802.11

From EIK wiki

Sissejuhatus

IEEE 802.11 on raadiokohtvõrgu standardite kogum, mis reguleerib 2,4GHz ja 5GHz sagedusalas töötavate seadmete tööd. Standardi arendamisega tegeleb IEEE LAN/MAN Standardite komitee. 802.11 perekond hõlmab traadivaba modulatsiooni tehnikaid, mis jagavad sama baasprotokolli. Populaarseimad standardid on 802.11a, 802.11b, 802.11g ja 802.11n. Teised samasse perekonda kuuluvad standardid on eelmainitute kohendused mingiks kindlamaks otstarbeks või kasutamiseks kindlas regioonis (näiteks 802.11i tõstis turvalisust, 802.11j kasutamiseks Jaapanis). Kõik uued standardid on ette valmistatud nii, et nad oleks täielikult tagasiühilduvad vanemate versioonidega.


802.11 legacy

  • Standardi originaalversioon, tänaseks kasutusest maas
  • Avaldati juunis 1997
  • Kasutas 2,4GHz sagedusala
  • Andmeedastuskiirused 1 ja 2 Mbit/s

Standardi nõrkuseks oli see, et riistvaja projekteerimisel lubati teha palju erinevaid valikuid ja sellega oli raske tagada ühilduvust eri tootjate seadmete vahel. Erilist populaarsust see standard ei saavutanudki. Küll aga on oluline see, et saadi hea lähtepunkt 802.11a/b standardite loomiseks.


802.11a

  • Avaldati septembris 1999 üheskoos 802.11b standardiga
  • Kasutab 5GHz sagedusala, mille kasutamiseks on paljudes riikides vaja eriluba
  • Maksimaalne andmeedastuskiirus 54 Mbit/s, reaalne andmeedastuskiirus ca 20 Mbit/s
  • Leviala on üldjuhul väiksem kui b/g seadmetel, kuna kõrgema sagedusega signaal sumbub paremini
  • Kasutatakse ortogonaalset edastusmeetodit (OFDM)

802.11a ei saavutanud samasugust populaarsust nagu 802.11b, kuna 5GHz sagedusala on paljudes riikides sõjaväe kasutuses ja/või kasutatav vaid erilubadega. Näiteks eestis on sagedusala 5.725 –5.875 GHz reserveeritud sõjaväeliseks kasutamiseks. Kuna eri riigid lubasid kasutada erinevaid sagedusalasid, siis pidid tootjad valmistama 802.11a seadmeid kindlas riigis või regioonis kasutamiseks. Siseruumides kasutatava ja 5,150 –5,350GHz sagedusalas töötava seadme võimsus ei tohi ületada 200mW, välitingimustes 5.470 –5.725 GHz töötava seadme puhul 1W. 5GHz sagedusala annab eelise ülerahvastatud linnatingimustes, kus 2,4GHz sagedus võib olla kõvasti ülerahvastatud. Samuti ei ole 802.11a seadmetele probleemiks mikrolaineahjud, bluetooth seadmed ja traadita telefonid jms. segajad. Küll aga võivad probleemiks osutuda lennukite radarid.

802.11b

  • Avaldati septembris 1999 üheskoos 802.11a standardiga
  • Kasutab 2,4GHz sagedusala (2,4 2,4835 GHz)
  • Maksimaalne andmeedastuskiirus 11 Mbit/s, reaalne andmeedastuskiirus ca 5 Mbit/s
  • Signaali kvaliteet kannatab teisete samal sagedusalal tegutsevate seadmete tõttu

802.11b oli esimene laialt aksepteeritud WiFi standard ja sellega ühilduva riistvara turuletulek sai WiFi massilise leviku aluseks. 2,4GHz sagedusala kasutamise tõttu on probleemiks sama sagedusala kasutavad kodumasinad jms segajad.

802.11g

  • Kiideti heaks juuni 2003
  • Kasutab 2,4GHz sagedusala
  • Maksimaalne andmeedastuskiirus 54 Mbit/s, reaalne andmeedastuskiirus ca 22Mbit/s
  • Seadmed on tagasiühilduvad 802.11b seadmetega
  • Kasutab OFDM-il baseeruvat ülekandetehnoloogiat

802.11g on oluliselt kiirem kui vanem 802.11b. Väljaarendamise käigus oli eesmärk tagada traadita võrgus piisav võimsus multimeediarakenduste kasutamiseks. Standardisse on sisse ehitatud kaitsemehhanismid, mis ühelt pool võimaldavad tagasiühilduvuse 802.11b seadmetega, aga teiselt pool langeb võrgu läbilaskevõime 802.11b klientide olemasolu korral kuni 50%. Sarnaselt 802.11b seadmetega on ka uuemal standardil probleeme segajatega.


802.11n

  • Kiideti heaks oktoober 2009, kuid oli kasutatav juba alates draft 2.0’st
  • Võimaldab kasutada nii 2,4GHz kui ka 5GHz sagedusala
  • Maksimaalne andmeedastuskiirus 600Mbit/s
  • Tagasiühilduv vanemate standarditega
  • Võimaldab kasutada multiple-input multiple-output (MIMO) andmeedastust
  • 20Hz või 40Hz ribalaiusega kanalid
  • Kasutab frame aggregation’it (kaadri liitmist), et vähendada transmissioonide vahelist aega

802.11n standard valmis seitsme aasta töö tulemusena. Enne lõpliku standardi vastuvõtmist kinnitati 11 standardi kavandit. Alates kavand 2.0’st peaksid seadmed olema püsivara uuendusega täielikult standardile vastavaks muudetavad. 802.11n standardi põhilised kiiruse-eelised tulevad sellest, et nüüd on võimalik kasutata nelja samaaegset andmevoogu ja 40Hz ribalaiusega kanalit. Küll aga tuleks silmas pidada, et maksimaalse kiiruse saavutamine on võrdlemisi keerukas. Esiteks tuleb MIMO täielikuks ärakasutamiseks kasutada mitut antenni. Teiseks on tiheda asustusega piirkonnas küsitav 40Hz ribalaiuse enda kätte saamine. 802.11n AP’d on konfigureeritud nii, et konkureeriva liikluse tuvastamisel minnakse automaatselt üle 20Hz ribalaiusele. Maksimaalse läbilaskevõime saavutamiseks on seega soovitav kasutada 5GHz sagedusala.

Võrdlustabel

Protokoll Väljalase aasta Sagedus, GHz Ribalaius, Hz Andmeedastus kiirus max Mbit/s MIMO vooge Modulatsioon Leviulatus sisetingimustes m Leviulatus välitingimustes m
802.11 1997 2,4 20 2 1 DSSS 20 100
802.11a 1999 5 20 54 1 OFDM 35 120
802.11b 1999 2,4 20 11 1 DSSS 38 140
802.11g 2003 2,4 20 54 1 OFDM/DSSS 38 140
802.11n 2009 2,4/5 20/40 4 * 150 4 OFDM 70 250


Kasutatud kirjandus

http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11
http://wiki.wifi.ee/index.php/WiFi_standardid
http://www.wirevolution.com/2007/09/07/how-does-80211n-get-to-600mbps/
http://compnetworking.about.com/cs/wireless80211/a/aa80211standard.htm
https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=1017202

Autor

Peep Binsol
AK21