Технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) – это технология широкополосной радиосвязи, предназначенная для организации локальных беспроводных сетей и широкополосного доступа к Интернет. Основное применение её – это создание общедоступных точек (территорий) беспроводного доступа к Интернет в аэропортах, отелях, конгресс-холлах, торговых центрах, кафе. По-английски эти точки доступа называются hot spot (хот-спот).
Сегодня с уверенностью можно утверждать – эта технология не только «докатилась» до России, но и стала уже массовой. Так, согласно последнему исследованию J´son & Partners Consulting, количество хот-спотов в России по итогам 2008 года составило более 18,6 тыс. Количество публичных точек доступа Wi-Fi внутри помещений на территории России увеличилось до 4000 по итогам первого полугодия 2009 года, подсчитали аналитики iKS-Consulting. При этом около 1,3 тыс. из них находятся в Москве.
На сегодняшний день сложно найти ноутбук, не снабжённый адаптером Wi-Fi.
Характеристики интерфейсов Wi-Fi определены в стандарте IEEE 802.11TM-2007.
Этот стандарт регламентирует характеристики беспроводных локальных сетей и интерфейсов Wi-Fi составляющего их оборудования на двух нижних уровнях модели ISO/OSI: уровне MАС (Medium Access Control − управление доступом к среде) и физическом (PHY) уровне.
Примечание. Особенностью последней редакции стандарта IEEE 802.11 от 2007 г. является то, что она одним документом включает в себя все предыдущие стандарты IEEE Std 802.11-1999, IEEE Std 802.11a™-1999, IEEE Std 802.11b™-1999, IEEE Std 802.11d™-2001, IEEE Std 802.11g™-2003, IEEE Std 802.11h™-2003, IEEE Std 802.11i™-2004, IEEE Std 802.11j™-2004 и IEEE™-2005. Std 802.11e
Интерфейсы Wi-Fi имеют несколько вариантов реализации согласно табл. 1.
Первый вариант интерфейса Wi-Fi, регламентированный разделом 14 стандарта IEEE 802.11TM-2007 (в прошлом стандартом IEEE Std 802.11-1999), обеспечивает скорость передачи информации 2 или 1 Мбит/с в диапазоне частот 2,4 ГГц и предусматривает использование модуляции FHSS (Frequency Hopped Spread Spectrum − расширение спектра методом скачкообразного изменения частоты).
Второй вариант интерфейса Wi-Fi, регламентированный разделом 15 стандарта IEEE 802.11TM-2007 (в прошлом стандартом IEEE Std 802.11-1999), обеспечивает скорость передачи информации 2 или 1 Мбит/с в диапазоне частот 2,4 ГГц и предусматривает использование модуляции DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum − расширение спектра методом прямой последовательности). В отличие от первого варианта интерфейса Wi-Fi, второй вариант позволяет на одной и той же территории функционировать трём независимым сетям Wi-Fi за счёт того, что в используемой полосе частот шириной 83,5 МГц есть возможность организовать до трёх независимых каналов.
Рассмотренные варианты интерфейса Wi-Fi несовместимы между собой.
Следующий вариант интерфейса Wi-Fi регламентирован разделом 17 стандарта IEEE 802.11TM-2007 (в прошлом стандартом IEEE Std 802.11a™-1999). Этот вариант обеспечивает скорость передачи информации 54; 48; 36; 24; 18; 12; 9 или 6 Мбит/с в диапазоне частот 5 ГГц и предусматривает использование модуляции OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing − мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов). Этот вариант несовместим ни с одним из других вариантов интерфейса Wi-Fi. За счёт большей ширины используемой полосы частот (см. табл. 5.1) этот вариант позволяет организовывать до 11 независимых каналов.
Вариант интерфейса Wi-Fi, регламентированный разделом 18 стандарта IEEE 802.11TM-2007 (в прошлом стандартом IEEE Std 802.11b™-1999), обеспечивает скорость передачи информации 11; 5,5; 2 или 1 Мбит/с в диапазоне частот 2,4 ГГц и предусматривает использование таких видов модуляции:
- DSSS при скоростях 2 и 1 Мбит/с;
- CCK (complementary code keying – манипуляция с помощью комплементарных кодов) при скоростях 11 и 5,5 Мбит/с;
- PBCC (packet binary convolutional code – пакетный двоичный свёрточный код) при скоростях 11 и 5,5 Мбит/с (опционально).
Этот вариант интерфейса Wi-Fi совместим с вариантом, регламентированным разделом 15 стандарта IEEE 802.11TM-2007 и использующим модуляцию DSSS.
Таблица 1
Обозначение стандарта (согласно предыдущей редакции) | IEEE Std 802.11-1999 | IEEE Std 802.11a™-1999 | IEEE Std 802.11b™-1999 | IEEE Std 802.11g™-2003 |
Раздел действующего стандарта IEEE 802.11TM-2007 | 14 (для FHSS), 15 (для DSSS) | 17 | 18 | 19 |
Используемый диапазон частот, ГГц | 2,4 – 2,4835 | 5,15 – 5,35 та 5,725 – 5,825 | 2,4 – 2,4835 | 2,4 – 2,4835 |
Ширина полосы пропускания, МГц | 83,5 | 300 (суммарная) | 83,5 | 83,5 |
Виды модуляции | FHSS или DSSS | OFDM | DSSS, CCK, PBCC (опц.) | OFDM, DSSS, CCK, PBCC (опц.) |
Количество перекрывающихся каналов | 3 (для DSSS) | 11 | 3 | 3 |
Скорость передачи информации по одному каналу, Мбит/с | 2 или 1 | 54; 48; 36; 24; 18; 12; 9 или 6 | 11; 5,5; 2 или 1 | 54; 36; 33; 24; 22; 12; 11; 9; 64 5,5; 2 или 1 |
Примечание. Расширение спектра методом скачкообразного изменения частоты (FHSS) − метод передачи радиосигналов, при котором доступная полоса частот разбивается на множество меньших полос, разделённых защитными интервалами. Передатчик и удалённый приёмник используют одну из этих полос на протяжении некоторого интервала времени, а потом согласованно «перескакивают» на другую полосу. Последовательность таких полос является псевдослучайной и известна только передатчику и удалённому приёмнику. Примечание. Метод FHSS, применяемый в технологии Wi-Fi, предусматривает использование в каждой полосе частотной модуляции передаваемыми двоичными сигналами несущей, расположенной в центре каждой полосы. Модулированный сигнал находится на частоте, несколько большей или меньшей частоты несущей, но которая находиться в пределах этой полосы. Расширение спектра методом прямой последовательности (DSSS) – метод передачи радиосигналов, при котором каждый передаваемый бит преобразовывается в псевдослучайную последовательность из нескольких битов, которые после соответствующих преобразований передаются по линии связи. Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM) – метод передачи, при котором последовательный поток бит преобразовывается в несколько параллельных потоков с меньшей скоростью, каждый из которых не зависимо модулирует одну несущую из набора ортогональных гармонических несущих. | ||||
Вариант интерфейса Wi-Fi, регламентированный разделом 19 стандарта IEEE 802.11TM-2007 (в прошлом стандартом IEEE Std 802.11g™-2003) обеспечивает скорость передачи информации 54; 36; 33; 24; 22; 12; 11; 9; 64 5,5; 2 или 1 Мбит/с в диапазоне частот 2,4 ГГц и предусматривает использование таких видов модуляции:
- DSSS при скоростях 2 та 1 Мбит/с;
- CCK (complementary code keying – манипуляция с помощью комплементарных кодов) при скоростях 11 та 5,5 Мбит/с;
- PBCC (packet binary convolutional code – пакетний двоичный свёрточный код) при скоростях 33 и 22 Мбит/с (опционально);
- OFDM при швидкостях 54; 48; 36; 24; 18; 12; 9 та 6 Мбит/с;
- DSSS-OFDM (гибридный вид модуляции, при котором для передачи служебной информации используется модуляция DSSS, а для полезной информации – модуляция OFDM) при скоростях 54; 48; 36; 24; 18; 12; 9 и 6 Мбит/с (опционально).
Этот вариант интерфейса Wi-Fi совместим с вариантом с модуляцией DSSS, регламентированным разделом 15 стандарта IEEE 802.11TM-2007, и с вариантом с модуляцией DSSS, CCK или PBCC, регламентированным разделом 18 этого стандарта.
Многообразие режимов работы последнего варианта интерфейса Wi-Fi при различных скоростях передачи хорошо иллюстрирует табл. 2.
Таблица 2
Скорость передачи данных, Мбит/с | Обязательная модуляция | Опциональная модуляция |
1 | DSSS | |
2 | DSSS | |
5,5 | CCK | PBCC |
6 | OFDM | DSSS-OFDM |
9 | OFDM, DSSS-OFDM | |
11 | CCK | PBCC |
12 | OFDM | DSSS-OFDM |
18 | OFDM, DSSS-OFDM | |
22 | PBCC | |
24 | DSSS-OFDM | |
33 | PBCC | |
36 | OFDM, DSSS-OFDM | |
48 | OFDM, DSSS-OFDM | |
54 | OFDM, DSSS-OFDM |
Самый скоростной на сегодняшний день вариант интерфейса Wi-Fi носит неофициальное название «802.11n» - он обеспечивает скорость до 600 Мбит/с. Такое существенное увеличение скорости передачи достигнуто за счёт применения технологии MIMO (multiple-input multiple-output – множество входов и множество входов) и некоторых других технических ухищрений.
Суть технологии MIMO заключается в том, что как на передаче, так и на приёме используется несколько антенн, образующих антенную систему. Согласованная работа такой антенной системы обеспечивает более эффективный приём и передачу, что выражается в улучшении таких характеристик, как скорость передачи и дальность связи, без увеличения мощности сигнала и расширения полосы частот.
Возросшая скорость передачи позволяет пользователям беспрепятственно потреблять услуги высококачественного видео, что делает технологию Wi-Fi конкурентоспособной по отношению к другим перспективным видам широкополосного доступа.
802.11n является преемником протокола 802.11g, обеспечивающего скорость передачи до 54 Мбит/с. Соответственно, обеспечивается обратная совместимость с этим протоколом.
Перспективы
Несмотря на развитие большого количества технологий беспроводного доступа, позволяющих организовывать передачу данных на высоких скоростях, услуги с применением технологии Wi-Fi по-прежнему остаются востребованными. Дальнейший успех внедрения Wi-Fi зависит главным образом от экономических факторов – как стоимость Wi-Fi-адаптеров и развёртывания сетей Wi-Fi будет соотноситься с аналогичными показателями для других технологий, таких как WiMAX, 3G. Поскольку WiMAX-оборудование пока существенно дороже, внутри помещений выгоднее использовать Wi-Fi – «дальнобойность» WiMAX здесь не нужна. Поэтому на сегодняшний день сервис-провайдеры рассчитывают по-прежнему использовать Wi-Fi для организации хот-спотов и WiMAX или 3G+ для мобильного доступа. Большинство экспертов сходятся во мнении, что количество хот-спотов будет продолжать расти высокими темпами.
По данным In-Stst, к 2012 году в мире будет насчитываться больше миллиарда устройств, поддерживающих стандарт беспроводной связи Wi-Fi. В 2007 году число таких устройств не превышало 294 млн штук. При этом в 2011 году количество мобильных телефонов с Wi-Fi превысит число персональных компьютеров, снабженных Wi-Fi-адаптером.
Есть данные, что компании, имеющие в своем распоряжении беспроводные сети, со временем обнаруживают, что от 50% до 90% портов Ethernet-сети организации больше не используются, поскольку сотрудники начинают использовать соединение через Wi-Fi.
В 2010 году более 50% новых персональных компьютеров были представлены именно ноутбуками, причем большинство из них имело адаптер 802.11n. По некоторым прогнозам, появление сетей стандарта 802.11n с реальной пропускной способностью 150-180 Мбит/с приведет к массовому отказу компаний от проводных Ethernet-сетей. Однако полного отказа от проводных локальных сетей ожидать не следует. Всё зависит от используемых приложений. Если речь идет о приложениях, требующих надежной среды передачи данных, развертывают обычные проводные сети.
Комментариев нет:
Отправить комментарий