Kokie yra pagrindiniai „wifi“ protokolai? viskas, ką reikia žinoti

Ta proga išsamiai paaiškiname, kokie yra pagrindiniai „Wifi“ protokolai . Prieš kelerius metus kompiuterius buvo galima sujungti tik kabeliais. Šis jungties tipas yra gana populiarus, tačiau jis turi keletą apribojimų, pavyzdžiui: įrangą galite perkelti tik iki kabelio pasiekiamumo ribos; Aukštoje įrangos aplinkoje gali prireikti pastato konstrukcijos pritaikymo kabeliams praleisti; Namuose gali reikėti gręžti skyles sienoje, kad kabeliai patektų į kitas patalpas; dėl nuolatinio ar neteisingo manipuliavimo gali būti pažeista kabelio jungtis. Laimei, norint pašalinti šiuos apribojimus atsirado „ Wi-Fi“ belaidžiai tinklai.

Turinio rodyklė

Šio tipo tinklai naudojami vis dažniau ne tik buitinėse ir profesionaliose vietose, bet ir viešose vietose (baruose, kavinėse, prekybos centruose, knygynuose, oro uostuose ir kt.) Bei akademinėse įstaigose.

Dėl šios priežasties mes pažvelgsime į pagrindines „Wi-Fi“ technologijos savybes ir šiek tiek paaiškinsime, kaip ji veikia. Kadangi tai negalėjo nustoti būti, žinosite ir skirtumus tarp „Wi-Fi“ standartų 802.11b, 802.11g, 802.11n ir 802.11ac.

Kokie yra pagrindiniai „Wifi“ protokolai? Kas yra „Wi-Fi“?

„Wi-Fi“ yra belaidžio vietinio tinklo (WLAN) specifikacijų rinkinys, pagrįstas IEEE 802.11 standartu. Pavadinimas „Wi-Fi“ laikomas angliško termino „Wireless Fidelity“ santrumpa, nors „Wi-Fi Alliance“, subjektas, pirmiausia atsakingas už technologijomis paremtų produktų licencijavimą, niekada nepatvirtino tokios išvados. Įprasta rasti „Wi-Fi“ pavadinimą, parašytą kaip „wi-fi“, „Wi-Fi“ ar net „wifi“. Visi šie pavadinimai nurodo tą pačią technologiją.

Naudojant „Wi-Fi“ technologiją, galima įgyvendinti tinklus, jungiančius kompiuterius ir kitus geografiškai artimus įrenginius (išmaniuosius telefonus, planšetinius kompiuterius, vaizdo žaidimų pultus, spausdintuvus ir kt.).

Šiems tinklams nereikia naudoti laidų, nes jie perduoda duomenis radijo dažniu. Ši schema, be kita ko, turi keletą pranašumų: ji suteikia vartotojui galimybę naudotis tinklu bet kuriame perdavimo diapazono taške; leidžia greitai įterpti kitus kompiuterius ir įrenginius į tinklą; neleidžia nekilnojamojo turto sienoms ar konstrukcijoms būti plastikinėms ar pritaikytoms nutiesti kabelius.

„ Wi-Fi “ lankstumas yra toks didelis, kad tapo įmanoma įgyvendinti tinklus, kuriuose naudojama ši technologija, įvairiausiose vietose, daugiausia dėl to, kad ankstesnėje pastraipoje minėti pranašumai dažnai lemia mažesnes sąnaudas.

Taigi įprasta rasti „Wi-Fi“ tinklus viešbučiuose, oro uostuose, greitkeliuose, baruose, restoranuose, prekybos centruose, mokyklose, universitetuose, biuruose, ligoninėse ir daugelyje kitų vietų. Norint naudotis šiais tinklais, vartotojui tereikia turėti nešiojamąjį kompiuterį, išmanųjį telefoną ar bet kurį su „Wi-Fi“ suderinamą įrenginį.

Šiek tiek „Wi-Fi“ istorijos

Belaidžių tinklų idėja nėra nauja. Pramonė ilgą laiką nerimavo dėl šios problemos, tačiau standartų ir specifikacijų standartizacijos stoka pasirodė esanti kliūtis, juk kelios tyrimų grupės dirbo su skirtingais pasiūlymais.

Dėl šios priežasties kai kurios bendrovės, tokios kaip „ 3Com“, „Nokia“, „Lucent Technologies“ ir „Symbol Technologies“ (įsigijo „Motorola“), susibūrė į grupę, kuri spręstų šią problemą, taigi 1999 m. Gimė belaidžio eterneto suderinamumo aljansas (WECA). kuris 2003 m. buvo pervadintas į „Wi-Fi“ aljansą.

Kaip ir kituose technologijų standartizacijos konsorciumuose, įmonių, prisijungiančių prie „Wi-Fi Alliance“, skaičius nuolat auga. WECA toliau dirbo su IEEE 802.11 specifikacijomis, kurios iš tikrųjų nelabai skiriasi nuo IEEE 802.3 specifikacijų. Šis paskutinis rinkinys žinomas eterneto vardu ir jį sudaro daugiausia dauguma tradicinių laidinių tinklų. Iš esmės tai, kas keičiasi nuo vieno standarto prie kito, yra jo ryšio charakteristikos: vienas tipas veikia kabeliais, kitas - radijo dažniu.

To pranašumas yra tas, kad remiantis šia technologija nebuvo būtina sukurti jokio konkretaus belaidžio tinklo ryšio protokolo. Tai net leidžia turėti tinklus, kuriuose būtų naudojami abu standartai.

Bet WECA vis tiek turėjo išspręsti kitą klausimą: tinkamą technologijos pavadinimą, kurį buvo lengva ištarti ir kuris leido greitai susieti su jos pasiūlymu, tai yra belaidžiais tinklais. Norėdami tai padaryti, ji pasamdė prekių ženklų kompaniją „ Interbrand“, kuri baigė ne tik sukurti „Wi-Fi“ pavadinimą (tikriausiai remdamasi tuo terminu „Wileress Fidelity“), bet ir technologijos logotipą. Pavadinimas buvo taip plačiai priimtas, kad WECA nusprendė 2003 m. Pakeisti savo pavadinimą į „Wi-Fi Alliance“, kaip pranešama.

„Wi-Fi“ veikimas

Šioje teksto vietoje jums natūraliai įdomu, kaip veikia „Wi-Fi“. Kaip jūs jau žinote, ši technologija pagrįsta IEEE 802.11 standartu. Bet tai nereiškia, kad visi produktai, kurie veikia su šiomis specifikacijomis, taip pat bus „Wi-Fi“.

Tam, kad produktas gautų šio ženklo antspaudą, jis turi būti įvertintas ir sertifikuotas „Wi-Fi Alliance“. Tai būdas vartotojui garantuoti, kad visi produktai su „W i-Fi Certified“ antspaudu atitinka funkcionalumo standartus, kurie garantuoja sąveiką su kita įranga.

Tačiau tai nereiškia, kad įtaisai, kurie neturi antspaudo, neveiks su įtaisais, kurie jį turi (vis tiek visada geriau pasirinkti sertifikuotus gaminius, kad būtų išvengta rizikos ir problemų).

802.11 standartas nustato belaidžių tinklų kūrimo ir naudojimo standartus. Šio tipo tinklas perduodamas radijo dažnio signalais, kurie sklinda oru ir gali apimti šimtų metrų namo plotus.

Kadangi radijo signalus gali naudoti daugybė paslaugų, labai svarbu, kad kiekviena veiktų pagal kiekvienos šalies vyriausybės nustatytus reikalavimus. Tai yra geras būdas išvengti nepatogumų, ypač trukdžių.

Tačiau yra keletas dažnių segmentų, kuriuos galima naudoti tiesiogiai nepriėmus atitinkamų kiekvienos vyriausybės subjektų pritarimo: ISM (pramonės, mokslo ir medicinos) juostos, kurios, be kita ko, gali veikti tokiais intervalais: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 445 GHz ir 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (atsižvelgiant į šalį, šios ribos gali skirtis).

SSID (paslaugų rinkinio identifikatorius)

Mes žinosime svarbiausias 802.11 versijas, tačiau prieš tai, norint palengvinti supratimą, patogu žinoti, kad norint sukurti tokio tipo tinklą, būtina, kad įrenginiai (dar vadinami STA) būtų sujungti su prietaisais, palengvinančiais prieiga. Tai paprastai vadinama prieigos tašku (AP). Kai prie AP prisijungia viena ar kelios STA, atsiranda tinklas, kuris vadinamas pagrindiniu paslaugų rinkiniu (BSS).

Saugumo sumetimais ir dėl galimybės, kad tam tikroje vietoje yra daugiau nei vienas BSS (pavyzdžiui, du belaidžiai tinklai, kuriuos įvykio vietoje sukūrė skirtingos įmonės), svarbu, kad kiekvienas gautų identifikaciją, vadinamą paslaugų rinkiniu. Identifier (SSID) - simbolių rinkinys, kuris, jį apibrėžus, įdedamas į kiekvieno tinklo duomenų paketo antraštę. Kitaip tariant, SSID yra vardas, suteikiamas kiekvienam belaidžiam tinklui.

„Wi-Fi“ protokolai

Pirmoji 802.11 standarto versija buvo išleista 1997 m., Po maždaug 7 metų studijų. Atsiradus naujoms versijoms (kurios bus nagrinėjamos vėliau), pirminė versija tapo žinoma kaip 802.11-1997 arba 802.11 palikimas.

Kadangi tai yra radijo dažnio perdavimo technologija, IEEE (Elektros ir elektronikos inžinierių institutas) nustatė, kad standartas gali veikti 2, 4 GHz ir 2, 44835 GHz dažnių diapazone - vienoje iš minėtų ISM juostų.

Jo duomenų perdavimo sparta yra 1 Mb / s arba 2 Mb / s (megabitai per sekundę), todėl galima naudoti tiesioginės sekos sklidimo spektrą (DSSS) ir dažnio šuolio sklidimo spektrą (FHSS) perdavimo būdus.

Šie metodai leidžia perduoti dažnio kanalais, naudojant kelis kanalus, tačiau DSSS sukuria kelis perduotos informacijos segmentus ir kartu siunčia juos į kanalus.

FHSS technika savo ruožtu naudoja „dažnio šuolio“ schemą, kai perduodama informacija tam tikru laikotarpiu naudoja vieną dažnį, kita vertus, naudoja kitą dažnį.

Dėl šios savybės FHSS turi šiek tiek mažesnį duomenų perdavimo greitį, kita vertus, dėl to perdavimas tampa mažiau jautrus trukdžiams, nes naudojamas dažnis nuolat kinta. DSSS galiausiai bus greitesnis, tačiau labiau tikėtina, kad jis patirs trikdžius, kai visi kanalai bus naudojami tuo pačiu metu.

802.11b

802.11 standarto atnaujinimas buvo išleistas 1999 m. Ir vadinosi 802.11b. Pagrindinis šios versijos bruožas yra galimybė užmegzti ryšius tokiu perdavimo greičiu: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / s ir 11 Mb / s.

Dažnių diapazonas yra tas pats, kuris naudojamas originaliame 802.11 (nuo 2, 4 iki 2, 4835 GHz), tačiau perdavimo būdas apsiriboja spektro sklidimu tiesiogine seka, nes FHSS baigiasi neatsižvelgiant į standartus, nustatytus Federalinė ryšių komisija (FCC), kai ji naudojama perduodant spartą, didesnę kaip 2 Mb / s.

Norėdami efektyviai dirbti 5, 5 Mb / s ir 11 Mb / s greičiu, 802.11b taip pat naudoja techniką, vadinamą papildomu kodų įvedimu (CCK).

Teoriškai 802.11b transmisijos aprėpties sritis atviroje aplinkoje gali būti iki 400 metrų, o uždarose vietose (tokiose kaip biurai ir namai) ji gali siekti 50 metrų.

Tačiau svarbu pažymėti, kad perdavimo diapazonui gali turėti įtakos daugybė veiksnių, pavyzdžiui, objektai, kurie sukelia trikdžius arba trukdo transliacijai sklisti iš ten, kur jie yra.

Įdomu pastebėti, kad norint, kad perdavimas būtų kuo funkcionalesnis, standartas 802.11b (ir jį pakeisiantys standartai) gali sukelti duomenų perdavimo spartos sumažėjimą iki minimumo (1 Mb / s) kaip stotis yra toliau nuo prieigos taško.

Taip pat yra atvirkščiai: kuo arčiau prieigos taško, tuo didesnis perdavimo greitis gali būti.

802.11b standartas buvo pirmasis, kuris buvo priimtas plačiu mastu, todėl buvo vienas iš žmonių, atsakingų už „Wi-Fi“ tinklų populiarinimą.

802.11a

802.11a standartas buvo išleistas 1999 m. Pabaigoje, maždaug tuo pačiu metu kaip ir 802.11b versija.

Pagrindinė jo charakteristika yra galimybė veikti naudojant duomenų perdavimo spartą šiomis vertėmis: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / s ir 54 Mb / s. Geografinis jo perdavimo diapazonas yra maždaug 50 metrų. Tačiau jo veikimo dažnis skiriasi nuo pradinio 802.11 standarto : 5 GHz, 20 MHz kanalai yra šiame diapazone.

Viena vertus, naudoti šį dažnį yra patogu, nes jis suteikia mažiau trukdžių, galų gale, ši vertė mažai naudojama. Kita vertus, tai gali sukelti tam tikrų problemų, nes daugelis šalių neturi tokio dažnio reglamentų. Be to, ši funkcija gali sukelti ryšio sunkumų su įrenginiais, kurie veikia pagal 802.11 ir 802.11b standartus.

Svarbi detalė yra ta, kad užuot naudodamas DSSS ar FHSS, 802.11a standartas naudoja metodą, žinomą kaip ortogonalinis dažnio padalijimas (OFDM). Jame perduodama informacija yra padalinta į keletą mažų duomenų rinkinių, kurie vienu metu perduodami skirtingais dažniais. Jie naudojami taip, kad vienas trukdytų kitam, todėl OFDM technika veikia gana patenkinamai.

Nepaisant to, kad buvo pasiūlyta didesnė perdavimo sparta, 802.11a standartas netapo toks populiarus kaip 802.11b standartas.

802, 11g

802.11g standartas buvo išleistas 2003 m. Ir yra žinomas kaip natūralus 802.11b versijos įpėdinis, nes jis yra visiškai suderinamas su juo.

Tai reiškia, kad įrenginys, veikiantis su 802.11g, gali be jokių problemų susisiekti su kitu, kuris veikia su 802.11b, išskyrus tai, kad duomenų perdavimo sparta akivaizdžiai riboja maksimalų pastarojo leidžiamą dydį.

Pagrindinis 802.11g standarto akcentas yra galimybė dirbti su perdavimo sparta iki 54 Mb / s, kaip tai atsitinka su 802.11a standartu.

Tačiau skirtingai nuo šios versijos, 802.11g veikia 2, 4 GHz diapazono (20 MHz kanalai) dažniais ir turi beveik tokią pačią aprėpties galią kaip ir jo pirmtakas, 802.11b standartas.

Šioje versijoje naudojama perdavimo technika taip pat yra OFDM, tačiau, bendraujant su 802.11b įrenginiu, perdavimo technika tampa DSSS.

802.11n

802.11n specifikacijos kūrimas prasidėjo 2004 m. Ir baigėsi 2009 m. Rugsėjo mėn. Per šį laikotarpį buvo išleisti įvairūs įrenginiai, suderinami su nebaigta standarto versija.

Pagrindinis 802.11n protokolo bruožas yra schemos, vadinamos daugialypės įvesties daugialypiu išėjimu (MIMO), naudojimas, galintis žymiai padidinti duomenų perdavimo greitį derinant įvairius perdavimo maršrutus (antenas). Tai naudojant, tinklo veikimui, pavyzdžiui, galima naudoti du, tris ar keturis siųstuvus ir imtuvus.

Viena iš labiausiai paplitusių konfigūracijų šiuo atveju yra prieigos taškų, kuriuose naudojamos trys antenos (trys perdavimo keliai) ir STA, turinčios tą patį imtuvų skaičių, naudojimas. Pridėjus šią funkciją kartu su patobulintomis jos specifikacijomis, 802.11n protokolas gali perduoti 300 Mb / s diapazone, teoriškai jis gali pasiekti greitį iki 600 Mb / s. Paprasčiausiu perdavimo režimu su vienu perdavimo keliu 802.11n gali pasiekti 150 Mb / s.

Kalbant apie dažnį, 802.11n standartas gali veikti su 2, 4 GHz ir 5 GHz juostomis, todėl jis suderinamas su ankstesniais standartais, net su 802.11a. Kiekvienas tų takelių kanalas pagal nutylėjimą yra 40 MHz pločio.

Jo standartinė perdavimo technika yra OFDM, tačiau su tam tikromis modifikacijomis dėl MIMO schemos naudojimo, todėl dažnai vadinama MIMO-OFDM. Kai kurie tyrimai rodo, kad jo aprėpties plotas gali viršyti 400 metrų.

802.11ac

802.11n įpėdinis yra 802.11ac standartas, kurio specifikacijos buvo beveik visiškai parengtos 2011–2013 m., O jo charakteristikas galutinai patvirtino IEEE 2014 m.

Pagrindinis 802.11ac pranašumas yra greitis, apskaičiuotas iki 433 Mb / s paprasčiausiame režime. Tačiau teoriškai įmanoma, kad tinklas viršytų 6 Gb / s labiau pažengusiame režime, kuriame naudojami keli perdavimo keliai (antenos), daugiausia iki aštuonių. Pramonė teikia pirmenybę įrangai, naudojančiai ne daugiau kaip tris antenas, maksimaliu greičiu apytiksliai 1, 3 Gb / s.

Taip pat vadinamas „WiFi 5G“, 802.11ac veikia 5 GHz dažniu, nes šiame diapazone kiekvienas kanalas pagal nutylėjimą gali būti 80 MHz pločio (pasirenkamas 160 MHz).

802.11ac protokolas taip pat turi pažangiausias moduliavimo technikas. Tiksliau, jis veikia su MU-MUMO (Multi-User MIMO) schema, leidžiančia perduoti ir priimti signalus iš įvairių terminalų, tarsi jie dirbtų kartu, tuo pačiu dažniu.

Tai taip pat pabrėžia perdavimo metodo, vadinamo „ Beamforming“ (dar žinomo kaip „TxBF“), pasirinkimą, neprivalomą standarte 802.11n: tai technologija, leidžianti perduodančiam įrenginiui (pvz., Maršrutizatoriui) įvertinti ryšį su kliento įrenginiu. optimizuoti transmisiją jūsų kryptimi.

Kiti 802.11 standartai

„ IEEE 802.11“ standartas, be jau minėtų, turėjo (ir turės) ir kitas versijas, kurios dėl įvairių priežasčių netapo populiarios.

Vienas iš jų yra 802.11d standartas , kuris taikomas tik kai kuriose šalyse, kur dėl tam tikrų priežasčių neįmanoma naudoti kai kurių kitų nustatytų standartų. Kitas pavyzdys yra 802.11e standartas, kurio pagrindinis akcentas yra perdavimo kokybė (QoS) (tai yra paslaugų kokybė). Tai daro šį modelį įdomų toms programoms, kurias stipriai veikia triukšmas (trukdžiai), pavyzdžiui, VoIP ryšiams.

Taip pat yra protokolas 802.11f, kuris veikia su schema, vadinama relė, kuri trumpai tariant leidžia vienam įrenginiui atsijungti nuo silpno signalo prieigos taško ir prisijungti prie kito, stipresnio signalo prieigos taško, tame pačiame tinkle.. Problema ta, kad dėl kai kurių veiksnių ši procedūra gali būti vykdoma netinkamai, o vartotojui tai sukelia nepatogumų. 802.11f specifikacijos leidžia geriau suderinti prieigos taškus, kad sumažintų šias problemas.

Taip pat verta pabrėžti 802.11h standartą . Tiesą sakant, tai tik 802.11a versija, turinti valdymo ir dažnio keitimo galimybes. Taip yra todėl, kad 5 GHz dažnis (naudojamas 802.11a) yra naudojamas įvairiose sistemose Europoje.

Yra keletas kitų funkcijų, tačiau, nebent dėl ​​konkrečių priežasčių, patartina dirbti su populiariausiomis versijomis, geriausia su pačia naujausia.

Baigiamieji žodžiai

Šis straipsnis pristatė pagrindines „Wi-Fi“ funkcijas. Jų paaiškinimai gali padėti kiekvienam, norinčiam šiek tiek daugiau sužinoti apie belaidžio tinklo veikimą, pagrįstą šia technologija ir kurie gali būti įžanga norintiems įsigilinti į šią temą.

Kaip jūs visada žinote, mes rekomenduojame perskaityti geriausius maršrutizatorius rinkoje ir geriausius šiuo metu naudojamus PLC. Tai yra esminiai duomenys, norint įsigyti gerą belaidį „Wi-Fi“ sistemą. Ką jūs galvojote apie mūsų straipsnį apie „Wifi“ protokolus? Kurį šiuo metu naudojate namuose ar darbe?