντός των προτύπων.

Τι σημαίνει το 802.11ac για τους απλούς χρήστες

Είναι απίθανο μέχρι την τυποποίηση της τεχνολογίας, οι πάροχοι Διαδικτύου να αρχίσουν ήδη να προσφέρουν προγράμματα χρέωσης που απαιτούν την ισχύ του 802.11ac για να ξεκλειδωθεί. Κατά συνέπεια, η πραγματική χρήση ταχύτερου Wi-Fi στην αρχή μπορεί να βρεθεί μόνο στα οικιακά δίκτυα: γρήγορη μεταφορά αρχείων μεταξύ συσκευών, παρακολούθηση ταινιών HD ενώ ταυτόχρονα φορτώνεται το δίκτυο με άλλες εργασίες, δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας δεδομένων σε εξωτερικούς σκληρούς δίσκους που συνδέονται απευθείας στο δρομολογητή .

Το 802.11ac λύνει περισσότερα από το πρόβλημα της ταχύτητας. Ένας μεγάλος αριθμός συσκευών που είναι συνδεδεμένες σε έναν δρομολογητή μπορεί ήδη να δημιουργήσει προβλήματα, ακόμα κι αν το εύρος ζώνης του ασύρματου δικτύου δεν χρησιμοποιείται στο μέγιστο. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο αριθμός τέτοιων συσκευών σε κάθε οικογένεια θα αυξηθεί μόνο, πρέπει να σκεφτούμε το πρόβλημα τώρα και το AC είναι η λύση του, επιτρέποντας σε ένα δίκτυο να λειτουργεί με μεγάλο αριθμό ασύρματων συσκευών.

Το AC θα εξαπλωθεί πιο γρήγορα στο περιβάλλον της φορητής συσκευής. Εάν το νέο τσιπ παρέχει τουλάχιστον 10% αύξηση στην αυτονομία, η χρήση του θα δικαιολογείται πλήρως ακόμη και με μια μικρή αύξηση στην τιμή της συσκευής. Τα πρώτα smartphone και tablet που βασίζονται στην τεχνολογία AC θα πρέπει πιθανότατα να αναμένονται πιο κοντά στο τέλος του έτους. Όπως ήδη αναφέρθηκε, έχει ήδη κυκλοφορήσει laptop με 802.11ac, ωστόσο, από όσο γνωρίζουμε, αυτό είναι το μοναδικό μοντέλο στην αγορά μέχρι στιγμής.

Όπως ήταν αναμενόμενο, το κόστος των πρώτων δρομολογητών AC αποδείχθηκε αρκετά υψηλό και είναι απίθανο να αναμένεται απότομη πτώση των τιμών τους επόμενους μήνες, ειδικά αν θυμάστε πώς εξελίχθηκε η κατάσταση με το 802.11n. Ωστόσο, στις αρχές του επόμενου έτους, οι δρομολογητές θα κοστίζουν λιγότερο από τα $150-200 που ζητούν οι κατασκευαστές για τα πρώτα τους μοντέλα αυτή τη στιγμή.

Σύμφωνα με πληροφορίες που διαρρέουν σε μικρές δόσεις, η Apple θα είναι και πάλι μεταξύ των πρώτων που θα υιοθετήσουν τη νέα τεχνολογία. Το Wi-Fi ήταν πάντα μια βασική διεπαφή για όλες τις συσκευές της εταιρείας, για παράδειγμα, το 802.11n βρήκε το δρόμο του στην τεχνολογία της Apple αμέσως μετά την έγκριση της προδιαγραφής Draft το 2007, επομένως δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι το 802.11ac ετοιμάζεται επίσης να ντεμπούτο σύντομα ως μέρος πολλών συσκευών Apple: φορητοί υπολογιστές, Apple TV, AirPort, Time Capsule και πιθανώς iPhone/iPad.

Συμπερασματικά, αξίζει να υπενθυμίσουμε ότι όλες οι ταχύτητες που αναφέρονται είναι οι μέγιστες θεωρητικά επιτεύξιμες. Και όπως το 802.11n τρέχει πραγματικά πιο αργά από 300 Mbps, τα πραγματικά όρια ταχύτητας για το AC θα είναι επίσης χαμηλότερα από αυτά που διαφημίζονται στη συσκευή.

Η απόδοση σε κάθε περίπτωση θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται, την παρουσία άλλων ασύρματων συσκευών και τη διαμόρφωση του δωματίου, αλλά περίπου, ένας δρομολογητής με την ένδειξη 1,3 Gb/s θα μπορεί να μεταφέρει πληροφορίες όχι γρηγορότερα από 800 Mb/s (το οποίο εξακολουθεί να είναι αισθητά υψηλότερο από το θεωρητικό μέγιστο των 802,11n) .

Πρωτόκολλο ασύρματη πιστότητααναπτύχθηκε, τρομακτικό στη σκέψη, το 1996. Αρχικά, παρείχε στον χρήστη μια ελάχιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Αλλά μετά από περίπου κάθε τρία χρόνια, εισήχθησαν νέα πρότυπα Wi-Fi. Αύξησαν την ταχύτητα λήψης και μετάδοσης δεδομένων και επίσης αύξησαν ελαφρώς το πλάτος κάλυψης. Κάθε νέα έκδοση του πρωτοκόλλου υποδεικνύεται με ένα ή δύο λατινικά γράμματα μετά τους αριθμούς 802.11 . Ορισμένα πρότυπα Wi-Fi είναι εξαιρετικά εξειδικευμένα - δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ποτέ σε smartphone. Θα μιλήσουμε μόνο για εκείνες τις εκδόσεις του πρωτοκόλλου μεταφοράς δεδομένων που πρέπει να γνωρίζει ο μέσος χρήστης.

Το πρώτο πρότυπο δεν είχε ονομασία γράμματος. Γεννήθηκε το 1996 και χρησιμοποιήθηκε για περίπου τρία χρόνια. Τα δεδομένα μέσω του αέρα κατά τη χρήση αυτού του πρωτοκόλλου λήφθηκαν με ταχύτητα 1 Mbit/s. Με τα σύγχρονα πρότυπα αυτό είναι εξαιρετικά μικρό. Ας θυμηθούμε όμως ότι τότε δεν γινόταν λόγος για πρόσβαση στο «μεγάλο» Διαδίκτυο από φορητές συσκευές. Εκείνα τα χρόνια, ακόμη και το WAP δεν είχε αναπτυχθεί πραγματικά, σελίδες Διαδικτύου στις οποίες σπάνια ζύγιζαν περισσότερα από 20 KB.

Γενικά, κανείς δεν εκτίμησε τα πλεονεκτήματα της νέας τεχνολογίας εκείνη την εποχή. Το πρότυπο χρησιμοποιήθηκε για αυστηρά συγκεκριμένους σκοπούς - για εντοπισμό σφαλμάτων εξοπλισμού, απομακρυσμένη εγκατάσταση υπολογιστή και άλλα κόλπα. Οι απλοί χρήστες εκείνη την εποχή μπορούσαν μόνο να ονειρεύονται ένα κινητό τηλέφωνο και οι λέξεις "ασύρματη μεταφορά δεδομένων" έγιναν σαφείς μόνο λίγα χρόνια αργότερα.

Ωστόσο, η χαμηλή δημοτικότητα δεν εμπόδισε την ανάπτυξη του πρωτοκόλλου. Σταδιακά, άρχισαν να εμφανίζονται συσκευές που αύξησαν την ισχύ της μονάδας μετάδοσης δεδομένων. Η ταχύτητα με την ίδια έκδοση Wi-Fi έχει διπλασιαστεί - στα 2 Mbit/s. Αλλά ήταν ξεκάθαρο ότι αυτό ήταν το όριο. Να γιατί Wi-Fi Alliance(μια ένωση πολλών μεγάλων εταιρειών που δημιουργήθηκε το 1999) έπρεπε να αναπτύξει ένα νέο πρότυπο που θα παρείχε υψηλότερη απόδοση.

WiFi 802.11a

Η πρώτη δημιουργία του Wi-Fi Alliance ήταν το πρωτόκολλο 802.11a, το οποίο επίσης δεν έγινε ιδιαίτερα δημοφιλές. Η διαφορά του ήταν ότι η τεχνολογία μπορούσε να χρησιμοποιήσει τη συχνότητα των 5 GHz. Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων αυξήθηκε στα 54 Mbit/s. Το πρόβλημα ήταν ότι αυτό το πρότυπο ήταν ασύμβατο με την προηγουμένως χρησιμοποιούμενη συχνότητα 2,4 GHz. Ως αποτέλεσμα, οι κατασκευαστές έπρεπε να εγκαταστήσουν διπλούς πομποδέκτες για να υποστηρίζουν δίκτυα και στις δύο συχνότητες. Πρέπει να πω ότι αυτή δεν είναι καθόλου συμπαγής λύση;

Αυτή η έκδοση του πρωτοκόλλου ουσιαστικά δεν χρησιμοποιήθηκε σε smartphone και κινητά τηλέφωνα. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι μετά από περίπου ένα χρόνο κυκλοφόρησε μια πολύ πιο βολική και δημοφιλής λύση.

WiFi 802.11b

Κατά το σχεδιασμό αυτού του πρωτοκόλλου, οι δημιουργοί επέστρεψαν στη συχνότητα των 2,4 GHz, η οποία έχει ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα - μια ευρεία περιοχή κάλυψης. Οι μηχανικοί κατάφεραν να διασφαλίσουν ότι τα gadget έμαθαν να μεταδίδουν δεδομένα με ταχύτητες από 5,5 έως 11 Mbit/s. Όλοι οι δρομολογητές άρχισαν αμέσως να λαμβάνουν υποστήριξη για αυτό το πρότυπο. Σταδιακά, ένα τέτοιο Wi-Fi άρχισε να εμφανίζεται σε δημοφιλείς φορητές συσκευές. Για παράδειγμα, το smartphone Nokia E65 θα μπορούσε να καυχηθεί για την υποστήριξή του. Είναι σημαντικό ότι το Wi-Fi Alliance εξασφάλισε τη συμβατότητα με την πρώτη κιόλας έκδοση του προτύπου, καθιστώντας τη μεταβατική περίοδο εντελώς απρόσκοπτη.

Μέχρι το τέλος της πρώτης δεκαετίας της δεκαετίας του 2000, πολλές τεχνολογίες χρησιμοποιούσαν το πρωτόκολλο 802.11b. Οι ταχύτητες που παρείχαν ήταν επαρκείς για smartphone, φορητές κονσόλες παιχνιδιών και φορητούς υπολογιστές. Σχεδόν όλα τα σύγχρονα smartphone υποστηρίζουν αυτό το πρωτόκολλο. Αυτό σημαίνει ότι εάν έχετε έναν πολύ παλιό δρομολογητή στο δωμάτιό σας που δεν μπορεί να μεταδώσει σήμα χρησιμοποιώντας πιο σύγχρονες εκδόσεις του πρωτοκόλλου, το smartphone θα εξακολουθεί να αναγνωρίζει το δίκτυο. Αν και σίγουρα θα είστε δυσαρεστημένοι με την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων, αφού πλέον χρησιμοποιούμε εντελώς διαφορετικά πρότυπα ταχύτητας.

Wi-Fi 802,11g

Όπως ήδη καταλαβαίνετε, αυτή η έκδοση του πρωτοκόλλου είναι συμβατή με προηγούμενες. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η συχνότητα λειτουργίας δεν έχει αλλάξει. Ταυτόχρονα, οι μηχανικοί κατάφεραν να αυξήσουν την ταχύτητα λήψης και αποστολής δεδομένων στα 54 Mbit/s. Το πρότυπο κυκλοφόρησε το 2003. Για κάποιο χρονικό διάστημα, μια τέτοια ταχύτητα φαινόταν ακόμη και υπερβολική, έτσι πολλοί κατασκευαστές κινητών τηλεφώνων και smartphone άργησαν να την εφαρμόσουν. Γιατί χρειάζεται τόσο γρήγορη μεταφορά δεδομένων εάν η ενσωματωμένη χωρητικότητα μνήμης των φορητών συσκευών περιοριζόταν συχνά στα 50-100 MB και οι πλήρεις σελίδες Διαδικτύου απλώς δεν εμφανίζονταν σε μια μικρή οθόνη; Κι όμως, το πρωτόκολλο σταδιακά απέκτησε δημοτικότητα, κυρίως λόγω των φορητών υπολογιστών.

WiFi 802.11n

Η μεγαλύτερη ενημέρωση του προτύπου έγινε το 2009. Το πρωτόκολλο Wi-Fi 802.11n γεννήθηκε. Εκείνη τη στιγμή, τα smartphones είχαν ήδη μάθει πώς να εμφανίζουν αποτελεσματικά βαρύ περιεχόμενο ιστού, οπότε το νέο πρότυπο ήταν χρήσιμο. Οι διαφορές του από τους προκατόχους του ήταν η αυξημένη ταχύτητα και η θεωρητική υποστήριξη για τη συχνότητα των 5 GHz (ενώ ούτε τα 2,4 GHz έχουν φύγει). Για πρώτη φορά, η τεχνολογική υποστήριξη εισήχθη στο πρωτόκολλο MIMO. Συνίσταται στην υποστήριξη λήψης και μετάδοσης δεδομένων ταυτόχρονα μέσω πολλών καναλιών (στην περίπτωση αυτή, δύο). Αυτό επέτρεψε, θεωρητικά, να επιτύχει ταχύτητες 600 Mbit/s. Στην πράξη, σπάνια ξεπερνούσε τα 150 Mbit/s. Η παρουσία παρεμβολών στη διαδρομή σήματος από το δρομολογητή στη συσκευή λήψης επηρέασε και πολλοί δρομολογητές, για εξοικονόμηση χρημάτων, έχασαν την υποστήριξη MIMO. Ομοίως, οι συσκευές προϋπολογισμού εξακολουθούσαν να μην έχουν τη δυνατότητα να λειτουργούν στα 5 GHz. Οι δημιουργοί τους εξήγησαν ότι η συχνότητα των 2,4 GHz εκείνη τη στιγμή δεν ήταν ακόμη πολύ φορτωμένη και επομένως οι αγοραστές του δρομολογητή δεν έχασαν πραγματικά τίποτα.

Το πρότυπο Wi-Fi 802.11n εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ενεργά. Αν και πολλοί χρήστες έχουν ήδη σημειώσει ορισμένες από τις ελλείψεις του. Πρώτον, λόγω της συχνότητας των 2,4 GHz, δεν υποστηρίζει συνδυασμό περισσότερων από δύο καναλιών, γι' αυτό και δεν επιτυγχάνεται ποτέ το θεωρητικό όριο ταχύτητας. Δεύτερον, σε ξενοδοχεία, εμπορικά κέντρα και άλλα πολυσύχναστα μέρη, τα κανάλια αρχίζουν να επικαλύπτονται μεταξύ τους, γεγονός που προκαλεί παρεμβολές - οι σελίδες στο Διαδίκτυο και το περιεχόμενο φορτώνουν πολύ αργά. Όλα αυτά τα προβλήματα επιλύθηκαν με την κυκλοφορία του επόμενου προτύπου.

Wi-Fi 802.11ac

Τη στιγμή της γραφής, το νεότερο και ταχύτερο πρωτόκολλο. Εάν οι προηγούμενοι τύποι Wi-Fi λειτουργούσαν κυρίως στη συχνότητα 2,4 GHz, η οποία έχει ορισμένους περιορισμούς, τότε χρησιμοποιούνται αυστηρά τα 5 GHz εδώ. Αυτό σχεδόν μείωσε στο μισό το πλάτος της κάλυψης. Ωστόσο, οι κατασκευαστές δρομολογητών επιλύουν αυτό το πρόβλημα εγκαθιστώντας κατευθυντικές κεραίες. Κάθε ένα από αυτά στέλνει ένα σήμα προς τη δική του κατεύθυνση. Ωστόσο, μερικοί άνθρωποι μπορεί να το βρίσκουν άβολο για τους ακόλουθους λόγους:

• Οι δρομολογητές αποδεικνύονται ογκώδεις, καθώς περιέχουν τέσσερις ή και περισσότερες κεραίες.
• Συνιστάται να εγκαταστήσετε τον δρομολογητή κάπου στη μέση μεταξύ όλων των υποστατικών που εξυπηρετούνται.
• Οι δρομολογητές που υποστηρίζουν Wi-Fi 802.11ac καταναλώνουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τα παλαιότερα και οικονομικά μοντέλα.

Το κύριο πλεονέκτημα του νέου προτύπου είναι η δεκαπλάσια αύξηση της ταχύτητας και η διευρυμένη υποστήριξη της τεχνολογίας MIMO. Από εδώ και πέρα, μπορούν να συνδυαστούν έως και οκτώ κανάλια! Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια θεωρητική ροή δεδομένων 6,93 Gbps. Στην πράξη, οι ταχύτητες είναι πολύ χαμηλότερες, αλλά ακόμη και αυτές είναι αρκετές για να παρακολουθήσετε κάποια ταινία 4K online στη συσκευή.

Για μερικούς ανθρώπους, τα χαρακτηριστικά του νέου προτύπου φαίνονται περιττά. Ως εκ τούτου, πολλοί κατασκευαστές δεν εφαρμόζουν την υποστήριξή του σε smartphones προϋπολογισμού. Το πρωτόκολλο δεν υποστηρίζεται πάντα, ακόμη και από αρκετά ακριβές συσκευές. Για παράδειγμα, το Samsung Galaxy A5 (2016) στερείται την υποστήριξή του, το οποίο, ακόμη και μετά τη μείωση της τιμής, δεν μπορεί να ταξινομηθεί ως τμήμα προϋπολογισμού. Το να μάθετε ποια πρότυπα Wi-Fi υποστηρίζει το smartphone ή το tablet σας είναι αρκετά απλό. Για να το κάνετε αυτό, δείτε τις πλήρεις τεχνικές προδιαγραφές του στο Διαδίκτυο ή εκτελέστε

Η δημοτικότητα των συνδέσεων Wi-Fi αυξάνεται καθημερινά, καθώς η ζήτηση για αυτόν τον τύπο δικτύου αυξάνεται με τεράστιο ρυθμό. Smartphone, tablet, φορητοί υπολογιστές, μονομπλόκ, τηλεοράσεις, υπολογιστές - όλος ο εξοπλισμός μας υποστηρίζει ασύρματη σύνδεση στο Διαδίκτυο, χωρίς την οποία δεν είναι πλέον δυνατό να φανταστεί κανείς τη ζωή ενός σύγχρονου ανθρώπου.

Οι τεχνολογίες μετάδοσης δεδομένων αναπτύσσονται παράλληλα με την κυκλοφορία νέου εξοπλισμού

Για να επιλέξετε ένα δίκτυο κατάλληλο για τις ανάγκες σας, πρέπει να μάθετε για όλα τα πρότυπα Wi-Fi που υπάρχουν σήμερα. Η Wi-Fi Alliance έχει αναπτύξει περισσότερες από είκοσι τεχνολογίες σύνδεσης, τέσσερις από τις οποίες έχουν τη μεγαλύτερη ζήτηση σήμερα: 802.11b, 802.11a, 802.11g και 802.11n. Η πιο πρόσφατη ανακάλυψη του κατασκευαστή ήταν η τροποποίηση 802.11ac, η απόδοση της οποίας είναι αρκετές φορές υψηλότερη από τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων προσαρμογέων.

Είναι η παλαιότερη πιστοποιημένη ασύρματη τεχνολογία και χαρακτηρίζεται από γενική διαθεσιμότητα. Η συσκευή έχει πολύ μέτριες παραμέτρους:

• Ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών - 11 Mbit/s.
• Εύρος συχνοτήτων - 2,4 GHz;
• Το εύρος δράσης (ελλείψει ογκομετρικών χωρισμάτων) είναι έως 50 μέτρα.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό το πρότυπο έχει κακή θόρυβο και χαμηλή απόδοση. Επομένως, παρά την ελκυστική τιμή αυτής της σύνδεσης Wi-Fi, το τεχνικό στοιχείο της υστερεί σημαντικά σε σχέση με τα πιο σύγχρονα μοντέλα.

Πρότυπο 802.11a

Αυτή η τεχνολογία είναι μια βελτιωμένη έκδοση του προηγούμενου προτύπου. Οι προγραμματιστές εστίασαν στην απόδοση και την ταχύτητα ρολογιού της συσκευής. Χάρη σε τέτοιες αλλαγές, αυτή η τροποποίηση εξαλείφει την επίδραση άλλων συσκευών στην ποιότητα του σήματος δικτύου.

• Εύρος συχνοτήτων - 5 GHz;
• Η εμβέλεια είναι μέχρι 30 μέτρα.

Ωστόσο, όλα τα πλεονεκτήματα του προτύπου 802.11a αντισταθμίζονται εξίσου από τα μειονεκτήματά του: μειωμένη ακτίνα σύνδεσης και υψηλή τιμή (σε σύγκριση με το 802.11b).

Πρότυπο 802,11 g

Η ενημερωμένη τροποποίηση γίνεται ηγέτης στα σημερινά πρότυπα ασύρματου δικτύου, καθώς υποστηρίζει εργασία με την ευρέως διαδεδομένη τεχνολογία 802.11b και, σε αντίθεση με αυτήν, έχει αρκετά υψηλή ταχύτητα σύνδεσης.

• Ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών - 54 Mbit/s;
• Εύρος συχνοτήτων - 2,4 GHz;
• Εύρος δράσης - έως 50 μέτρα.

Όπως ίσως έχετε παρατηρήσει, η συχνότητα ρολογιού έχει πέσει στα 2,4 GHz, αλλά η κάλυψη του δικτύου έχει επιστρέψει στα προηγούμενα επίπεδα, τυπικά για το 802.11b. Επιπλέον, η τιμή του προσαρμογέα έχει γίνει πιο προσιτή, γεγονός που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα κατά την επιλογή εξοπλισμού.

Πρότυπο 802.11n

Παρά το γεγονός ότι αυτή η τροποποίηση κυκλοφορεί στην αγορά εδώ και πολύ καιρό και έχει εντυπωσιακές παραμέτρους, οι κατασκευαστές εξακολουθούν να εργάζονται για τη βελτίωσή της. Λόγω του γεγονότος ότι δεν είναι συμβατό με τα προηγούμενα πρότυπα, η δημοτικότητά του είναι χαμηλή.

• Η ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών είναι θεωρητικά μέχρι 480 Mbit/s, αλλά στην πράξη είναι η μισή.
• Εύρος συχνοτήτων - 2,4 ή 5 GHz.
• Εύρος δράσης - έως 100 μέτρα.

Δεδομένου ότι αυτό το πρότυπο εξακολουθεί να εξελίσσεται, έχει τα δικά του χαρακτηριστικά: ενδέχεται να έρχεται σε σύγκρουση με εξοπλισμό που υποστηρίζει 802.11n μόνο επειδή οι κατασκευαστές συσκευών είναι διαφορετικοί.

Άλλα πρότυπα

Εκτός από τις δημοφιλείς τεχνολογίες, ο κατασκευαστής Wi-Fi Alliance έχει αναπτύξει άλλα πρότυπα για πιο εξειδικευμένες εφαρμογές. Τέτοιες τροποποιήσεις που εκτελούν λειτουργίες εξυπηρέτησης περιλαμβάνουν:

• 802.11d- καθιστά συμβατές τις συσκευές ασύρματης επικοινωνίας διαφορετικών κατασκευαστών, τις προσαρμόζει στις ιδιαιτερότητες της μετάδοσης δεδομένων σε επίπεδο ολόκληρης της χώρας.
• 802.11e- καθορίζει την ποιότητα των απεσταλμένων αρχείων πολυμέσων.
• 802.11f- διαχειρίζεται μια ποικιλία σημείων πρόσβασης από διαφορετικούς κατασκευαστές, σας επιτρέπει να εργάζεστε εξίσου σε διαφορετικά δίκτυα.

• 802,11 ώρα- αποτρέπει την απώλεια ποιότητας σήματος λόγω της επιρροής του μετεωρολογικού εξοπλισμού και των στρατιωτικών ραντάρ.
• 802.11i- βελτιωμένη έκδοση προστασίας των προσωπικών πληροφοριών των χρηστών.
• 802,11 χιλ- παρακολουθεί το φορτίο σε ένα συγκεκριμένο δίκτυο και αναδιανέμει τους χρήστες σε άλλα σημεία πρόσβασης.
• 802,11μ- περιέχει όλες τις διορθώσεις στα πρότυπα 802.11.
• 802,11 p- καθορίζει τη φύση των συσκευών Wi-Fi που βρίσκονται σε εμβέλεια 1 km και κινούνται με ταχύτητες έως και 200 ​​km/h.
• 802.11r- βρίσκει αυτόματα ένα ασύρματο δίκτυο κατά την περιαγωγή και συνδέει κινητές συσκευές σε αυτό.
• 802.11s- οργανώνει μια σύνδεση πλήρους πλέγματος, όπου κάθε smartphone ή tablet μπορεί να είναι δρομολογητής ή σημείο σύνδεσης.
• 802,11 τόνοι- αυτό το δίκτυο ελέγχει ολόκληρο το πρότυπο 802.11, παρέχει μεθόδους δοκιμών και τα αποτελέσματά τους και θέτει απαιτήσεις για τη λειτουργία του εξοπλισμού.
• 802,11u- αυτή η τροποποίηση είναι γνωστή σε όλους από την ανάπτυξη του Hotspot 2.0. Εξασφαλίζει την αλληλεπίδραση ασύρματων και εξωτερικών δικτύων.
• 802,11v- αυτή η τεχνολογία δημιουργεί λύσεις για τη βελτίωση των τροποποιήσεων 802.11.
• 802,11 ε- ημιτελής τεχνολογία που συνδέει συχνότητες 3,65–3,70 GHz.
• 802,11w- το πρότυπο βρίσκει τρόπους ενίσχυσης της προστασίας της πρόσβασης στη μετάδοση πληροφοριών.

Το πιο πρόσφατο και πιο προηγμένο τεχνολογικά πρότυπο 802.11ac

Οι συσκευές τροποποίησης 802.11ac παρέχουν στους χρήστες μια εντελώς νέα ποιότητα εμπειρίας στο Διαδίκτυο. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων αυτού του προτύπου, πρέπει να επισημανθούν τα ακόλουθα:

1. Υψηλή ταχύτητα.Κατά τη μετάδοση δεδομένων μέσω του δικτύου 802.11ac, χρησιμοποιούνται ευρύτερα κανάλια και υψηλότερες συχνότητες, γεγονός που αυξάνει τη θεωρητική ταχύτητα στα 1,3 Gbps. Στην πράξη, η απόδοση είναι έως και 600 Mbit/s. Επιπλέον, μια συσκευή που βασίζεται σε 802.11ac μεταδίδει περισσότερα δεδομένα ανά κύκλο ρολογιού.

1. Αυξημένος αριθμός συχνοτήτων.Η τροποποίηση 802.11ac είναι εξοπλισμένη με μια ολόκληρη σειρά συχνοτήτων 5 GHz. Η τελευταία τεχνολογία έχει ισχυρότερο σήμα. Ο προσαρμογέας υψηλής εμβέλειας καλύπτει μια ζώνη συχνοτήτων έως και 380 MHz.
2. Περιοχή κάλυψης δικτύου 802.11ac.Αυτό το πρότυπο παρέχει ευρύτερο εύρος δικτύου. Επιπλέον, η σύνδεση Wi-Fi λειτουργεί ακόμη και μέσα από τοίχους από μπετόν και γυψοσανίδα. Οι παρεμβολές που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία των οικιακών συσκευών και του Διαδικτύου του γείτονα δεν επηρεάζουν σε καμία περίπτωση τη λειτουργία της σύνδεσής σας.
3. Ενημερωμένες τεχνολογίες.Το 802.11ac είναι εξοπλισμένο με την επέκταση MU-MIMO, η οποία διασφαλίζει την ομαλή λειτουργία πολλαπλών συσκευών στο δίκτυο. Η τεχνολογία Beamforming αναγνωρίζει τη συσκευή του πελάτη και στέλνει πολλές ροές πληροφοριών σε αυτήν ταυτόχρονα.

Έχοντας εξοικειωθεί περισσότερο με όλες τις τροποποιήσεις σύνδεσης Wi-Fi που υπάρχουν σήμερα, μπορείτε εύκολα να επιλέξετε το δίκτυο που ταιριάζει στις ανάγκες σας. Να θυμάστε ότι οι περισσότερες συσκευές περιέχουν έναν τυπικό προσαρμογέα 802.11b, ο οποίος υποστηρίζεται επίσης από την τεχνολογία 802.11g. Αν ψάχνετε για ένα ασύρματο δίκτυο 802.11ac, ο αριθμός των συσκευών που είναι εξοπλισμένες με αυτό σήμερα είναι μικρός. Ωστόσο, αυτό είναι ένα πολύ πιεστικό πρόβλημα και σύντομα όλος ο σύγχρονος εξοπλισμός θα αλλάξει στο πρότυπο 802.11ac. Μην ξεχνάτε να φροντίζετε για την ασφάλεια της πρόσβασής σας στο Διαδίκτυο εγκαθιστώντας έναν σύνθετο κώδικα στη σύνδεσή σας Wi-Fi και ένα πρόγραμμα προστασίας από ιούς για την προστασία του υπολογιστή σας από λογισμικό ιών.

IEEE 802.11- ένα σύνολο προτύπων επικοινωνίας για επικοινωνία στη ζώνη ασύρματου τοπικού δικτύου των περιοχών συχνοτήτων 0,9, 2,4, 3,6 και 5 GHz.

Είναι περισσότερο γνωστό στους χρήστες με το όνομα Wi-Fi, το οποίο είναι στην πραγματικότητα μια επωνυμία που προτείνεται και προωθείται από την Wi-Fi Alliance. Έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο χάρη στην ανάπτυξη φορητών ηλεκτρονικών υπολογιστικών συσκευών: PDA και φορητούς υπολογιστές.

IEEE 802.11a- Πρότυπο δικτύου Wi-Fi. Χρησιμοποιεί το εύρος συχνοτήτων 5 GHz U-NII ( Αγγλικά).

Αν και αυτή η έκδοση δεν χρησιμοποιείται τόσο συχνά λόγω της τυποποίησης του IEEE 802.11b και της εισαγωγής του 802.11g, έχει επίσης υποστεί αλλαγές όσον αφορά τη συχνότητα και τη διαμόρφωση. Το OFDM επιτρέπει την παράλληλη μετάδοση δεδομένων σε πολλαπλές υποσυχνότητες. Αυτό βελτιώνει την ασυλία σε παρεμβολές και, δεδομένου ότι αποστέλλονται περισσότερες από μία ροές δεδομένων, επιτυγχάνεται υψηλή απόδοση.

Το IEEE 802.11a μπορεί να φτάσει ταχύτητες έως και 54 Mbps υπό ιδανικές συνθήκες. Σε λιγότερο ιδανικές συνθήκες (ή με καθαρό σήμα), οι συσκευές μπορούν να επικοινωνούν με ταχύτητες 48 Mbps, 36 Mbps, 24 Mbps, 18 Mbps, 12 Mbps και 6 Mbps.

Το IEEE 802.11a δεν είναι συμβατό με το 802.11b 802.11g.

IEEE 802.11b

Σε αντίθεση με το όνομά του, το πρότυπο IEEE 802.11b που υιοθετήθηκε το 1999 δεν αποτελεί συνέχεια του προτύπου 802.11a, καθώς χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνολογίες: DSSS (ακριβέστερα, η βελτιωμένη έκδοση του HR-DSSS) στο 802.11b έναντι του OFDM στο 802.11a. Το πρότυπο προβλέπει τη χρήση του εύρους συχνοτήτων 2,4 GHz χωρίς άδεια. Ταχύτητα μεταφοράς - έως 11 Mbit/s.

Τα προϊόντα IEEE 802.11b από διάφορους κατασκευαστές ελέγχονται για συμβατότητα και πιστοποιούνται από τη Συμμαχία Συμβατότητας Ασύρματου Ethernet (WECA), πλέον γνωστή ως Wi-Fi Alliance. Τα συμβατά ασύρματα προϊόντα που έχουν ελεγχθεί από την Wi-Fi Alliance ενδέχεται να φέρουν ετικέτα με το σύμβολο Wi-Fi.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, το IEEE 802.11b ήταν ένα κοινό πρότυπο βάσει του οποίου κατασκευάστηκαν τα περισσότερα ασύρματα τοπικά δίκτυα. Τώρα τη θέση του έχει πάρει το πρότυπο IEEE 802.11g, το οποίο σταδιακά αντικαθίσταται από το υψηλής ταχύτητας IEEE 802.11n.

IEEE 802.11g

Το προσχέδιο προτύπου IEEE 802.11g εγκρίθηκε τον Οκτώβριο του 2002. Αυτό το πρότυπο χρησιμοποιεί τη ζώνη συχνοτήτων 2,4 GHz, παρέχοντας ταχύτητες σύνδεσης έως και 54 Mbps (μεικτά) και έτσι ξεπερνώντας το πρότυπο IEEE 802.11b, το οποίο παρέχει ταχύτητες σύνδεσης έως και 11 Mbps. Επιπλέον, εγγυάται συμβατότητα προς τα πίσω με το πρότυπο 802.11b. Η συμβατότητα προς τα πίσω του προτύπου IEEE 802.11g μπορεί να εφαρμοστεί σε λειτουργία διαμόρφωσης DSSS, στην οποία η ταχύτητα σύνδεσης θα περιορίζεται στα έντεκα megabits ανά δευτερόλεπτο ή σε λειτουργία διαμόρφωσης OFDM, στην οποία η ταχύτητα μπορεί να φτάσει τα 54 Mbit/s. Έτσι, αυτό το πρότυπο είναι το πιο αποδεκτό κατά την κατασκευή ασύρματων δικτύων

OFDM(Αγγλικά) Ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας - πολυπλεξία με ορθογώνια διαίρεση συχνότητας καναλιών) είναι ένα σχέδιο ψηφιακής διαμόρφωσης που χρησιμοποιεί μεγάλο αριθμό ορθογώνιων υποφορέων σε κοντινή απόσταση. Κάθε υποφορέας διαμορφώνεται χρησιμοποιώντας ένα συμβατικό σχήμα διαμόρφωσης (π.χ. διαμόρφωση πλάτους τετραγωνισμού) με χαμηλό ρυθμό συμβόλων, διατηρώντας το συνολικό ρυθμό δεδομένων των συμβατικών σχημάτων διαμόρφωσης ενός φορέα στο ίδιο εύρος ζώνης. Στην πράξη, τα σήματα OFDM λαμβάνονται με τη χρήση FFT (Fast Fourier Transform).

Το κύριο πλεονέκτημα του OFDM έναντι του σχεδιασμού ενός φορέα είναι η ικανότητά του να αντέχει σε δύσκολες συνθήκες καναλιού. Για παράδειγμα, καταπολέμηση της εξασθένησης ραδιοσυχνοτήτων σε μακρούς χάλκινους αγωγούς, παρεμβολές στενής ζώνης και εξασθένιση επιλεκτικής συχνότητας που προκαλείται από πολλαπλή διάδοση, χωρίς τη χρήση πολύπλοκων φίλτρων ισοσταθμιστή.

ΔομήOFDMσήμα

Στα συστήματα ραδιοπρόσβασης, υπάρχουν τύποι σημάτων OFDM: COFDM και VOFDM.

σήματαCOFDMχρησιμοποιήστε κωδικοποίηση πληροφοριών για κάθε δευτερεύοντα φορέα και μεταξύ υποφορέων. Η κωδικοποίηση ανθεκτική στο θόρυβο σάς επιτρέπει να βελτιώσετε περαιτέρω τις χρήσιμες ιδιότητες του σήματος OFDM.

ΟνομασίαVOFDMκρύβει τη διανυσματική διαμόρφωση όπου χρησιμοποιούνται περισσότερες από μία κεραίες λήψης, γεγονός που μπορεί να ενισχύσει περαιτέρω το αποτέλεσμα της καταπολέμησης της παρεμβολής διασυμβόλων.

Φυσική στρώση- το πρώτο επίπεδο του μοντέλου δικτύου OSI. Αυτό είναι το χαμηλότερο επίπεδο του μοντέλου OSI - το φυσικό και ηλεκτρικό μέσο για τη μετάδοση δεδομένων. Συνήθως, το φυσικό επίπεδο περιγράφει: μεταδόσεις χρησιμοποιώντας παραδείγματα τοπολογιών, συγκρίνει αναλογική και ψηφιακή κωδικοποίηση, συγχρονισμό bit, συγκρίνει μετάδοση στενής και ευρείας ζώνης, συστήματα επικοινωνίας πολλαπλών καναλιών, σειριακή (λογική 5-volt) μετάδοση δεδομένων.

Αν δούμε από την άποψη ότι το δίκτυο περιλαμβάνει εξοπλισμό και προγράμματα που ελέγχουν τον εξοπλισμό, τότε το φυσικό επίπεδο θα αναφέρεται συγκεκριμένα στο πρώτο μέρος του ορισμού.

Αυτό το επίπεδο, όπως το επίπεδο καναλιού και δικτύου, εξαρτάται από το δίκτυο.

Η μονάδα μέτρησης που χρησιμοποιείται σε αυτό το επίπεδο είναι τα Bits, δηλαδή, το φυσικό στρώμα μεταδίδει μια ροή bit στο κατάλληλο φυσικό μέσο μέσω της κατάλληλης διεπαφής.

Ένα σύνολο προτύπων IEEE 802.3 που ορίζουν τη σύνδεση και το φυσικό επίπεδο σε ένα ενσύρματο δίκτυο Ethernet, κατά κανόνα, υλοποιείται σε τοπικά δίκτυα (LAN) και σε ορισμένες περιπτώσεις - σε δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN).

Η Επιτροπή Προτύπων IEEE 802 σχημάτισε την Ομάδα Εργασίας Προτύπων Ασύρματου LAN 802.11 το 1990. Αυτή η ομάδα άρχισε να αναπτύσσει ένα καθολικό πρότυπο για ραδιοεξοπλισμό και δίκτυα που λειτουργούν στα 2,4 GHz, με ταχύτητες πρόσβασης 1 και 2 Mbps (Megabits-per-second). Οι εργασίες για τη δημιουργία του προτύπου ολοκληρώθηκαν μετά από 7 χρόνια και η πρώτη προδιαγραφή 802.11 επικυρώθηκε τον Ιούνιο του 1997. Το πρότυπο IEEE 802.11 ήταν το πρώτο πρότυπο για προϊόντα WLAN από τον ανεξάρτητο διεθνή οργανισμό που αναπτύσσει τα περισσότερα πρότυπα για ενσύρματα δίκτυα. Ωστόσο, μέχρι εκείνη τη στιγμή, η αρχικά σχεδιασμένη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων στο ασύρματο δίκτυο δεν ικανοποιούσε πλέον τις ανάγκες των χρηστών. Προκειμένου να γίνει η τεχνολογία ασύρματου LAN δημοφιλής, φθηνή και, το πιο σημαντικό, να ικανοποιεί τις σημερινές αυστηρές απαιτήσεις των επιχειρηματικών εφαρμογών, οι προγραμματιστές αναγκάστηκαν να δημιουργήσουν ένα νέο πρότυπο.

Τον Σεπτέμβριο του 1999, η IEEE επικύρωσε μια επέκταση του προηγούμενου προτύπου. Ονομάζεται IEEE 802.11b (γνωστό και ως 802.11 High rate), ορίζει ένα πρότυπο για προϊόντα ασύρματης δικτύωσης που λειτουργούν με ταχύτητες 11 Mbps (παρόμοια με το Ethernet), επιτρέποντας σε αυτές τις συσκευές να αναπτυχθούν με επιτυχία σε μεγάλους οργανισμούς. Η συμβατότητα μεταξύ προϊόντων διαφορετικών κατασκευαστών είναι εγγυημένη από έναν ανεξάρτητο οργανισμό που ονομάζεται Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Αυτός ο οργανισμός ιδρύθηκε από ηγέτες της βιομηχανίας ασύρματης σύνδεσης το 1999. Επί του παρόντος, τα μέλη της WECA είναι περισσότερες από 80 εταιρείες, συμπεριλαμβανομένων γνωστών κατασκευαστών όπως, κ.λπ.

Η ανάγκη για ασύρματη πρόσβαση σε τοπικά δίκτυα αυξάνεται καθώς αυξάνεται ο αριθμός των φορητών συσκευών όπως φορητοί υπολογιστές και PDA, καθώς και με την αυξανόμενη επιθυμία των χρηστών να συνδέονται στο δίκτυο χωρίς να χρειάζεται να «συνδέσουν» ένα καλώδιο δικτύου στον υπολογιστή τους. . Προβλέπεται ότι μέχρι το 2003 θα υπάρχουν περισσότερες από ένα δισεκατομμύριο κινητές συσκευές στον κόσμο και η αγοραία αξία των προϊόντων WLAN μέχρι το 2002 προβλέπεται να είναι πάνω από 2 δισεκατομμύρια δολάρια.

Πρότυπο IEEE 802.11 και η επέκτασή του 802.11b

Όπως όλα τα πρότυπα IEEE 802, το 802.11 λειτουργεί στα δύο κάτω στρώματα του μοντέλου ISO/OSI, το φυσικό επίπεδο και το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων (Εικόνα 1). Οποιαδήποτε εφαρμογή δικτύου, λειτουργικό σύστημα δικτύου ή πρωτόκολλο (όπως το TCP/IP) θα λειτουργεί εξίσου καλά σε ένα δίκτυο 802.11 όπως και σε ένα δίκτυο Ethernet.

Ρύζι. 1. Επίπεδα μοντέλων ISO/OSI και η συμμόρφωσή τους με το πρότυπο 802.11.

Η βασική αρχιτεκτονική, τα χαρακτηριστικά και οι υπηρεσίες του 802.11b ορίζονται στο αρχικό πρότυπο 802.11. Η προδιαγραφή 802.11b απευθύνεται μόνο στο φυσικό επίπεδο, προσθέτοντας μόνο υψηλότερες ταχύτητες πρόσβασης.

802.11 τρόποι λειτουργίας

Το 802.11 ορίζει δύο τύπους εξοπλισμού - έναν πελάτη, ο οποίος είναι συνήθως ένας υπολογιστής εξοπλισμένος με κάρτα ασύρματης διεπαφής δικτύου (NIC) και ένα σημείο πρόσβασης (AP), το οποίο λειτουργεί ως γέφυρα μεταξύ των ασύρματων και ενσύρματων δικτύων. Ένα σημείο πρόσβασης συνήθως περιέχει έναν πομποδέκτη, μια ενσύρματη διασύνδεση δικτύου (802.3) και λογισμικό που επεξεργάζεται δεδομένα. Μια κάρτα δικτύου ISA, PCI ή PC Card στο πρότυπο 802.11 ή ενσωματωμένες λύσεις, για παράδειγμα, ένα ακουστικό τηλεφώνου 802.11, μπορεί να λειτουργήσει ως ασύρματος σταθμός.

Το πρότυπο IEEE 802.11 ορίζει δύο τρόπους λειτουργίας του δικτύου: λειτουργία ad-hoc και λειτουργία πελάτη/διακομιστή (ή λειτουργία υποδομής). Στη λειτουργία πελάτη/διακομιστή (Εικ. 2), ένα ασύρματο δίκτυο αποτελείται από τουλάχιστον ένα σημείο πρόσβασης συνδεδεμένο σε ενσύρματο δίκτυο και ένα συγκεκριμένο σύνολο ασύρματων τερματικών σταθμών. Αυτή η διαμόρφωση ονομάζεται Basic Service Set (BSS). Δύο ή περισσότερα BSS που σχηματίζουν ένα ενιαίο υποδίκτυο σχηματίζουν ένα εκτεταμένο σύνολο υπηρεσιών (ESS). Δεδομένου ότι οι περισσότεροι ασύρματοι σταθμοί χρειάζονται πρόσβαση σε διακομιστές αρχείων, εκτυπωτές και Διαδίκτυο που είναι διαθέσιμα σε ενσύρματο LAN, θα λειτουργούν σε λειτουργία πελάτη/διακομιστή.

Ρύζι. 2. Αρχιτεκτονική δικτύου πελάτη/διακομιστή.

Η λειτουργία ad-hoc (ονομάζεται επίσης σημείο-προς-σημείο ή ανεξάρτητο βασικό σύνολο υπηρεσιών, IBSS) είναι ένα απλό δίκτυο στο οποίο η επικοινωνία μεταξύ πολλών σταθμών δημιουργείται απευθείας, χωρίς τη χρήση ειδικού σημείου πρόσβασης (Εικόνα 3). Αυτή η λειτουργία είναι χρήσιμη εάν δεν έχει δημιουργηθεί η υποδομή ασύρματου δικτύου (για παράδειγμα, ξενοδοχείο, εκθεσιακός χώρος, αεροδρόμιο) ή για κάποιο λόγο δεν μπορεί να δημιουργηθεί.

Ρύζι. 3. Ad-hoc αρχιτεκτονική δικτύου.

802.11 Φυσικό στρώμα

Στο φυσικό επίπεδο, ορίζονται δύο ευρυζωνικές μέθοδοι μετάδοσης ραδιοσυχνοτήτων και μία στην υπέρυθρη περιοχή. Οι μέθοδοι RF λειτουργούν στη ζώνη ISM των 2,4 GHz και συνήθως χρησιμοποιούν τη ζώνη των 83 MHz από 2,400 GHz έως 2,483 GHz. Οι τεχνολογίες ευρυζωνικού σήματος που χρησιμοποιούνται σε μεθόδους ραδιοσυχνοτήτων αυξάνουν την αξιοπιστία, την απόδοση και επιτρέπουν σε πολλές άσχετες συσκευές να μοιράζονται την ίδια ζώνη συχνοτήτων με ελάχιστες παρεμβολές μεταξύ τους.

Το πρότυπο 802.11 χρησιμοποιεί το Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) και το Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). Αυτές οι μέθοδοι είναι θεμελιωδώς διαφορετικές και ασυμβίβαστες μεταξύ τους.

Το FHSS χρησιμοποιεί τεχνολογία Frequency Shift Keying (FSK) για τη διαμόρφωση του σήματος. Όταν λειτουργεί με ταχύτητα 1 Mbps, χρησιμοποιείται διαμόρφωση Gaussian FSK του δεύτερου επιπέδου και όταν λειτουργεί με ταχύτητα 2 Mbps, χρησιμοποιείται το τέταρτο επίπεδο.

Η μέθοδος DSSS χρησιμοποιεί τεχνολογία διαμόρφωσης Phase Shift Keying (PSK). Σε αυτή την περίπτωση, σε ταχύτητα 1 Mbps, χρησιμοποιείται διαφορικό δυαδικό PSK και σε ταχύτητα 2 Mbps, χρησιμοποιείται διαφορική τετραγωνική διαμόρφωση PSK.

Οι κεφαλίδες του φυσικού επιπέδου μεταδίδονται πάντα με ταχύτητα 1 Mbps, ενώ τα δεδομένα μπορούν να μεταδοθούν με ταχύτητα 1 και 2 Mbps.

Μέθοδος μετάδοσης υπέρυθρων (IR).

Η εφαρμογή αυτής της μεθόδου στο πρότυπο 802.11 βασίζεται στην εκπομπή ενός μη κατευθυντικού (διάχυτου IR) σήματος από τον πομπό IR. Αντί για κατευθυντική μετάδοση, που απαιτεί κατάλληλο προσανατολισμό του πομπού και του δέκτη, το εκπεμπόμενο σήμα IR εκπέμπεται στην οροφή. Στη συνέχεια, το σήμα ανακλάται και λαμβάνεται. Αυτή η μέθοδος έχει προφανή πλεονεκτήματα σε σχέση με τη χρήση κατευθυντικών εκπομπών, αλλά υπάρχουν επίσης σημαντικά μειονεκτήματα - απαιτείται ένα ανώτατο όριο που αντανακλά την ακτινοβολία IR σε μια δεδομένη περιοχή μήκους κύματος (850 - 950 nm). Η εμβέλεια ολόκληρου του συστήματος περιορίζεται στα 10 μέτρα. Επιπλέον, οι ακτίνες IR είναι ευαίσθητες στις καιρικές συνθήκες, επομένως η μέθοδος συνιστάται για χρήση μόνο σε εσωτερικούς χώρους.

Υποστηρίζονται δύο ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων - 1 και 2 Mbps. Με ταχύτητα 1 Mbps, η ροή δεδομένων χωρίζεται σε κουαρτέτα, καθένα από τα οποία στη συνέχεια κωδικοποιείται σε έναν από τους 16 παλμούς κατά τη διαμόρφωση. Στα 2 Mbps, η μέθοδος διαμόρφωσης είναι ελαφρώς διαφορετική - η ροή δεδομένων χωρίζεται σε ζεύγη bit, καθένα από τα οποία διαμορφώνεται σε έναν από τους τέσσερις παλμούς. Η μέγιστη ισχύς του μεταδιδόμενου σήματος είναι 2 W.

Μέθοδος FHSS

Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αναπήδησης συχνότητας, η ζώνη των 2,4 GHz χωρίζεται σε 79 κανάλια του 1 MHz. Ο αποστολέας και ο παραλήπτης συμφωνούν σε ένα σχήμα εναλλαγής καναλιών (υπάρχουν 22 τέτοια σχήματα για να διαλέξετε) και τα δεδομένα αποστέλλονται διαδοχικά σε διαφορετικά κανάλια χρησιμοποιώντας αυτό το σχήμα. Κάθε μετάδοση δεδομένων σε ένα δίκτυο 802.11 ακολουθεί διαφορετικό μοτίβο μεταγωγής και τα ίδια τα μοτίβα έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν τις πιθανότητες δύο αποστολέων να χρησιμοποιούν το ίδιο κανάλι ταυτόχρονα.

Η μέθοδος FHSS επιτρέπει τη χρήση ενός πολύ απλού κυκλώματος πομποδέκτη, αλλά περιορίζεται σε μέγιστη ταχύτητα 2 Mbps. Αυτός ο περιορισμός οφείλεται στο γεγονός ότι εκχωρείται ακριβώς 1 MHz για ένα κανάλι, γεγονός που αναγκάζει τα συστήματα FHSS να χρησιμοποιούν ολόκληρη τη ζώνη των 2,4 GHz. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να γίνεται συχνή εναλλαγή καναλιών (για παράδειγμα, στις ΗΠΑ η ελάχιστη ταχύτητα είναι 2,5 διακόπτες ανά δευτερόλεπτο), γεγονός που με τη σειρά του οδηγεί σε αυξημένα έξοδα.

Μέθοδος DSSS

Η μέθοδος DSSS διαιρεί τη ζώνη των 2,4 GHz σε 14 εν μέρει επικαλυπτόμενα κανάλια (μόνο 11 κανάλια είναι διαθέσιμα στις ΗΠΑ). Για να χρησιμοποιούνται πολλά κανάλια ταυτόχρονα στην ίδια θέση, πρέπει να απέχουν μεταξύ τους 25 MHz (όχι να επικαλύπτονται) για να αποφευχθεί η αμοιβαία παρεμβολή. Έτσι, το πολύ 3 κανάλια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα σε μία τοποθεσία. Τα δεδομένα αποστέλλονται χρησιμοποιώντας ένα από αυτά τα κανάλια χωρίς εναλλαγή σε άλλα κανάλια. Για την αντιστάθμιση του εξωτερικού θορύβου, χρησιμοποιείται μια ακολουθία Barker 11 bit, όπου κάθε bit δεδομένων χρήστη μετατρέπεται σε 11 bit μεταδιδόμενων δεδομένων. Ένας τέτοιος υψηλός πλεονασμός για κάθε bit μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αξιοπιστία μετάδοσης, ενώ μειώνει σημαντικά την ισχύ του εκπεμπόμενου σήματος. Ακόμα κι αν χαθεί μέρος του σήματος, στις περισσότερες περιπτώσεις θα εξακολουθήσει να αποκαθίσταται. Αυτό ελαχιστοποιεί τον αριθμό των επαναλαμβανόμενων μεταδόσεων δεδομένων.

Οι αλλαγές έγιναν από το 802.11b

Η κύρια προσθήκη που έγινε από το 802.11b στο κύριο πρότυπο είναι η υποστήριξη για δύο νέους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων - 5,5 και 11 Mbps. Η μέθοδος DSSS επιλέχθηκε για την επίτευξη αυτών των ταχυτήτων επειδή η μέθοδος αναπήδησης συχνότητας δεν μπορεί να υποστηρίξει υψηλότερες ταχύτητες λόγω περιορισμών FCC. Αυτό σημαίνει ότι τα συστήματα 802.11b θα είναι συμβατά με συστήματα 802.11 DSSS, αλλά δεν θα λειτουργούν με συστήματα FHSS 802.11.

Για να υποστηρίξουν περιβάλλοντα με πολύ θόρυβο, καθώς και λειτουργία σε μεγάλες αποστάσεις, τα δίκτυα 802.11b χρησιμοποιούν δυναμική μετατόπιση ρυθμού, η οποία επιτρέπει στον ρυθμό δεδομένων να αλλάζει αυτόματα ανάλογα με τις ιδιότητες του ραδιοφωνικού καναλιού. Για παράδειγμα, ένας χρήστης μπορεί να συνδεθεί με μέγιστη ταχύτητα 11 Mbps, αλλά εάν το επίπεδο παρεμβολής αυξηθεί ή ο χρήστης απομακρυνθεί σε μεγάλη απόσταση, η κινητή συσκευή θα αρχίσει να εκπέμπει με χαμηλότερη ταχύτητα - 5,5, 2 ή 1 Mbps. Εάν είναι δυνατή η σταθερή λειτουργία σε υψηλότερη ταχύτητα, η κινητή συσκευή θα αρχίσει αυτόματα να εκπέμπει σε υψηλότερη ταχύτητα. Η μετατόπιση ρυθμού είναι ένας μηχανισμός φυσικού επιπέδου και είναι διαφανής στα υψηλότερα επίπεδα και στον χρήστη.

Επίπεδο σύνδεσης δεδομένων 802.11

Το επίπεδο σύνδεσης 802.11 αποτελείται από δύο υποεπίπεδα: Λογικός έλεγχος σύνδεσης (LLC) και έλεγχος πρόσβασης μέσων (MAC). Το 802.11 χρησιμοποιεί την ίδια διεύθυνση LLC και 48-bit με άλλα δίκτυα 802, επιτρέποντας τον εύκολο συνδυασμό ασύρματων και ενσύρματων δικτύων, αλλά το επίπεδο MAC είναι θεμελιωδώς διαφορετικό.

Το επίπεδο MAC του 802.11 είναι πολύ παρόμοιο με αυτό που εφαρμόζεται στο 802.3, όπου υποστηρίζει πολλούς χρήστες σε ένα κοινόχρηστο μέσο όπου ο χρήστης επαληθεύει το μέσο πριν αποκτήσει πρόσβαση σε αυτό. 802.3 Τα δίκτυα Ethernet χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), το οποίο ορίζει πώς οι σταθμοί Ethernet έχουν πρόσβαση στην ενσύρματη γραμμή και πώς εντοπίζουν και χειρίζονται συγκρούσεις που συμβαίνουν όταν πολλές συσκευές επιχειρούν να συνδεθούν ταυτόχρονα. Για να ανιχνεύσει μια σύγκρουση, ένας σταθμός πρέπει να μπορεί να λαμβάνει και να εκπέμπει ταυτόχρονα. Το πρότυπο 802.11 απαιτεί τη χρήση πομποδεκτών μισής διπλής όψης, επομένως στα ασύρματα δίκτυα 802.11, ένας σταθμός δεν μπορεί να ανιχνεύσει σύγκρουση κατά τη μετάδοση.

Για να καλύψει αυτή τη διαφορά, το 802.11 χρησιμοποιεί ένα τροποποιημένο πρωτόκολλο γνωστό ως Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) ή Distributed Coordination Function (DCF). Το CSMA/CA προσπαθεί να αποφύγει τις συγκρούσεις χρησιμοποιώντας μια ρητή επιβεβαίωση πακέτων (ACK), που σημαίνει ότι ο σταθμός λήψης στέλνει ένα πακέτο ACK για να επιβεβαιώσει ότι το πακέτο ελήφθη ανέπαφο.

Το CSMA/CA λειτουργεί ως εξής. Ένας σταθμός που θέλει να εκπέμψει ελέγχει το κανάλι και αν δεν εντοπιστεί δραστηριότητα, ο σταθμός περιμένει για κάποιο τυχαίο χρονικό διάστημα και μετά εκπέμπει εάν το μέσο δεδομένων είναι ακόμα καθαρό. Εάν το πακέτο φτάσει άθικτο, ο σταθμός λήψης στέλνει ένα πακέτο ACK, μετά την παραλαβή του οποίου ο αποστολέας ολοκληρώνει τη διαδικασία μετάδοσης. Εάν ο σταθμός μετάδοσης δεν έλαβε το πακέτο ACK, λόγω του γεγονότος ότι το πακέτο δεδομένων δεν ελήφθη ή έφτασε ένα κατεστραμμένο ACK, γίνεται η υπόθεση ότι έχει συμβεί σύγκρουση και το πακέτο δεδομένων μεταδίδεται ξανά μετά από μια τυχαία περίοδο χρονικός.

Για να προσδιορίσετε εάν ένα κανάλι είναι καθαρό, χρησιμοποιείται ένας αλγόριθμος εκκαθάρισης καναλιών (CCA). Η ουσία του είναι να μετρήσει την ενέργεια του σήματος στην κεραία και να καθορίσει την ισχύ του λαμβανόμενου σήματος (RSSI). Εάν η ισχύς του λαμβανόμενου σήματος είναι κάτω από ένα συγκεκριμένο όριο, τότε το κανάλι δηλώνεται ελεύθερο και το επίπεδο MAC λαμβάνει κατάσταση CTS. Εάν η ισχύς είναι πάνω από το όριο, η μετάδοση δεδομένων καθυστερεί σύμφωνα με τους κανόνες πρωτοκόλλου. Το πρότυπο παρέχει μια άλλη δυνατότητα ανίχνευσης αδράνειας καναλιού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε μόνο του είτε σε συνδυασμό με τη μέτρηση RSSI—τη μέθοδο ανιχνευτή φορέα. Αυτή η μέθοδος είναι πιο επιλεκτική επειδή δοκιμάζει για τον ίδιο τύπο φορέα με την προδιαγραφή 802.11. Η καλύτερη μέθοδος χρήσης εξαρτάται από το επίπεδο παρεμβολής στην περιοχή εργασίας.

Έτσι, το CSMA/CA παρέχει μια μέθοδο για τον διαχωρισμό της πρόσβασης μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού. Ο μηχανισμός ρητής επιβεβαίωσης επιλύει αποτελεσματικά προβλήματα παρεμβολών. Ωστόσο, προσθέτει κάποια επιπλέον επιβάρυνση που δεν έχει το 802.3, επομένως τα δίκτυα 802.11 θα είναι πάντα πιο αργά από τα ισοδύναμα δίκτυα Ethernet.

Ρύζι. 4. Απεικόνιση του προβλήματος του «κρυφού σημείου».

Ένα άλλο πρόβλημα που σχετίζεται με το επίπεδο MAC είναι το πρόβλημα «κρυφού σημείου», όπου δύο σταθμοί μπορούν και οι δύο να «ακούνε» το σημείο πρόσβασης, αλλά δεν μπορούν να «ακούν» ο ένας τον άλλον, λόγω απόστασης ή εμποδίων (Εικόνα 4). Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, το 802.11 πρόσθεσε ένα προαιρετικό πρωτόκολλο αίτησης αποστολής/διαγραφής αποστολής (RTS/CTS) στο επίπεδο MAC. Όταν χρησιμοποιείται αυτό το πρωτόκολλο, ο σταθμός αποστολής εκπέμπει ένα RTS και περιμένει να ανταποκριθεί το σημείο πρόσβασης με ένα CTS. Δεδομένου ότι όλοι οι σταθμοί στο δίκτυο μπορούν να "ακούνε" το σημείο πρόσβασης, το σήμα CTS τους αναγκάζει να καθυστερήσουν τις εκπομπές τους, γεγονός που επιτρέπει στον σταθμό εκπομπής να μεταδίδει δεδομένα και να λαμβάνει το πακέτο ACK χωρίς πιθανότητα σύγκρουσης. Επειδή το RTS/CTS προσθέτει επιπλέον επιβάρυνση δικτύου δεσμεύοντας προσωρινά μέσα, συνήθως χρησιμοποιείται μόνο για πολύ μεγάλα πακέτα για τα οποία η αναμετάδοση θα ήταν πολύ δαπανηρή.

Τέλος, το επίπεδο 802.11 MAC παρέχει τη δυνατότητα υπολογισμού πακέτων CRC και θραυσμάτων. Κάθε πακέτο έχει το δικό του άθροισμα ελέγχου CRC, το οποίο υπολογίζεται και προσαρτάται στο πακέτο. Αυτό διαφέρει από τα δίκτυα Ethernet, στα οποία πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου (για παράδειγμα, TCP) χειρίζονται σφάλματα. Ο κατακερματισμός πακέτων επιτρέπει στα μεγάλα πακέτα να σπάσουν σε μικρότερα όταν μεταδίδονται μέσω του αέρα, κάτι που είναι χρήσιμο σε περιβάλλοντα με πολύ κόσμο ή όπου υπάρχουν σημαντικές παρεμβολές, καθώς τα μικρότερα πακέτα είναι λιγότερο πιθανό να καταστραφούν. Αυτή η μέθοδος μειώνει την ανάγκη για αναμετάδοση στις περισσότερες περιπτώσεις και έτσι αυξάνει την απόδοση ολόκληρου του ασύρματου δικτύου. Το επίπεδο MAC είναι υπεύθυνο για τη συναρμολόγηση των ληφθέντων θραυσμάτων, καθιστώντας αυτή τη διαδικασία διαφανή σε πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου.

Σύνδεση δικτύου

Το επίπεδο MAC 802.11 είναι υπεύθυνο για τον τρόπο σύνδεσης του προγράμματος-πελάτη στο σημείο πρόσβασης. Όταν ένας πελάτης 802.11 βρίσκεται εντός εμβέλειας ενός ή περισσότερων σημείων πρόσβασης, επιλέγει ένα από αυτά με βάση την ισχύ του σήματος και τα παρατηρούμενα ποσοστά σφάλματος και συνδέεται σε αυτό. Μόλις ο πελάτης λάβει επιβεβαίωση ότι έχει γίνει αποδεκτή από το σημείο πρόσβασης, συντονίζεται στο ραδιοφωνικό κανάλι στο οποίο λειτουργεί. Κατά καιρούς ελέγχει όλα τα κανάλια 802.11 για να δει αν κάποιο άλλο σημείο πρόσβασης παρέχει υπηρεσίες καλύτερης ποιότητας. Εάν βρεθεί ένα τέτοιο σημείο πρόσβασης, τότε ο σταθμός συνδέεται με αυτό, συντονίζοντας ξανά στη συχνότητά του (Εικ. 5).

Ρύζι. 5. Σύνδεση στο δίκτυο και απεικόνιση της σωστής αντιστοίχισης καναλιών για σημεία πρόσβασης.

Η επανασύνδεση συνήθως συμβαίνει όταν ο σταθμός έχει απομακρυνθεί φυσικά από το σημείο πρόσβασης, προκαλώντας εξασθένηση του σήματος. Σε άλλες περιπτώσεις, η επανασύνδεση συμβαίνει λόγω αλλαγής των χαρακτηριστικών ραδιοσυχνοτήτων του κτιρίου ή απλώς λόγω υψηλής κίνησης δικτύου μέσω του αρχικού σημείου πρόσβασης. Στην τελευταία περίπτωση, αυτή η δυνατότητα πρωτοκόλλου είναι γνωστή ως «ισορροπία φορτίου», καθώς ο κύριος σκοπός της είναι να κατανείμει το συνολικό φορτίο στο ασύρματο δίκτυο όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα σε ολόκληρη τη διαθέσιμη υποδομή δικτύου.

Η διαδικασία της δυναμικής σύνδεσης και επανασύνδεσης επιτρέπει στους διαχειριστές του δικτύου να δημιουργήσουν ασύρματα δίκτυα με πολύ ευρεία κάλυψη, δημιουργώντας μερικώς επικαλυπτόμενα «κελιά». Η ιδανική επιλογή είναι αυτή στην οποία γειτονικά επικαλυπτόμενα σημεία πρόσβασης θα χρησιμοποιούν διαφορετικά κανάλια DSSS ώστε να μην παρεμβάλλονται μεταξύ τους (Εικ. 5).

Υποστήριξη ροής

Η ροή δεδομένων, όπως βίντεο ή φωνή, υποστηρίζεται στην προδιαγραφή 802.11 στο επίπεδο MAC μέσω της Λειτουργίας Συντονισμού Σημείου (PCF). Σε αντίθεση με τη Λειτουργία Κατανεμημένου Συντονισμού (DCF), όπου ο έλεγχος κατανέμεται μεταξύ όλων των σταθμών, στη λειτουργία PCF μόνο το σημείο πρόσβασης ελέγχει την πρόσβαση στο κανάλι. Εάν έχει εγκατασταθεί ένα BSS με ενεργοποιημένο PCF, ο χρόνος κατανέμεται ομοιόμορφα μεταξύ της λειτουργίας PCF και της λειτουργίας CSMA/CA. Κατά τις περιόδους που το σύστημα βρίσκεται σε λειτουργία PCF, το σημείο πρόσβασης ελέγχει όλους τους σταθμούς για δεδομένα. Σε κάθε σταθμό εκχωρείται μια σταθερή χρονική περίοδος, μετά την οποία ψηφίζεται ο επόμενος σταθμός. Κανένας σταθμός δεν μπορεί να εκπέμψει αυτήν τη στιγμή εκτός από αυτόν που ελέγχεται. Δεδομένου ότι το PCF επιτρέπει σε κάθε σταθμό να εκπέμπει σε μια συγκεκριμένη ώρα, είναι εγγυημένη η μέγιστη καθυστέρηση. Το μειονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι ότι το σημείο πρόσβασης πρέπει να σταθμεύει όλους τους σταθμούς, κάτι που γίνεται εξαιρετικά αναποτελεσματικό σε μεγάλα δίκτυα.

Διαχείριση ισχύος

Εκτός από τον έλεγχο πρόσβασης πολυμέσων, το επίπεδο MAC 802.11 υποστηρίζει λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας για την επέκταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας των κινητών συσκευών. Το πρότυπο υποστηρίζει δύο τρόπους κατανάλωσης ενέργειας, που ονομάζονται "λειτουργία συνεχούς λειτουργίας" και "λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας". Στην πρώτη περίπτωση, το ραδιόφωνο είναι πάντα ανοιχτό, ενώ στη δεύτερη περίπτωση, το ραδιόφωνο ανάβει περιοδικά σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα για να λαμβάνει τα σήματα «φάρου» που στέλνει συνεχώς το σημείο πρόσβασης. Αυτά τα σήματα περιλαμβάνουν πληροφορίες σχετικά με το ποιος σταθμός πρέπει να λάβει τα δεδομένα. Έτσι, ο πελάτης μπορεί να λάβει το beacon, να λάβει τα δεδομένα και στη συνέχεια να επιστρέψει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας.

Ασφάλεια

Το 802.11b παρέχει έλεγχο πρόσβασης στο επίπεδο MAC (το δεύτερο επίπεδο στο μοντέλο ISO/OSI) και μηχανισμούς κρυπτογράφησης γνωστούς ως Wired Equivalent Privacy (WEP), οι οποίοι στοχεύουν στην παροχή ασύρματων δικτύων με ασφάλεια ισοδύναμη με εκείνες των ενσύρματων δικτύων. Όταν το WEP είναι ενεργοποιημένο, προστατεύει μόνο το πακέτο δεδομένων, αλλά δεν προστατεύει τις κεφαλίδες του φυσικού επιπέδου, έτσι ώστε άλλοι σταθμοί στο δίκτυο να μπορούν να δουν τα δεδομένα που απαιτούνται για τη διαχείριση του δικτύου. Για τον έλεγχο της πρόσβασης, τοποθετείται ένα λεγόμενο ESSID (ή αναγνωριστικό περιοχής υπηρεσίας WLAN) σε κάθε σημείο πρόσβασης, χωρίς γνώση του οποίου ο κινητός σταθμός δεν θα μπορεί να συνδεθεί στο σημείο πρόσβασης. Επιπλέον, το σημείο πρόσβασης μπορεί να διατηρεί μια λίστα με επιτρεπόμενες διευθύνσεις MAC, που ονομάζεται Λίστα Ελέγχου Πρόσβασης (ACL), επιτρέποντας πρόσβαση μόνο σε εκείνους τους πελάτες των οποίων οι διευθύνσεις MAC βρίσκονται στη λίστα.

Για την κρυπτογράφηση δεδομένων, το πρότυπο παρέχει δυνατότητες κρυπτογράφησης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο RC4 με κοινόχρηστο κλειδί 40 bit. Μόλις ο σταθμός συνδεθεί στο σημείο πρόσβασης, όλα τα μεταδιδόμενα δεδομένα μπορούν να κρυπτογραφηθούν χρησιμοποιώντας αυτό το κλειδί. Όταν χρησιμοποιείται κρυπτογράφηση, το σημείο πρόσβασης θα στείλει ένα κρυπτογραφημένο πακέτο σε οποιονδήποτε σταθμό προσπαθεί να συνδεθεί με αυτό. Ο υπολογιστής-πελάτης πρέπει να χρησιμοποιήσει το κλειδί του για να κρυπτογραφήσει τη σωστή απόκριση προκειμένου να ελέγξει την ταυτότητα του και να αποκτήσει πρόσβαση στο δίκτυο. Πάνω από το δεύτερο επίπεδο, τα δίκτυα 802.11b υποστηρίζουν τα ίδια πρότυπα για έλεγχο πρόσβασης και κρυπτογράφηση (όπως το IPSec) με άλλα δίκτυα 802.

Υγεία και Ασφάλεια

Δεδομένου ότι οι φορητοί σταθμοί και τα σημεία πρόσβασης είναι συσκευές μικροκυμάτων, πολλοί άνθρωποι έχουν ερωτήσεις σχετικά με την ασφάλεια της χρήσης στοιχείων Wave LAN. Είναι γνωστό ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα εκπομπής ραδιοφώνου, τόσο πιο επικίνδυνη είναι για τον άνθρωπο. Ειδικότερα, είναι γνωστό ότι εάν κοιτάξετε μέσα σε έναν ορθογώνιο κυματοδηγό που εκπέμπει ένα σήμα με συχνότητα 10 ή μεγαλύτερη GHz, με ισχύ περίπου 2 W, τότε αναπόφευκτα θα προκληθεί βλάβη στον αμφιβληστροειδή, ακόμη και αν η διάρκεια της έκθεσης είναι λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Οι κεραίες των κινητών συσκευών και τα σημεία πρόσβασης είναι πηγές ακτινοβολίας υψηλής συχνότητας και παρόλο που η ισχύς του εκπεμπόμενου σήματος είναι πολύ χαμηλή, δεν θα πρέπει να βρίσκεστε σε κοντινή απόσταση από μια κεραία που λειτουργεί. Κατά κανόνα, η απόσταση ασφαλείας είναι μια απόσταση της τάξης των δεκάδων εκατοστών από τα μέρη λήψης και εκπομπής. Μια πιο ακριβής τιμή μπορείτε να βρείτε στο εγχειρίδιο για τη συγκεκριμένη συσκευή.

Περαιτέρω ανάπτυξη

Επί του παρόντος αναπτύσσονται δύο ανταγωνιστικά πρότυπα για ασύρματα δίκτυα επόμενης γενιάς: το πρότυπο IEEE 802.11a και το ευρωπαϊκό πρότυπο HIPERLAN-2. Και τα δύο πρότυπα λειτουργούν στη δεύτερη ζώνη ISM, η οποία χρησιμοποιεί μια ζώνη συχνοτήτων γύρω στα 5 GHz. Η δηλωμένη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων στα δίκτυα νέας γενιάς είναι 54 Mbps.

802.11b Κατασκευαστές συσκευών

Σήμερα, οι πιο διάσημοι και δημοφιλείς κατασκευαστές στην αγορά λύσεων WaveLAN είναι οι Lucent (σειρά ORiNOCO) και Cisco (σειρά Aironet). Εκτός από αυτές, υπάρχει αρκετά μεγάλος αριθμός εταιρειών που παράγουν εξοπλισμό συμβατό με 802.11b. Αυτές περιλαμβάνουν εταιρείες όπως η 3Com (σειρά 3Com AirConnect), η Samsung, η Compaq, η Symbol, η Zoom Telephonics κ.λπ. Στο επόμενο μέρος του άρθρου, θα δούμε τα χαρακτηριστικά της σειράς ORiNOCO της Lucent και της Aironet της Cisco και στη συνέχεια θα δοκιμάσουμε και τις δύο σειρές.

Συνδέσεις

• — Ομάδα Εργασίας 802.11
• — WaveLAN στην Ουκρανία
• — Κριτικές, δοκιμή WaveLAN, νομικές πληροφορίες