WiFi Basics Del 2: Standarder och ändringar till och med 802.11n

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem

Idag finns WiFi överallt: kaféer, restauranger, detaljhandel, hotell, idrottsplatser osv. Vi kan komma åt det från våra bärbara datorer, surfplattor och smartphones. Hemma kan det finnas spelkonsoler, smarta hemanordningar och set-boxar. Jag har flera ChromeCast-enheter. De förvandlar din TV till en trådlös nätverksenhet som du kan strömma filmer från din dator eller telefon direkt till TV: n. Det är så genomgripande i vår livsstil att vi inte tänker på det.

Intressant tidbit: Jag har arbetat mycket med nationella hotellkedjor, och jag kan berätta att under 2012 hade den genomsnittliga affärsresenären 2 WiFi-enheter som anslutits till hotellnätverket. Idag är det antalet mellan 3 och 3,5 enheter per rum. Jag har sett många hotell krypa för att öka kapaciteten på grund av kundernas efterfrågan.

Men det var inte så länge sedan när WiFi bara användes av nördar och stora företag. Detta är den andra artikeln i en serie som täcker grunderna för WiFi. Om du missade den första delen, kolla in det här . Vi kommer att diskutera utvecklingen av de olika standarderna och ändringarna; deras egenskaper och kapacitet.

I början var det 802,11 till 1997 standard. Den ursprungliga versionen var mer en föregångare till användbar WiFi. Standarden inkluderade FHSS (frekvenshoppande spektrum), DSSS (direktsekvensspridningsspektrum) i 2,4 GHz-bandet samt Infraröd. Bandbredden var begränsad till 1-2 Mbps. Standarden definierades så löst att det fanns många kommersiella produkter där interoperabilitet var mycket svårt, om inte omöjligt. De mest populära var produkter tillverkade av Proxim och Symbol (nu en del av Motorola).

Den första 'riktiga' WiFi: 802.11b

De flesta inser inte att ändringarna 802.11a och 802.11b släpptes samtidigt (1999). Vi kommer att prata om 11b först eftersom det bygger på den ursprungliga standarden.

Först av allt använder 11b DSSS som sprider signaleffekten över ett frekvensband ungefär 22MHz bredt. Fördelen är den ökade signal-till-brusprestanda jämfört med tidigare metoder. Den andra stora förbättringen var att använda en avancerad kodningsteknik kallad CCK (gratis kodnyckling). Resultatet var en ökning av genomströmningen till 11 Mbps samt förbättrad prestanda. Detta inkluderar också den möjligheten att stega genomströmningen ner till 5,5, 2 och 1 Mbps vid behov.

11b var ganska populär. En av de främsta orsakerna var skapandet av WiFi Alliance. Denna ideella organisation startades 1999 av flera teknikföretag för att säkerställa driftskompatibilitet mellan produkter mellan tillverkare.

802.11a var typ av som Edsel av WiFi, tekniskt före sin tid, och ingen ville ha det.

Som jag nämnde släpptes ändringsförslagen 11a och 11b samtidigt. Men 11a föresloges ursprungligen tidigare, därav 'a' eftersom det var först. 11a-specifikationerna är mycket olika.

Först använder den 5GHz-bandet; med alla fördelar och nackdelar med de högre frekvenserna.

För det andra är användningen av OFDM (ortogonal frekvensdelningsmultiplexering). Denna teknik delar RF-kanalen i 64 underkanaler (underbärare) och överför mindre mängder data över flera underkanaler samtidigt. Resultatet är upp till 54 Mbps kapacitet, med förmågan att stiga ner till 48, 36, 24, 18, 12, 9 och 6 Mbps. Det minskar också betydligt störningsproblemet på grund av flerväg. 11a är inte kompatibel med 11b.

11a var inte så populär, främst på grund av kostnaden. Som en allmän regel är utrustning med högre frekvens kapabelare att tillverka.

Spelväxlare: 802.11g

802.11g , släppt 2003 var en riktig spelbytare. I grund och botten kombinerade det det bästa från båda världar. Den använder 2,4 GHz-bandet, tillsammans med den överlägsna OFDM-moduleringstekniken; till kostnader nära 11b enheter. En viktig nackdel var kravet på bakåtkompatibilitet; 11g enheter måste kunna kommunicera med 11b enheter. Denna kapacitet kan påverka prestanda för ditt WiFi-nätverk allvarligt; vilket är ett ämne som ska diskuteras i en framtida artikel.

11g var oerhört populär. Det var ansvaret för explosionen om WiFi på den bredare konsumentmarknaden. Det var faktiskt när många internetleverantörer började inkludera WiFi i deras CPE-utrustning (kundutrustning). För många människor var deras första WiFi-upplevelse en 11g trådlös router. Den mest framgångsrika var Linksys WRT54G, som ursprungligen släpptes i slutet av 2002. En del av orsaken är förmågan att anpassa firmware; ett annat ämne för en framtida artikel.

802.11-2007 var en ”upprustning” av standarder och ändringar hittills. Det inkluderade 11a, 11b och 11g. Det fanns andra ändringsförslag som inte är direkt relaterade till diskussionen.

Inkommande förbättringar: 802.11n

802.11n släppt 2009 var mycket förväntat. Det ökade efterfrågan på bättre prestanda och mer genomströmning. Exempelvis introducerade Netflix en prenumerationsbaserad tjänst för att strömma video direkt till konsumenten. Jag har sett uppskattningar som säger att strömmande video (främst Netflix) är ansvarig för över 30% av internettrafiken idag.

En sak som de flesta (till och med tekniskt kunniga) människor inte inser är att 11n används i både 2,4 och 5 GHz-band. För alla praktiska ändamål är det en uppsättning förbättringar av befintliga 11a och 11g.

Förbättrad implementering av OFDM. Även om antalet underbärare förblev detsamma, använder 11n fler av dem för att bära data; färre underbärare dedikerade till Pilot / Control / Management. Detta betyder mer genomströmning.

Lade till MIMO-kapacitet (multiple-input multiple-output). Den detaljerade förklaringen av MIMO skulle ta upp en hel artikel på egen hand. Sammanfattningsvis har 11n-enheter förmågan att överföra flera dataströmmar (upp till 4) på ​​samma gång. Varje ström kan ha upp till 72 Mbps kapacitet.

mimo wireless

Detta är beroende av designen för den specifika enheten. Varje ström måste ha minst en antenn. Det är därför du ser 11n-enheter med någonstans från 1 till 6 antenner. Den standardnotation som används är till exempel 3x3: 3. Detta indikerar 3 sändande antenner, 3 mottagande antenner och 3 rumsliga strömmar. På grund av kostnaden finns det mycket få enheter 4x4: 4 på marknaden. En enda antennenhet kan inte MIMO; detta är vanligtvis de mycket billiga enheterna som vanligtvis är markerade som n150.

Kanalbindning. Som diskuterats i föregående artikel tillåter 11n användning av upp till 2 kanaler, i princip fördubblar genomströmningen.

Lade till grundläggande balkformning. Detta är ett mycket tekniskt ämne, så jag kommer bara att sammanfatta. Beamforming är en teknik som används för att modifiera amplituden och fasen för den överförda signalen så att den skapar 'konstruktiv störning' till en specifik mottagare. Resultatet är att även om 2 signaler skickades från två antenner rumsligt separerade, framträder de som en starkare signal till den specifika mottagaren.

Med alla ovanstående förbättringar kan 11n: rå dataöverföring på upp till 600 Mbps, mer användbart signalstäckningsområde och förbättrad anslutningsförlitlighet.

Ett utkast till ändringsförslaget släpptes 2007. Det var tillräckligt nära vad alla trodde skulle bli det sista, att många tillverkare började producera draft-n-enheter. Även om företagskunder och företagskunder var ovilliga att förbinda sig till en utkast till en enhet, gjorde konsumentmarknaden 11n extremt populär. Idag är 11n-enheter de facto-standarden överallt.

802.11-2012 var ännu en 'upprustning' av standarder och ändringar hittills. Det inkluderade allt från 802.11-2007 plus 11n. Det fanns andra ändringsförslag som inte är direkt relaterade till diskussionen.

Observera att adaptiv modulering används för att optimera överföringar och felprestanda. Alla WiFi-enheter (802.11a / b / g / n) kan växla till en annan moduleringsteknik baserad på signalstyrka, överföringsfel, interferens etc. Detta är ansvarigt för avvecklingen av den genomströmning som nämns i hela denna artikel.

Dessa standarder upprätthålls av IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

För mer info, besök deras webbplats på: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html

I min nästa artikel kommer jag att täcka 802.11ac plus andra nya ändringsförslag som du kanske inte känner till.

Låt mig veta i kommentarerna nedan om du alltid har en idé om en artikel.