Какой стандарт ieee соответствует стандарту wifi

2. Стандарты Wi-Fi

IEEE 802.11 — набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Наиболее известен по названию Wi-Fi.

802.11

Первый вариант стандарта, диапазон работы – 2.4 ГГц. Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. В настоящее время не используется. Ширина канала – 11МГц.

802.11a

Стандарт, использующий диапазон 5ГГц, обеспечивает скорости работы 54 до 36, 24, 18, 12, или 6 Мбит/c. Ширина канала – 20МГц.

802.11b

Дальнейшее развитие стандарта 802.11, использующего диапазон 2.4ГГц, Обеспечивает скорости работы 11, 5.5, 2 и 1 Мбит/с Ширина канала – 22МГц.

802.11g

Наиболее распространенный стандарт, обеспечивающий лучшую по сравнению с 802.11b пропускную способность. Стандарт использует диапазон 2.4 ГГц, и обеспечивает скорости работы 54, 36, 24, 18, 12 и 6 Мбит/с. Обратно совместим со стандартом 802.11b, и, соответственно поддерживает также скорости работы 11, 5.5, 2 и 1 Мбит/с. Ширина канала – 20МГц.

802.11n

Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц.

Однако, данная скорость передачи данных подразумевает использование большей ширины канала (40 МГц) и использования нескольких антенн для приема и передачи данных.

Это затрудняет применение данного оборудования вне помещения, кроме того, из-за распространения устройств Wi-Fi, работа со спектром 40 МГц в реальных условиях крайне маловероятна.

Используемые частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Для беспроводной Wi-Fi связи используется определенный диапазон частот, причем в зависимости от страны, этот диапазон может быть различным. Весь диапазон частот разбит на несколько каналов, на которых может работать оборудование.

Стандарты 802.11b, 802.11g и 802.11n определяют следующие каналы:

Канал

Частота, ГГц

Страны

США, Европа, РФ, Япония

Европа, РФ, Япония

Из таблицы видно, что шаг каналов в диапазоне 2.4 ГГц составляет 5 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования перекрывается и независимых каналов, работа на которых возможна без взаимных помех, всего три – например 1 (2,412 ГГц), 6 (2,437 ГГц) и 11 (2,462 ГГц), частоты которых отличаются более чем на 20 МГц. Можно также использовать как независимые каналы 2, 7, 12 или 3, 8, 13.

Так как имеется всего 3 независимых Wi-Fi канала, причем реальная скорость работы Wi-Fi устройств в реальных условиях не превышает 8-10 Мбит/, то подключение по Wi-Fi множества устройств одновременно сильно затруднено из-за ограничения пропускной способности.

Опыт показывает, что подключение более 4-5 беспроводных Wi-Fi камер с битрейтом 500-1000 кбит/с к одной точке доступа нецелесообразно. Причем ограничивает количество подключаемых камер не только ширина беспроводного канала, но и ограниченное быстродействие процессора точки доступа, который просто не успевает обрабатывать поступающие пакеты данных при подключении множества устройств одновременно.

Таким образом, с использованием стандартных средств можно подключить не более 12-15 камер по Wi-Fi.

Кроме того, нужно учитывать, что в настоящее время имеется множество оборудования, работающего в данном стандарте, и, соответственно, беспроводные каналы могут быть заняты другими радиосетями, что еще более затрудняет подключение IP камер.

Применение оборудования Wi-Fi требует офрмление соответствующих лицензий и разрешений в соответствии с законодательством РФ.

Для преодоления данного ограничения существует два пути – использовать оборудование, работающее в диапазоне 5 ГГц или использовать нестандартные частоты в диапазоне 2.4 ГГц.

Нестандартные частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Некоторое оборудование может работать за пределами стандартного диапазоне частот, определенного стандартом Wi-Fi. Это свойство полезно при зашумленности или занятости стандартных Wi-Fi каналов.

Так как в данном случае используются нестандартные частоты, то должно применяться только совместимое оборудование.

Источник

Какой стандарт ieee соответствует стандарту wifi

Официальным стандартом на беспроводные сети является 802.11, который появился в 1997 году. Он предусматривает организацию обмена данными с помощью инфракрасного излучения и радиоволн. На сегодняшний день это постоянно развивающееся семейство спецификаций, описывающих принципы и параметры работы беспроводных сетей.

Основные стандарты

В наше время существует множество стандартов IEEE 802.11, но самыми популярными являются 4 из них, выделенные Инженерным институтом электротехники и радиотехники – 802.11a, b, g, n.

Основное отличие этих стандартов – скорость передачи данных. Например, для стандарта 11а, который сейчас уже считается устаревшим и практически не используется, характерна скорость в 54 Мбит/с при частоте работы 5,8 ГГц, а 11b обеспечивает соединение на скорости 11 Мбит/с при частоте в 2,4 ГГц.

802.11b

802.11b основан на методе широкополосной модуляции с прямым расширением спектра. Это первый сертифицированный стандарт, принятый в 1999 году, и все устройства, которые с ним совместимы, должны иметь соответствующую наклейку.

Характеристики у 802.11b следующие:

скорость передачи – до 11 Мбит/с;
радиус действия – до 50 м;
частота – 2,4 ГГц;
небольшая цена в сравнении с другими устройствами;
кодирование – Barker 11 и QPSK.

Весь диапазон стандарта делится на 3 независимых канала, что позволяет обеспечивать на одной территории работу сразу трех беспроводных сетей. Все продукты, работающие по этому стандарту, проходят сертификацию международной организации WECA.

802.11a

Этот стандарт разработали в качестве решения проблем предыдущей версии в 1999 году, однако применять его начали только с 2001-го. Используется в основном в США и Японии, в России и Европе стандарт не получил широкого распространения.

Разработчики делали упора на пропускную способность устройства и его тактовую частоту. Благодаря подобным изменениям в этой модификации отсутствует влияние других устройств на качество сигнала.

Характеристики 802.11а:

скорость передачи данных – до 54 Мбит/с;
радиус действия – 30 м;
частота – 5,8 ГГц;
отсутствие совместимости с 802.11b;
более высокая цена устройства;
кодирование – Convoltion Coding;
модуляции – BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM.

802.11g

Следующий стандарт обрел свою популярность за счет скорости передачи данных и совместимости с 802.11b. Утвержденный в 2002 году, он находится в пользовании и сегодня, но уже в меньшем количестве.

Основными преимуществами считаются более низкое потребление энергии, высокая пробивающая способность и дальность действия.

Характеристики:

скорость передачи данных – до 54 Мбит/с;
радиус действия – до 50 м;
частота – 2,4 ГГц;
полная совместимость с 802.11b;
кодирование – Barker 11 и CCK;
модуляции – OFDM (с ортогональным частотным мультиплексированием) и PBCC (метод двоичного пакетного сверхточного кодирования).

802.11n

Стандарт беспроводных сетей последнего поколения, ратифицированный в 2009 году. Это усовершенствованная спецификация 802.11b, реализующая передачу данных в том же частотном диапазоне.

Превышает по скорости своих предшественников, обеспечивая скорость на уровне Fast Ethernet. В лабораторных условиях способен передавать данные со скоростью до 600 Мбит/с, используя для этого сразу 4 антенны по 150 Мбит/с.

В основе стандарта лежит технология OFDM-MIMO. Большая часть функционала была позаимствована у стандарта 802.11а, но в стандарте 802.11n имеется возможность применять частотные диапазоны и для других стандартов.

Характеристики:

скорость передачи данных – до 200 Мбит/с;
радиус действия – до 100 м;
частота – 2,4 ГГц или 5 ГГц;
совместимость с 802.11b и 802.11а.

Так как это новый стандарт, и он до сих пор развивается, возможно, проявление характерных особенностей – конфликт с оборудованием, которое поддерживает стандарт 802.11n только потому, что производители устройств разные.

802.11ac

Это самый новейший и технологичный стандарт, который предоставляет пользователям абсолютно новое качество Интернета. Основными преимуществами 802.11ас являются:

Высокая скорость. Так как используются более широкие каналы и повышенная частота, то теоретическая скорость достигает 1,3 Гбит/с. На практике же она составляет до 600 Мбит/с. Также за один такт он передает большее количество данных.
Увеличенное количество частот. Стандарт оснащен целым ассортиментом частот 5 ГГц. Адаптер с высоким диапазоном охватывает полосу частот до 380 МГц.
Зона покрытия становится ещё больше. Также Wi-Fi подключение работает даже через бетонные и гипсокартонные стены, а все помехи от работы домашней техники и соседского Интернета никак не влияют на работу соединения.
Новые технологии. Используется расширение MU-MIMO, обеспечивающее бесперебойную работу сразу нескольких устройств в сети.

Основные стандарты беспроводных сетей – видео-обзор

Вашему вниманию представлен видеоролик, в котором рассказано об основных стандартах Wi-Fi и их характеристиках, а также показана настройка стандартов на примере роутера TP-Link:

Дополнительные стандарты

Помимо основных, существуют дополнительные стандарты, использующиеся для сервисных функций.

802.11d

Стандарт, целью которого является подстраивание различных устройств под специфические условия страны. В регуляторном поле каждого государства диапазоны обладают значительными различиями. 802.11d позволяет регулировать полосы частот в устройствах от разных производителей при помощи специальных опций, которые введены в протоколы управления доступом к среде передачи.

802.11e

Предназначение данного стандарта связано с использованием мультимедиа. Принцип работы заключается в назначении приоритетов для разных видов трафиков, таких как аудио- и видео-приложениям. Кратко – он определяет качество отправляемых медиафайлов. Основными являются следующие приложения – VoIP и Streaming Multimedia.

802.11v

Данная технология позволяет создавать решения для усовершенствования модификаций 802.11. В стандарте должны быть поправки, направленные на улучшение систем управления сетями. Модернизация на MAC- и PHY-уровнях позволяет централизовать и упорядочить конфигурацию клиентских устройств, соединенных с сетью.

802.11f

Этот стандарт разработан с целью обеспечения аутентификации сетевого оборудования при перемещении компьютера пользователя с одной точки доступа к другой (между сегментами сети). При этом начинает действовать протокол обмена служебной информацией, необходимый для передачи данных между точками доступа. Таким образом, достигается эффективная организация работы распределенных беспроводных сетей.

802.11h

Стандарт разработали с целью эффективного управления мощностью излучения, выбором несущей частоты передачи и генерации нужных отчетов. 802.11h вносит некоторые новые алгоритмы в протокол доступа к МАС-адресу и в физический уровень стандарта 802.11а.

Смысл работы этих алгоритмов заключается в том, что когда они обнаруживают отраженные сигналы, то компьютеры беспроводной сети могут переходить в другой диапазон, понижать или увеличивать мощность передатчиков, что дает возможность организовывать работу уличных или офисных сетей более эффективно. То есть данный стандарт обеспечивает качественную связь при наличии помех.

802.11i

Стандарт, созданный для устранения недостатков в области безопасности предыдущих версий. 802.11i решает проблему защиты канального уровня и создает безопасные проводные сети любых масштабов. Разработали его в 2004 году.

802.11k

Стандарт, целью которого является реализация балансировки нагрузки в системе Wi-Fi. В беспроводной сети устройство абонента чаще всего соединяется с точкой доступа, обеспечивающей самый сильный сигнал, что может стать причиной перегрузки этой самой точки, если разом подключилось слишком много пользователей.

Чтобы такого не произошло, придумали стандарт 802.11k, который ограничивает количество допустимых пользователей и дает возможность подключаться к другим точкам, даже если у них более слабый сигнал. Таким образом, увеличивается пропускная способность сети за счет более эффективного использования ресурсов.

802.11y

Это дополнительный стандарт, использующийся для связи диапазона частот 3,65-3,70 ГГц. Предназначен для устройств последнего поколения, которые работают с внешними антеннами на скоростях до 54 Мбит/с на расстоянии до 5 км на открытом пространстве. Полностью этот стандарт не завершен.

802.11m

В этом стандарте собраны все поправки и исправления группы стандартов 802.11. Первый такой выпуск сделали в 2007 году, второй – в 2011 году.

802.11p

Обеспечивает взаимодействие оборудования, которое движется на скорости до 200 км/ч. с точками доступа на расстоянии до 1 км. Является частью стандарта WAVE, который определяет архитектуру и дополнительный набор служебных функций и интерфейсов, обеспечивающих безопасный механизм связи между движущимися транспортными средствами.

Стандарт разработан для таких приложений как:

организация дорожного движения;
контроль безопасности движения;
автоматизированный сбор платежей;
навигация и маршрутизация транспортных средств.

802.11r

Стандарт позволяет определить быстрый автоматический роуминг устройств во время перехода точки доступа из одной зоны покрытия в другую. Он важен для мобильных/переносимых устройств – смартфонов, планшетов, ноутбуков.

До того, как стандарт появился, во время движения пользователь терял связь с одной точкой, искал другую и должен был повторять процедуру подключения заново.

802.11s

Помогает реализовывать полносвязные сети, в которых любое устройство может работать как маршрутизатором, так и точкой доступа. Например, если ближайшая точка доступа загружена, то все данные направляются к ближайшему загруженному узлу.

При этом пакет данных передается до тех пор, пока не достигнет нужного места назначения. Здесь введены новые протоколы, поддерживающие широковещательную и многоадресную передачу, а также одноадресную поставку.

802.11t

Используется для институализации процесса тестирования решений стандарта 802.11. Описывает методы тестирования, способы измерений и обработки результатов, требования к испытательному оборудованию.

802.11u

Определяет протоколы доступа, приоритета и запрета на работы с внешними сетями. То есть стандарт обеспечивает взаимодействие беспроводных и внутренних сетей.

На данный момент по этому стандарту происходит большое движение, как в части разработок решений, так и в части организации межсетевого роуминга.

Какой стандарт выбрать?

Все роутеры поддерживают протоколы b/g/n. Двухдиапазонный роутер поддерживает стандарт ас. Все современные устройства – телефоны, планшеты, ноутбуки – работают в этих режимах в диапазоне 2,4 и 5 ГГц.

Более старые устройства обычно не поддерживают стандарты ас и n, поэтому, если на вашем роутере установлен один из них, такой прибор, скорее всего, просто не сможет подключиться.

Оптимальным решением является выбор смешанного режима – b/g/n. Тогда у вас смогут подключаться как новые, так и старые устройства. Подобный режим уже заранее предустановлен на большинстве роутеров.

Но если старых телефонов и ноутбуков у вас нет, то лучше выставьте стандарт n с диапазоном 2,4 ГГц – это даст возможность увеличить скорость работы Интернета.

Пошаговые инструкции, как поменять стандарт

Каждый пользователь может выставить на своем устройстве интересующий его стандарт. Но в зависимости от модели, процедура немного меняется.

TP-Link

Чтобы сменить режим на роутере марки TP-Link, следуйте следующей инструкции:

зайдите в настройки маршрутизатора (192.168.1.1 в адресной строке любого браузера – одинаково для всех моделей роутеров);
перейдите в раздел «Беспроводной режим» – «Настройки беспроводного режима» – «Режим»;
выберите нужный.

Если у вас маршрутизатор двухдиапазонный, то чтобы сменить режим работы 5 ГГц перейдите в соответствующий раздел.

Чтобы получить на маршрутизаторе ASUS максимальную скорость, выполните следующие действия:

зайти в настройки роутера;
ввести данные для аутентификации;
зайдите в дополнительные настройки;
выберите подпункт «Беспроводная сеть», после чего откройте закладку «Общие»;
установите режим и ширину канала.

ZyXEL Keenetic

Чтобы сменить стандарт в этом роутере, зайдите в настройки, снизу перейдите в раздел под названием «Wi-Fi-сеть». Здесь вы увидите всплывающее меню «Стандарт». После того, как стандарт будет изменён, не забудьте нажать на кнопку «Применить» и перезагрузить устройство.

D-Link

Чтобы поменять стандарт на D-Link, сделайте следующее:

в любом браузере откройте панель управления маршрутизатора по адресу 192.168.1.1;
зайдите в раздел «Wi-Fi»;
выберите пункт «Беспроводной режим» с 4-мя вариантами: 802.11 b/g/n mixed и отдельно n/b/g.

Netis

Чтобы изменить стандарт Wi-Fi сети в роутере Netis, выполните следующие действия:

откройте страницу http://netis.cc в браузере;
перейдите в раздел беспроводного режима;
в пункте меню «Диапазон частот» можно изменить стандарт – по умолчанию стоит «802.11b+g+n»;
сохраните настройки.

Tenda

Необходимые настройки в этом роутере находятся в разделе «Беспроводной режим» – «Основные настройки» – пункт «Сетевой режим». Можно поставить как смешанный режим, так и отдельный.

Прогресс не стоит на месте и с каждым годом в сфере беспроводных сетей происходят новые открытия. Не так давно был презентован ещё один новейший стандарт, который благодаря своим характеристикам работает быстрее и качественнее, чем 802.11ас.

Источник

Семейство стандартов 802.11 беспроводной сети – от 802.11a до 802.11az

Владельцы дома и бизнеса, желающие приобрести сетевое оборудование, сталкиваются с широким выбором. Многие продукты соответствуют беспроводным стандартам 802.11a, 802.11b/g/n и/или 802.11ac, которые все вместе называются технологиями Wi-Fi. Bluetooth и различные другие беспроводные (но не Wi-Fi) технологии также пронизывают рынок, каждая из которых предназначена для конкретных сетевых приложений.

Сразу скажем, что, например, 801.11aj – это последний одобренный стандарт. Протокол был утвержден в мае 2018 года. Однако тот факт, что стандарт утвержден, не означает, что он доступен вам или что это стандарт, который вам необходим для вашей конкретной ситуации. Стандарты постоянно обновляются, так же как способ обновления программного обеспечения на смартфоне или на вашем компьютере.

Что такое стандарт 802.11

В 1997 году Институт инженеров по электротехнике и электронике создал первый стандарт WLAN. Они назвали это 802.11 в честь названия группы, созданной для наблюдения за его развитием. К сожалению, 802.11 поддерживал максимальную пропускную способность сети только 2 Мбит/с – слишком медленно для большинства современных приложений. По этой причине обычные беспроводные продукты 802.11 больше не производятся. Однако, из этого первоначального стандарта выросло целое семейство.

Лучший способ взглянуть на эти стандарты – это рассмотреть 802.11 в качестве основы, а все другие итерации – в качестве строительных блоков на этой основе, которые направлены на улучшение как мелких, так и крупных аспектов технологии. Некоторые строительные блоки незначительны, а другие довольно большие.

Ниже приведен краткий обзор самых последних утвержденных итераций, описанных от самых новых до самых старых. Другие итерации – 802.11ax, 802.11ay и 802.11az – всё ещё находятся в процессе утверждения.

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.

А как насчет Bluetooth и остального?

Помимо этих пяти универсальных стандартов Wi-Fi, некоторые другие связанные технологии беспроводных сетей предлагают несколько иные ценности:

Стандарты IEEE 802.11, такие как 802.11h и 802.11j, являются расширениями или ответвлениями технологии Wi-Fi, каждый из которых служит определенной цели. – это альтернативная технология беспроводной сети, которая пошла по другому пути, чем семейство 802.11. Bluetooth поддерживает очень короткий диапазон (приблизительно 10 метров) и относительно низкую пропускную способность (на практике 1-3 Мбит/с), и предназначен для сетевых устройств с низким энергопотреблением, таких как портативные устройства. Низкая стоимость производства оборудования Bluetooth также привлекает отраслевых поставщиков.
WiMax также был разработан отдельно от Wi-Fi. WiMax предназначен для сетей дальнего радиуса действия (охватывающих километры), в отличие от локальных беспроводных сетей.

Следующие стандарты IEEE 802.11 существуют или разрабатываются для поддержки создания технологий беспроводных локальных сетей:

Источник

Какие существуют стандарты WiFi?

Последний стандарт IEEE 802.11ax WiFi будет продаваться как WiFi 6. WiFi Alliance решил задним числом назвать более ранний стандарт WiFi IEEE 802.11n WiFi 4 и IEEE 802.11ac WiFi 5.

WiFi — новая беспроводная технология — освободила нас от лишних хлопот, связанных с кабелями локальной сети, чтобы мы могли получить доступ к важному для нас Интернету! Конечно, существуют технологии мобильного интернета, такие как 4G и 5G, которые хорошо работают, когда вы в пути, но по стабильности и скорости ничто не сравнится с WiFi.

Если вы сегодня пойдете покупать WiFi-роутер, вы, вероятно, найдете множество вариантов. Эти параметры представлены в форме «802.11», за которыми следуют разные буквы (a, b, g, n, ac и т.д.). Для человека, не разбирающегося в технологиях, 802.11 может показаться банальным жаргоном, и ситуация становится только хуже, если после него идет кучка случайных букв (a, b, g, n…)!

Что такое 802.11 в WiFi?

Проще говоря, «802.11» представляет собой протокол IEEE для беспроводного интернета. Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) — это люди, которые регулируют различные протоколы связи в области электроники. IEEE 802.11 специально посвящен стандартизации беспроводных локальных сетей (WLAN), или проще говоря — стационарному беспроводному подключению к Интернету.

К счастью, эта запутанная номенклатура WiFi меняется. WiFi Alliance, другая организация, регулирующая возможности подключения к сети Wi-Fi, предложила простой способ классификации стандартов Wi-Fi. Последний стандарт WiFi IEEE 802.11ax будет продаваться как WiFi 6. Но когда появились WiFi 5 или WiFi 4? WiFi Alliance решил назвать более ранний стандарт Wi-Fi IEEE 802.11n (вкратце) WiFi 4, а IEEE 802.11ac именуется WiFi 5.

Таким образом, технически WiFi 6 является стандартом 802.11ax, и в будущем обновления будут последовательными, то есть WiFi 7, WiFi 8 и т.д.

Стандарты WiFi

С момента выпуска Wi-Fi в 1997 году стандарты Wi-Fi постоянно развивались. Каждый новый стандарт Wi-Fi обычно улучшает скорость и добавляет новые функции/технологии. Каждому новому обновлению стандарта WiFi также было присвоено имя для идентификации.

802.11 (устаревшая)

Первая сырая версия Wi-Fi называлась просто 802.11. Она была выпущена в 1997 году и уточнена два года спустя, в 1999 году. Она работала на частоте 2,4 ГГц.

802.11 теперь является устаревшим стандартом WiFi. Этот устаревший стандарт Wi-Fi поддерживает максимальную скорость 1 мегабит в секунду (Мбит/с). Мы знаем, что это кажется смехотворно низким по сегодняшним меркам, но помните, это было еще в конце 90-х, когда Интернет только вставал на ноги.

802.11b (Wi-Fi 1)

Некоторым из вас может быть интересно, почему 802.11b был первым, а не 802.11a. Что ж, 802.11a и 802.11b появились почти одновременно в 1999 году, но именно 802.11b получил широкое распространение. Стандарт 802.11a (WiFi 2) имел ограниченное присутствие в бизнес-системах.

Как и необработанная версия 802.11 (устаревшая), 802.11b также работал на частоте 2,4 ГГц. Поскольку он работал на этой общей частоте, стандарт 802.11b (и другие стандарты Wi-Fi, работающие только на частоте 2,4 ГГц) часто страдали от помех другим устройствам, таким как микроволновые печи, радионяни и беспроводные телефоны. 802.11b имел максимальную скорость 11 Мбит/с.

802.11a (Wi-Fi 2)

Как упоминалось ранее, 802.11a использовался исключительно в бизнес-приложениях, поэтому вряд ли вы найдете WiFi-модем 802.11a без некоторых усилий.

Несмотря на то, что они были выпущены одновременно с 802.11b, оба они имели видимые различия. Во-первых, 802.11a работал на частоте 5 ГГц вместо 2,4 ГГц, а это означало, что вероятность создания помех другим устройствам была незначительной. Кроме того, 802.11a имел лучшую теоретическую скорость 54 Мбит/с.

802.11a был первым стандартом WiFi, который представил технологию OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов). OFDM — это многопользовательская технология, которая позволяет подключать несколько устройств (например, мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки и т.д.) К одному беспроводному маршрутизатору. OFDM разбивает беспроводные каналы на несколько частичных каналов, чтобы несколько устройств могли одновременно обмениваться данными в беспроводной сети. И 802.11a, и 802.11b почти устарели, и большинство новых маршрутизаторов поставляются со стандартами Wi-Fi, которые рассматриваются в следующих разделах.

802.11g (WiFi 3)

Чтобы сделать скорость 802.11b эквивалентной 802.11a (т.е. 54 Мбит/с), в 2003 году был представлен новый стандарт под названием 802.11g. 802.11g обратно совместим с 802.11b. Это означает, что если у вас есть устройство, например ноутбук со стандартом IEEE 802.11b, но беспроводной маршрутизатор, работающий на 802.11g, то вы сможете подключиться к маршрутизатору 802.11g. Единственным предостережением является то, что скорость, которую вы получите, будет 802.11b (т.е. 11 Мбит/с). Аналогично, если у вас есть ноутбук с 802.11g и вы подключаете его к маршрутизатору со стандартом 802.11b, он все равно будет работать. Опять же, скорость будет ограничена 11 Мбит/с, вместо 54 Мбит/с, теоретическая максимальная скорость 802.11g. 802.11g работает на частоте 2.4 ГГц.

802.11n (Wi-Fi 4)

802.11n представляет собой существенное улучшение по сравнению с предыдущими стандартами WiFi. Он не только увеличил скорость до 300 Мбит/с, но также поддерживает два диапазона Wi-Fi, то есть поддерживает как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Фактически на 5 ГГц максимальная скорость выстреливает до 600 Мбит/с!

802.11n также представил MIMO (несколько входов и выходов), многопользовательскую технологию, дополняющую существующий OFDM. Теперь OFDM разбивает беспроводной канал на более мелкие частичные фрагменты, но MIMO, с другой стороны, позволяет передавать беспроводные сигналы через несколько каналов, а не только по одному. Чтобы понять MIMO, просто представьте себе однополосное или многополосное шоссе. Раньше стандарты WiFi были похожи на однополосное шоссе; тогда как 802.11n похож на многополосную магистраль, передающую беспроводные данные по нескольким путям с использованием технологии MIMO. 802.11n использует четыре канала для беспроводной связи с шириной канала каждого канала 40 МГц.

802.11ac (Wi-Fi 5)

Еще один стандарт WiFi, 802.11ac, был представлен в 2014 году, но работает исключительно на частоте 5 ГГц. Он обеспечивает максимальную скорость до 1 Гбит/с. Вместо 4 каналов, используемых в 802.11n, 802.11ac поддерживает 8 каналов с удвоенной до 80 МГц шириной канала.

802.11ac представил новую технологию под названием beamforming (формирование луча). Теперь, когда вы рассматриваете типичный WiFi-маршрутизатор, он излучает беспроводные радиосигналы во всех направлениях. Однако что, если бы вы могли направить свой Wi-Fi именно на устройство, на котором вы работаете? Что ж, это именно то, что делает формирование луча. Используя специализированное оборудование и алгоритмы, он определяет приблизительное местоположение подключенного устройства и пытается направить беспроводной сигнал в направлении принимающего устройства, что приводит к лучшему приему сигнала.

802.11 ax (Wi-Fi 6)

Последнее поколение Wi-Fi — это 802.11ax или WiFi 6, которое было запущено недавно. Помните, что Wi-Fi Alliance сказал производителям впредь использовать соглашение «WiFi x»? Несмотря на то, что по сравнению с Wi-Fi 5 увеличение скорости не такое существенное, Wi-Fi 6 по-прежнему обеспечивает невероятно высокую скорость 9,6 Гбит/с.

Следуя примеру 802.11n, WiFi 6 поддерживает два диапазона частот: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Фактически, будет еще один стандарт WiFi под названием WiFi 6e, который будет работать на новой частоте 6 ГГц.

Можно сказать, что WiFi 6 для Wi-Fi означает то же самое, что 5G для мобильных сетей.

Как мы все можем видеть, с такими технологиями, как Интернет вещей (IoT), 5G и WiFi 6, мы вступаем в новую эру подключенного мира, когда устройства, численность которых превышает численность людей, смогут общаться с захватывающей дух скоростью.

Источник

Скорость сети WiFi N в жилых помещениях.

Хотя технология Wi-Fi получила значительный рост и помогает обеспечить доступ к Интернету миллионам людей во всём мире, последние версии стандарта не совсем помогли пользователям сети Wi-Fi узнать, какая реальная производительность их сети. В этой статье мы рассмотрим причины путаницы, возникшей вокруг производительности сетей Wi-Fi, и проанализируем случай наиболее используемой сегодня версии, коммерчески известной как Wi-Fi N.

Wi-Fi и стандарт IEEE 802.11

Прежде чем приступить к анализу производительности бытовых подключений Wi-Fi N, мы рассмотрим различные версии стандарта.

Читайте также: Acer 5750g drivers wifi

Технология Wi-Fi основана на использовании стандарта, разработанного всемирной организацией IEEE, посвящённой разработке стандартов в области науки и техники. Первая официальная версия стандарта была опубликована в 1997 году и называлась IEEE 802.11.

Параллельно с разработкой стандарта IEEE в 1999 году некоторые из наиболее важных производителей беспроводных решений создали организацию под названием WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) с целью обеспечения совместимости беспроводных устройств, разработанных в соответствии с этим стандартом. Несколько лет спустя эта организация меняет название на Wi-Fi Alliance. Устройства, соответствующие стандарту IEEE 802.11, продаются с наименованием Wi-Fi (Wireless Fidelity), что обеспечивает совместимость с остальными устройствами на рынке.

С тех пор было опубликовано несколько версий с последовательными улучшениями до достижения текущей версии, известной как IEEE 802.11ac, и опубликованной в январе 2014 года. В следующей таблице приведены все версии:

Стандартный	Торговые названия	Год	Максимальная скорость теоретическая
IEEE 802.11	–	1997	2 Мбит / с
IEEE 802.11 a	802.11 A	1999	54 Мбит / с
IEEE 802.11 b	802.11 B, WiFi B	1999	11 Мбит / с
IEEE 802.11 g	802.11 G, Wi-Fi G	2003	54 Мбит / с
IEEE 802.11 n	802.11 N, WiFi N	2009	600 Мбит / с
IEE 802.11 ac	802.11 AC, WiFi AC	2014	1.3 Гбит / с (*)

(*) Стандарт IEEE 80211ac позволяет достигать более высоких скоростей, но на данный момент максимальная скорость устройств, сертифицированных Wi-Fi Alliance, показана в таблице.

Всем устройствам, которые соответствуют любому из этих стандартов, присваивается имя устройства Wi-Fi. Однако между ними могут быть большие различия.

Из всех версий стандарта первые три считаются практически вымершими, а наиболее часто используемой является версия 802.11N. Хотя, без сомнения, версия, которая до сих пор пользовалась большой популярностью, была версией 802.11G. Эта версия была опубликована в 2003 году, и спустя пару лет использование устройств Wi-Fi стало значительно расти.

Важной особенностью стандарта 802.11G является то, что все устройства, отвечающие этому стандарту, отвечают одинаковым техническим характеристикам. Все устройства могут использовать одну и ту же полосу частот, одинаковую полосу пропускания на канал, один и тот же тип модуляции, одну и ту же полосу защиты, при этом стандарт 802.11G обеспечивает теоретическую максимальную скорость 54 Мбит/с.

Но с выходом нового стандарта 802.11N всё изменилось с точки зрения простоты. Этот новый стандарт добавляет некоторые функции относительно своего предшественника 802.11G, которые могут существенно улучшить производительность беспроводных сетей. Но, и это важно, это не заставляет все устройства Wi-Fi N реализовывать все эти функции. Эта ситуация вызвала некоторую путаницу при оценке производительности устройств Wi-Fi N.

Стандарт 802.11N и все его вариации

До предыдущей версии, 802.11G, все устройства Wi-Fi имели одинаковые характеристики, с которыми производительность была более или менее одинаковой в оптимальных условиях с максимальным теоретическим пределом для всех устройств 54 Мбит/с.

Но в стандарте 802.11N определено несколько рабочих конфигураций, каждая из которых предлагает различные функции, и не обязательно, чтобы сертифицированное устройство, такое как 802.11N, включало все возможные конфигурации и, следовательно, предлагало максимальную производительность.

Ключ ко всему этому называется схемой модуляции и кодирования или более известной по его аббревиатуре MCS (Схема модуляции и кодирования). Схема модуляции и кодирования определяет значение некоторых параметров передачи, которые напрямую влияют на максимально достигнутую скорость, то есть производительность соединений Wi-Fi.

В конце этой статьи предлагается более техническое приложение по этой функции. На данный момент и для упрощения скажем, что стандарт IEEE 802.11n определяет до 77 MCS, то есть 77 различных режимов работы, и каждый из них предлагает до четырех теоретических максимальных скоростей, в зависимости от используемой ширины канала и защитного интервала.

На практике были реализованы только 32 из этих режимов. Режим 0, самый низкий, обеспечивает теоретическую максимальную скорость 6,50 Мбит/с (для канала 20 МГц и защитный интервал 800 нс). В то время как самый высокий режим, 31, обеспечивает теоретическую максимальную скорость 600 Мбит/с (с каналом 40 МГц и защитным интервалом 400 нс). Фактически, эта последняя скорость 600 Мбит/с считается максимальной скоростью стандарта.

И здесь начинается важная часть. Из стандартной MCS только первые 16 режимов требуются в точках доступа (или маршрутизаторах Wi-Fi). И только первые 8 обязательны для клиентских устройств – ноутбуков, смартфонов, планшетов и т. д. Все остальные являются необязательными.

В предыдущей таблице показана сравнительная скорость различных устройств Wi-Fi G и N. Следует отметить, что существует только одна возможная конфигурация для WiFi G, в то время как для WiFi N мы можем найти до 4 разных, каждое с разными максимальными скоростями в зависимости от реализованных режимов. Только устройство WiFi N, которое реализует все режимы работы, от 0 до 31, может использовать теоретическую максимальную скорость 600 Мбит/с.

Как используется MCS в WiFi N?

Обмен данными между точкой доступа (или маршрутизатором WiFi) и клиентом Wi-Fi осуществляется посредством согласования максимальной MCS, которая допускает условия передачи и характеристики устройств.

Первоначально согласовывается максимально возможная MCS. Но эта MCS может быть уменьшена, чтобы минимизировать эффект из-за условий передачи, таких как расстояние между устройствами, препятствия, помехи и т. д.

Наиболее продвинутые типы модуляции и высокие скорости модуляции имеют преимущество передачи большего количества битов на единицу модулированного сигнала, но, напротив, они более чувствительны к ошибкам, вызванным условиями передачи, такими как помехи, слабый сигнал, расстояние между устройствами и т. д. Когда частота ошибок увеличивается, решение состоит в том, чтобы изменить тип модуляции, скорость модуляции или оба, пока не будет найдена схема, которая меньше всего зависит от условий передачи.

Следовательно, максимальная MCS, используемая в связи WiFi N, в условиях расстояния, препятствий, оптимальных помех, отмечается устройством с самой низкой MCS. Если мы пытаемся установить связь между точкой доступа или маршрутизатором WiFi, который реализует наивысшую MCS 31 и, следовательно, может достигать 600 Мбит/с, с клиентом WiFi N, например смартфоном, который реализует до MCS 7, теоретическая максимальная скорость из этого соединения будет только 150 Мбит/с, который обеспечивает MCS 7.

Мы уже видели, как преимущества сетей Wi-Fi N зависят от функций, реализованных в устройствах. MCS, используемая в связи Wi-Fi, будет установлена устройством с меньшим количеством функций.

В случае жилых сетей N-Wi-Fi реальность такова, что маршрутизаторы Wi-Fi, которые операторы предоставляют своим клиентам, являются, так сказать, бюджетными. Это означает, что они реализуют минимальное количество режимов MCS, требуемое стандартом, которое, как мы видели, составляет 16. Следовательно, теоретическая максимальная скорость, которую поддерживает большинство жилых маршрутизаторов, поддерживаемых операторами, составляет 300 Мбит/с.

И то же самое происходит с беспроводными клиентами, такими как смартфоны, планшеты и т. д. Многие из них также реализуют минимальное количество режимов MCS, требуемое в стандарте, которое в данном случае равно 8. На практике это ограничивает теоретические максимальные скорости в жилых соединениях WiFi N до 150 Мбит/с.

Фактическая скорость в жилых помещениях WiFi N

До сих пор мы говорили о теоретических максимальных скоростях. В этом разделе мы предлагаем реальные измерения, проводимые в реальных условиях. Детали тестов можно увидеть в этой статье (ожидается публикация). Здесь мы увидим только выводы.

В тестах использовалась точка беспроводного доступа с максимальной MCS 15, то есть теоретическая максимальная скорость 300 Мбит/с.

Клиентские устройства были ноутбуком с внешней картой WiFi N, подключенной через USB, с максимальной MCS 7. И смартфоном Motorola Moto G. Производитель не указывает максимальный режим, который он допускает, но на основании результатов тестов мы выводим, что его 7 – максимальная ожидаемая MCS.

В дополнение к режиму MCS, используемому в WiFi, существует ещё один параметр, который существенно влияет на теоретическую максимальную скорость, а именно пропускную способность канала. Стандарт позволяет использовать две полосы пропускания: 20 МГц и 40 МГц. Ширина 20 МГц уже использовалась в Wi-Fi G. Ширина 40 МГц является новой в WiFi N и обеспечивает более высокие скорости передачи для той же MCS, но на практике он используется редко, главным образом потому, что его реализация не является обязательной, а некоторые устройства WiFi не реализуют его, и, во-вторых, потому что канал 40 МГц намного более чувствителен к помехам, особенно в жилых помещениях, где рядом есть другие сети WiFi. Поэтому чаще всего устройства WiFi N используют каналы с частотой 20 МГц, и при этом предположении предлагаются результаты (в вышеупомянутой статье с подробной информацией о тестах также предлагаются результаты тестов с каналом 40). МГц).

Наконец, мы просто указываем, что приложение, используемое для тестирования, называется iPerf. Это бесплатное программное обеспечение и доступно как для Windows, так и для Android.

Исходя из всего вышесказанного, тесты скорости между точкой доступа WiFi и ноутбуком дают следующий результат:

Фактическая максимальная скорость, которая была достигнута в тестах, как показано на предыдущем рисунке, составляет 51 Мбит/с. Эти тесты проводились в среде без помех, без препятствий и на расстоянии около двух метров между точкой доступа WiFi и портативным устройством.

Хотя режим MCS = 7 поддерживает теоретическую максимальную скорость до 150 Мбит/с, эта скорость достигается с помощью канала 40 МГц. Мы уже видели, что это не обычное использование канала. Обычно используется канал с частотой 20 МГц. В этом случае теоретическая максимальная скорость составляет 72,2 Мбит/с, что видно из следующей выдержки из таблицы режимов MCS:

В этом случае фактическая максимальная скорость, которая была получена, составила 49,1 Мбит/с. В этом случае также теоретическая максимальная скорость составляет 72,2 Мбит/с, поскольку используется канал 20 МГц.

Вывод:

В жилых помещениях наиболее распространенным сценарием является поиск устройств WiFi N, которые поддерживают режим MCS = 7 и используют каналы 20 МГц (в диапазоне 2,4 ГГц). В этих условиях теоретическая максимальная скорость составляет 72,2 Мбит/с, а фактическая максимальная скорость, достигнутая в наших тестах, составляет около 50 Мбит/с.

По сравнению с предыдущим стандартом WiFi G улучшение является значительным, но оно далеко от тех теоретических 600 Мбит/с, с которыми, в некоторых случаях, был продан стандарт WiFI N.

Источник