Mitkä ovat tärkeimmät wifi-protokollat? kaikki mitä sinun tarvitsee tietää

Tässä yhteydessä selitämme yksityiskohtaisesti, mitkä ovat tärkeimmät Wifi-protokollat . Muutama vuosi sitten oli mahdollista kytkeä tietokoneita vain kaapeleilla. Tämäntyyppinen yhteys on varsin suosittu, mutta sillä on esimerkiksi joitain rajoituksia: Voit siirtää laitteita vain kaapelin ulottuvuusrajaan asti; Korkeat laiteympäristöt saattavat edellyttää rakennuksen rakenteiden mukauttamista kaapeleiden kulkemiseksi; Kotona voi olla tarpeen porata reikiä seinämään, jotta kaapelit pääsevät muihin huoneisiin; jatkuva tai väärä käsittely voi vahingoittaa kaapelin liitintä. Onneksi langattomat Wi-Fi- verkot syntyivät näiden rajoitusten poistamiseksi.

Sisällysluettelo

Tämän tyyppisen verkon käyttö on yleistymässä paitsi kotitalous- ja ammattiympäristössä, myös julkisissa paikoissa (baareissa, kahviloissa, ostoskeskuksissa, kirjakaupoissa, lentokentillä jne.) Ja korkeakouluissa.

Tästä syystä aiomme tarkastella Wi-Fi-tekniikan pääominaisuuksia ja selittää vähän sen toiminnasta. Koska se ei voinut lakata olemasta, tiedät myös erot Wi-Fi-standardien 802.11b, 802.11g, 802.11n ja 802.11ac välillä.

Mitkä ovat tärkeimmät Wifi-protokollat? Mikä on Wi-Fi?

Wi-Fi on joukko eritelmiä langattomille lähiverkoille (WLAN), jotka perustuvat IEEE 802.11 -standardiin. Nimiä "Wi-Fi" pidetään lyhenteenä englanninkieliselle käsitteelle "Wireless Fidelity", vaikka Wi-Fi Alliance, joka on ensisijaisesti vastuussa teknologiapohjaisten tuotteiden lisensoinnista, ei ole koskaan vahvistanut tällaista johtopäätöstä. On yleistä löytää nimi Wi-Fi kirjoitettuna "wi-fi", "Wi-Fi" tai jopa "wifi". Kaikki nämä nimet viittaavat samaan tekniikkaan.

Wi-Fi-tekniikalla on mahdollista toteuttaa verkot, jotka yhdistävät tietokoneet ja muut maantieteellisesti lähellä olevat laitteet (älypuhelimet, tabletit, videopelikonsolit, tulostimet jne.).

Nämä verkot eivät vaadi kaapeleiden käyttöä, koska ne suorittavat tiedonsiirron radiotaajuuden avulla. Tämä järjestelmä tarjoaa useita etuja, muun muassa: se antaa käyttäjälle mahdollisuuden käyttää verkkoa missä tahansa siirtoalueen kohdassa; mahdollistaa muiden tietokoneiden ja laitteiden nopean asettamisen verkkoon; estää kiinteistöjen seinien tai rakenteiden olevan muovia tai sovitettu kaapeleiden kulkemiseen.

Langattoman verkon joustavuus on niin suuri, että käytettiin toteuttamiskelpoisia verkkoja, jotka hyödyntävät tätä tekniikkaa monimutkaisimmissa paikoissa, pääasiassa sen vuoksi, että edellisessä kappaleessa mainitut edut johtavat usein pienempiin kustannuksiin.

Siksi on yleistä, että Wi-Fi-verkkoja löytyy hotelleista, lentokentiltä, ​​moottoriteiltä, ​​baareista, ravintoloista, ostoskeskuksista, kouluista, yliopistoista, toimistoista, sairaaloista ja monista muista paikoista. Näiden verkkojen käyttämiseksi käyttäjällä on oltava vain kannettava tietokone, älypuhelin tai mikä tahansa Wi-Fi-yhteensopiva laite.

Hieman Wi-Fi: n historiasta

Idea langattomista verkoista ei ole uusi. Teollisuus on ollut huolissaan tästä aiheesta pitkään, mutta standardien ja eritelmien standardoinnin puuttuminen osoittautui esteeksi, kunhan useat tutkimusryhmät työskentelivät eri ehdotusten kanssa.

Tästä syystä jotkut yritykset, kuten 3Com, Nokia, Lucent Technologies ja Symbol Technologies (hankkinut Motorolan), kokoontuivat muodostamaan ryhmän käsittelemään tätä kysymystä, ja siten WECA ( Wireless Ethernet Compatibility Alliance ) syntyi vuonna 1999, joka nimettiin uudelleen Wi-Fi Allianceksi vuonna 2003.

Kuten muissakin tekniikan standardisointikonsortioissa, Wi-Fi-allianssiin liittyvien yritysten määrä kasvaa jatkuvasti. WECA jatkoi työskentelyä IEEE 802.11 -määritysten kanssa, jotka eivät oikeastaan ​​eroa kovinkaan IEEE 802.3 -määrityksistä. Tämä viimeinen sarja tunnetaan nimellä Ethernet ja koostuu yksinkertaisesti suurimmasta osasta perinteisiä kiinteitä verkkoja. Pohjimmiltaan se, mikä muuttuu yhdestä standardista toiseen, on sen kytkentäominaisuudet: yksi tyyppi toimii kaapeleilla, toinen radiotaajuudella.

Tämän etuna on, että ei ollut tarpeen luoda mitään erityistä protokollaa langattomaan verkkoviestintään tämän tekniikan perusteella. Tämän avulla on jopa mahdollista saada verkkoja, jotka käyttävät molempia standardeja.

Mutta WECA: n oli silti käsiteltävä toista kysymystä: tekniikalle sopiva nimi, joka oli helppo lausua ja joka mahdollisti nopean liittymisen ehdotukseensa, ts. Langattomiin verkkoihin. Tätä varten se palkkasi tuotemerkeihin erikoistuneen yrityksen Interbrand, joka lopulta loi nimen Wi-Fi (todennäköisesti perustuu siihen termiin "Wileress Fidelity"), mutta myös tekniikan logon. Nimitys on hyväksytty niin laajasti, että WECA päätti muuttaa nimensä vuonna 2003 Wi-Fi Allianceksi, kuten ilmoitettiin.

Wi-Fi-käyttö

Tässä tekstin vaiheessa ihmettelet luonnollisesti, kuinka Wi-Fi toimii. Kuten jo tiedät, tekniikka perustuu IEEE 802.11 -standardiin. Mutta tämä ei tarkoita, että kaikki tuotteet, jotka toimivat näiden eritelmien kanssa, ovat myös langattomia.

Jotta tuote voi saada sinetin tämän merkin kanssa, se on arvioitava ja sertifioitava Wi-Fi Alliancen kautta. Tämä on tapa taata käyttäjälle, että kaikki tuotteet, joissa on W i-Fi -sertifioitu sinetti, noudattavat toiminnallisuusstandardeja, jotka takaavat yhteentoimivuuden muiden laitteiden kanssa.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että laitteet, joissa ei ole sinettiä, eivät toimi laitteiden kanssa, joissa se on (silti on aina parempi valita varmennetut tuotteet riskien ja ongelmien välttämiseksi).

802.11 -standardi asettaa standardit langattomien verkkojen luomiseen ja käyttöön. Tämän tyyppisen verkon siirto tapahtuu radiotaajuussignaaleilla, jotka leviävät ilman läpi ja voivat kattaa satojen metrien talon alueet.

Koska radiosignaaleja voi käyttää monenlaisia ​​palveluita, on välttämätöntä, että jokainen toimii kunkin maan hallituksen asettamien vaatimusten mukaisesti. Tämä on hyvä tapa välttää haittoja, etenkin häiriöitä.

On kuitenkin joitain taajuussegmenttejä, joita voidaan käyttää ilman, että kunkin hallituksen asianmukaisilta yksiköiltä tarvitaan suoraa hyväksyntää: ISM-kaistat (teollisuus-, tiede- ja lääketieteelliset), jotka voivat toimia muun muassa seuraavilla aikaväleillä: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 445 GHz ja 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (maasta riippuen nämä rajat voivat vaihdella).

SSID (Service Set Identifier)

Me tiedämme 802.11: n tärkeimmät versiot, mutta ennen ymmärtämisen helpottamiseksi on kätevää tietää, että tällaisen verkon perustamiseksi on välttämätöntä, että laitteet (kutsutaan myös STA) on kytketty laitteisiin, jotka helpottavat pääsy. Näitä kutsutaan yleisesti pääsypisteeksi (AP). Kun yksi tai useampi STA muodostaa yhteyden tukiasemaan, on siis verkko, jota kutsutaan peruspalvelusarjaksi (BSS).

Turvallisuussyistä ja mahdollisuudesta, että tietyssä paikassa on enemmän kuin yksi BSS (esimerkiksi kaksi langatonta verkkoa, jotka ovat luoneet eri yritykset tapahtuma-alueella), on avainta, että kukin saa tunnistetun nimityksen Service Set. Identifier (SSID), merkistö, joka määritetyn jälkeen lisätään verkon kunkin datapaketin otsikkoon. Toisin sanoen SSID on jokaiselle langattomalle verkolle annettu nimi.

Wi-Fi-protokollat

802.11-standardin ensimmäinen versio julkaistiin vuonna 1997, noin 7 vuoden tutkimuksen jälkeen. Uusien versioiden (joita käsitellään myöhemmin) myötä alkuperäinen versio tunnetaan nimellä 802.11-1997 tai 802.11.

Koska kyseessä on radiotaajuinen siirtotekniikka, IEEE (Sähkö- ja elektroniikkainsinöörien instituutti) päätti, että standardi voisi toimia taajuusalueella 2, 4 GHz ja 2, 4835 GHz, yksi edellä mainituista ISM-kaistoista.

Sen tiedonsiirtonopeus on 1 Mbit / s tai 2 Mbit / s (megabitti sekunnissa), ja on mahdollista käyttää suoran sekvenssin hajaspektriä (DSSS) ja taajuushyppelyhajaspektriä (FHSS).

Nämä tekniikat sallivat lähetykset useilla kanavilla taajuuden sisällä, kuitenkin DSSS luo useita segmenttejä lähetetystä tiedosta ja lähettää ne samanaikaisesti kanaville.

FHSS-tekniikka puolestaan ​​käyttää ”taajuushyppely” -mallia, jossa lähetetty tieto käyttää yhtä taajuutta tietyn ajanjakson aikana ja toisaalta toisen taajuuden.

Tämä ominaisuus tekee FHSS: stä hiukan alhaisemman tiedonsiirtonopeuden, toisaalta, se tekee lähetyksestä vähemmän alttiita häiriöille, koska käytetty taajuus muuttuu jatkuvasti. DSSS lopulta on nopeampaa, mutta kärsii todennäköisemmin häiriöistä, kun kaikkia kanavia käytetään samanaikaisesti.

802.11b

Päivitys 802.11-standardiin julkaistiin vuonna 1999, ja sen nimi oli 802.11b. Tämän version pääpiirteenä on mahdollisuus muodostaa yhteyksiä seuraavilla siirtonopeuksilla: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / s ja 11 Mb / s.

Taajuusalue on sama kuin alkuperäisessä 802.11: ssä (välillä 2, 4 - 2, 44835 GHz), mutta siirtotekniikka on rajoitettu suoran sekvenssin hajautettuun spektriin, koska FHSS lopulta ei ota huomioon standardia, jonka Federal Communications Commission (FCC) käytettäessä siirtoissa, joiden nopeus on suurempi kuin 2 Mb / s.

Toimiakseen tehokkaasti nopeudella 5, 5 Mb / s ja 11 Mb / s, 802.11b käyttää myös tekniikkaa, jota kutsutaan täydentäväksi koodin avaamiseksi (CCK).

802.11b-lähetyksen peittoalue voi teoriassa olla jopa 400 metriä avoimessa ympäristössä ja voi ulottua 50 metrin etäisyyteen suljetuissa paikoissa (kuten toimistoissa ja kodeissa).

On kuitenkin tärkeää huomata, että lähetysalueeseen voivat vaikuttaa monet tekijät, kuten esineet, jotka aiheuttavat häiriöitä tai estävät lähetyksen etenemistä sieltä, missä ne ovat.

On mielenkiintoista huomata, että 802.11b-standardi (ja sitä seuraavat standardit) pitävät tiedonsiirron mahdollisimman toiminnallisena, jolloin tiedonsiirtonopeus voi laskea minimiarvoonsa (1 Mb / s) asema on kauempana tukiasemasta.

Myös päinvastainen on totta: mitä lähempänä tukiasemaa, sitä suurempi siirtonopeus voi olla.

802.11b-standardi hyväksyttiin ensimmäisenä laajassa mittakaavassa, ja siksi se oli yksi henkilöistä, joka vastaa Wi-Fi-verkkojen popularisoinnista.

802.11a

802.11a-standardi julkaistiin vuoden 1999 lopulla, suunnilleen samanaikaisesti kuin 802.11b-versio.

Sen pääominaisuus on mahdollisuus käyttää tiedonsiirtonopeuksia seuraavilla arvoilla: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / s ja 54 Mb / s. Sen maantieteellinen etäisyys on noin 50 metriä. Sen toimintataajuus eroaa kuitenkin alkuperäisestä 802.11 -standardista : 5 GHz, 20 MHz-kanavilla tällä alueella.

Yhtäältä tämän taajuuden käyttö on kätevää, koska se tarjoaa vähemmän häiriömahdollisuuksia, loppujen lopuksi tätä arvoa käytetään vähän. Toisaalta se voi tuoda tiettyjä ongelmia, koska monissa maissa ei ole tätä taajuutta koskevia säännöksiä. Lisäksi tämä ominaisuus voi aiheuttaa viestintävaikeuksia laitteiden kanssa, jotka toimivat 802.11- ja 802.11b-standardeilla.

Tärkeä yksityiskohta on, että DSSS: n tai FHSS: n käytön sijasta 802.11a -standardi käyttää tekniikkaa, joka tunnetaan nimellä OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Siinä siirrettävä tieto on jaettu useisiin pieniin tietojoukkoihin, jotka lähetetään samanaikaisesti eri taajuuksilla. Niitä käytetään siten, että yksi häiritsee toisia, mikä tekee OFDM-tekniikasta toimivan melko tyydyttävästi.

Huolimatta korkeampien siirtonopeuksien tarjoamisesta, 802.11a- standardista ei tullut yhtä suosittua kuin 802.11b-standardi.

802.11g

802.11g -standardi julkaistiin vuonna 2003, ja se tunnetaan 802.11b-version luonnollisena seuraajana, koska se on täysin yhteensopiva sen kanssa.

Tämä tarkoittaa, että laite, joka toimii 802.11g: n kanssa, voi kommunikoida toisen kanssa, joka toimii 802.11b: n kanssa, ilman mitään ongelmia, paitsi että tiedonsiirtonopeus rajoittaa tietysti viimeksi mainitun salliman.

802.11g- standardin pääkohde on kyky työskennellä jopa 54 Mbit / s siirtonopeudella, kuten 802.11a-standardin kanssa tapahtuu.

Toisin kuin tämä versio, 802.11g toimii kuitenkin taajuuksilla 2, 4 GHz: n kaistalla (20 MHz-kanavat) ja sillä on melkein sama peittovoima kuin edeltäjällään, 802.11b-standardilla.

Tässä versiossa käytetty siirtotekniikka on myös OFDM, mutta kommunikoidessaan 802.11b-laitteen kanssa siirtotekniikasta tulee DSSS.

802.11n

802.11n- eritelmän kehittäminen alkoi vuonna 2004 ja päättyi syyskuussa 2009. Tänä aikana on julkaistu useita laitteita, jotka ovat yhteensopivia standardin keskeneräisen version kanssa.

802.11n- protokollan pääpiirteenä on MIMO (Multiple-Input Multiple Output) -nimisen järjestelmän käyttö, joka kykenee huomattavasti lisäämään tiedonsiirtonopeuksia yhdistämällä erilaisia ​​lähetysreittejä (antenneja). Tällä on mahdollista esimerkiksi käyttää kahta, kolmea tai neljää lähettintä ja vastaanottinta verkon toimintaan.

Yksi yleisimmistä kokoonpanoista tässä tapauksessa on liityntäpisteiden käyttö, jotka käyttävät kolmea antennia (kolme lähetyspolkua) ja STA: ta samoilla vastaanottimilla. Kun tämä ominaisuus lisätään yhdessä eritelmien tarkistamisen kanssa, 802.11n-protokolla pystyy lähettämään 300 Mbit / s alueella, teoreettisesti se voi saavuttaa jopa 600 Mbit / s nopeuden. Yksinkertaisimmassa lähetysmoodissa, yhdellä lähetyspolulla, 802.11n voi saavuttaa 150 Mb / s.

Taajuuden suhteen 802.11n- standardi voi toimia 2, 4 GHz: n ja 5 GHz: n taajuuksien kanssa, mikä tekee siitä yhteensopivan aiempien standardien kanssa, jopa 802.11a: n kanssa. Jokainen näiden raitojen kanava on oletuksena 40 MHz leveä.

Sen standardi lähetystekniikka on OFDM, mutta tietyillä modifikaatioilla MIMO-järjestelmän käytöstä johtuen, joten sitä kutsutaan usein MIMO-OFDM. Joidenkin tutkimusten mukaan sen peittoalue voi ylittää 400 metriä.

802.11ac

802.11n- seuraaja on 802.11ac-standardi, jonka tekniset tiedot on kehitetty lähes täysin vuosien 2011 ja 2013 välillä, ja sen ominaisuudet hyväksytään lopullisesti IEEE: llä vuonna 2014.

802.11ac: n tärkein etu on nopeudessaan, arviolta jopa 433 Mb / s yksinkertaisimmassa tilassa. Mutta teoriassa on mahdollista saada verkko yli 6 Gb / s edistyneemmässä tilassa, joka käyttää useita lähetysreittejä (antenneja), korkeintaan kahdeksan. Suuntaus on, että teollisuus priorisoi laitteet enintään kolmella antennilla, jolloin suurin nopeus on noin 1, 3 Gb / s.

Kutsutaan myös WiFi 5G, 802.11ac toimii 5 GHz: n taajuudella, koska tällä alueella jokaisella kanavalla voi olla oletuksena leveys 80 MHz (valinnainen 160 MHz).

802.11ac-protokollassa on myös edistyneimmät modulaatiotekniikat. Tarkemmin sanottuna se toimii MU-MUMO (Multi-User MIMO) -järjestelmän kanssa, joka sallii signaalin siirron ja vastaanoton eri päätelaitteilta, ikään kuin ne toimisivat yhteistyössä samalla taajuudella.

Se korostaa myös Beamforming- nimisen (tunnetaan myös nimellä TxBF) -lähetysmenetelmän käyttöä, joka on valinnainen 802.11n-standardissa: se on tekniikka, jonka avulla lähetyslaite (kuten reititin) voi arvioida viestintää asiakaslaitteen kanssa. optimoidaksesi siirto suuntaan.

Muut 802.11 -standardit

IEEE 802.11 -standardilla on ollut (ja tulee olemaan) muita versioita yllä mainittujen lisäksi, joista ei ole tullut suosittuja eri syistä.

Yksi niistä on 802.11d- standardi , jota sovelletaan vain joissain maissa, joissa jostain syystä ei ole mahdollista käyttää joitain muita vakiintuneita standardeja. Toinen esimerkki on 802.11e-standardi, jonka pääpaino on lähetysten QoS (palvelun laatu), eli palvelun laatu. Tämä tekee tästä mallista mielenkiintoisen sovelluksille, joihin melu (häiriöt) vaikuttaa vakavasti, kuten VoIP-viestintään.

Siellä on myös 802.11f-yhteyskäytäntö, joka toimii releena kutsutun järjestelmän kanssa, joka lyhytaikaisesti saa yhden laitteen katkaisemaan heikon signaalin tukiaseman ja muodostamaan yhteyden toiseen, vahvempaan signaalin tukiasemaan samassa verkossa.. Ongelmana on, että jotkut tekijät voivat aiheuttaa tämän toimenpiteen epäonnistumisen, aiheuttaen käyttäjälle haittaa. 802.11f-eritelmät antavat pääsypisteiden paremman yhteentoimivuuden näiden ongelmien vähentämiseksi.

Myös 802.11h- standardi ansaitsee korostuksen . Oikeastaan ​​tämä on vain 802.11a-version versio, jolla on ohjaus- ja taajuudenmuutosominaisuudet. Tämä johtuu siitä, että 5 GHz: n taajuutta (jota käyttää 802.11a) käytetään useissa järjestelmissä Euroopassa.

Muita ominaisuuksia on useita, mutta ellei erityisistä syistä ole suositeltavaa työskennellä suosituimpien versioiden kanssa, mieluiten uusimman version kanssa.

Loppusanat

Tämä artikkeli esitteli tärkeimmät ominaisuudet, joita Wi-Fi tarkoittaa. Niiden selitykset voivat auttaa kaikkia, jotka haluavat ymmärtää hieman enemmän tähän tekniikkaan perustuvien langattomien verkkojen toiminnasta ja jotka voivat toimia johdanna niille, jotka haluavat syventää aihetta.

Kuten aina tiedät, suosittelemme lukemaan markkinoiden parhaita reitittimiä ja parhaita PLC: itä. Ne ovat tärkeitä lukemia hyvän langattoman Wi-Fi-järjestelmän hankkimiseksi. Mitä mieltä olet Wifi-protokollia koskevasta artikkelistamme? Kumpaa käytät tällä hetkellä kotona tai työssä?