Osnove WiFi 2. del: Standardi in spremembe skozi 802.11n
- Kategorija: Omrežje
Danes je WiFi povsod: kavarne, restavracije, trgovina na drobno, hoteli, športna prizorišča itd. Do njega lahko dostopamo iz svojih prenosnikov, tablic in pametnih telefonov. Doma so lahko igralne konzole, pametne domače naprave in nastavitve. Imam več naprav ChromeCast. Vaš televizor pretvorijo v napravo brezžičnega omrežja, ki lahko filme pretakate iz računalnika ali telefona neposredno na televizor. V našem življenjskem slogu je tako prodoren, da o njem ne razmišljamo več.
Zanimiv tidbit: veliko sem sodeloval z nacionalnimi hotelskimi verigami in lahko vam povem, da je imel povprečen poslovni potnik v letu 2012 dve WiFi napravi, povezane s hotelskim omrežjem. Danes je to število med 3 in 3,5 naprav na sobo za goste. Videla sem, da se veliko hotelov bori zaradi povečanja zmogljivosti zaradi povpraševanja strank.
A še zdavnaj to ni bilo, ko so WiFi uporabljali samo izvidniki in velike korporacije. To je že drugi članek v seriji, ki pokriva osnove WiFi. Če ste zamudili prvi del, poglejte tukaj . Razpravljali bomo o razvoju različnih standardov in sprememb; njihove lastnosti in zmožnosti.
Na začetku je bil tam 802.11-1997 standardno. Prvotna različica je bila bolj predhodnik uporabnega WiFi. Standard je vključeval FHSS (frekvenčni skok s spektrom spektra), DSSS (neposredni zaporedni širok spekter) v pasu 2,4 GHz, pa tudi infrardečo povezavo. Pasovna širina je bila omejena na 1-2Mbps. Standard je bil tako ohlapno opredeljen, da je bilo veliko komercialnih izdelkov, pri katerih je bila interoperabilnost zelo težka, če ne celo nemogoča. Najbolj priljubljeni so bili izdelki proizvajalcev Proxim in Symbol (zdaj del Motorole).
Prvi 'pravi' WiFi: 802.11b
Večina se ne zaveda, da sta bili amandmaji 802.11a in 802.11b objavljeni hkrati (1999). Najprej bomo govorili o 11b, ker temelji na prvotnem standardu.
Najprej 11b uporablja DSSS, ki širi moč signala po pasu frekvenc, približno 22MHz. Prednost je povečana zmogljivost signala / hrupa v primerjavi s prejšnjimi metodami. Drugo večje izboljšanje je bila uporaba napredne tehnike kodiranja, imenovane CCK (brezplačno kodno tipkanje). Rezultat je bil povečan pretok na 11Mbps, pa tudi izboljšana zmogljivost. To vključuje tudi zmožnost, da se prepustnost zmanjša na 5,5, 2 in 1Mbps, kot je potrebno.
11b je bil dokaj priljubljen. Eden glavnih razlogov je bila ustanovitev zveze WiFi. To neprofitno organizacijo je leta 1999 ustanovilo več tehnoloških podjetij, da bi zagotovila interoperabilnost izdelkov med proizvajalci.
802.11a je bil nekako takšen kot Edsel WiFi, ki je tehnološko pred svojim časom in tega nihče ni hotel.
Kot sem že omenil, sta bili istočasno objavljeni predlogi sprememb 11a in 11b. Toda 11a je bil prvotno predlagan že prej, od tod „a“, ker je bil prvi. Specifikacije 11a so zelo različne.
Najprej uporablja pas 5GHz; z vsemi prednostmi in slabostmi, ki so značilne za višje frekvence.
Drugič je uporaba OFDM (ortogonalno frekvenčno multipleksiranje). Ta tehnika razdeli RF kanal na 64 podkanalov (pod nosilcev), ki prenašajo manjše količine podatkov po več podkanalih hkrati. Rezultat je do 54Mbps s prepuščenostjo z možnostjo znižanja na 48, 36, 24, 18, 12, 9 in 6Mbps. Prav tako bistveno zmanjša problem motenj zaradi več poti. 11a ni združljiv z 11b.
11a ni bila zelo priljubljena, predvsem zaradi stroškov. Na splošno je oprema z višjo frekvenco, ki je dražja za izdelavo.
Changer igre: 802.11g
802.11g , izšla 2003 je bila prava menjava iger. V bistvu je združil najboljše iz obeh svetov. Uporablja pas 2,4 GHz, skupaj z vrhunsko tehniko OFDM modulacije; pri stroških blizu 11b naprav. Glavna pomanjkljivost je bila zahteva po povratni združljivosti; 11g naprave so morale imeti možnost komunikacije z napravami 11b. Ta zmožnost lahko močno vpliva na delovanje vašega WiFi omrežja; kar je tema, o kateri bomo razpravljali v prihodnjem članku.
11g je bil neizmerno priljubljen. Za eksplozijo je bil odgovoren WiFi na širšem potrošniškem trgu. Pravzaprav je takrat veliko ponudnikov internetnih storitev začelo vključevati WiFi v svojo opremo CPE (oprema za namestitev kupcev). Za mnoge ljudi je bila njihova prva izkušnja WiFi 11g brezžični usmerjevalnik. Najuspešnejši je bil Linksys WRT54G, prvotno izšel konec leta 2002. Del razloga je tudi možnost prilagajanja strojne programske opreme; še ena tema za prihodnji članek.
802.11-2007 je bil do danes „zbrani“ standard in spremembe. Vključevalo je 11a, 11b in 11g. Vključeni so bili tudi drugi predlogi sprememb, ki niso neposredno povezani z obravnavano razpravo.
Dohodne izboljšave: 802.11n
802.11n izšel leta 2009 je bil zelo pričakovan. Vedno večje je bilo povpraševanje po boljših zmogljivostih in večji pretočnosti. Netflix je na primer leta 2007 uvedel naročniško storitev za pretakanje videoposnetkov neposredno potrošniku. Videla sem ocene, da pravijo, da je pretakanje videa (predvsem Netflix) danes odgovorno za več kot 30% internetnega prometa.
Ena izmed stvari, ki je večina (tudi tehnični) ne ve, je, da se 11n uporablja v pasu 2,4 in 5GHz. Za vse praktične namene gre za nabor izboljšav obstoječih 11a in 11g.
Izboljšano izvajanje OFDM. Čeprav je število pod nosilcev ostalo enako, jih 11n uporablja več za prenos podatkov; manj podvoznikov, namenjenih pilotu / nadzoru / upravljanju. To pomeni večjo prepustnost.
Dodana je MIMO (multi-input multi-output) zmožnost. Podrobna razlaga MIMO bi sestavila celoten članek sam. Če povzamemo, 11n naprav lahko hkrati prenašajo več tokov podatkov (do 4). Vsak tok ima do 72Mbps prepustnosti.
To je odvisno od zasnove posebne naprave. Vsak tok mora imeti vsaj eno anteno. Zato vidite 11n naprav s katero koli od 1 do 6 anten. Na primer uporabljeni standardni zapis je 3x3: 3. To kaže na 3 oddajne antene, 3 sprejemne antene in 3 prostorske tokove. Zaradi stroškov je na trgu zelo malo naprav 4x4: 4. Posamezna antenska naprava ni zmožna MIMO; to so ponavadi zelo poceni naprave, ki so običajno označene kot n150.
Vezava kanalov. Kot smo razkrili v prejšnjem članku, 11n omogoča uporabo do dveh kanalov, kar v bistvu podvoji prepustnost.
Dodano osnovno oblikovanje žarka. To je zelo tehnična tema, zato bom samo povzel. Oblikovanje snopa je tehnika, ki se uporablja za spreminjanje amplitude in faze oddanega signala, tako da ustvari 'konstruktivne motnje' določenemu prejemniku. Rezultat tega je, da čeprav sta bila od 2 antena, ki sta bili prostorsko ločeni, dva signala poslana, se zdijo kot močnejši signal temu določenemu prejemniku.
Z vsemi zgornjimi izboljšavami je 11n sposoben: pretok podatkov do 600Mbps, bolj uporabno območje pokritosti signala in večja zanesljivost povezave.
Osnutek spremembe je bil objavljen leta 2007. Dovolj blizu je bilo, kar so vsi mislili, da bo končno, da so številni proizvajalci začeli izdelovati nove naprave. Čeprav se podjetniški in poslovni kupci niso hoteli zavezati k pripravi nove naprave, je potrošniški trg postal izjemno priljubljen. Danes je 11n naprav povsod dejansko standard.
802.11-2012 je bil še en 'zvite' standardov in sprememb do danes. Vključevalo je vse od 802.11-2007 plus 11n. Vključeni so bili tudi drugi predlogi sprememb, ki niso neposredno povezani z obravnavano razpravo.
Upoštevajte, da se za optimizacijo prenosov in uspešnosti napak uporablja prilagodljiva modulacija. Vse naprave WiFi (802.11a / b / g / n) lahko preidejo na drugačno modulacijsko tehniko, ki temelji na jakosti signala, napakah pri prenosu, motnjah itd. To je odgovorno za zmanjšanje pretočnosti, omenjeno v tem članku.
Te standarde vzdržuje IEEE (Inštitut za inženirje elektrike in elektronike).
Za več informacij obiščite njihovo spletno mesto na: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
V naslednjem članku bom zajel 802.11ac in druge nove spremembe, ki jih morda ne poznate.
Kot vedno, če imate idejo za članek, mi sporočite v spodnjih komentarjih.