 |
Статьи : Передача данных / Wi-Fi /Стандарт IEEE 802.11 Wi-FiДобавлено пользователем RN6LMR 17.07.2013 в 09:20.
|
|
Содержание:
Введение История Wi-Fi Принцип работы Преимущества Wi-Fi Недостатки Wi-Fi Безопасность Wi-Fi Коммерческое использование Wi-Fi Беспроводные технологии в промышленности Wi-Fi и телефоны сотовой связи Бесплатный доступ к Интернету через Wi-Fi Юридический статус Стандарты Wi-Fi Литература Ссылки  Логотип Wi-Fi  Wi-Fi сеть  Wi-Fi сеть  Wi-Fi сеть  Внешняя антенна Wi-Fi  Wi-Fi роутер  PCI-модуль Wi-Fi  USB-модуль Wi-Fi ВведениеWi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi. IEEE 802.11 — набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 0,9, 2,4, 3,6 и 5 ГГц. История Wi-FiWi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с. С 2011 по 2013 разрабатывался стандарт IEEE 802.11ac, окончательное принятие стандарта запланировано на начало 2014 года. Скорость передачи данных при использовании 802.11ac может достигать нескольких Гбит/с. Большинство ведущих производителей оборудования уже анонсировали устройства поддерживающие данный стандарт. 27 июля 2011 года Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22. Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволят передавать данные на скорости до 22 Мб/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика. Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намёком» на Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная точность»), на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается. Принцип работыОбычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID (англ.)русск.) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.Однако, стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей. По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
Преимущества Wi-Fi
Недостатки Wi-Fi
Безопасность Wi-FiWEPПротокол шифрования, использующий довольно не стойкий алгоритм RC4 на статическом ключе. Существует 64-, 128-, 256- и 512-битное wep шифрование. Чем больше бит используется для хранения ключа, тем больше возможных комбинаций ключей, а соответственно более высокая стойкость сети к взлому. Часть wep ключа является статической (40 бит в случае 64-битного шифрования), а другая часть (24 бит) – динамичекая (вектор инициализации), то есть меняющаяся в процессе работы сети. Основной уязвимостью протокола wep является то, что вектора инициализации повторяются через некоторый промежуток времени и взломщику потребуется лишь собрать эти повторы и вычислить по ним статическую часть ключа. Для повышения уровня безопасности можно дополнительно к wep шифрованию использовать стандарт 802.1x или VPN. WPA Более стойкий протокол шифрования, чем wep, хотя используется тот же алгоритм RC4. Более высокий уровень безопасности достигается за счет использования протоколов TKIP и MIC:
Существует два вида WPA:
WPA2 Усовершенствование протокола WPA. В отличие от WPA, используется более стойкий алгоритм шифрования AES. По аналогии с WPA, WPA2 также делится на два типа: WPA2-PSK и WPA2-802.1x. Дополнительные методы защиты
Коммерческое использование Wi-FiКоммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как Интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:
Беспроводные технологии в промышленностиДля использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающим максимальную скорость передачи 54 Мбит/с. Данные технологии применяются для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet. Использование wi-fi устройств на предприятиях обусловлено высокой помехоустойчивостью, что делает их применимыми на предприятиях с множеством металлических конструкций. В свою очередь Wi-Fi приборы не создают существенных помех для узкополосных радиосигналов. В настоящее время технология находит широкое применение на удаленном или опасном производстве, там где нахождение оперативного персонала связано с повышенной опасностью или вовсе затруднительно. К примеру, для задач телеметрии на нефтегазодобывающих предприятиях, а также для контроля за перемещением персонала и транспортных средств в шахтах и рудниках, для определения нахождения персонала в аварийных ситуациях.Wi-Fi и телефоны сотовой связиНекоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие глобального роуминга, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение сотовых сетей с другими стандартами беспроводных сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 2000-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда такие компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие, представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны. В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка. Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая посредством сервисов Интернет-телефонии. Например, клиент Skype давно существует в версиях как для смартфонов, так и для КПК. Бесплатный доступ к Интернету через Wi-FiНезависимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных хот-спотов, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала, и даже просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей.Стандартами Wi-Fi не предусмотрено шифрование передаваемых данных в открытых сетях. Это значит, что все данные, которые передаются по открытому беспроводному соединению, могут быть прослушаны злоумышленниками при помощи программ-снифферов. К таким данным могут относиться пары логин/пароль, номера банковских счетов, пластиковых карт, конфиденциальная переписка. Поэтому, при использовании бесплатных хот-спотов не следует передавать в интернет подобные данные. Юридический статусВ России использование Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий. Для легального использования внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (например, радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот. Действует упрощённый порядок выдачи разрешений на использование радиочастот в полосе 2400—2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g; каналы 1—13), для получения такого разрешения не требуется частное решение ГКРЧ. Для использования радиочастот в других диапазонах, в частности 5 ГГц (стандарт 802.11a), необходимо предварительно получить частное решение ГКРЧ. В 2007 годуситуация изменилась с выходом документа: «Постановление от 25 июля 2007 г. № 476 О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539 „О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств“». Шестнадцатым пунктом постановления из списка оборудования, подлежащего регистрации было исключено:
Также во исполнение протокольной записи к решению ГКРЧ от 19 августа 2009 г. № 09-04-09, ГКРЧ решила (п.2):
Указанным полосам частот соответствуют стандарты 802.11a/b/g/n и каналы с номерами из диапазонов 36—64 и 132—165. Однако, в приложении 2 перечислено 164 крупнейших города России, в которых указанные частоты для создания беспроводных сетей использовать нельзя (см. п.6). За нарушение порядка использования радиоэлектронных средств предусматривается ответственность по статьям 13.3 и 13.4 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях (КоАП РФ). Так, в июле 2006 года несколько компаний в Ростове-на-Дону были оштрафованы за эксплуатацию открытых сетей Wi-Fi (хот-спотов). Федеральная служба по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия издало новое разъяснение использования и регистрации всех устройств, использующих Wi-Fi. Позднее оказалось, что существует комментарий Россвязьохранкультуры, который частично опровергает недоразумения, развитые сетевыми СМИ. Решением от 15 июля 2010 года, ГКРЧ России отменяет выдачу обязательных частных Решений ГКРЧ для использования систем фиксированного беспроводного доступа в диапазонах 5150—5350 МГц и 5650—6425 МГц. Ограничение на данные диапазоны частот снято для всей территории России. Стандарты Wi-FiIEEE 802.11 — изначальный стандарт 1 Мбит/с и 2 Мбит/c на частотах диапазона 2,4 ГГц, а также ИК стандарт. Принят в 1997 г.IEEE 802.11a — стандарт сетей Wi-Fi. Использует частотный диапазон 5 ГГц (от 5,15 до 5,350 ГГц и от 5,725 до 5,825 ГГц), был принят в 1999 г., а выпуск оборудования начат с 2001 г. В США данный диапазон именуют диапазоном нелицензионной национальной информационной инфраструктуры (Unlicensed National Information Infrastructure, UNII). Частотный диапазон стандарта IEEE 802.11a
Несмотря на то, что эта версия используется не так часто из-за стандартизации IEEE 802.11b и внедрения 802.11g, она также претерпела изменения в плане частоты и модуляции. В протоколе 802.11а используются двоичная и квадратурная фазовые модуляции BPSK и QPSK. При использовании BPSK-модуляции в одном символе кодируется только один информационный бит. Соответственно при использовании QPSK-модуляции, то есть когда фаза сигнала может принимать четыре различных значения, в одном символе кодируется два информационных бита. Модуляция BPSK используется для передачи данных на скоростях 6 и 9 Мбит/с, а модуляция QPSK — на скоростях 12 и 18 Мбит/с. Для передачи на более высоких скоростях используется квадратурная амплитудная модуляция QAM (Сalled Quadrature Amplitude Modulation). Данный тип модуляции подразумевает, что информация кодируется не только за счёт изменения фазы сигнала, но и за счёт его амплитуды. В протоколе 802.11а используется модуляция 16-QAM и 64-QAM. В первом случае имеется 16 различных состояний сигнала, что позволяет закодировать 4 бита в одном символе. Во втором случае имеется уже 64 возможных состояния сигнала, что позволяет закодировать последовательность 6 битов в одном символе. Модуляция 16-QAM применяется на скоростях 24 и 36 Мбит/с, а модуляция 64-QAM — на скоростях 48 и 54 Мбит/с. OFDM позволяет передавать данные параллельно на множественных подчастотах. Это позволяет повысить устойчивость к помехам и поскольку отправляется более одного потока данных, реализуется высокая пропускная способность. IEEE 802.11а может развивать скорость вплоть до 54 Мб/с в идеальных условиях. В менее идеальных условиях (или при чистом сигнале) устройства могут вести связь со скоростью 48 Мб/с, 36 Мб/с, 24 Мб/с, 18 Мб/с, 12 Мб/с и 6 Мб/с. Стандарт IEEE 802.11a несовместим с 802.11b 802.11g. IEEE 802.11b — Стандарт IEEE 802.11b был принят в 1999 году и сегодня является наиболее распространенным. Этот стандарт фактически представляет собой расширение базового стандарта IEEE 802.11b, который предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с, а в стандарте IEEE 802.11b были уже добавлены более высокие скорость передачи — 5,5 и 11 Мбит/с. Стандартом IEEE 802.11b предусмотрено использование частотного диапазона от 2,4 до 2,4835 ГГц, который предназначен для безлицензионного использования в промышленности, науке и медицине (Industry, Science and Medicine, ISM). В протоколе 802.11b для кодирования использовалась либо двоичная (BDPSK), либо квадратурная (QDPSK) относительная фазовая модуляция. Таблица скоростей передачи и типов модуляции в стандарте IEEE 802.11b
Во многих устройствах стандарта 802.11b при использовании технологии PBCC реализуется скорость 22 МБит/с. При этом данную скорость передачи рассматривают как расширение стандарта, обозначая это как 802.11b+. IEEE 802.11c — процедуры операций с мостами; включен в стандарт IEEE 802.1D. Стандарт 802.11c был ратифицирован в октябре 1998 года и является дополнением к IEEE 802.1D, который добавляет требования, связанные с преодолением 802.11 беспроводных клиентских устройств. Стандарт принят в 2001 г. IEEE 802.11d — Стандарт IEEE 802.11d определяет параметры физических каналов и сетевого оборудования. Он описывает правила, касающиеся разрешенной мощности излучения передатчиков в диапазонах частот, допустимых законами. Принят в 2001 г. IEEE 802.11e — это поправки к стандарту IEEE 802.11, принятые в 2005 г., которые определяют серию улучшений Quality of Service для приложений, работающих в WLAN сетях. Данные поправки изменяют Media Access Control (MAC) уровень стандарта IEEE 802.11. Стандарт заботится о чувствительных к задержкам приложениях, таких как Voice over Wireless IP и Streaming Multimedia. IEEE 802.11F — Cпецификации 802.11f описывают протокол обмена служебной информацией между точками доступа (Inter-Access Point Protocol, IAPP), что необходимо для построения распределенных беспроводных сетей передачи данных. Дата утверждения этих спецификаций в качестве стандарта пока была не определена. Данный стандарт, связанный с аутентификацией, определяет механизм взаимодействия точек связи между собой при перемещении клиента между сегментами сети. Другое название стандарта — Inter Access Point Protocol. Стандарт принят в 2003 году. IEEE 802.11g — Стандарт 802.11g является логическим развитием 802.11b и предполагает передачу данных в том же частотном диапазоне. Кроме того, стандарт 802.11g полностью совместим с 802.11b, то есть любое устройство 802.11g должно поддерживать работу с устройствами 802.11b. В то же время, по способу кодирования 802.11g является, так сказать, гибридным, заимствуя все лучшее из стандартов 802.11b и 802.11a. Максимальная скорость передачи в стандарте 802.11g составляет 54 Мбит/с (как и в стандарте 802.11a), поэтому на сегодняшний день это наиболее перспективный стандарт беспроводной связи. Стандарт IEEE 802.11g был принят в 2003 году. В стандарте IEEE 802.11g обязательными являются скорости передачи 1; 2; 5,5; 6; 11; 12 и 24 Мбит/с, а более высокие скорости передачи (33, 36, 48 и 54 Мбит/с) — опциональными. Кроме того, одна и та же скорость передачи может реализовываться при различной технике модуляции. Например, скорость передачи 24 Мбит/с может быть достигнута как при многочастотном кодировании OFDM, так и при гибридной технике кодирования CCK-OFDM. Для обязательных скоростей в стандарте 802.11g используется только кодирование CCK и OFDM, а гибридное кодирование и кодирование PBCC являются опциональными. IEEE 802.11h — стандарт разработан с целью эффективного управления мощностью излучения передатчика, выбором несущей частоты передачи и генерации нужных отчетов. Он вносит некоторые новые алгоритмы в протокол доступа к среде MAC (Media Access Control, управление доступом к среде), а также в физический уровень стандарта IEEE 802.11a. В первую очередь это связано с тем, что в некоторых странах диапазон 5 ГГц используется для трансляции спутникового телевидения, для радарного слежения за объектами и т. п., что может вносить помехи в работу передатчиков беспроводной сети. Стандарт 802.11h принят в 2004 году. IEEE 802.11h стандарт предусматривает дополнение 11 каналов двенадцатью неперекрывающимися каналами стандарта 802.11a, для формирования 23 каналов без взаимного перекрытия спектров. IEEE 802.11i — стандарт IEEE 802.11i, известен под названием WPA2 (Wi-Fi Protected Access), является дополнением к стандарту 802.11 и специфицирует механизмы обеспечения безопасности для беспроводных сетей. Проект стандарта был принят 24 июня 2004, и заменяет предыдущую спецификацию WEP (Wired Equivalent Privacy), которая имела определенные слабости. Алгоритм защищенного доступа Wi-Fi (WPA) был разработан альянсом Wi-Fi в качестве промежуточного решения проблемы безопасности. WPA использует подмножество регламентаций 802.11i. Альянс Wi-Fi одобрил регламентации WPA2, как полностью совместимые с 802.11i. Стандарт 802.11i использует блочный шифр AES(Advanced Encryption Standard); WEP и WPA используют поточный шифр RC4. Архитектура 802.11i содержит следующие компоненты: 802.1X для аутентификации, RSN (Robust Security Network) для отслеживания ассоциаций, и CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Protocol), базирующийся на алгоритме шифрования AES. Другим важным элементом процесса аутентификации является четырехходовой диалог. IEEE 802.11j — Стандарт IEEE 802.11j разработан специально для использования беспроводных сетей в Японии, а именно — для работы в дополнительном диапазоне радиочастот 4,9—5 ГГц. Спецификация предназначена для Японии и расширяет стандарт 802.11а добавочным каналом 4,9 ГГц. Стандарт IEEE 802.11j принят в 2004 году. На данный момент частота 4,9 ГГц рассматривается как дополнительный диапазон для использования в США. Из официальных источников известно, что этот диапазон готовится для использования органами общественной и национальной безопасности. Данным стандартом расширяется диапазон работы устройств стандарта IEEE 802.11а. IEEE 802.11k — Radio Resource Measurement — стандарт представляет собой поправку к стандарту IEEE 802.11-2007 для управления радио ресурсами. Стандарт IEEE 802.11k предоставляет информацию об условиях радиосвязи и о доступных сетях, чтобы обеспечить оптимальный роуминг. Алгоритм интеллектуального роуминга, работающий в пользовательском устройстве, позволяет выбрать наилучшую точку доступа, обеспечивающую необходимую пропускную способность и уровень качества обслуживания. Стандарт 802.11k предоставляет информацию, чтобы определить лучшие доступные точки доступа. Стандарт IEEE 802.11k предназначен для улучшения распределения трафика в сети. В беспроводной локальной сети, каждое устройство обычно подключается к точке доступа (AP), которая обеспечивает самый сильный сигнал. В зависимости от количества и географического местоположения абонентов, этот механизм может иногда приводить к повышенным спросам на одной AP и неполное использование других, что приводит к ухудшению общей производительность сети. В сети, соответствующей стандарту 802.11k, если AP, имеющая самый сильный сигнал, загружена на полную мощность, беспроводное устройство будет подключено к одному из недостаточно нагруженных точек доступа. Даже несмотря на то, что сигнал может быть слабее, общая пропускная способность будет больше, потому что осуществляется более эффективное использование сетевых ресурсов. IEEE 802.11l — зарезервирован IEEE 802.11m — Разработанный в 1999 году, IEEE 802.11m является постоянной инициативой, которая обеспечивает единый взгляд на базовый стандарт 802.11 на основе постоянного мониторинга, управления и технического обслуживания. Стандарт IEEE 802.11m основан на двух задокументированных инициатив: IEEE 802.11ma и IEEE 802.11mb. IEEE 802.11ma состоит из восьми поправок (A, B, D, E, G, H, I, J) принятых до 2003 года. IEEE 802.mb является текущей версией проекта технического обслуживания. IEEE 802.11n — Разработка стандарта IEEE 802.11n официально началась 11 сентября 2002 года, то есть еще за год до окончательного принятия стандарта IEEE 802.11g. Во второй половине 2003 года была создана целевая группа (Task Group) IEEE 802.11n (802.11 TGn), в задачу которой входила разработка нового стандарта беспроводной связи на скорости свыше 100 Мбит/с. Этой же задачей занималась и другая целевая группа — 802.15.3a. К 2005 году процессы выработки единого решения в каждой из групп зашли в тупик. В группе 802.15.3а наблюдалось противостояние компании Motorola и всех остальных членов группы, а члены группы IEEE 802.11n разбились на два примерно одинаковых лагеря: WWiSE (World Wide Spectrum Efficiency) и TGn Sync. Группу WWiSE возглавляла компания Aigro Networks, а группу TGn Sync — компания Intel. В каждой из групп долгое время ни один из альтернативных вариантов не мог набрать необходимые для его утверждения 75% голосов. После почти трех лет безуспешного противостояния и попыток выработать компромиссное решение, которое устраивало бы всех, участники группы 802.15.3а практически единогласно проголосовали за ликвидацию проекта 802.15.3а. Члены проекта IEEE 802.11n оказались более гибкими — им удалось договориться и создать объединенное предложение, которое устраивало бы всех. В результате 19 января 2006 года на очередной конференции, проходившей в Коне на Гавайях, была одобрена предварительная (draft) спецификация стандарта IEEE 802.11n. Из 188 членов рабочей группы 184 выступили за принятие стандарта, а четверо воздержались. Основные положения одобренного документа лягут в основу окончательной спецификации нового стандарта. Стандарт IEEE 802.11n основан на технологии OFDM-MIMO. Очень многие реализованные в нем технические детали позаимствованы из стандарта 802.11a, однако в стандарте IEEE 802.11n предусматривается использование как частотного диапазона, принятого для стандарта IEEE 802.11a, так и частотного диапазона, принятого для стандартов IEEE 802.11b/g. То есть устройства, поддерживающие стандарт IEEE 802.11n, могут работать в частотном диапазоне либо 5, либо 2,4 ГГц, причем конкретная реализация зависит от страны. Для России устройства стандарта IEEE 802.11n будут поддерживать частотный диапазон 2,4 ГГц. Увеличение скорости передачи в стандарте IEEE 802.11n достигается, во-первых, благодаря удвоению ширины канала с 20 до 40 МГц, а во-вторых, за счет реализации технологии MIMO. Технология MIMO (Multiple Input Multiple Output) предполагает применение нескольких передающих и принимающих антенн. По аналогии традиционные системы, то есть системы с одной передающей и одной принимающей антенной, называются SISO (Single Input Single Output). Теоретически MIMO-система с n передающими и n принимающими антеннами способна обеспечить пиковую пропускную способность в n раз бoльшую, чем системы SISO. Это достигается за счет того, что передатчик разбивает поток данных на независимые последовательности бит и пересылает их одновременно, используя массив антенн. Такая техника передачи называется пространственным мультиплексированием. Отметим, что все антенны передают данные независимо друг от друга в одном и том же частотном диапазоне. Важно отметить, что в технологии MIMO применение нескольких передающих и принимающих антенн позволяет повысить пропускную способность канала связи за счет реализации нескольких пространственно разнесенных подканалов, при этом данные передаются в одном и том же частотном диапазоне. Технология MIMO никак не затрагивает метод кодирования данных и в принципе может использоваться в сочетании с любыми методами физического и логического кодирования данных. Впервые технология MIMO была описана в стандарте IEEE 802.16. Этот стандарт допускает применение технологии MISO, то есть нескольких передающих антенн и одной принимающей. В стандарте IEEE 802.11n допускается использование до четырех антенн у точки доступа и беспроводного адаптера. Обязательный режим подразумевает поддержку двух антенн у точки доступа и одной антенны и беспроводного адаптера. В стандарте IEEE 802.11n предусмотрены как стандартные каналы связи шириной 20 МГц, так и каналы с удвоенной шириной. Однако применение 40-мегагерцевых каналов является опциональной возможностью стандарта, поскольку использование таких каналов может противоречить законодательству некоторых стран. В стандарте 802.11n предусмотрено два режима передачи: стандартный режим передачи (L) и режим с высокой пропускной способностью (High Throughput, HT). В традиционных режимах передачи используются 52 частотных OFDM-подканала (поднесущих частот), из которых 48 задействуется для передачи данных, а остальные — для передачи служебной информации. В режимах с повышенной пропускной способностью при ширине канала в 20 МГц применяются 56 частотных подканалов, из которых 52 задействуются для передачи данных, а четыре канала являются пилотными. Таким образом, даже при использовании канала шириной 20 МГц увеличение частотных подканалов с 48 до 52 позволяет повысить скорость передачи на 8%. При применении канала удвоенной ширины, то есть канала шириной 40 МГц, в стандартном режиме передачи вещание фактически ведется на сдвоенном канале. Соответственно количество поднесущих частот увеличивается вдвое (104 подканала, из которых 96 являются информационными). Благодаря этому скорость передачи увеличивается на 100%. При использовании 40-мегагерцевого канала и режима с высокой пропускной способностью применяются 114 частотных подканалов, из которых 108 подканалов — информационные, а шесть — пилотные. Соответственно это позволяет увеличить скорость передачи уже на 125%. IEEE 802.11o — зарезервирован IEEE 802.11p — WAVE — Wireless Access for the Vehicular Environment (Беспроводной Доступ для Транспортной Среды). Стандарт разработан для беспроводной передачи информации между высокоскоростными транспортными средствами и объектами транспортной инфраструктуры (такими, как машины скорой помощи, пассажирский транспорт) с целью создания интеллектуальной транспортной системы. Используемый частотный диапазон — 5.9 ГГц (5.85—5.925 ГГц). Группа для разработки стандарта IEEE 802.11p была сформирована в ноябре 2004 года под руководством Lee Armstrong. Техническим редактором была назначена Wayne Fisher. Версии стандарта появлялись с 2005 по 2009 годы. В апреле 2010 года 11-я версия была принята большинством голосов. IEEE 802.11q — зарезервирован, иногда его путают с 802.1Q IEEE 802.11r — стандарт защищенного скоростного роуминга (Secure Fast Roaming) — IEEE 802.11r-2008 или быстрый базовый набор сервисов (Basic Service Set, BSS) представляет собой поправку к стандарту IEEE 802.11, обеспечивающую непрерывное подключение беспроводных устройств во время движения, с быстрой и безопасной передачей обслуживания от одной базовой станции к другой. Стандарт IEEE 802.11r определяет механизмы обеспечения безопасности и быстрого переключения между точками доступа в рамках одного и того же расширенного набора сервисов (Extended Service Set, ESS). Стандарт IEEE 802.11r был опубликован 15 июля 2008 года. IEEE 802.11s — ESS Mesh Networking (англ.) (Extended Service Set — Расширенный Набор Служб; Mesh Network — Ячеистая Сеть). Стандарт IEEE 802.11s входит в состав стандарта IEEE 802.11, позволяет организовать иерархические беспроводные ad hoc сети с мобильными и статическими узлами (mesh-сети), расширяет функциональность беспроводного доступа в Интернет и позволяет реализовывать точки доступа с охватом на порядок более высоким, чем у привычных хот-спотов. IEEE 802.11T — Wireless Performance Prediction (WPP, Предсказание Производительности Беспроводного Оборудования) — описывают процедуры тестирования для трех различных режимов работы беспроводных локальных сетей: передачи данных, передачи трафика, чувствительного к задержкам, а также потоковой мультимедийной информации. IEEE 802.11u — IEEE 802.11u-2011 представляет собой поправку к стандарту IEEE 802.11-2007 добавляет новые функции, которые улучшают взаимодействие с внешними не-802 сетями (например, с сотовыми сетями). 802.11 — это семейство технических стандартов IEEE для мобильных устройств связи, такие как портативные компьютеры или многорежимные телефоны, подключающиеся к беспроводным локальным сетям (WLAN), широко применяемым в быту, общественным хот-спотам и коммерческим точкам доступа. IEEE 802.11v — представляет собой поправку к стандарту IEEE 802.11, позволяющий конфигурировать клиентские устройства во время подключения к беспроводным сетям. После нескольких лет в разработке в качестве проекта стандарта, 802.11v был ратифицирован официальной поправки к стандарту 802.11 2 февраля 2011 года. IEEE 802.11w — Protected Management Frames (Защищенные Управляющие Фреймы) — IEEE 802.11w-2009 утвердил поправку к стандарту IEEE 802.11 для повышения безопасности своих кадров управления. Текущий стандарт 802.11 определяет "фрэйм" типа для использования в управлении и контроле беспроводной связи. IEEE 802.11w представляет собой стандарт защищенных управляемых фрэймов для семейства стандартов IEEE 802.11. TGW работает над улучшением IEEE 802.11 среднего уровеня управления доступом. Целью этого является повышение уровня безопасности за счет конфиденциальность данных управления кадров, механизмы, позволяющие целостность данных, подлинность происхождения, защиты и воспроизведения. Эти расширения будет иметь взаимодействие с IEEE 802.11r и IEEE 802.11u. IEEE 802.11x — зарезервирован и не будет использоваться. Не нужно путать со стандартом контроля доступа IEEE 802.1X. В стандарте IEEE 802.11x использованы протокол расширенной аутентификации Extensible Authentication Protocol (EAP), протокол защиты транспортного уровня Transport Layer Security (TLS) и сервер доступа RADIUS (Remote Access Dial-in User Server). В отличие от протокола WEP, стандарт IEEE 802.11X использует динамические 128-битные ключи, периодически меняющиеся во времени. Секретный ключ пересылается пользователю в зашифрованном виде после прохождения этапа аутентификации. Время действия ключа ограничено временем действующего на данный момент сеанса. После окончания текущего сеанса создается новый секретный ключ и снова высылается пользователю. Взаимная аутентификация и целостность передачи данных реализуется протоколом защиты транспортного уровня TLS. Для шифрования данных, как и в протоколе WEP, используется алгоритм RC4 с некоторыми изменениями. В стандарте IEEE 802.11x исправлены недостатки технологий безопасности, применяемых в 802.11, — это возможность взлома WEP и зависимость от технологий производителя. IEEE 802.11X поддерживается операционными системами Windows XP и Windows Server 2003. По умолчанию в Windows XP время сеанса работы на секретном ключе равно 30 минутам. IEEE 802.11y — IEEE 802.11y-2008 представляет собой поправку (дополнительный стандарт связи) к IEEE 802.11-2007 стандарту, позволяющий высокомощному оборудованию передачи данных работать в протоколе 802.11a на равной первичной основе в диапазоне частот от 3650 до 3700 МГц в Соединенных Штатах.Он был одобрен для публикации IEEE 26 сентября 2008 года. Стандарт обеспечивает скорость передачи данных до 54 Мбит/с на расстоянии до 5000 м на открытом пространстве. IEEE 802.11ac — это новый стандарт беспроводных компьютерных сетей семейства 802.11 для сетей Wi-Fi на частотах 5—6 ГГц. Устройства, которые работают по этому стандарту, обеспечивают скорость передачи данных более 1 Гбит/с (до 6 Гбит/с 8x MU-MIMO), что многократно выше, чем существующий на сегодняшний день 802.11n. Стандарт подразумевает использование до 8 антенн MU-MIMO и расширение канала до 80 и 160 МГц. По версии компании Broadcom, данный стандарт относится к сетям нового поколения 5.5G. 20 января 2011 года была принята первая черновая редакция версии 0.1 1 февраля 2013 года принята черновая редакция версии 5.0 (завершен на 95%) На апрель 2013 года некоторыми производителями (Quantenna, Broadcom, Buffalo, D-Link, Cisco) уже представлены чипы, поддерживающие работу по стандарту IEEE 802.11ac Draft 0.1, а также выпущены на рынок устройства, поддерживающие черновой вариант данного стандарта. Принятие 802.11ac как стандарта ожидается в начале 2014 года. IEEE 802.11ad — Стандарт продвигается организацией под названием Wireless Gigabit Alliance (WiGig), объединяющей под собой 17 ведущих разработчиков беспроводного оборудования, работающего на частоте 60 ГГц и соответствующих новому стандарту. Этот стандарт позволяет принимать и передавать данные на скоростях в десятки раз больших, нежели современные беспроводные сети (до 7000Мбит/сек). Однако до настоящего времени такому оборудованию не находилось достойного применения, так как радиус действия устройств нового стандарта очень невелик. WiGig решила сфокусироваться на трех основных направлениях применения устройств стандарта 802.11ad: потоковое видео высокого качества, беспроводные LAN-сети и мгновенная синхронизация различных бытовых и промышленных устройств ("беспроводной USB"). Новая технология, по задумке WiGig, найдет свое применение в основном у домашних пользователей, обеспечивая передачу HD-видео и аудио с сетевых хранилищ на различные устройства — телевизионные панели, компьютеры и т.д. Группа WiGig существует уже около года, однако для представления широкой общественности она выбрала именно текущий момент. Сейчас технология 802.11ad находится на финальной стадии тестирования, и WiGig отдает IEEE результаты своих исследований в области применения 60 ГГц оборудования. Скорее всего окончательный стандарт IEEE 802.11ad будет представлен под брендом WiGig, по аналогии с WiFi и стандартом 802.11b/g. Технический директор WiGig, Билл Макфэрланд в своем интервью заявил: "Люди не хотят использовать огромные файлы HD-видео. Людям нужна мобильность и гибкость. Именно поэтому мы разрабатываем этот стандарт — чтобы помощь людям смотреть и слушать высококачественное мультимедиа в любой точке дома, на любом мобильном оборудовании". Также Макфэрланд заметил, что частота 60 ГГц с шириной канала 7 ГГц имеет огромное будущее: "Это очень широкая полоса, которую можно использовать без лицензий, без оплаты и по которой можно передавать большие пакеты данных, увеличивая тем самым общую скорость передачи данных до нескольких гигабит в секунду". Такие высокие скорости позволяют передавать несжатое HD-видео (приблизительно 3 Гбита/с), предотвращая потери в качестве и задержки при передаче через промежуточные устройства сжатия с чипами H.264. Группа WiGig не позиционирует новый стандарт, как замену Wi-Fi; частота 60 ГГц очень быстро затухает и не проникает через стены. Возможности WiGig ограничены площадью одной комнаты, тогда как стандарт 802.11n обеспечивает покрытие целой квартиры. Наиболее вероятно использование трехстандартных (2.4 / 5 / 60 ГГц) чипов для обеспечения обратной совместимости с существующим оборудованием. Другая область применения WiGig — это "беспроводной USB" для соединения различных устройств с ПК и между собой. В настоящее время даже если вы являетесь счастливым обладателем устройств с eSATA и гигабитным Ethernet, вы все равно будете ограничены скоростью в 480 Мбит/с при подключении через интерфейс USB 2.0. Использование, к примеру беспроводного дисплея будет в данном случае невозможно. WiGig призван раз и навсегда решить эту проблему. В группу WiGig входят основные производители беспроводных чипов (Atheros, Broadcom, Intel и Marvell), мобильных устройств (LG, Nokia и Samsung), PC-ориентированные компании (Dell, Intel и Microsoft) и производители бытовой электроники (NEC, Panasonic и Samsung). В настоящее время в списке отсутствует Apple, редко входящая в различные группы в начале их образования и подключающаяся к ним перед выходом нового продукта на рынок, а также Sony, обладающая, как всегда, своими разработками (WirelessHD). IEEE 802.11as (предположительно) — новый стандарт, использующий резонаторно-щелевые антенны, работающие на частоте 135 ГГц. Скорости передачи данных до 20 Гбит/c. Коэффициент усиления антенны равен 5,68 дБ. ЛитератураСсылки:http://grouper.ieee.org/http://wifi4free.ru — сервис, позволяющий найти Wi-Fi точки доступа на картах городов России, Украины и Беларуси. http://wificenter.ru — ресурс о Wi-Fi сейтях. [ Все статьи ]
|
