Standardy WLAN

IEEE 802.11

Standard z 1997 roku opisujący technologię DSSS (ang. Direct Sequence Spread Spectrum) i FHSS (ang. Frequency-hopping spread spectrum). Dotyczy on urządzeń bezprzewodowych, pracujących w zakresie szybkości od 1 do 2 Mb/s. Medium transmisyjnym miało być promieniowanie podczerwone oraz wykorzystywany w przemyśle i medycynie zakres częstotliwości 2,4 GHz. Podczerwień nie przyjęła się ze względu na konkurencję standardu IrDA (ang. Infrared Data Association). Dalsze prace nad Wi-Fi szybko doprowadziły do powstania standardu 802.11b.

IEEE 802.11b

Standard nazywany jest również standardem 802.11 High Rate lub Wi-Fi. Dotyczy systemów DSSS, które pracują z szybkością 1, 2, 5,5 i 11 Mb/s w paśmie 2.4GHz. Działa w 2 najniższych warstwach modelu OSI.

Urządzenia 802.11b uzyskują wyższe szybkości przesyłania danych, dzięki zastosowaniu innej techniki kodowania niż w przypadku 802.11, umożliwiając przesłanie większej ilości danych w tej samej ramce czasowej. Do komunikacji wykorzystuje się pasmo 2,4 GHz (w standardzie 802.11b oraz 802.11g) lub też 5 GHz (w standardzie 802.11a). Pasmo 2,4 GHz podzielone jest na 14 kanałów w paśmie 2,4-2,5 GHz, które układają się co 5 MHz od 2412 do 2477 MHz. Każdy kanał ma swoją częstotliwość nośną, która jest modulowana przy przesyłaniu informacji.

Modulacja w 802.11b:

W nadajniku sygnały elektryczne (dane), pochodzące z komputera lub sieci, nie są bezpośrednio wysyłane do anteny nadajnika. Sygnały te są używane do zmiany drugiego, silniejszego sygnału zwanego nośną. Proces zmiany sygnału nośnej, która jest przesyłana do anteny, jest nazywany modulacją.

Metody modulacji:

• FHSS (ang. Frequency-Hopping Spread-Spectrum)- metoda modulacji, oparta na widmie rozproszonym, w którym używany jest wąskopasmowy przebieg nośny o częstotliwości zmieniającej się zgodnie ze wzorcem, znanym zarówno nadajnikowi, jak i odbiornikowi. Przy odpowiedniej synchronizacji, urządzenia te tworzą pojedynczy kanał logiczny. Odbiorniki, dla których transmisja nie jest przeznaczona, postrzegają sygnał FHSS jako szum zlożony z krótkotrwałych impulsów.
• DSSS (ang. Direct Sequence Spread Spectrum)- metoda modulacji, oparta na widmie rozproszonym, w którym do każdego transmitowanego bitu tworzony jest nadmiarowy, wzorcowy ciąg bitów. Wzorzec ten, nazywany żetonem lub kodem chipowym (ang. chippingcode), umożliwia odbiornikom odfiltrowanie sygnałów, które nie używają tego samego wzorca, w tym szumu oraz innych zakłóceń. Kod ten identyfikuje dane, dzięki czemu odbiornik może rozpoznać je jako pochodzące z określonego nadajnika. Nadajnik generuje kod chipowy, w związku z czym dane mogą być rozszyfrowane tylko przez odbiornik, który zna ten kod.

IEEE 802.11a

Standard opracowany w 1990 roku. Dotyczy urządzeń sieci WLAN pracujących w paśmie transmisyjnym 5 GHz, przy prędkości 54 Mb/s. Przy zastosowaniu technologii zwanej "podwajanie szybkości" - 108 Mb/s, najczęściej w paśmie 5 GHz, tworzony jest szkielet sieci, który służy do połączenia wielu stacji bazowych 2,4 GHz, w jedną strukturę podłączoną do Internetu. Pasmo 5 GHz może być także wykorzystywane do dostarczenia sygnału dla użytkownika końcowego. Koszt urządzeń klienckich 5 GHz jest stosunkowo większy od urządzeń klienckich na 2,4 GHz. Dlatego zwykle łącza 5 GHz doprowadza się do użytkowników wymagających dużych przepustowości.

Standard 802.11a doczekał się wielu modyfikacji przez różnych producentów, które mają na celu usunięcie niektórych wad w standardzie 802.11a i polepszenie parametrów transmisji.

Standard wykorzystuje technologię modulacji OFDM (ang. Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Technika OFDM polega na kodowaniu pojedynczego strumienia danych w wielu podnośnych (ang. subcarriers). System OFDM jest znacznie bardziej efektywny widmowo niż tradycyjna multipleksacja z podziałem częstotliwości FDM (ang. Frequency Division Multiplexing). Ponadto strumień bitów, jaki ma być transmitowany, jest rozdzielany na kilkanaście równoległych strumieni. Zastosowanie odpowiednio dobranych i zagęszczonych nośnych, które są względem siebie ortogonalne, w sensie matematycznym, pozwala w znaczny sposób wyeliminować interferencje międzysymbolowe (dzięki równoległej transmisji, symbole mogą być nadawane z mniejszą szybkością) oraz zakłócenia międzykanałowe. Uproszczeniu uległy przez to także modele odbiornika i nadajnika, gdzie nie trzeba stosować dodatkowych filtrów. Wszystkie podnośne transmitowane są równocześnie (system wielotonowy), co sprawia, że mamy do czynienia z transmisją równoległą o maksymalnej szybkości do 54 Mbit/s.

Standard 802.11a, tak jak 802.11b, działa w 2 najniższych warstwach modelu OSI.

IEEE 802.11g

Standard opracowany w 2003 roku. Zapewnia taką samą szybkość jak 802.11a, ale jest zgodny wstecz z urządzeniami 802.11b. Również wykorzystuje technologię modulacji OFDM. Pracuje w paśmie 2,4 GHz.

IEEE 802.11n

Standard zatwierdzony w 2010 roku pracujący z szybkościami 100, 250 i 540 Mb/s przy pasmie częstotliwości 2,4 lub 5 GHz. Duże prędkości osiągane są dzięki technologii MIMO (ang. Multiple Input Multiple Output), polegającej na wykorzystaniu wielu anten po stronie nadawczej i odbiorczej.

IEEE 802.11ac

Standard zatwierdzony w 2014 roku, przeznaczony dla sieci w pasmie 5 GHz. Wykorzystuje technologię MU-MIMO (ang. Multi-User Multiple Input Multiple Output), w której strumienie można przypisać do więcej niż jednego urządzenia na raz. MU-MIMO ma za zadanie likwidować opóźnienia w dostarczeniu sygnału i zwalczać problemy "zatkanych" sieci bezprzewodowych.

Porównanie standardów 802.11:

Standard	Szybkość [Mb/s]	Pasmo [Ghz]	Modulacja
IEEE 802.11	1, 2	2,4-2,5	FHSS, DSSS, IR
IEEE 802.11a	6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54	5	OFDM
IEEE 802.11b	1, 2, 5,5, 11	2,4-2,5	DSSS, HR-DSSS
IEEE 802.11g	1, 2, 5,5, 6, 9, 11, 12, 18, 24, 36, 48, 54	2,4-2,5	DSSS, HR-DSSS, OFDM
IEEE 802.11n	100, 150, 300, 450, 600	2,4 lub 5,0	OFDM
IEEE 802.11ac	do ponad kilku tys.	5	OFDM

Inne standardy dla sieci WLAN:

• IEEE 802.11d- opisuje sposób implementacji łączności bezprzewodowej w poszczególnych krajach,
• IEEE 802.11e- wysoka jakość QoS (ang. Quality of Service),
• IEEE 802.11f- roaming pomiędzy punktami dostępowymi IAAP (ang. Inter-Access Point Protocol),
• IEEE 802.11h- dynamiczny wybór częstotliwości DFS (ang. Dynamic Frequency Selection),
• IEEE 802.11i- standard z 2004 roku. Rozszerzenie bezpieczeństwa z użyciem szyfrowania i uwierzytelnienia,
• IEEE 802.11j- 5 GHz (4.9-5.1 GHz) - zmodyfikowany 802.11a dla Japonii,
• IEEE 802.11k- definiuje protokół wymiany informacji pomiędzy punktami dostępowymi a ich klientami zawierających opis ich możliwości,
• IEEE 802.11r- szybki roaming,
• IEEE 802.11s- określa działanie bezprzewodowych sieci komputerowych w topologii kraty i współpracę z innymi sieciami bezprzewodowymi.

Zobacz rownież:

• Standardy WLAN
• Topologie WLAN

Powrót do:

• Start | Rodzaje | Sieci LAN | WLAN | Standardy WLAN