WiFi-grundlæggende del 2: Standarder og ændringer gennem 802.11n
- Kategori: Netværk
I dag er WiFi overalt: kaffebarer, restauranter, detailhandel, hoteller, sportssteder osv. Vi kan få adgang til det fra vores bærbare computere, tablets og smartphones. Derhjemme kan der være spilkonsoller, smarte hjem-enheder og set-top-bokse. Jeg har flere ChromeCast-enheder. De forvandler dit tv til en trådløs netværksenhed, som du kan streame film fra din computer eller telefon direkte til tv'et. Det er så gennemgribende i vores livsstil, at vi ikke tænker over det.
Interessant tidbit: Jeg har arbejdet meget med nationale hotelkæder, og jeg kan fortælle dig, at i 2012 havde den gennemsnitlige forretningsrejsende 2 WiFi-enheder forbindelse til hotelnetværket. I dag er dette antal mellem 3 og 3,5 enheder pr. Gæsteværelse. Jeg har set mange hoteller krybe for at øge kapaciteten på grund af kundernes efterspørgsel.
Men det var ikke så længe siden, hvor WiFi kun blev brugt af nørder og store virksomheder. Dette er den anden artikel i en serie, der dækker WiFi-grundlæggende. Hvis du gik glip af den første del, tjek det her . Vi vil diskutere udviklingen af de forskellige standarder og ændringer; deres egenskaber og muligheder.
I begyndelsen var der 802,11-1997 standard. Den originale version var mere en forløber for brugbar WiFi. Standarden inkluderede FHSS (frekvens-hopping spredt spektrum), DSSS (direkte sekvens spredt spektrum) i 2,4 GHz båndet samt Infrarød. Båndbredde var begrænset til 1-2 Mbps. Standarden blev så løst defineret, at der var mange kommercielle produkter, hvor interoperabilitet var meget vanskelig, hvis ikke umulig. De mest populære var produkter fremstillet af Proxim og Symbol (nu en del af Motorola).
Den første 'rigtige' WiFi: 802.11b
De fleste er ikke klar over, at ændringerne 802.11a og 802.11b blev frigivet på samme tid (1999). Vi vil først tale om 11b, fordi det bygger på den originale standard.
Først og fremmest bruger 11b DSSS, der spreder signaleffekten over et frekvensbånd, der er cirka 22MHz bredt. Fordelen er den øgede signal-til-støj-ydelse sammenlignet med tidligere metoder. Den anden store forbedring var at bruge en avanceret kodningsteknik kaldet CCK (gratis kodetastning). Resultatet var en stigning i gennemstrømning til 11 Mbps samt forbedret ydelse. Dette inkluderer også denne mulighed for at trinvise gennemgangen ned til 5,5, 2 og 1 Mbps efter behov.
11b var ret populær. En af hovedårsagerne var oprettelsen af WiFi Alliance. Denne non-profit organisation blev startet i 1999 af flere teknologivirksomheder for at sikre interoperabilitet mellem produkter mellem producenter.
802.11a var slags som Edsel af WiFi, teknologisk forud for sin tid, og ingen ønskede det.
Som nævnt blev 11a og 11b-ændringsforslagene frigivet på samme tid. Men, 11a blev oprindeligt foreslået tidligere, derfor 'a', fordi det var først. 11a-specifikationerne er meget forskellige.
For det første bruger det 5GHz-båndet; med alle fordele og ulemper forbundet med de højere frekvenser.
For det andet er brugen af OFDM (ortogonal frekvensdelingsmultiplexering). Denne teknik opdeler RF-kanalen i 64 underkanaler (undermedier) og transmitterer mindre mængder data på tværs af flere underkanaler samtidigt. Resultatet er op til 54 Mbps gennemstrømning med muligheden for at gå ned til 48, 36, 24, 18, 12, 9 og 6 Mbps. Det reducerer også betydeligt interferensproblemet på grund af flervej. 11a er ikke kompatibel med 11b.
11a var ikke særlig populær, primært på grund af omkostningerne. Som en generel regel er udstyr med højere frekvens dyre at fremstille.
Game Changer: 802.11g
802.11g , der blev udgivet 2003 var en ægte spiludveksler. Grundlæggende kombinerede det det bedste fra begge verdener. Det bruger 2,4 GHz-båndet sammen med den overlegne OFDM-modulationsteknik; til omkostninger tæt på 11b-enheder. En væsentlig ulempe var kravet om bagudkompatibilitet; 11g-enheder skulle være i stand til at kommunikere med 11b-enheder. Denne funktion kan påvirke ydeevnen på dit WiFi-netværk alvorligt; hvilket er et emne, der skal drøftes i en fremtidig artikel.
11g var utroligt populær. Det var ansvarlig for eksplosionen, hvis WiFi på det bredere forbrugermarked. Faktisk var det, da mange internetudbydere begyndte at inkludere WiFi i deres CPE-udstyr (kundeudstyrsudstyr). For mange mennesker var deres første WiFi-oplevelse en 11g trådløs router. Den mest succesrige var Linksys WRT54G, oprindeligt frigivet i slutningen af 2002. En del af grunden er muligheden for at tilpasse firmwaren; et andet emne til en fremtidig artikel.
802.11-2007 var en 'roll up' af standarder og ændringer til dato. Det omfattede 11a, 11b og 11g. Der var andre ændringsforslag inkluderet, som ikke er direkte relateret til den aktuelle diskussion.
Indgående forbedringer: 802.11n
802.11n frigivet i 2009 var meget forventet. Der var en stigende efterspørgsel efter bedre ydelse og mere gennemstrømning. For eksempel 2007 introducerede Netflix en abonnementsbaseret service til at streame video direkte til forbrugeren. Jeg har set estimater, som siger, at streaming video (hovedsageligt Netflix) er ansvarlig for over 30% af internettrafikken i dag.
En ting, som de fleste (endda teknisk-kyndige) mennesker ikke er klar over, er, at 11n bruges i både 2,4 og 5 GHz-bånd. Til alle praktiske formål er det et sæt forbedringer til eksisterende 11a og 11g.
Forbedret implementering af OFDM. Selv om antallet af underværker forblev det samme, bruger 11n flere af dem til at transportere data; færre undermagere dedikeret til pilot / kontrol / styring. Dette betyder mere gennemstrømning.
Tilføjet MIMO-kapacitet (multiple-input multiple-output). Den detaljerede forklaring af MIMO ville tage en hel artikel op på egen hånd. I resumé har 11n-enheder muligheden for at transmittere flere strømme af data (op til 4) på samme tid. Hver strøm kan have op til 72 Mbps gennemstrømning.
Dette afhænger af designet til den specifikke enhed. Hver strøm skal have mindst en antenne. Derfor ser du 11n-enheder med overalt fra 1 til 6 antenner. Den anvendte standardnotation er f.eks. 3x3: 3. Dette indikerer 3 transmitterende antenner, 3 modtagende antenner og 3 rumlige strømme. På grund af omkostningerne er der meget få 4x4: 4-enheder på markedet. En enkelt antenneenhed er ikke i stand til MIMO; dette er normalt de meget billige enheder, der normalt er markeret som n150.
Kanalbinding. Som omtalt i den foregående artikel tillader 11n brug af op til 2 kanaler, dybest set fordobling af gennemstrømningen.
Tilføjet grundlæggende stråleformning. Dette er et meget teknisk emne, så jeg vil bare sammenfatte. Beamforming er en teknik, der bruges til at modificere amplituden og fasen af det transmitterede signal, så det skaber 'konstruktiv interferens' til en bestemt modtager. Resultatet er, at selvom 2 signaler blev sendt fra 2 antenner rumligt adskilt, forekommer de som 1 stærkere signal til den specifikke modtager.
Med alle de ovennævnte forbedringer er 11n i stand til: rå datavirkulation på op til 600 Mbps, mere anvendeligt signaldækningsområde og forbedret forbindelsespålidelighed.
Et udkast til ændringsforslaget blev frigivet i 2007. Det var tæt nok på, hvad alle troede ville være den endelige, at mange producenter begyndte at producere draft-n-enheder. Selvom virksomheder og erhvervskunder var tilbageholdende med at forpligte sig til et draft-n-udstyr, gjorde forbrugermarkedet 11n ekstremt populært. I dag er 11n-enheder de facto-standarden overalt.
802.11-2012 var endnu en 'oprulning' af standarder og ændringer til dato. Det inkluderede alt fra 802.11-2007 plus 11n. Der var andre ændringsforslag inkluderet, som ikke er direkte relateret til den aktuelle diskussion.
Bemærk, at adaptiv modulation bruges til at optimere transmissioner og fejlydelse. Alle WiFi-enheder (802.11a / b / g / n) er i stand til at skifte til en anden modulationsteknik baseret på signalstyrke, transmissionsfejl, interferens osv. Dette er ansvarlig for nedtrappingen af den gennemstrømning, der er nævnt i denne artikel.
Disse standarder opretholdes af IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
For mere info, besøg deres hjemmeside på: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
I min næste artikel vil jeg dække 802.11ac plus andre nye ændringsforslag, som du muligvis ikke er opmærksom på.
Fortæl mig som altid, hvis du har en idé til en artikel, i kommentarerne nedenfor.