יסודות WiFi חלק 2: תקנים ותיקונים דרך 802.11n

נסה את הכלי שלנו לביטול בעיות

כיום WiFi נמצא בכל מקום: בתי קפה, מסעדות, קמעונאות, מלונות, מקומות ספורט וכו '. אנו יכולים לגשת אליו מהמחשבים הניידים, הטאבלטים והסמארטפונים שלנו. בבית יתכנו קונסולות משחק, מכשירי בית חכם ותיבות עליון. יש לי כמה מכשירי ChromeCast. הם הופכים את הטלוויזיה שלך למכשיר רשת אלחוטי שתוכל להזרים סרטים מהמחשב או הטלפון שלך ישירות לטלוויזיה. זה כל כך מתפשט באורח החיים שלנו שאנחנו לא נותנים לזה מחשבה שנייה.

מזימה מעניינת: עבדתי רבות עם רשתות מלונות לאומיות, ואני יכול לומר לכם שבשנת 2012 היו לנוסע העסקים הממוצע שני מכשירי WiFi המחוברים לרשת המלונות. כיום המספר הזה הוא בין 3 ל -3.5 מכשירים לחדר אורחים. ראיתי מלונות רבים מתערבלים על מנת להגדיל את הקיבולת בגלל הביקוש של הלקוחות.

אבל זה לא היה לפני זמן רב כאשר WiFi שימש רק על ידי חנונים ותאגידים גדולים. זהו המאמר השני בסדרה המכסה יסודות WiFi. אם פספסת את החלק הראשון, תבדוק את זה כאן . אנו נדון בהתפתחות התקנים והתיקונים השונים; המאפיינים והיכולות שלהם.

בהתחלה, היה 802.11-1997 תֶקֶן. הגרסה המקורית הייתה יותר מבשר ל- WiFi שמיש. התקן כלל FHSS (ספקטרום התפשטות של קפיצות תדרים), DSSS (ספקטרום התפשטות רצף ישיר) בפס 2.4GHz, כמו גם אינפרא אדום. רוחב הפס הוגבל ל 1-2 מגהביט לשנייה. התקן הוגדר באופן כה רופף, שהיו הרבה מוצרים מסחריים שבהם יכולת ההפעלה הדדית הייתה קשה מאוד, אם לא בלתי אפשרית. הפופולריים ביותר היו מוצרים המיוצרים על ידי פרוקסים וסימבול (כיום חלק ממוטורולה).

ה- WiFi 'האמיתי' הראשון: 802.11b

רובם אינם מבינים כי התיקונים 802.11a ו- 802.11b שוחררו במקביל (1999). נדבר קודם על 11b כי זה מבוסס על התקן המקורי.

ראשית, 11b משתמש ב- DSSS שמפיץ את עוצמת האות על גבי פס תדרים ברוחב של כ 22 מגהרץ. היתרון הוא ביצועי האות לרעש מוגברים בהשוואה לשיטות קודמות. השיפור העיקרי השני היה שימוש בטכניקת קידוד מתקדמת בשם CCK (מקש קוד חינם). התוצאה הייתה עלייה בתפוקה ל 11 מגהביט לשנייה וכן שיפור בביצועים. זה כולל גם את היכולת להוריד את התפוקה ל 5.5, 2 ו- 1 Mbps לפי הצורך.

11b היה פופולרי למדי. אחת הסיבות העיקריות הייתה הקמת ה- Alliance Alliance. ארגון ללא מטרות רווח זה הוקם בשנת 1999 על ידי מספר חברות טק כדי להבטיח יכולת פעולה הדדית בין מוצרים ליצרנים.

802.11 א היה די כמו ה אדסל של WiFi, טכנולוגית לפני זמנה, ואף אחד לא רצה את זה.

כפי שציינתי, התיקונים 11a ו- 11b שוחררו במקביל. אבל, 11a במקור הוצע קודם לכן, ומכאן ה'א 'מכיוון שהיה הראשון. מפרטי ה- 11a שונים מאוד.

ראשית, הוא משתמש בפס 5GHz; עם כל היתרונות והחסרונות הגלומים בתדרים הגבוהים יותר.

שנית, השימוש ב- OFDM (ריבוב חלוקת תדרים אורתוגונאלית). טכניקה זו מפצלת את ערוץ ה- RF ל -64 ערוצי משנה (ספקי משנה), ומשדרת כמויות קטנות יותר של נתונים על פני ערוצי משנה מרובים בו זמנית. התוצאה היא תפוקת 54 מגהביט לשנייה, עם היכולת לרדת למצב 48, 36, 24, 18, 12, 9 ו 6 מגהביט לשנייה. זה גם מקטין באופן משמעותי את בעיית ההפרעות בגלל ריבוי הנתיבים. 11a אינו תואם ל- 11b.

11a לא היה פופולרי במיוחד, בעיקר בגלל העלות. ככלל, ציוד בעל יכולת תדר גבוה יותר יקר לייצור.

מחליף משחק: 802.11g

802.11 גרם שיצא בשנת 2003 היה מחליף משחק אמיתי. בעיקרון, הוא שילב את הטוב שבשני העולמות. הוא משתמש בפס 2.4GHz, יחד עם טכניקת אפנון ה- OFDM המעולה; בעלויות של קרוב למכשירים של 11b. החיסרון העיקרי היה הדרישה לתאימות לאחור; מכשירי 11 גרם היו צריכים להיות מסוגלים לתקשר עם מכשירי 11b. יכולת זו יכולה להשפיע קשות על הביצועים של רשת ה- WiFi שלך; שזה נושא שנדון במאמר עתידי.

11 גרם היה פופולרי ביותר. זה היה אחראי לפיצוץ אם WiFi בשוק הצרכנים הרחב יותר. למעשה, זה היה כאשר ספקי שירותי אינטרנט רבים התחילו לכלול WiFi בציוד CPE שלהם (ציוד הנחת הלקוח). עבור אנשים רבים, חוויית ה- WiFi הראשונה שלהם הייתה נתב אלחוטי של 11 גרם. המוצלח ביותר היה Linksys WRT54G, שיצא במקור בסוף 2002. חלק מהסיבה היא היכולת להתאים אישית את הקושחה; נושא אחר למאמר עתידי.

802.11-2007 היה 'פירוט' של תקנים ותיקונים עד כה. זה כלל 11a, 11b ו- 11g. נכללו תיקונים אחרים שאינם קשורים ישירות לדיון הנדון.

שיפורים נכנסים: 802.11n

802.11n שיצא בשנת 2009 היה צפוי מאוד. היה ביקוש הולך וגובר לביצועים טובים יותר ולתפוקה רבה יותר. לדוגמא 2007, Netflix הציגה שירות מבוסס מנוי כדי להזרים וידאו ישירות לצרכן. ראיתי הערכות שאומרות שזרם וידאו (בעיקר נטפליקס) אחראי ליותר מ -30% מתעבורת האינטרנט כיום.

דבר אחד שרוב האנשים (אפילו המלווים את הטכנולוגיה) אינם מבינים הוא ש- 11n משמש בשני הלהקות 2.4 וגם 5GHz. לכל הצרכים הפרקטיים, מדובר בערכת שיפורים ל- 11a ו- 11g הקיימים.

יישום משופר של OFDM. למרות שמספר נשאות המשנה נותר זהה, 11n משתמשת יותר מהם בכדי לשאת נתונים; פחות ספקי משנה המוקדשים לטייס / בקרה / ניהול. המשמעות היא תפוקה רבה יותר.

נוסף יכולת MIMO (פלט מרובה-קלט מרובה פלט). ההסבר המפורט של MIMO יעלה מאמר שלם בפני עצמו. לסיכום, למכשירי 11n יש אפשרות להעביר זרמי נתונים מרובים (עד 4) בו זמנית. כל זרם יכול להכיל תפוקה של עד 72 מגהביט לשנייה.

mimo wireless

זה תלוי בעיצוב המכשיר הספציפי. לכל זרם חייבים להיות לפחות אנטנה אחת. זו הסיבה שאתה רואה מכשירי 11n עם כל מקום בין 1 ל 6 אנטנות. הסימון הרגיל המשמש הוא 3x3: 3, למשל. זה מציין 3 אנטנות משדרות, 3 אנטנות מקבלות ו -3 זרמים מרחביים. בגלל העלות, ישנם מעט מאוד מכשירי 4x4: 4 בשוק. מכשיר אנטנה בודד אינו מסוגל MIMO; בדרך כלל אלה הם המכשירים הזולים ביותר המסומנים בדרך כלל כ- n150.

מליטה בערוץ. כפי שנדון במאמר הקודם, 11n מאפשר שימוש בערך של עד 2 ערוצים, בעצם הכפלת התפוקה.

נוסף על פיתוח קרן בסיסי. זה נושא טכני מאוד, אז אני אסכם. Beamforming היא טכניקה המשמשת לשינוי המשרעת והשלב של האות המועבר כך שהיא יוצרת 'הפרעה בונה' לנמען ספציפי. התוצאה היא שלמרות ששני אותות נשלחו משתי אנטנות המופרדות במרחב, הם מופיעים כאות חזק יותר לנמען הספציפי.

עם כל השיפורים לעיל, 11n מסוגל: תפוקת נתונים גולמית של עד 600 מגהביט לשנייה, שטח כיסוי אותות שמיש יותר ואמינות חיבור משופרת.

טיוטת התיקון שוחררה בשנת 2007. זה היה מספיק קרוב למה שכולם חשבו שתהיה הסופית, כי יצרנים רבים החלו לייצר מכשירי טיוטה n. אף על פי שלקוחות ארגוניים ועסקיים לא ששו להתחייב למכשיר טיוטה n, שוק הצרכנים הפך להיות פופולרי במיוחד. כיום מכשירי 11n הם התקן דה-פקטו בכל מקום.

802.11-2012 היה עוד 'עדכון' של תקנים ותיקונים עד כה. זה כלל הכל בין השנים 802.11-2007 פלוס 11n. נכללו תיקונים אחרים שאינם קשורים ישירות לדיון הנדון.

שימו לב כי אפנון אדפטי משמש לביצוע מיטוב של שידור וביצועי שגיאות. כל התקני ה- WiFi (802.11a / b / g / n) מסוגלים לעבור לטכניקת אפנון שונה המבוססת על חוזק האות, שגיאות שידור, הפרעות וכו '. זה אחראי על הפחתת התפוקה המוזכרת במאמר זה.

תקנים אלה נשמרים על ידי IEEE (המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה).

למידע נוסף בקר באתר האינטרנט שלהם בכתובת: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html

במאמר הבא שלי, אסקור את 802.11ac בתוספת תיקונים חדשים שאולי אינך מודע אליהם.

כמו תמיד, אם יש לך רעיון למאמר, אנא הודע לי בתגובות למטה.