Melyek a legfontosabb wifi protokollok? mindent, amit tudnod kell

Ebben az alkalomban részletesen kifejtjük, mi a legfontosabb Wifi protokollok . Néhány évvel ezelőtt csak a kábelek segítségével lehetett számítógépeket összekapcsolni. Ez a típusú kapcsolat meglehetősen népszerű, ám van néhány korlátozása, például: a készüléket csak a kábel elérési határáig szabad mozgatni; A magas berendezéskörnyezet miatt a kábelek áthaladásához szükség lehet az épület szerkezetének módosítására; Egy otthonban szükség lehet furatok fúrására a falban, hogy a kábelek más helyiségekbe juthassanak; az állandó vagy helytelen kezelés a kábelcsatlakozó megsérülését okozhatja. Szerencsére a Wi-Fi vezeték nélküli hálózatok jelentek meg e korlátozások megszüntetése érdekében.

Tartalom index

Az ilyen típusú hálózat használata egyre gyakoribb, nemcsak a háztartási és a szakmai környezetben, hanem a nyilvános helyeken (bárok, kávézók, bevásárlóközpontok, könyvesboltok, repülőterek stb.) És a tudományos intézményekben is.

Ezért megvizsgáljuk a Wi-Fi technológia főbb jellemzőit, és kicsit magyarázzuk meg annak működését. Mivel nem állhatott le, megtudhatja a 802.11b, 802.11g, 802.11n és 802.11ac Wi-Fi szabványok közötti különbségeket is.

Melyek a legfontosabb Wifi protokollok? Mi a Wi-Fi?

A Wi-Fi az IEEE 802.11 szabványon alapuló, vezeték nélküli helyi hálózat (WLAN) specifikációja. A „Wi-Fi” elnevezés a „Wireless Fidelity” angol kifejezés rövidítéseként szolgál, bár a Wi-Fi Alliance, a technológiai alapú termékek engedélyezéséért elsősorban felelős szervezet, soha nem erősítette meg ilyen következtetést. Általános a Wi-Fi nevet "wi-fi", "Wi-fi" vagy akár "wifi" felirattal találni. Ezek a nevek ugyanazon technológiára utalnak.

A Wi-Fi technológiával olyan hálózatokat lehet megvalósítani, amelyek számítógépeket és más, földrajzilag közel álló eszközöket (okostelefonok, táblagépek, videojáték-konzolok, nyomtatók stb.) Csatlakoztatnak.

Ezekben a hálózatokban nincs szükség kábelek használatára, mivel rádiófrekvenciás adatátvitelt végeznek. Ez a séma számos előnyt kínál, köztük: lehetővé teszi a felhasználó számára a hálózat használatát az átviteli tartomány bármely pontján; lehetővé teszi más számítógépek és eszközök gyors beillesztését a hálózatba; megakadályozza, hogy az ingatlan falai vagy szerkezete műanyag legyen vagy a kábelek átvezetésére alkalmas legyen.

A Wi-Fi rugalmassága annyira nagy, hogy megvalósíthatóvá vált az ilyen technológiát használó hálózatok megvalósítása a legváltozatosabb helyeken, elsősorban azért, mert az előző bekezdésben említett előnyök gyakran alacsonyabb költségeket eredményeznek.

Így szokásos megtalálni a Wi-Fi-hálózatokat, amelyek elérhetőek szállodákban, repülőtereken, autópályákon, bárokban, éttermekben, bevásárlóközpontokban, iskolákban, egyetemekben, irodákban, kórházakban és még sok más helyen. E hálózatok használatához a felhasználónak csak laptopjának, okostelefonjának vagy bármilyen Wi-Fi kompatibilis eszköznek kell lennie.

Egy kicsit a Wi-Fi történetéről

A vezeték nélküli hálózatok gondolata nem új. Az iparág már hosszú ideje aggodalommal tölti el ezt a kérdést, de a szabványok és előírások egységesítésének hiánya akadálynak bizonyult, elvégre számos kutatócsoport dolgozott különféle javaslatokkal.

Ezért néhány olyan társaság, mint a 3Com, a Nokia, a Lucent Technologies és a Symbol Technologies (a Motorola megvásárolta), összeállt egy csoport létrehozására, amely foglalkozik ezzel a kérdéssel, és így a Wireless Ethernet Kompatibilitási Szövetség (WECA) 1999-ben született, amelyet 2003-ban átneveztek a Wi-Fi szövetségre.

A többi technológiai szabványosítási konzorciumhoz hasonlóan, a Wi-Fi Szövetséghez csatlakozó vállalatok száma folyamatosan növekszik. A WECA tovább dolgozott az IEEE 802.11 specifikációkkal, amelyek valójában nem különböznek nagyon az IEEE 802.3 specifikációktól. Ez az utolsó készlet Ethernet néven ismert, és egyszerűen a hagyományos vezetékes hálózatok túlnyomó többségéből áll. Alapvetően az, ami az egyik szabványtól a másikig változik, a csatlakozási jellemzői: az egyik kábelekkel működik, a másik rádiófrekvenciával.

Ennek előnye, hogy erre a technológiára nem volt szükség külön protokoll létrehozására a vezeték nélküli hálózati kommunikációhoz. Ezzel lehetővé válik olyan hálózatok létrehozása, amelyek mindkét szabványt használják.

A WECA-nak azonban még egy másik kérdéssel kellett foglalkoznia: a technológia megfelelő nevével, amelyet könnyű kimondani, és amely lehetővé tette a gyors társulást a javaslatához, azaz a vezeték nélküli hálózatokhoz. Ennek érdekében egy márkákra szakosodott céget, az Interbrand-ot vett fel, amely nemcsak a Wi-Fi nevet (valószínűleg a „Wileress Fidelity” kifejezés alapján), hanem a technológiai logót is létrehozta. A nevet annyira széles körben elfogadták, hogy a WECA úgy döntött, hogy 2003-ban megváltoztatja nevét a Wi-Fi Alliance-re, amint arról beszámoltak.

Wi-Fi működés

A szöveg ezen a pontján természetesen kíváncsi vagy, hogy működik a Wi-Fi. Mint már tudod, a technológia az IEEE 802.11 szabványon alapszik . De ez nem jelenti azt, hogy az összes, ezekkel a specifikációkkal működő termék Wi-Fi lesz.

Annak érdekében, hogy egy termék pecséttel kapjon ezt a márkát, azt a Wi-Fi Alliancenek ki kell értékelnie és tanúsítania kell. Így garantálható a felhasználó számára, hogy a W i-Fi tanúsítvánnyal ellátott összes termék megfeleljen a funkcionális szabványoknak, amelyek garantálják az interoperabilitást más berendezésekkel.

Ez azonban nem azt jelenti, hogy a pecsét nélküli eszközök nem fognak működni azokkal az eszközökkel, amelyek így működnek (még mindig a legjobb, ha tanúsított termékeket választunk a kockázatok és problémák elkerülése érdekében).

A 802.11 szabvány meghatározza a vezeték nélküli hálózatok létrehozásának és használatának szabványait. Az ilyen típusú hálózat átvitelét rádiófrekvenciás jelek végzik, amelyek a levegőn átterjednek és több száz méter házterületeket fedhetnek le.

Mivel a rádiójeleket képes szolgáltatások széles skálája létezik, alapvető fontosságú, hogy mindegyik az egyes országok kormánya által megállapított követelmények szerint járjon el. Ez jó módszer a kellemetlenségek, különösen az interferencia elkerülésére.

Vannak azonban olyan frekvencia-szegmensek, amelyek felhasználhatók az egyes kormányok megfelelő szervezeteinek közvetlen jóváhagyása nélkül: az ISM (ipari, tudományos és orvosi) sávok, amelyek többek között a következő intervallumokkal működhetnek: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 445 GHz és 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (országtól függően ezek a határok eltérhetnek).

SSID (Service Set Identifier)

Meg fogjuk ismerni a 802.11 legfontosabb verzióit, de a megértés megkönnyítése előtt kényelmes tudni, hogy egy ilyen hálózat létrehozásához szükséges, hogy az eszközöket (más néven STA-nak is) összekapcsolják azokkal az eszközökkel, amelyek megkönnyítik a hozzáférést. Ezeket általánosan Access Point (AP) néven hívják. Amikor egy vagy több STA csatlakozik egy hozzáférési ponthoz, akkor létrejön egy hálózat, amelyet Basic Service Set-nek (BSS) hívnak.

Biztonsági okokból és annak lehetősége miatt, hogy egy adott helyen egynél több BSS van (például két vezeték nélküli hálózat, amelyeket különböző cégek hoztak létre egy eseményterületen), kulcsfontosságú, hogy mindegyik megkapja a Service Set nevű azonosítót. Azonosító (SSID), egy olyan karakterkészlet, amelyet a meghatározás után a hálózat minden adatcsomagjának fejlécébe beillesztünk. Más szavakkal, az SSID az a név, amelyet minden vezeték nélküli hálózatnak megadnak.

Wi-Fi protokollok

A 802.11 szabvány első verziója 1997-ben jelent meg, kb. 7 éves tanulmányok után. Az új verziók megjelenésével (amelyekkel később foglalkozunk) az eredeti verzió 802.11-1997 vagy 802.11 örökség lett.

Mivel ez egy rádiófrekvenciás átviteli technológia, az IEEE (Villamos- és Elektronikus Mérnökök Intézete) megállapította, hogy a szabvány 2, 4 GHz és 2, 44835 GHz frekvenciatartományban képes működni, a fent említett ISM sávok egyikében.

Adatátviteli sebessége 1 Mb / s vagy 2 Mb / s (megabit másodpercenként), és lehetséges a Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) és a Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) átviteli technikák használata.

Ezek a technikák lehetővé teszik az átvitelt több csatornán egy frekvencián belül, azonban a DSSS létrehozza az átvitt információk több szegmensét, és egyidejűleg továbbítja azokat a csatornákhoz.

Az FHSS technika viszont egy „frekvenciaugrás” sémát alkalmaz, ahol az átadott információ egy frekvenciát használ egy bizonyos időszakban, másrészt pedig egy másik frekvenciát.

Ez a szolgáltatás miatt az FHSS-nek valamivel alacsonyabb az adatátviteli sebessége, másrészt, ezáltal az átvitel kevésbé lesz érzékeny az interferenciára, mivel a használt frekvencia folyamatosan változik. A DSSS gyorsabb lesz, de valószínűbb, hogy interferenciát szenved, ha az összes csatornát egyszerre használja.

802.11b

1999-ben kiadták a 802.11b szabvány frissítését, 802.11b-nek hívták. Ennek a verziónak a fő jellemzője a következő átviteli sebességgel történő kapcsolatteremtés lehetősége: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / s és 11 Mb / s.

A frekvenciatartomány megegyezik az eredeti 802.11 által használt értékkel (2, 4 és 2, 44835 GHz között), de az átviteli technika a közvetlen szekvenciával elosztott spektrumra korlátozódik, mihelyt az FHSS nem veszi figyelembe az a Szövetségi Kommunikációs Bizottság (FCC), ha 2 Mb / s-nál nagyobb sebességű adásoknál használják.

Az 5, 5 Mb / s és 11 Mb / s sebességgel történő hatékony működéshez a 802.11b a kiegészítő kódkezelő (CCK) nevű technikát is használja.

A 802.11b átvitel lefedettségi területe elméletileg akár 400 méter lehet nyílt környezetben, és zárt helyeken (például irodákban és otthonokban) elérheti az 50 méteres távolságot.

Fontos azonban megjegyezni, hogy az átvitel távolságát számos tényező befolyásolhatja, például olyan tárgyak, amelyek interferenciát okoznak vagy akadályozzák az átvitel terjedését, ahonnan vannak.

Érdekes megjegyezni, hogy az átvitel lehető legnagyobb funkcionalitásának megőrzése érdekében a 802.11b szabvány (és az azt követő szabványok) az adatátviteli sebesség minimálisra (1 Mb / s) csökkenéséhez vezethet, mivel állomás a hozzáférési ponttól távolabb van.

A fordított helyzet igaz: minél közelebb van a hozzáférési ponthoz, annál nagyobb az átviteli sebesség.

A 802.11b szabvány volt az első, amelyet széles körben fogadtak el, ennélfogva az egyik ember volt a felelős a Wi-Fi hálózatok népszerűsítéséért.

802.11a

A 802.11a szabványt 1999 végén adták ki, nagyjából ugyanabban az időben, mint a 802.11b.

Fő jellemzője az adatátviteli sebességgel való működés a következő értékekben: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / s és 54 Mb / s. Átvitelének földrajzi távolsága körülbelül 50 méter. Működési frekvenciája azonban eltér az eredeti 802.11 szabványtól : 5 GHz, 20 MHz-es csatornákkal ebben a tartományban.

Egyrészt e frekvencia használata kényelmes, mivel kevesebb interferencia-lehetőséget kínál, elvégre ezt az értéket kevésbé használják. Másrészt, ez bizonyos problémákat hozhat, mivel sok országban nincs szabályozás erre a gyakoriságra. Ezenkívül ez a szolgáltatás kommunikációs nehézségeket okozhat a 802.11 és 802.11b szabványokon működő eszközökkel.

Fontos rész az, hogy a DSSS vagy az FHSS használata helyett a 802.11a szabvány az ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés (OFDM) néven ismert technikát alkalmazza. Ebben az átvitt információ több apró adatkészletre oszlik, amelyeket egyidejűleg továbbítanak különböző frekvenciákon. Ezeket oly módon használják, hogy az egyik zavarja a másikot, így az OFDM technika meglehetősen kielégítően működik.

Annak ellenére, hogy magasabb átviteli sebességet kínál, a 802.11a szabvány nem vált olyan népszerűvé, mint a 802.11b szabvány.

802.11g

A 802.11g szabványt 2003-ban adták ki, és a 802.11b verzió természetes utódjaként ismertek, mivel az teljesen kompatibilis ezzel.

Ez azt jelenti, hogy egy eszköz, amely a 802.11g-vel működik, probléma nélkül kommunikálhat egy másikkal, amely a 802.11b-vel működik, kivéve azt az tényt, hogy az adatátviteli sebesség nyilvánvalóan korlátozza az utóbbi által megengedett maximális értéket.

A 802.11g szabvány legfontosabb vonzereje az, hogy akár 54 Mb / s átviteli sebességgel is képes dolgozni, mint a 802.11a szabványnál.

Ezzel a verzióval ellentétben a 802.11g a 2, 4 GHz-es frekvencián működik (20 MHz-es csatornák), és szinte ugyanolyan lefedettségi teljesítménygel rendelkezik, mint elődje, a 802.11b szabvány.

Az ebben a verzióban alkalmazott átviteli technika szintén OFDM, azonban ha egy 802.11b eszközzel kommunikálunk, akkor az átviteli technika DSSS lesz.

802.11n

A 802.11n specifikáció kifejlesztése 2004-ben kezdődött és 2009 szeptemberében ért véget. Ebben az időszakban a szabvány befejezetlen verziójával kompatibilis eszközöket adtak ki.

A 802.11n protokoll fő jellemzője a Multiple-Input Multiple Output (MIMO) nevű séma használata, amely képes különféle átviteli útvonalak (antennák) kombinálásával jelentősen megnövelni az adatátviteli sebességet. Ennek segítségével például két, három vagy négy adó és vevő használható a hálózat üzemeltetéséhez.

Az egyik leggyakoribb konfiguráció ebben az esetben a hozzáférési pontok használata, amelyek három antennát (három átviteli út) és STA-t használnak azonos számú vevővel. Ha ezt a funkciót kiegészíti a specifikációk finomításával, a 802.11n protokoll képes továbbítani a 300 Mb / s tartományban, elméletileg akár 600 Mb / s sebességet is elérhet. A legegyszerűbb átviteli módban, egy átviteli úttal, a 802.11n elérheti a 150 Mb / s sebességet.

Frekvenciáját tekintve a 802.11n szabvány képes működni a 2, 4 GHz és az 5 GHz sávokkal, ami kompatibilisvé teszi a korábbi szabványokkal, még a 802.11a esetén is. Az ezen sávokon belüli minden csatorna alapértelmezés szerint 40 MHz széles.

Szabványos átviteli technikája az OFDM, de bizonyos módosításokkal, a MIMO séma használata miatt, ezért gyakran MIMO-OFDM-nek hívják. Egyes tanulmányok szerint lefedettségi területe meghaladhatja a 400 métert.

802.11ac

A 802.11n utódja a 802.11ac szabvány, amelynek specifikációit szinte teljes egészében kidolgozták 2011 és 2013 között, jellemzőinek az IEEE általi végleges jóváhagyásával 2014-ben.

A 802.11ac fő előnye a sebessége, amely a legegyszerűbb módban akár 433 Mb / s-ra becsülhető. De elméletileg lehetséges, hogy a hálózat haladja meg a 6 Gb / s-ot egy fejlettebb módban, amely több átviteli utat (antennát) használ, legfeljebb nyolcra. Az a tendencia, hogy az iparág legfeljebb három antenna használatával rangsorolja a berendezéseket, így a maximális sebesség 1, 3 Gb / s körüli.

WiFi 5G néven is ismert, a 802.11ac az 5 GHz frekvencián működik, mivel ezen a tartományon belül minden csatorna alapértelmezés szerint 80 MHz szélességű lehet (160 MHz opcionális).

A 802.11ac protokoll rendelkezik a legfejlettebb modulációs technikákkal is. Pontosabban, a MU-MUMO (Multi-User MIMO) sémával működik, amely lehetővé teszi a jelátvitelt és -fogadást a különböző termináloktól, mintha együttműködve dolgozzanak, ugyanazon a frekvencián.

Kiemelte a Beamforming (más néven TxBF néven ismert) átviteli módszer használatát is, amely opcionális a 802.11n szabványban: ez egy olyan technológia, amely lehetővé teszi az átviteli eszköznek (például egy útválasztónak) az ügyféllel való kommunikáció értékelését. az átvitel optimalizálása az irányába.

Egyéb 802.11 szabványok

Az IEEE 802.11 szabványnak a fent említetteken kívül volt (és lesz) más verziói is, amelyek különféle okok miatt nem váltak népszerűvé.

Az egyik a 802.11d szabvány , amelyet csak néhány országban alkalmaznak, ahol valamilyen okból nem lehetséges a többi bevezetett szabvány felhasználása. Egy másik példa a 802.11e szabvány, amelynek fókuszában az átvitel QoS (szolgáltatás minősége) van, azaz a szolgáltatás minősége. Ez a modell érdekesvé teszi azokat az alkalmazásokat, amelyeket súlyosan érinti a zaj (interferencia), például a VoIP kommunikáció.

Van még a 802.11f protokoll, amely relé néven ismert módon működik, és röviden: az egyik készüléket leválasztja a gyenge jelű hozzáférési pontból, és csatlakozik egy másik, erősebb jelű hozzáférési ponthoz, ugyanazon a hálózaton belül. A probléma az, hogy néhány tényező miatt az eljárás nem megfelelő végrehajtása okozhat kényelmetlenséget a felhasználó számára. A 802.11f specifikációk lehetővé teszik a hozzáférési pontok közötti jobb interoperabilitást ezeknek a problémáknak a csökkentése érdekében.

A 802.11h szabvány szintén kiemelésre érdemes . Valójában ez csak a 802.11a verziója, amely rendelkezik vezérlési és frekvenciamódosítási képességekkel. Ez azért van, mert az 5 GHz-es frekvenciát (a 802.11a által használt) sokféle Európában alkalmazzák.

Számos más funkció is létezik, de hacsak nem konkrét okokból javasoljuk, hogy a legnépszerűbb verziókkal dolgozzon, lehetőleg a legfrissebbekkel.

Záró szavak

Ez a cikk alapvetően bemutatta a Wi-Fi funkcióinak főbb jellemzőit. Magyarázataik segíteni tudnak mindenkit, aki egy kicsit többet szeretne megérteni a vezeték nélküli hálózatok működéséről, amelyek ezen a technológián alapulnak, és bevezetésként szolgálhatnak azok számára, akik mélyebben bele akarnak térni a témába.

Mint mindig tudja, azt javasoljuk, hogy olvassa el a piac legjobb útválasztóit és a pillanat legjobb PLC-jét. Alapvető olvasmányok egy jó vezeték nélküli Wi-Fi rendszer megszerzéséhez. Mit gondol a Wifi protokollokról szóló cikkünkről? Melyiket használja jelenleg otthon vagy munkahelyén?