WiFi Grunnleggende del 2: Standarder og endringer gjennom 802.11n
- Kategori: Nettverk
I dag er WiFi overalt: kaffebarer, restauranter, detaljhandel, hotell, sportsarenaer, etc. Vi har tilgang til det fra våre bærbare datamaskiner, nettbrett og smarttelefoner. Hjemme kan det være spillkonsoller, smarte hjemme-enheter og set-top-bokser. Jeg har flere ChromeCast-enheter. De gjør TV-en til en trådløs nettverksenhet som du kan streame filmer fra datamaskinen eller telefonen direkte til TVen. Det er så gjennomgripende i livsstilen vår at vi ikke tar den en gang til.
Interessant tidbit: Jeg har jobbet mye med nasjonale hotellkjeder, og jeg kan fortelle deg at den gjennomsnittlige forretningsreisende i 2012 hadde 2 WiFi-enheter tilkobling til hotellnettverket. I dag er det tallet mellom 3 og 3,5 enheter per gjesterom. Jeg har sett mange hoteller krympe for å øke kapasiteten på grunn av kundebehov.
Men det var ikke så lenge siden da WiFi bare ble brukt av nørder og store selskaper. Dette er den andre artikkelen i en serie som dekker grunnleggende WiFi. Hvis du gikk glipp av den første delen, sjekk det ut her . Vi vil diskutere utviklingen av de forskjellige standardene og endringene; deres egenskaper og evner.
I begynnelsen var det 802,11 til 1997 standard. Den opprinnelige versjonen var mer en forløper for brukbar WiFi. Standarden inkluderte FHSS (frekvenshopping spredt spektrum), DSSS (direkte sekvens spredt spektrum) i 2,4 GHz-båndet, samt Infrarød. Båndbredden var begrenset til 1-2 Mbps. Standarden ble så løst definert at det var mange kommersielle produkter der interoperabilitet var veldig vanskelig, om ikke umulig. De mest populære var produktene laget av Proxim og Symbol (nå en del av Motorola).
Den første ‘ekte’ WiFi: 802.11b
De fleste skjønner ikke at endringene 802.11a og 802.11b ble utgitt på samme tid (1999). Vi vil snakke om 11b først fordi det bygger på den opprinnelige standarden.
Først av alt bruker 11b DSSS som sprer signaleffekten over et frekvensbånd omtrent 22MHz bredt. Fordelen er den økte signal-til-støyytelsen sammenlignet med tidligere metoder. Den andre store forbedringen var å bruke en avansert kodeteknikk kalt CCK (gratis kodetasting). Resultatet var en økning i gjennomstrømning til 11 Mbps samt forbedret ytelse. Dette inkluderer også muligheten til å trinnvise gjennomstrømningen ned til 5,5, 2 og 1 Mbps om nødvendig.
11b var ganske populær. En av hovedårsakene var opprettelsen av WiFi-alliansen. Denne ideelle organisasjonen ble startet i 1999 av flere teknologiselskaper for å sikre interoperabilitet mellom produkter mellom produsenter.
802.11a var liksom den Edsel av WiFi, teknologisk foran sin tid, og ingen ønsket det.
Som jeg nevnte, ble 11a og 11b-endringene frigitt samtidig. Men, 11a ble opprinnelig foreslått tidligere, derav 'a' fordi den var den første. 11a-spesifikasjonene er veldig forskjellige.
For det første bruker den 5GHz-båndet; med alle fordeler og ulemper som ligger i de høyere frekvensene.
Det andre er bruken av OFDM (ortogonal frekvensdelingsmultipleksering). Denne teknikken deler RF-kanalen inn i 64 underkanaler (underbærere) og overfører mindre datamengder over flere underkanaler samtidig. Resultatet er opptil 54 Mbps gjennomstrømning, med muligheten til å trappe ned til 48, 36, 24, 18, 12, 9 og 6 Mbps. Det reduserer også problemet med forstyrrelser på grunn av flervei. 11a er ikke kompatibel med 11b.
11a var ikke veldig populær, først og fremst på grunn av kostnadene. Som en generell regel er utstyr med høyere frekvens dyrere å produsere.
Game Changer: 802.11g
802.11g , utgitt 2003, var en ekte spillskifter. I utgangspunktet kombinerte det det beste fra begge verdener. Den bruker 2,4 GHz-båndet, sammen med den overlegne OFDM-modulasjonsteknikken; til kostnader nær 11b enheter. En viktig ulempe var kravet om bakoverkompatibilitet; 11g enheter måtte kunne kommunisere med 11b enheter. Denne muligheten kan påvirke ytelsen til WiFi-nettverket ditt alvorlig; som er et tema som skal diskuteres i en fremtidig artikkel.
11g var utrolig populær. Det var ansvarlig for eksplosjonen hvis WiFi i det bredere forbrukermarkedet. Det var faktisk da mange ISP-er begynte å inkludere WiFi i CPE-utstyret (kundeutstyr). For mange mennesker var deres første WiFi-opplevelse en 11g trådløs ruter. Den mest suksessrike var Linksys WRT54G, opprinnelig utgitt sent i 2002. En del av grunnen er muligheten til å tilpasse firmware; et annet emne for en fremtidig artikkel.
802.11-2007 var en 'opprulling' av standarder og endringer til dags dato. Det inkluderte 11a, 11b og 11g. Det var andre endringer som ikke er direkte knyttet til diskusjonen.
Inngående forbedringer: 802.11n
802.11n utgitt i 2009 var svært etterlengtet. Det var en økende etterspørsel etter bedre ytelse og mer gjennomstrømning. For eksempel 2007 introduserte Netflix en abonnementsbasert tjeneste for å streame video direkte til forbrukeren. Jeg har sett anslag som sier at streaming av video (hovedsakelig Netflix) er ansvarlig for over 30% av internettrafikken i dag.
En ting som de fleste (til og med teknisk kunnskapsrike) folk ikke er klar over, er at 11n brukes i både 2,4 og 5 GHz-bånd. For alle praktiske formål er det et sett forbedringer til eksisterende 11a og 11g.
Forbedret implementering av OFDM. Selv om antallet underbærere forble det samme, bruker 11n flere av dem for å frakte data; færre underleverandører dedikert til Pilot / Control / Management. Dette betyr mer gjennomstrømning.
Lagt til MIMO (multiple-input multiple-output) evne. Den detaljerte forklaringen av MIMO ville ta opp en hel artikkel på egen hånd. Oppsummert har 11n enheter muligheten til å overføre flere datastrømmer (opptil 4) samtidig. Hver strøm kan ha opptil 72 Mbps gjennomstrømning.
Dette er avhengig av utformingen av den spesifikke enheten. Hver strøm må ha minst en antenne. Dette er grunnen til at du ser 11n enheter med alt fra 1 til 6 antenner. Standardnotasjonen som brukes er for eksempel 3x3: 3. Dette indikerer 3 overførende antenner, 3 mottaksantenner og 3 romlige strømmer. På grunn av kostnadene er det veldig få 4x4: 4-enheter på markedet. En enkelt antennenhet er ikke i stand til MIMO; dette er vanligvis de veldig rimelige enhetene som vanligvis er merket som n150.
Kanalbinding. Som omtalt i forrige artikkel, tillater 11n bruk av opptil 2 kanaler, i utgangspunktet dobling av gjennomstrømningen.
Lagt til grunnleggende bjelkeforming. Dette er et svært teknisk tema, så jeg vil bare oppsummere. Beamforming er en teknikk som brukes til å modifisere amplituden og fasen til det sendte signalet, slik at det skaper 'konstruktiv interferens' til en spesifikk mottaker. Resultatet er at selv om 2 signaler ble sendt fra 2 antenner romlig atskilt, fremstår de som 1 sterkere signal til den spesifikke mottakeren.
Med alle de ovennevnte forbedringene er 11n i stand til: rå dataoverføring på opptil 600 Mbps, mer anvendelig signaldekningsområde og forbedret tilkoblingssikkerhet.
Et utkast til endringen ble utgitt i 2007. Det var nær nok til hva alle trodde ville være det endelige, at mange produsenter begynte å produsere draft-n-enheter. Selv om bedriftskunder og forretningskunder var motvillige til å forplikte seg til et utkast til en enhet, gjorde forbrukermarkedet 11n ekstremt populært. I dag er 11n-enheter de facto-standarden overalt.
802.11-2012 var en annen 'opprulling' av standarder og endringer til dags dato. Det inkluderte alt fra 802.11-2007 pluss 11n. Det var andre endringer som ikke er direkte knyttet til diskusjonen.
Merk at adaptiv modulasjon brukes til å optimalisere overføringer og feilytelse. Alle WiFi-enheter (802.11a / b / g / n) er i stand til å skifte til en annen modulasjonsteknikk basert på signalstyrke, overføringsfeil, interferens, etc. Dette er ansvarlig for nedtrapping av gjennomstrømningen nevnt i hele denne artikkelen.
Disse standardene opprettholdes av IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
For mer info, besøk deres hjemmeside på: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
I min neste artikkel vil jeg dekke 802.11ac pluss andre nye endringer du kanskje ikke er klar over.
Hvis du har en ide om en artikkel, kan du gi meg beskjed som kommentar nedenfor.