1.4.2 Стандарт ieee 802.11b

Стандарт IEEE 802.11b был принят в 1999 г. в развитие принятого ранее стандарта IEEE 802.11. Он также предусматривает использование диапазона частот 2,4 ГГц, но только с модуляцией DSSS. Данный стандарт обеспечивает пропускную способность до 11 Мбит/с в расчете на одну точку доступа.Продукты стандарта IEEE 802.11b, поставляемые различными производителями, тестируются на совместимость и сертифицируются организацией Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), которая в настоящее время больше известна под названием Wi-Fi Alliance. Совместимые беспроводные продукты, прошедшие испытания по программе "Альянса WH могут быть маркированы знаком Wi-Fi.В настоящее время ЕЕЕ 802.11b это самый распространенный стандарт, на базе которого построено большинство беспроводных сетей.

1.4.3 Стандарт ieee 802.11g

Проект стандарта IEEE 802.11g был утвержден в октябре 2002 г. Этот стандарт предусматривает использование диапазона частот 2,4 ГГц, обеспечивая скорость передачи 54 Мбит/с и превосходя, таким образом, ныне действующий стандарт 802.11b. Кроме того, он гарантирует совместимость со стандартом 802.11b. Обратная совместимость стандарта IEEE 802.11g может быть реализована в режиме модуляции DSSS, и тогда скорость передачи будет ограничена одиннадцатью мегабит в секунду или в режиме модуляции OFDM, при котором скорость составляет 54 Мбит/с. Таким образом, этот стандарт является наиболее приемлемым при построении беспроводных сетей [7].

1.4.4 Стандарт ieee 802.11n

Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандарта 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при использовании в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит / с (стандарт IEEE 802.11ac до 1.3 Гбит/с), применяя передачу данных сразу по четырем антенн. С одной антенны - до 150 Мбит/с.Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4-2,5 или 5,0 ГГц. Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трех режимах:- В котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;- Смешанном, в котором поддерживаются устройства 802.11b/g, 802.11a и 802.11n;- «Чистом» режиме – 802.11n. Рабочую версию стандарта 802.11n (DRAFT 2.0) поддерживают многие современные сетевые устройства. Итоговая версия стандарта (DRAFT 11.0), которая была принята 11 сентября 2009 года, обеспечивает скорость до 300 Мбит/с, Многоканальный вход/выход, известный как MIMO, и большее покрытие. На 2012 год является небольшое количество устройств соответствующих финального стандарта.

1.4.5 Преимущества и недостатки технологии 802.11n

Стандарт IEEE 802.11n основан на радио технологии MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). Использование этой инновационной радиотехнологии предусмотрено и в других стандартах, включая WiMAX и LTE (Long-Term Evolution). Последний разрабатывается для сотовых сетей 4G.

С помощью методики пространственного мультиплексирования радио технологии MIMO передает два или более потоков данных одновременно на одном и том же частотном канале. При передаче двух пространственных потоков названа методика может удвоить пропускную способность беспроводного канала. Для образования нескольких пространственных потоков нужно иметь несколько приемников и передатчиков, а также возможность передавать потоки по различным маршрутам (MIMO использует феномен многолучевого распространения радиоволн).

Традиционные сети работают на 20-МГц каналах, а проектом стандарта 802.11n предусмотрено использование двадцатого 40.ГГц каналов и до четырех пространственных потоков на одном канале. В случае применения 40 ГГц канала и четырех пространственных потоков максимальная скорость передачи данных составит 600 Мбит/с. Нынешние продукты передают данные на скорости до 300 Мбит/с, используя два пространственных потока на 40 ГГц канале.

В дополнение к пространственному мультиплексирования в проекте стандарта 802.11n предусмотрено усовершенствование физического уровня сети. Речь идет о применении более эффективной реализации технологии OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) и укороченных защитных интервалов (временной интервал в конце каждого символа OFDM, что исключает перекрытия последовательно передаваемых символов).

В полосе частот 20 МГц, технология 802.11n обеспечивает максимальную скорость передачи данных в одном потоке, равным 65 Мбит/с.

Пропускная способность традиционного оборудования, передающего данные по 48 поднесущих, составляет 54 Мбит / с. Традиционные устройства стандартов 802.11a/b/g используют защитный интервал длительностью 800 нс, тогда как устройства проекта стандарта 802.11n факультативно поддерживают 400-нс защитный интервал, сокращая при этом длину символа OFDM на 400 нс. Краткое защитный интервал уменьшает время передачи одного символа с 4 до 3,6 мс, увеличивая таким образом скорость передачи символов на 10% [17].

Преимущества стандарта 802.11n не ограничиваются только усовершенствованием физического уровня БЛВС. Это будет стандарт на полностью новую сетевую технологию, улучшает функционирование оборудования и на MAC-уровне. В работе традиционных БЛВС значительная часть накладных расходов связана с передачей подтверждений приема кадров (ACK). Принимающая станция передает кадр ACK (передаточной станции) в ответ на каждый принятый ею кадр. Если передающая станция не получает кадр ACK, оно пересылает неподтвержденный кадр повторно.

Передача кадров ACK и защитные интервалы «съедают» значительную часть пропускной способности радиоканала, поэтому, чтобы повысить эффективность работы последнего, в проекте стандарта 802.11n предусмотрены функции агрегирования кадров и подтверждение приема блока кадров (Block ACK).

Агрегирования кадров - это объединение двух или более кадров в один большой кадр, с целью снижения в сеансе сетевой работы числа межкадровых интервалов и кадров ACK. Передается по радиоканалу агрегированный кадр, который получил название A-MPDU (Aggregate MAC Protocol Data Unit), может иметь длину до 64 Кбайт и состоять из множества традиционных кадров длиной от 52 до 2304 байт.

При использовании протокола Block ACK прием множества кадров подтверждается одним кадром. Этот протокол повышает эффективность работы сети, устраняя квитирование приема каждого кадра. Хотя протокол Block ACK предусмотрен и ныне действующего стандарта 802.11, он не получил широкого применения. В целях повышения эффективности использования полосы пропускания радиоканала в проекте стандарта 802.11n кадр Block ACK был уменьшен с традиционных 128 до 8 байт.

К недостаткам относится высокая цена оборудования, и максимальную скорость можно развить, если все устройства будут работать в стандарте 802.11n.