Как: стандартные сетевые стандарты ieee 802.11 — 2021

Введение

В то время как технология Wi-Fi идеально подходит для развертывания беспроводной сети на небольших площадях, стандарты WiMAX и 3G предусматривают организацию доступа на больших дистанциях, обеспечивая охват от одной до шести миль, предоставляя таким образом доступ к жилым домам, к инфраструктуре населенных пунктов, транспорта и т. д. 3G — спецификация ITU для быстродействующих беспроводных коммуникаций. Этот тип беспроводной связи совместим с GSM, TDMA, и CDMA. Поколение 3G обеспечит беспроводной доступ дальнего действия для передачи голоса и данных.

3G является лучшей альтернативой для мобильных устройств, таких как PDA, КПК и сотовые телефоны. Сверхширокополосный доступ — UWB (Ultra Wide Band) — это проект беспроводной сети класса WPAN, которая может обеспечить высокую скорость передачи данных (до 400 Мбит/с) на коротких дистанциях. Среди наиболее интересных применений сверхширокополосного доступа можно отметить стандарт беспроводного USB (wUSB), который позволит вывести взаимодействие компьютерной периферии и бытовой электроники на принципиально новый уровень.

Сосуществующие одновременно технологии 3G, UWB, Wi-Fi и WiMAX будут обеспечивать обмен данными в любое время, в любом месте, где необходима возможность соединения. Тем временем, наметилась тенденция замедления внедрения оптоволоконных сетей в ожидании новых возможностей беспроводных технологий. Инженеры сосредоточивают свои усилия на разработке беспроводных устройств связи, что позволит популяризировать широкополосные беспроводные коммуникации.

Поскольку наблюдается постоянная тенденция к увеличению производительности устройств и, соответственно, пропускной способности их интерфейсов, наблюдается постоянное развитие стандарта WLAN и появляются новые поколения WLAN.

В ответ на эти тенденции при союзе IEEE была создана группа разработчиков (IEEE TGn) для выполнения разработки стандарта следующего поколения WLAN. По результатам исследования IEEE TGn ведется разработка стандарта IEEE 802.11n, скорость передачи данных в котором будет превышать 100 Мбит/с.

И, что очень важно, технология 802.11n поддерживает все прежние основные платформы, включая корпоративные производственные сети и мобильные платформы, а также бытовую электронику. Два основных положения, на которых «держится» новый стандарт — более широкая полоса пропускания и технология MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественный вход, множественный выход) — удовлетворяют высоким требованиям производительности этого поколения сетей WLAN

В то же время, высокая производительность невозможна без реконструкции уровня управления доступом (МАС). Остановимся более подробно на эволюции этого стандарта.

Таблица 1.

Итерации стандарта 802.11

802.11aj

Этот стандарт, известный как «китайская миллиметровая волна», применяется в Китае и представляет собой ребрендинг стандарта 802.11ad для использования в определенных регионах мира. Цель состоит в том, чтобы поддерживать обратную совместимость со стандартом 802.11ad.

802.11ah

Утвержденный в мае 2017 года, этот стандарт нацелен на более низкое энергопотребление и создает сети Wi-Fi с расширенным диапазоном, которые могут выходить за пределы досягаемости типичных сетей 2,4 ГГц или 5 ГГц. Ожидается, что он будет конкурировать с Bluetooth, учитывая его более низкие потребности в энергии.

802.11ad

Утвержденный в декабре 2012 года, этот стандарт необычайно быстр. Однако, клиентское устройство должно находиться в пределах 10 метров от точки доступа.

802.11ac

Это поколение Wi-Fi, впервые ознаменовавшее использование двухдиапазонной беспроводной технологии, поддерживающей одновременные соединения в диапазонах Wi-Fi 2,4 ГГц и 5 ГГц. Стандарт 802.11ac обеспечивает обратную совместимость с 802.11b/g/n и полосой пропускания до 1300 Мбит/с на частоте 5 ГГц, до 450 Мбит/с на 2,4 ГГц. Большинство домашних беспроводных маршрутизаторов соответствуют этому стандарту.

802.11ac также часто упоминается как Wi-Fi 5.

802.11n

Стандарт 802.11n (также известный как Wireless N) был разработан для улучшения стандарта 802.11g в отношении поддерживаемой полосы пропускания за счет использования нескольких беспроводных сигналов и антенн (называемых технологией MIMO ) вместо одной. Группа отраслевых стандартов ратифицировала 802.11n в 2009 году со спецификациями, обеспечивающими пропускную способность сети до 300 Мбит/с. Стандарт 802.11n также предлагает несколько лучший диапазон по сравнению с более ранними стандартами Wi-Fi благодаря повышенной интенсивности сигнала и обратной совместимости с оборудованием стандарта 802.11b/g.

802.11n также часто упоминается как Wi-Fi 4.

802.11g

В 2002 и 2003 годах на рынке появились продукты WLAN, поддерживающие новый стандарт 802.11g. 802.11g пытается объединить лучшее из 802.11a и 802.11b. 802.11g поддерживает полосу пропускания до 54 Мбит/с и использует частоту 2,4 ГГц для большего диапазона. Стандарт 802.11g обратно совместим с 802.11b, что означает, что точки доступа 802.11g будут работать с адаптерами беспроводной сети 802.11b и наоборот.

802.11g также часто упоминается как Wi-Fi 3.

802.11a

Пока 802.11b находился в стадии разработки, IEEE создала второе расширение исходного стандарта 802.11 под названием 802.11a. Поскольку популярность 802.11b росла намного быстрее, чем 802.11a, некоторые считают, что 802.11a был создан после 802.11b. Фактически, 802.11a был создан в то же время. Из-за более высокой стоимости 802.11a обычно используется в бизнес-сетях, тогда как 802.11b лучше подходит для внутренней сети.

802.11a поддерживает полосу пропускания до 54 Мбит/с и сигналы в регулируемом частотном спектре около 5 ГГц. Эта более высокая частота по сравнению с 802.11b сокращает диапазон сетей 802.11a. Более высокая частота также означает, что сигналы 802.11a испытывают большие трудности при проникновении через стены и другие препятствия.

Поскольку 802.11a и 802.11b используют разные частоты, эти две технологии несовместимы друг с другом. Некоторые поставщики предлагают гибридное сетевое оборудование 802.11a/b, но эти продукты просто реализуют два стандарта бок о бок (каждое подключенное устройство должно использовать одно или другое).

802.11a также упоминается как Wi-Fi 2.

802.11b

IEEE расширил первоначальный стандарт 802.11 в июле 1999 года, создав спецификацию 802.11b. 802.11b поддерживает теоретическую скорость до 11 Мбит/с. Следует ожидать более реалистичной полосы пропускания 5,9 Мбит/с (TCP) и 7,1 Мбит/с (UDP).

Стандарт 802.11b использует ту же нерегулируемую частоту радиосигнала (2,4 ГГц), что и исходный стандарт 802.11. Продавцы часто предпочитают использовать эти частоты для снижения себестоимости. Нерегулируемая 802.11b может сталкиваться с помехами от микроволновых печей, беспроводных телефонов и других приборов, использующих тот же диапазон 2,4 ГГц. Однако, установив устройство 802.11b на разумном расстоянии от других устройств, можно легко избежать помех.

802.11b также упоминается как Wi-Fi 1.

Возможно, вам также будет интересно

29 сентября 2016 г. в Москве состоялось долгожданное событие в мире инновационных технологий — масштабная международная выставка-конференция «Интернет вещей» (IoT), в рамках которой были затронуты самые разные аспекты, от потребительских товаров для «умного дома» до глобальных промышленных проектов. Прошедшее мероприятие стало свидетельством неподдельного интереса к данной тематике, ведущие ино…

Компания Cisco Systems Inc. (г. Сан-Хосе, Калифорния, США) является одним из крупнейших в мире разработчиков и производителей сетевого оборудования и передовых информационных технологий. Продукция, комплексные решения и технологии компании хорошо известны в России. Оборудование Cisco повсеместно используется коммерческими фирмами, банками, операторами связи, торговыми предприятиями, в промышлен…

Компания Silicon Labs выпустила новые недорогие энергоэффективные микросхемы серии EZRadio для субгигагерцового диапазона: приемник Si4355 и приемопередатчик Si4455.
Среди аналогичных микросхем поколение Si4x55 выделяется рекордно низким потреблением тока в режиме ожидания, высокими чувствительностью и выходной мощностью, а также низким уровнем внеполосных излучений. Кроме того, микросхемы …

D-Link DWA-547 RangeBooster N650 Desktop Adapter для Windows 2000, Windows XP, Windows 2003,

Special offer.
See more information about
Outbyte
and
uninstall instructions.
Please review Outbyte
EULA
and
Privacy policy.

Частотный диапазон 6 ГГц: Европа на перепутье

Выделение частот в диапазоне 6 ГГц для нужд беспроводных сетей в настоящее время в разных странах находится на разных и порой противоречивых стадиях. Так, несмотря на уже выданное Федеральной комиссии по связи США (FCC) разрешение на использование диапазона 6 ГГц для устройств стандарта Wi-Fi 6 и Wi-Fi 6E, а также позитивные сдвиги в этом направлении со стороны регуляторов Южной Кореи и Великобритании, Европе в этом плане пока находится на перепутье.

Российский финсектор ушел в строительство экосистем: опыт ВТБ
ИТ в банках

По словам Андреаса Гайсса (Andreas Geiss), главы департамента политики в отношении распределении радиочастотного спектра GD CONNECT при Еврокомиссии, процесс ратификации нового частотного диапазона осложняется участием в нем не только 26 стран Евросоюза (за вычетом Великобритании), но также всех 48 стран Европы в составе Европейской конференции администраций почтовых служб и служб связи (CEPT, Conference of European Posts and Telecommunications), сообщил портал The EE Times.

По словам Гейсса, дополнительные сложности в достижении консенсуса по использованию диапазона 6 ГГц в Европе также вызван ограничениями на встречи из-за пандемии коронавируса, однако регуляторы полны оптимизма согласовать уже к апрелю 2021 г. протокол по использованию частотного диапазона шириной 500 МГц – в промежутке между 5945 МГц и 6425 МГц, для целей Wi-Fi.

По его Гейсса, сбор предложений от всех участников CERT должен завершиться в конце ноября 2020 г., после чего они будут рассмотрены другими европейскими органами – включая Европейский комитет по радиочастотному спектру (RSC, European Radio Spectrum Committee) на предмет гармонизации.

Ожидается, что к апрелю 2021 г. европейские регуляторы согласуют и примут две версии правил для использования беспроводного оборудования в диапазоне. Одна из этих версий – с низким энергопотреблением для помещений (Low Power Indoor, LPI), будет предназначена для оборудования с размещением только внутри зданий, с полным доступом к частотам в полосе 480 МГц.

Оборудование категории с очень низким энергопотреблением – Very Low Power (VLP), можно будет использовать как внутри, так и вне помещений, при этом спектральные полосы для этого будут разделены на две категории — 400 МГц и 80 МГц, соответственно.

Ожидается, что большинство техники Wi-Fi с поддержкой диапазона 6 ГГц будет поставляться в категории LPI. В только недавно разработанной и представленной категории VLP будут появляться в основном потребительские устройства – такие как виртуальные очки VR/AR и другие гаджеты с подключением к смартфонам.

Повышение эффективности

Итак, текущее определение Wi-Fi 6 включает восемь главных элементов, предназначенных для создания физического уровня (PHY) беспроводной передачи с высокой эффективностью (high-efficiency wireless, HEW). Они перечислены в таблице 1: частотные диапазоны, ширина каналов, расстояние между поднесущими, схема кодирования, длительность символа, длительность защитного интервала, схемы передачи, количество пространственных потоков на пользователя.

Рассмотрим, как схемы передачи влияют на эффективность Wi-Fi 6.

Метод доступа OFDMA обеспечивает более высокую эффективность за счет применения временного и частотного ресурсов, мощности и синхронизации между станциями и пользователями. Хотя максимальная скорость передачи не увеличивается на физическом уровне, такая схема позволяет чередовать одновременные передачи от большого количества пользователей, сокращая задержку для каждого из них.

Благодаря увеличению плотности поднесущих сети Wi-Fi 6 способны снизить с 20 до 6% нагрузку, вызванную защитными интервалами (GI). Использование нескольких более длинных символов и защитных интервалов позволяет динамически адаптировать сеть под эксплуатацию внутри или вне помещения в условиях многолучевости распространения сигнала, а также при его ослаблении.

Модуляция 1024QAM повышает пропускную способность почти на 25%. Однако для достижения этого уровня необходимо обеспечить хорошие условия в канале и исключительную точность модуляции, величину вектора ошибки порядка –35 дБм в передатчике.

Случай многопользовательской передачи — самый сложный. MU-MIMO в сочетании с OFDMA позволяет эффективно управлять передачей в обоих направлениях с помощью ресурсных блоков (resource unit, RU). Основная концепция, заимствованная из 4G LTE, предоставляет возможность понять не только принцип работы Wi-Fi 6, но и методы тестирования и валидации новых устройств, поддерживающих этот стандарт.

В таблице 2 приведены возможные способы управления ресурсными блоками. Например, простые схемы связи требуют полосу 1,9 МГц, 26 поднесущих и два пилотных сигнала. Напротив, высокоскоростной обмен может занимать полосу 153,2 МГц, использовать 996 тонов и 32 пилотных сигнала.

В Wi-Fi 6 ресурсные блоки предусмотрены для назначения поднесущих. Точка доступа назначает ресурсные блоки фиксированным частотам в канале (например, 20, 40, 80, 80+80 или 160 МГц). Каждый ресурсный блок может использовать свою схему модуляции, скорость кодирования и уровень мощности. На рис. 8 показаны четыре вероятных варианта отображения ресурсного блока в полосе 20 МГц в спектре Wi-Fi 6. Точка доступа управляет связью в обоих направлениях для каждого пользователя, назначая ресурсные блоки временным интервалам OFDMA.

Архитектурa WLAN Plus

Ключевые особенности архитектуры чипсета (рис. 5) заключаются в следующем:

• впервые в мире реализована поддержка 2×2 MIMO в одном чипе;
• обеспечена совместимость стандартов IEEE 802.11n и IEEE 802.11a;
• поддержка EVM модуляций до QAM 64;
• лучшие в классе спектральные характеристики;
• использование пространственного мультиплексирования, чтобы передать или принять два независимых потока данных по тому же самому каналу частоты;
• две полных и независимых цепи RF;
• каналы на 20 МГц для совместимости со стандартом IEEE 802.11a;
• разделение частоты одного локального генератора LО между многочисленными цепями чипсета;
• поддержка высокоразрядной MIMO (например, 4х4) с реальным функционированием;
• поддержка переключения приёмной антенны;
• динамическое разделение данных в каналах, чтобы отрегулировать изменяющееся SNR;
• обратная связь для калибровки Tx/Rx;
• быстрый и простой параллельный интерфейс;
• быстрое переключение между приёмом и передачей;
• простой интерфейс с baseband-контроллером;
• отдельный контроль для каждой цепи RF;
• независимый контроль мощности;
• поддержка BPSK, QPSK, 16-QAM и 64-QAM.

Рис. 5. Архитектура WLAN Plus

С этим комплектом разработчики устройств для стандарта IEEE 802.11 могут концентрироваться на развитии их соб ственного приложения вместо того, чтобы сосредотачиваться на проблемах реализации WLAN. Это позволяет существенным образом снизить затраты проекта и обеспечить более быстрый вывод изделия на рынок.

WLAN Plus

Рис. 2. Чипсет WLAN Plus

Рынок сетей WLAN растет, управляемый бурным ростом мультимедийных возможностей современной электроники. Согласно ABI, по информации на март 2005 г., в 2008 г будут проданы приблизительно 150 млн чипсетов 802.11n WLAN. На настоящий момент в области реализации стандарта 802.11n безусловным лидером в мире является компания Metalink. Компанией разработан и производится чипсет WLAN Plus в соответствии с требованиями стандарта 802.11n (рис. 2).

Производитель позиционирует чипсет WLAN Plus как основу беспроводных устройств для таких областей применения, как:

• автоматизация зданий и сооружений;
• индивидуальное медицинское диагностическое оборудование;
• промышленная автоматизация, управление процессами и мониторинг;
• управление доступом и освещением;
• персональные компьютеры и периферийное оборудование;
• потребительская электроника;
• IP-телефония.

Технология WLAN Plus обеспечивает высокую производительность и, благодаря своим уникальным техническим возможностям, имеет множество применений, не доступных для аппаратного обеспечения других производителей электронных компонентов. Один из возможных примеров использования чипсета 802.11n показан на рис. 3.

Рис. 3. Пример использования чипсета 802.11n

D-Link DWA-547 RangeBooster N650 Desktop Adapter для Windows XP x64, Windows XP,

Special offer.
See more information about
Outbyte
and
uninstall instructions.
Please review Outbyte
EULA
and
Privacy policy.