Kādi ir galvenie wifi protokoli? viss, kas jums jāzina

Šajā gadījumā mēs sīki izskaidrojam, kādi ir galvenie Wifi protokoli . Vēl pirms dažiem gadiem datorus bija iespējams savienot tikai ar kabeļu palīdzību. Šis savienojuma veids ir diezgan populārs, taču tam ir daži ierobežojumi, piemēram: jūs varat pārvietot aprīkojumu tikai līdz kabeļa sasniedzamības robežai; Augstā aprīkojuma vidē var būt nepieciešami pielāgojumi ēkas konstrukcijā kabeļu caurbraukšanai; Mājās var būt nepieciešams urbt caurumus sienā, lai kabeļi nonāktu citās telpās; pastāvīgas vai nepareizas manipulācijas var sabojāt kabeļa savienotāju. Par laimi, lai noņemtu šos ierobežojumus, parādījās bezvadu tīkli Wi-Fi.

Satura rādītājs

Šāda veida tīkla izmantošana kļūst arvien izplatītāka ne tikai vietējā un profesionālā vidē, bet arī sabiedriskās vietās (bāros, kafejnīcās, iepirkšanās centros, grāmatnīcās, lidostās utt.) Un akadēmiskajās iestādēs.

Šī iemesla dēļ mēs apskatīsim galvenās Wi-Fi tehnoloģijas īpašības un nedaudz paskaidrosim, kā tā darbojas. Tā kā tas nevarētu apstāties, jūs zināt arī atšķirības starp Wi-Fi standartiem 802.11b, 802.11g, 802.11n un 802.11ac.

Kādi ir galvenie Wifi protokoli? Kas ir Wi-Fi?

Wi-Fi ir bezvadu lokālo tīklu (WLAN) specifikāciju kopums, kura pamatā ir IEEE 802.11 standarts. Nosaukums "Wi-Fi" tiek uzskatīts par saīsinājumu no angliskā termina "Wireless Fidelity", lai gan Wi-Fi Alliance - vienība, kas galvenokārt atbild par tehnoloģiju balstītu produktu licencēšanu - nekad nav apstiprinājusi šādu secinājumu. Ierasts atrast vārdu Wi-Fi, kas uzrakstīts kā “wi-fi”, “Wi-Fi” vai pat “wifi”. Visi šie nosaukumi attiecas uz vienu un to pašu tehnoloģiju.

Izmantojot Wi-Fi tehnoloģiju, ir iespējams ieviest tīklus, kas savieno datorus un citas ierīces (viedtālruņus, planšetdatorus, videospēļu konsoles, printerus utt.), Kas atrodas ģeogrāfiski tuvu.

Šie tīkli neprasa kabeļu izmantošanu, jo tie datu pārsūtīšanu veic ar radiofrekvences palīdzību. Šī shēma piedāvā vairākas priekšrocības, starp tām: tā ļauj lietotājam izmantot tīklu jebkurā pārraides diapazona punktā; nodrošina ātru citu datoru un ierīču ievietošanu tīklā; neļauj nekustamā īpašuma sienām vai konstrukcijām būt plastiskām vai pielāgotām kabeļu caurbraukšanai.

Wi-Fi elastīgums ir tik liels, ka kļuva iespējams realizēt tīklus, kas izmanto šo tehnoloģiju visdažādākajās vietās, galvenokārt tāpēc, ka iepriekšējā punktā minētās priekšrocības bieži rada zemākas izmaksas.

Tādējādi ir ierasts atrast Wi-Fi tīklus, kas pieejami viesnīcās, lidostās, lielceļos, bāros, restorānos, iepirkšanās centros, skolās, universitātēs, birojos, slimnīcās un daudzās citās vietās. Lai izmantotu šos tīklus, lietotājam ir nepieciešams tikai klēpjdators, viedtālrunis vai jebkura ar Wi-Fi saderīga ierīce.

Nedaudz par Wi-Fi vēsturi

Bezvadu tīklu ideja nav jauna. Nozares pārstāvji uztrauc šo jautājumu jau ilgu laiku, bet tika pierādīts, ka standartu un specifikāciju standartizācijas trūkums ir šķērslis, galu galā vairākas pētniecības grupas strādāja ar dažādiem priekšlikumiem.

Šī iemesla dēļ daži uzņēmumi, piemēram, 3Com, Nokia, Lucent Technologies un Symbol Technologies (iegādājās Motorola), sanāca kopā, lai izveidotu grupu šī jautājuma risināšanai, un tādējādi 1999. gadā radās Bezvadu Ethernet saderības alianse (WECA). kas 2003. gadā tika pārdēvēts par Wi-Fi aliansi.

Tāpat kā citu tehnoloģiju standartizācijas konsorciju gadījumā, to uzņēmumu skaits, kas pievienojas Wi-Fi aliansei, pastāvīgi palielinās. WECA turpināja darbu ar IEEE 802.11 specifikācijām, kuras faktiski neatšķiras no IEEE 802.3 specifikācijām. Šis pēdējais komplekts ir pazīstams ar nosaukumu Ethernet, un tas vienkārši sastāv no vairuma tradicionālo vadu tīklu. Būtībā tas, kas mainās no viena standarta uz otru, ir tā savienojuma īpašības: viens tips darbojas ar kabeļiem, otrs - ar radiofrekvenci.

Šīs priekšrocības priekšrocība ir tāda, ka nebija nepieciešams izveidot īpašu protokolu bezvadu tīkla komunikācijai, pamatojoties uz šo tehnoloģiju. Izmantojot to, ir pat iespējams izveidot tīklus, kas izmanto abus standartus.

Bet WECA joprojām bija jārisina cits jautājums: atbilstošs tehnoloģijas nosaukums, kuru bija viegli izrunāt un kas ļāva ātri apvienoties ar tās priekšlikumu, tas ir, bezvadu tīkliem. Lai to izdarītu, tas nolīga firmu, kas specializējas zīmolos, Interbrand, kas beidza ne tikai nosaukuma Wi-Fi (iespējams, pamatojoties uz šo terminu "Wileress Fidelity") izveidi, bet arī tehnoloģijas logotipu. Denominācija ir tik plaši pieņemta, ka WECA nolēma 2003. gadā mainīt savu vārdu uz Wi-Fi aliansi, kā ziņots.

Wi-Fi darbība

Šajā teksta vietā jums, protams, rodas jautājums, kā darbojas Wi-Fi. Kā jūs jau zināt, šīs tehnoloģijas pamatā ir IEEE 802.11 standarts. Bet tas nenozīmē, ka visi produkti, kas darbojas ar šīm specifikācijām, arī būs Wi-Fi.

Lai produkts saņemtu zīmogu ar šo zīmolu, tas ir jānovērtē un jāsertificē Wi-Fi alianse. Tas ir veids, kā garantēt lietotājam, ka visi izstrādājumi ar W i-Fi sertificētu zīmogu atbilst funkcionalitātes standartiem, kas garantē sadarbspēju ar citām iekārtām.

Tomēr tas nenozīmē, ka ierīces, kurām nav zīmoga, nedarbosies ar ierīcēm, kurām tāda ir (joprojām, vienmēr ir labāk izvēlēties sertificētus produktus, lai izvairītos no riskiem un problēmām).

802.11 standarts nosaka bezvadu tīklu izveides un lietošanas standartus. Šāda veida tīkla pārraide notiek ar radiofrekvences signāliem, kas izplatās pa gaisu un var aptvert apgabalus mājā simtiem metru.

Tā kā ir ļoti dažādi pakalpojumi, kas var izmantot radiosignālus, ir svarīgi, lai katrs darbotos atbilstoši katras valsts valdības noteiktajām prasībām. Tas ir labs veids, kā izvairīties no neērtībām, īpaši traucējumiem.

Tomēr ir daži frekvences segmenti, kurus var izmantot bez tieša apstiprinājuma no katras valdības attiecīgajām vienībām: ISM (rūpniecības, zinātnes un medicīnas) joslas, kuras cita starpā var darboties ar šādiem intervāliem: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 445 GHz un 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (atkarībā no valsts šie ierobežojumi var atšķirties).

SSID (pakalpojumu kopas identifikators)

Mēs iepazīsimies ar svarīgākajām 802.11 versijām, bet pirms tam, lai atvieglotu izpratni, ir ērti zināt, ka šāda tīkla izveidošanai ir nepieciešams, lai ierīces (sauktas arī par STA) būtu savienotas ar ierīcēm, kas atvieglo piekļuvi. Tos parasti sauc par piekļuves punktu (AP). Kad viena vai vairākas STA izveido savienojumu ar piekļuves punktu, izveidojas tīkls, kuru sauc par pamata pakalpojumu kopu (BSS).

Drošības apsvērumu dēļ un tāpēc, ka noteiktā vietā ir vairāk nekā viens BSS (piemēram, divi bezvadu tīkli, kurus pasākumu apgabalā ir izveidojuši dažādi uzņēmumi), ir svarīgi, lai katrs saņemtu identifikāciju ar nosaukumu Service Set. Identifier (SSID) - rakstzīmju kopa, kas pēc definēšanas tiek ievietota katras tīkla datu paketes galvenē. Citiem vārdiem sakot, SSID ir nosaukums, kas tiek piešķirts katram bezvadu tīklam.

Wi-Fi protokoli

Pirmā standarta 802.11 versija tika izlaista 1997. gadā pēc aptuveni 7 gadu ilgiem pētījumiem. Ar jaunu versiju parādīšanos (par kurām jāpievēršas vēlāk) sākotnējā versija kļuva pazīstama kā 802.11-1997 vai 802.11 mantojums.

Tā kā tā ir radiofrekvenču pārraides tehnoloģija, IEEE (Elektrisko un elektronisko inženieru institūts) noteica, ka standarts var darboties frekvenču diapazonā no 2, 4 GHz līdz 2, 4835 GHz, kas ir viena no iepriekšminētajām ISM joslām.

Tā datu pārraides ātrums ir 1 Mb / s vai 2 Mb / s (megabiti sekundē), un ir iespējams izmantot tiešās secības izkliedes spektra (DSSS) un frekvences lēciena izkliedes spektra (FHSS) pārraides paņēmienus.

Šīs metodes ļauj pārraidīt, izmantojot vairākus kanālus frekvencē, tomēr DSSS rada vairākus pārraidītās informācijas segmentus un vienlaikus tos nosūta kanāliem.

FHSS tehnika, savukārt, izmanto “frekvences lēciena” shēmu, kur pārsūtītā informācija noteiktā laika posmā izmanto vienu frekvenci un, no otras puses, izmanto citu frekvenci.

Šī funkcija padara FHSS nedaudz zemāku datu pārraides ātrumu, no otras puses, tas padara pārraidi mazāk jutīgu pret traucējumiem, jo ​​izmantotā frekvence pastāvīgi mainās. DSSS galu galā ir ātrāks, taču, iespējams, visi traucējumi cieš, ja visi kanāli tiek izmantoti vienlaikus.

802.11b

802.11 standarta atjauninājums tika izlaists 1999. gadā, un to sauca par 802.11b. Šīs versijas galvenā iezīme ir iespēja izveidot savienojumus ar šādiem pārraides ātrumiem: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / s un 11 Mb / s.

Frekvences diapazons ir tāds pats, ko izmanto oriģināls 802.11 (starp 2.4 un 2.4835 GHz), bet pārraides paņēmiens ir ierobežots ar spektra izkliedi ar tiešu secību, tiklīdz FHSS beidzas, neņemot vērā standartus, kas noteikti ar Federālā sakaru komisija (FCC), ja to izmanto pārraidēs ar ātrumu virs 2 Mb / s.

Lai efektīvi darbotos ar ātrumu 5, 5 Mb / s un 11 Mb / s, 802.11b izmanto arī paņēmienu, ko sauc par papildu kodu atslēgu (CCK).

802.11b transmisijas pārklājuma zona teorētiski var būt līdz 400 metriem atklātā vidē un slēgtās vietās (piemēram, birojos un mājās) var sasniegt 50 metru diapazonu.

Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka pārraides diapazonu var ietekmēt vairāki faktori, piemēram, objekti, kas rada traucējumus vai kavē pārraides izplatīšanos no vietas, kur viņi atrodas.

Interesanti atzīmēt, ka, lai pārsūtīšana būtu pēc iespējas funkcionālāka, standarts 802.11b (un tam sekojošie standarti) var izraisīt datu pārraides ātruma samazināšanos līdz tā minimālajai robežai (1 Mb / s) kā stacija atrodas tālāk no piekļuves punkta.

Taisnība ir arī pretējā virzienā: jo tuvāk piekļuves punktam, jo ​​lielāks var būt pārraides ātrums.

802.11b standarts bija pirmais, kas tika pieņemts plašā mērogā, tāpēc viņš bija viens no cilvēkiem, kas atbild par Wi-Fi tīklu popularizēšanu.

802.11a

802.11a standarts tika izlaists 1999. gada beigās, aptuveni tajā pašā laikā kā 802.11b versija.

Tās galvenais raksturlielums ir iespēja darboties ar datu pārraides ātrumu šādās vērtībās: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / s un 54 Mb / s. Tā pārraides ģeogrāfiskais diapazons ir aptuveni 50 metri. Tomēr tā darbības frekvence atšķiras no sākotnējā 802.11 standarta : 5 GHz, šajā diapazonā ir 20 MHz kanāli.

No vienas puses, šo frekvenci ir ērti izmantot, jo tā rada mazāk traucējumu iespēju, galu galā šī vērtība tiek maz izmantota. No otras puses, tas var radīt noteiktas problēmas, jo daudzās valstīs nav noteikumu par šo biežumu. Turklāt šī funkcija var radīt komunikācijas grūtības ar ierīcēm, kuras darbojas saskaņā ar 802.11 un 802.11b standartiem.

Svarīga detaļa ir tā, ka tā vietā, lai izmantotu DSSS vai FHSS, 802.11a standartā tiek izmantota tehnika, kas pazīstama kā ortogonālā frekvences dalīšanas multipleksēšana (OFDM). Tajā pārsūtāmā informācija ir sadalīta vairākās mazās datu kopās, kuras vienlaikus tiek pārraidītas dažādās frekvencēs. Tos izmanto tādā veidā, ka viens traucē otram, padarot OFDM tehniku ​​diezgan apmierinošu.

Neskatoties uz to, ka tika piedāvāti lielāki pārraides ātrumi, 802.11a standarts nekļuva tik populārs kā 802.11b standarts.

802, 11g

802.11g standarts tika izlaists 2003. gadā, un tas ir pazīstams kā 802.11b versijas likumīgais pēctecis, jo tas ar to ir pilnībā savietojams.

Tas nozīmē, ka ierīce, kas darbojas ar 802.11g, bez jebkādām problēmām var sazināties ar citu ierīci, kas darbojas ar 802.11b, izņemot to, ka datu pārraides ātrums acīmredzami ierobežo maksimālo, ko pēdējais atļauj.

802.11g standarta galvenā atrakcija ir spēja strādāt ar pārraides ātrumu līdz 54 Mb / s, kā tas notiek ar 802.11a standartu.

Tomēr atšķirībā no šīs versijas 802.11g darbojas ar frekvencēm 2, 4 GHz joslā (20 MHz kanāli), un tam ir gandrīz tāda pati pārklājuma jauda kā tā priekšgājējam - standartam 802.11b.

Šajā versijā izmantotais pārraides paņēmiens ir arī OFDM, tomēr, sazinoties ar 802.11b ierīci, pārraides paņēmiens kļūst par DSSS.

802.11n

Specifikācijas 802.11n izstrāde sākās 2004. gadā un beidzās 2009. gada septembrī. Šajā periodā ir izlaistas dažādas ierīces, kas ir saderīgas ar nepabeigto standarta versiju.

Protokola 802.11n galvenā iezīme ir shēmas, ko sauc par Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), izmantošana, kas spēj ievērojami palielināt datu pārsūtīšanas ātrumu, apvienojot dažādus pārraides maršrutus (antenas). Izmantojot to, tīkla darbībai, piemēram, ir iespējams izmantot divus, trīs vai četrus raidītājus un uztvērējus.

Viena no visbiežāk sastopamajām konfigurācijām šajā gadījumā ir piekļuves punktu izmantošana, kas izmanto trīs antenas (trīs pārraides ceļus) un STA ar tādu pašu uztvērēju skaitu. Pievienojot šo funkciju apvienojumā ar tās specifikāciju uzlabošanu, 802.11n protokols spēj pārraidīt 300 Mb / s diapazonā, teorētiski tas var sasniegt ātrumu līdz 600 Mb / s. Vienkāršākajā pārraides režīmā ar vienu pārraides ceļu 802.11n var sasniegt 150 Mb / s.

Attiecībā uz frekvenci 802.11n standarts var darboties ar 2, 4 GHz un 5 GHz joslām, kas padara to saderīgu ar iepriekšējiem standartiem, pat ar 802.11a. Katrs kanāls šajos celiņos pēc noklusējuma ir 40 MHz plats.

Tā standarta pārraides paņēmiens ir OFDM, taču ar dažām modifikācijām MIMO shēmas izmantošanas dēļ to bieži sauc par MIMO-OFDM. Daži pētījumi liecina, ka tā pārklājuma laukums var pārsniegt 400 metrus.

802.11ac

802.11n pēctecis ir standarts 802.11ac, kura specifikācijas gandrīz pilnībā tika izstrādātas laika posmā no 2011. līdz 2013. gadam, un tā raksturlielumus galīgo apstiprinājumu IEEE veica 2014. gadā.

Galvenā 802.11ac priekšrocība ir ātrumā, kas vienkāršākajā režīmā tiek lēsts līdz 433 Mb / s. Bet teorētiski ir iespējams panākt, lai tīkls pārsniegtu 6 Gb / s progresīvākā režīmā, kas izmanto vairākus pārraides ceļus (antenas), maksimāli astoņus. Šī tendence ir tāda, ka nozare piešķir prioritāti iekārtām, izmantojot ne vairāk kā trīs antenas, padarot maksimālo ātrumu ap 1, 3 Gb / s.

Saukts arī par WiFi 5G, 802.11ac darbojas 5 GHz frekvencē, ņemot vērā, ka šajā diapazonā katram kanālam pēc noklusējuma var būt 80 MHz platums (pēc izvēles 160 MHz).

Protokolā 802.11ac ir arī vismodernākās modulācijas tehnikas. Precīzāk, tas darbojas ar shēmu MU-MUMO (Multi-User MIMO), kas ļauj signālu pārraidīt un uztvert no dažādiem termināļiem, it kā tie strādātu sadarbībā, tajā pašā frekvencē.

Tas arī uzsver pārraides metodes, ko sauc par Beamforming (pazīstama arī kā TxBF), izmantošanu, kas nav obligāta standartā 802.11n: tā ir tehnoloģija, kas ļauj pārraides ierīcei (piemēram, maršrutētājam) novērtēt saziņu ar klienta ierīci lai optimizētu transmisiju jūsu virzienā.

Citi 802.11 standarti

IEEE 802.11 standartam ir bijušas (un būs) citas versijas papildus iepriekšminētajām, kuras dažādu iemeslu dēļ nav kļuvušas populāras.

Viens no tiem ir standarts 802.11d, kuru piemēro tikai dažās valstīs, kur kaut kādu iemeslu dēļ nav iespējams izmantot dažus no citiem izveidotajiem standartiem. Vēl viens piemērs ir standarts 802.11e, kura galvenā uzmanība ir pievērsta QoS (pakalpojumu kvalitāte) pārraidēm, tas ir, pakalpojuma kvalitātei. Tas padara šo modeli interesantu lietojumprogrammām, kuras nopietni ietekmē troksnis (traucējumi), piemēram, VoIP sakariem.

Pastāv arī protokols 802.11f, kas darbojas ar shēmu, kas pazīstama kā relejs, kas īsāk sakot liek vienai ierīcei atvienoties no vājā signāla piekļuves punkta un pieslēgties citam, spēcīgāka signāla piekļuves punktam tajā pašā tīklā.. Problēma ir tā, ka daži no faktoriem var izraisīt šīs procedūras nepareizu veikšanu, radot lietotājam neērtības. 802.11f specifikācijas ļauj uzlabot piekļuves punktu savietojamību, lai mazinātu šīs problēmas.

Arī 802.11h standarts ir pelnījis izcelšanu . Faktiski šī ir tikai 802.11a versija, kurai ir vadības un frekvences modifikācijas iespējas. Tas notiek tāpēc, ka 5 GHz frekvence (ko izmanto 802.11a) tiek izmantota dažādās sistēmās Eiropā.

Ir vairākas citas funkcijas, taču, ja vien nav īpašu iemeslu, ieteicams strādāt ar vispopulārākajām versijām, vēlams ar visjaunākajām.

Nobeiguma vārdi

Šajā rakstā tika sniegts galveno galveno Wi-Fi funkciju raksturojums. Viņu skaidrojumi var palīdzēt ikvienam, kurš vēlas mazliet vairāk izprast bezvadu tīklu darbību, kuru pamatā ir šī tehnoloģija un kas var kalpot par ievadu tiem, kas vēlas iedziļināties tēmā.

Kā jūs vienmēr zināt, mēs iesakām izlasīt labākos maršrutētājus tirgū un labākos pašreizējos PLC. Tie ir svarīgi rādījumi, lai iegūtu labu bezvadu Wi-Fi sistēmu. Ko jūs domājāt par mūsu rakstu par Wifi protokoliem? Kuru jūs šobrīd izmantojat mājās vai darbā?