Какви са основните wifi протоколи? всичко, което трябва да знаете

По този повод обясняваме подробно какви са основните протоколи за Wifi . До преди няколко години беше възможно да се свързват компютри само с помощта на кабели. Този тип връзка е доста популярен, но има някои ограничения, например: можете да премествате оборудването само до границата на достигане на кабела; Средата с високо оборудване може да изисква адаптация в структурата на сградата за преминаване на кабели; В дома може да се наложи да пробиете дупки в стената, за да достигнете кабели до други помещения; постоянната или неправилна манипулация може да причини повреда на кабелния конектор. За щастие се появиха Wi-Fi безжични мрежи, които премахват тези ограничения.

Индекс на съдържанието

Използването на този тип мрежа става все по-често срещано, не само в домашни и професионални условия, но и на обществени места (барове, кафенета, търговски центрове, книжарници, летища и др.) И в академични институции.

Поради тази причина ще разгледаме основните характеристики на Wi-Fi технологията и ще обясним малко как тя работи. Тъй като не може да спре да бъде, вие също ще знаете разликите между Wi-Fi стандартите 802.11b, 802.11g, 802.11n и 802.11ac.

Кои са основните Wifi протоколи? Какво е Wi-Fi?

Wi-Fi е набор от спецификации за безжични локални мрежи (WLAN), базирани на стандарта IEEE 802.11. Наименованието „Wi-Fi“ е взето като съкращение от английския термин „Wireless Fidelity“, въпреки че Wi-Fi Alliance, образуванието, основно отговорно за лицензиране на технологично базирани продукти, никога не е потвърждавало подобно заключение. Обичайно е да намерите името Wi-Fi, написано като "wi-fi", "Wi-fi" или дори "wifi". Всички тези имена се отнасят към една и съща технология.

С Wi-Fi технологията е възможно да се реализират мрежи, които свързват компютри и други устройства (смартфони, таблети, конзоли за видеоигри, принтери и др.), Които са географски близки.

Тези мрежи не изискват използването на кабели, тъй като те осъществяват предаването на данни чрез радиочестота. Тази схема предлага няколко предимства, сред които: тя позволява на потребителя да използва мрежата във всяка точка в обхвата на предаване; позволява бързо поставяне на други компютри и устройства в мрежата; не позволява на стените или конструкциите на имота да бъдат пластмасови или пригодени за преминаване на кабели.

Гъвкавостта на Wi-Fi е толкова голяма, че стана възможно да се прилагат мрежи, които използват тази технология на най-различни места, главно поради факта, че предимствата, споменати в предишния параграф, често водят до по-ниски разходи.

По този начин е обичайно да намерите Wi-Fi мрежи, достъпни в хотели, летища, магистрали, барове, ресторанти, търговски центрове, училища, университети, офиси, болници и много други места. За да използва тези мрежи, потребителят трябва само да има лаптоп, смартфон или всяко съвместимо с Wi-Fi устройство.

Малко от историята на Wi-Fi

Идеята за безжичните мрежи не е нова. Индустрията се занимава с този въпрос отдавна, но липсата на стандартизация на стандартите и спецификациите се оказа пречка, в края на краищата няколко изследователски групи работеха с различни предложения.

Поради тази причина някои компании като 3Com, Nokia, Lucent Technologies и Symbol Technologies (придобити от Motorola) се обединиха, за да създадат група, която да се занимава с този въпрос и по този начин, Wireless Ethernet съвместимост Alliance (WECA) е роден през 1999 г., който беше преименуван на Wi-Fi Alliance през 2003 г.

Както при другите консорциуми за стандартизация на технологии, броят на компаниите, които се присъединяват към Wi-Fi Alliance, непрекъснато се увеличава. WECA продължи да работи със спецификациите на IEEE 802.11, които всъщност не са много различни от спецификациите на IEEE 802.3. Този последен набор е известен с името Ethernet и просто се състои от огромното мнозинство от традиционните кабелни мрежи. По същество това, което се променя от един стандарт към друг, са неговите характеристики за свързване: единият тип работи с кабели, а другият по радиочестота.

Предимството на това е, че не беше необходимо да се създава специфичен протокол за комуникация в безжична мрежа, базиран на тази технология. С това е възможно дори да има мрежи, които използват и двата стандарта.

Но WECA все пак трябваше да се справи с друг въпрос: подходящо име за технологията, което беше лесно за произнасяне и което позволява бърза връзка с неговото предложение, тоест безжични мрежи. За целта тя наема компания, специализирана в марки Interbrand, която в крайна сметка създава не само името Wi-Fi (вероятно въз основа на този термин „Wileress Fidelity“), но и логото на технологията. Деноминацията е толкова широко приета, че WECA реши да промени името си през 2003 г. на Wi-Fi Alliance, както се съобщава.

Wi-Fi операция

На този етап в текста естествено се чудите как работи Wi-Fi. Както вече знаете, технологията е базирана на стандарта IEEE 802.11. Но това не означава, че всички продукти, които работят с тези спецификации, също ще бъдат Wi-Fi.

За да може продуктът да получи печат с тази марка, той трябва да бъде оценен и сертифициран от Wi-Fi Alliance. Това е начин да се гарантира на потребителя, че всички продукти с W i-Fi сертифицирано уплътнение спазват функционални стандарти, които гарантират оперативна съвместимост с друго оборудване.

Това обаче не означава, че устройства, които нямат печат, няма да работят с устройства, които го имат (все пак, винаги е по-добре да изберете сертифицирани продукти, за да избегнете рискове и проблеми).

Стандартът 802.11 установява стандарти за създаване и използване на безжични мрежи. Предаването на този тип мрежа се осъществява чрез радиочестотни сигнали, които се разпространяват във въздуха и могат да покрият области в къщата на стотици метри.

Тъй като има голямо разнообразие от услуги, които могат да използват радиосигнали, от съществено значение е всеки един да действа в съответствие с изискванията, установени от правителството на всяка страна. Това е добър начин да се избегнат неудобства, особено смущения.

Съществуват обаче някои честотни сегменти, които могат да се използват без необходимост от пряко одобрение от съответните структури на всяко правителство: лентите ISM (промишлени, научни и медицински), които могат да работят, наред с други, със следните интервали: 902 MHz - 928 MHz; 2.4 GHz - 2.485 GHz и 5.15 GHz - 5.825 GHz (в зависимост от страната, тези граници могат да варират).

SSID (идентификатор на набор от услуги)

Ще знаем най-важните версии на 802.11, но преди това, за да се улесни разбирането, е удобно да знаем, че за да бъде създадена мрежа от този тип, е необходимо устройствата (наричани също STA) да бъдат свързани към устройствата, които улесняват достъп. Те се наричат ​​точка за достъп (AP). Когато една или повече STAs се свържат към AP, следователно има мрежа, която се нарича Basic Service Set (BSS).

От съображения за сигурност и възможността да има повече от един BSS на определено място (например две безжични мрежи, които са създадени от различни компании в дадена зона на събитията), от ключово значение е всеки да получи идентификация, наречена Service Set Идентификатор (SSID), набор от знаци, който след дефиниране се вмъква в заглавката на всеки пакет данни в мрежата. С други думи, SSID е името, дадено на всяка безжична мрежа.

Wi-Fi протоколи

Първата версия на стандарта 802.11 е издадена през 1997 г., след приблизително 7 години проучвания. С появата на нови версии (които ще бъдат разгледани по-късно) оригиналната версия стана известна като наследство 802.11-1997 или 802.11.

Тъй като това е радиочестотна технология за предаване, IEEE (Институт на инженерите по електрически и електронни технологии) определи, че стандартът може да работи в честотен диапазон от 2, 4 GHz и 2, 4835 GHz, един от гореспоменатите диапазони ISM.

Неговата скорост на предаване на данни е 1 Mb / s или 2 Mb / s (мегабити в секунда), като е възможно да се използва техники за предаване на директна последователност на разпространение (DSSS) и честотен скачащ спектър на разпространение (FHSS).

Тези техники позволяват предаване, използвайки множество канали в рамките на честота, но DSSS създава множество сегменти от предаваната информация и ги изпраща едновременно до каналите.

FHSS техниката от своя страна използва схема за „скачане на честотата“, при която предаваната информация използва една честота в определен период, а от друга страна, използва друга честота.

Тази функция прави FHSS да има малко по-ниска скорост на предаване на данни, от друга страна, прави предаването по-малко податливо на смущения, тъй като използваната честота постоянно се променя. DSSS се оказва по-бърз, но е по-вероятно да пострада, след като всички канали се използват едновременно.

802.11b

Актуализация на стандарта 802.11 беше пусната през 1999 г. и беше наречена 802.11b. Основната характеристика на тази версия е възможността за установяване на връзки със следните скорости на предаване: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5.5 Mb / s и 11 Mb / s.

Честотният обхват е същият, използван от оригиналния 802.11 (между 2.4 и 2.4835 GHz), но техниката на предаване е ограничена до разпространението на спектъра чрез директна последователност, след като FHSS приключи, като не се вземат предвид стандартите, установени от Федералната комисия за съобщения (FCC), когато се използва в предавания със скорост над 2 Mb / s.

За да работи ефективно при скорост от 5, 5 Mb / s и 11 Mb / s, 802.11b също използва техника, наречена Допълнителен кодиращ код (CCK).

Зоната на покритие на трансмисия 802.11b теоретично може да бъде до 400 метра в открита среда и може да достигне обхват от 50 метра на затворени места (като офиси и домове).

Важно е да се отбележи обаче, че обхватът на предаването може да бъде повлиян от редица фактори, като например обекти, които причиняват смущения или възпрепятстват разпространението на предаването от мястото, където се намират.

Интересно е да се отбележи, че за да се поддържа предаването възможно най-функционално, стандартът 802.11b (и стандартите за приемник) може да доведе до намаляване на скоростта на предаване на данни до минималната му граница (1 Mb / s) като станция е по-далеч от точката за достъп.

Обратното също е вярно: колкото по-близо до точката за достъп, толкова по-висока може да бъде скоростта на предаване.

Стандартът 802.11b беше първият, който беше широко приет, поради което беше един от хората, отговорни за популяризирането на Wi-Fi мрежите.

802.11a

Стандартът 802.11a е издаден в края на 1999 г., приблизително по същото време като версията 802.11b.

Основната му характеристика е възможността за работа със скорости на предаване на данни в следните стойности: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / s и 54 Mb / s. Географският обхват на предаването му е приблизително 50 метра. Работната му честота обаче е различна от оригиналния стандарт 802.11: 5 GHz, с 20 MHz канали в този диапазон.

От една страна, използването на тази честота е удобно, защото представя по-малко възможности за смущения, в края на краищата тази стойност е малко използвана. От друга страна, това може да доведе до определени проблеми, тъй като много страни нямат регулации за тази честота. Освен това тази функция може да доведе до затруднения в комуникацията с устройства, които работят по стандарти 802.11 и 802.11b.

Важна подробност е, че вместо да използва DSSS или FHSS, стандартът 802.11a използва техника, известна като Ортогонално мултиплексиране с честотно разделение (OFDM). В него информацията, която трябва да бъде прехвърлена, е разделена на няколко малки набора от данни, които се предават едновременно на различни честоти. Те се използват по такъв начин, че единият пречи на другия, което прави OFDM техниката да работи доста задоволително.

Въпреки че предлага по-високи скорости на предаване, стандартът 802.11a не стана толкова популярен, колкото стандарта 802.11b.

802, 11 грама

Стандартът 802.11g е издаден през 2003 г. и е известен като естествен наследник на версията 802.11b, тъй като е напълно съвместим с него.

Това означава, че устройство, което работи с 802.11g, може да комуникира с друго, което работи с 802.11b, без проблем, с изключение на факта, че скоростта на предаване на данни очевидно ограничава максимално разрешеното от последното.

Основната атракция на стандарта 802.11g е да може да работи със скорост на предаване до 54 Mb / s, както се случва със стандарта 802.11a.

Въпреки това, за разлика от тази версия, 802.11g работи на честоти в обхвата на 2.4 GHz (20 MHz канали) и има почти същата мощност на покритие като предшественика си, стандарта 802.11b.

Техниката на предаване, използвана в тази версия, също е OFDM, но при комуникация с устройство 802.11b, техниката на предаване става DSSS.

802.11n

Разработването на спецификацията 802.11n започна през 2004 г. и приключи през септември 2009 г. През този период са пуснати различни устройства, съвместими с незавършената версия на стандарта.

Основната характеристика на 802.11n протокола е използването на схема, наречена Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), способна да увеличи значително скоростта на пренос на данни чрез комбиниране на различни маршрути за предаване (антени). С това е възможно например използването на два, три или четири предавателя и приемника за работата на мрежата.

Една от най-често срещаните конфигурации в този случай е използването на точки за достъп, които използват три антени (три канала за предаване) и STA със същия брой приемници. Като добавим тази функция в комбинация с усъвършенстване на нейните спецификации, протоколът 802.11n е способен да предава в обхвата от 300 Mb / s, теоретично може да достигне скорост до 600 Mb / s. В най-простия режим на предаване, с един път на предаване, 802.11n може да достигне 150 Mb / s.

По отношение на честотата си, стандартът 802.11n може да работи с честотни честоти 2, 4 GHz и 5 GHz, което го прави съвместим с предишните стандарти, дори и с 802.11a. Всеки канал в тези песни по подразбиране е широк 40 MHz.

Стандартната му техника на предаване е OFDM, но с определени модификации, поради използването на схемата MIMO, поради което често се нарича MIMO-OFDM. Някои проучвания предполагат, че площта му на покритие може да надвишава 400 метра.

802.11ac

Наследник на 802.11n е стандартът 802.11ac, спецификациите на който са почти напълно разработени между 2011 и 2013 г., с окончателното одобрение на неговите характеристики от IEEE през 2014 г.

Основното предимство на 802.11ac е неговата скорост, оценена до 433 Mb / s в най-простия режим. Но на теория е възможно мрежата да надвиши 6 Gb / s в по-усъвършенстван режим, който използва множество предавателни пътища (антени), с максимум осем. Тенденцията е индустрията да даде приоритет на оборудването с използването на до три антени, като максималната скорост е около 1, 3 Gb / s.

Наричан още WiFi 5G, 802.11ac работи на честотата 5 GHz, тъй като в този диапазон всеки канал може да има по подразбиране ширина 80 MHz (по избор 160 MHz).

Протоколът 802.11ac има и най-модерните техники за модулация. По-точно, тя работи със схемата MU-MUMO (Multi-User MIMO), която позволява предаване на сигнал и приемане от различни терминали, сякаш те работят съвместно, на една и съща честота.

Той също така подчертава използването на метод за предаване, наречен Beamforming (известен също като TxBF), който е незадължителен в стандарта 802.11n: това е технология, която позволява на предаващото устройство (като рутер) да оценява комуникацията с клиентско устройство за оптимизиране на предаването във вашата посока.

Други 802.11 стандарти

Стандартът IEEE 802.11 е имал (и ще има) и други версии в допълнение към споменатите по-горе, които не са станали популярни по различни причини.

Един от тях е стандартът 802.11d, който се прилага само в някои страни, където по някаква причина не е възможно да се използват някои от другите установени стандарти. Друг пример е стандартът 802.11e, чийто основен фокус е QoS (Quality of Service) на предаванията, тоест качеството на услугата. Това прави този модел интересен за приложения, които са силно засегнати от шум (смущения), като например VoIP комуникации.

Съществува и протоколът 802.11f, който работи със схема, известна като реле, която, накратко, кара едно устройство да се изключи от слабата сигнална точка за достъп и да се свърже с друго, по-силен сигнал точка на достъп, в рамките на същата мрежа, Проблемът е, че някои от факторите могат да причинят тази процедура да не се проведе правилно, причинявайки неудобство на потребителя. Спецификациите на 802.11f позволяват по-добра оперативна съвместимост между точките за достъп, за да се намалят тези проблеми.

Стандартът 802.11h също заслужава да бъде подчертан . Всъщност това е само версия на 802.11a, която има възможности за контрол и промяна на честотата. Това е така, защото честотата на 5 GHz (използвана от 802.11a) се прилага в различни системи в Европа.

Има няколко други функции, но освен ако по конкретни причини е препоръчително да работите с най-популярните версии, за предпочитане с най-новите.

Заключителни думи

Тази статия направи основно представяне на основните функции, които Wi-Fi предполага. Техните обяснения могат да помогнат на всеки, който иска да разбере малко повече за работата на безжичните мрежи, които са базирани на тази технология и които могат да послужат като въведение за тези, които искат да се задълбочат в темата.

Както винаги знаете, препоръчваме да прочетете най -добрите рутери на пазара и най -добрите PLC устройства в момента. Те са основни показания за придобиване на добра безжична Wi-Fi система. Какво мислите за нашата статия за Wifi протоколите? Кой от тях в момента използвате у дома или на работа?