Лекции / 04.03 - WiFi

WIFI

Модуляция, передачи данных, Попов и прочее.

История стандарта IEEE 802.11 началась в 1997 году, когда была принята изначальная спецификация построения локальных сетей на основе беспроводных технологий.

https://intuit.ru/studies/courses/1004/202/lecture/5234

История беспроводных технологий передачи информации началась в конце XIX века с передачей первого радиосигнала и появлением в 20-х годах ХХ века первых радиоприемников с амплитудной модуляцией. В 1930-е годы появилось радио с частотной модуляцией и телевидение. В 1970-е годы были созданы первые беспроводные телефонные системы. Сначала это были аналоговые сети, в начале 1980-х появился стандарт GSM, ознаменовавший начало перехода на цифровые стандарты как обеспечивающие лучшее распределение спектра, лучшее качество сигнала и большую безопасность. С 90-x годов ХХ века происходит укрепление позиций беспроводных сетей. Беспроводные технологии прочно входят в нашу жизнь. Развиваясь с огромной скоростью, они стимулируют создание новых устройств и услуг.

Существенной для развития беспроводных технологий является и возможность их применения домашними пользователями. Чем больше устройств в домашней сети, тем сильнее загромождают дом соединяющие их провода. А это уже повод для перехода на беспроводные технологии. Повышение степени комфортности современного дома, объединение в одно целое всех его структур и объектов (компьютера, телевизора, цифровой фотокамеры, домашнего развлекательного центра, системы охраны, климатической системы, бытовой техники и т. д.) - основа идеи создания интеллектуального цифрового дома, которая также реализуется с помощью беспроводных устройств.

Чаще всего их называют сетями wifi хотя раньше было просто 802.11 стандарт.

https://studfile.net/preview/10106858/page:34/

Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн — до 50 км).

WPAN IEEE 802.15 – Bluetooth, 4 версии стандарта, использовался для убирание принтеров и прочих приколов.

WiFi создавался для передачи голоса и прочих вещей по сети.

WaMX – альтернатива кабельному шикорополосному DSL подключению.

Спутниковый широкополосный доступ даёт доступ за счёт направленной антенны, дорого, но в узких случаях подходит.

Семейство стандарта 802.11

http://ssa.kbgtk07.ru/3/course/module4/4.1.1.4/4.1.1.4.html

За регулирование выделения радиочастотного (РЧ) спектра отвечает Международный союз электросвязи, сектор стандартизации электросвязи (ITU-R). Для различных целей предусмотрены частотные диапазоны, которые называют полосами. Некоторые полосы в электромагнитном спектре жестко регулируются и используются в таких областях, как контроль трафика и сети связи аварийно-спасательных служб.

В частности, для беспроводных LAN стандарта 802.11 выделяются следующие частотные полосы:

• 2,4 ГГц (УВЧ): 802.11b/g/n/ad

• 5 ГГц (СВЧ): 802.11a/n/ac/ad

• 60 ГГц (КВЧ): 802.11ad

http://ssa.kbgtk07.ru/3/course/module4/4.1.1.5/4.1.1.5.html

а прошедшие годы разработан ряд реализаций стандарта IEEE 802.11. Ниже рассмотрим эти стандарты подробнее.

• 802.11. Разработан в 1997 году, теперь считается устаревшим. Это исходная спецификация сети WLAN, которая работает в частотной полосе 2,4 ГГц и обеспечивает скорости до 2 Мбит/с. На момент создания этого стандарта проводные сети LAN обеспечивали скорости на уровне 10 Мбит/с, поэтому новые беспроводные технологии не получили признания на начальном этапе. Беспроводные устройства оснащены одной антенной для передачи и приема беспроводных сигналов.

• IEEE 802.11a. Разработан в 1999 году. Работает в менее загруженной частотной полосе 5 ГГц и обеспечивает скорости до 54 Мбит/с. Поскольку этот стандарт работает на более высоких частотах, он имеет меньшую зону покрытия и менее эффективен внутри зданий. Беспроводные устройства оснащены одной антенной для передачи и приема беспроводных сигналов. Устройства, работающие в соответствии с данным стандартом, несовместимы со стандартами 802.11b и 802.11g. В России не использовался, до 90 метров.

• IEEE 802.11b. Разработан в 1999 году. Работает в частотной полосе 2,4 ГГц и обеспечивает скорости до 11 Мбит/с. Устройства, работающие в соответствии с этими стандартами, имеют больший диапазон и демонстрируют более высокую эффективность при использовании внутри зданий по сравнению с устройствами стандарта 802.11a. Беспроводные устройства оснащены одной антенной для передачи и приема беспроводных сигналов. Работало 13 каналов, одновременно доступных только 3. Данный стандарт первым получил широкое распространение, множество сетей до сих пор используют, где скорость не важна, постепенно вытесняется g/n стандартами.

• IEEE 802.11g. Разработан в 2003 году. Работает в частотной полосе 2,4 ГГц и обеспечивает скорости до 54 Мбит/с. Устройства, работающие в соответствии с этим стандартом, работают с той же радиочастотой и диапазоном, что и устройства со стандартом 802.11b, но имеют пропускную способность стандарта 802.11a. Беспроводные устройства оснащены одной антенной для передачи и приема беспроводных сигналов. Этот стандарт совместим со стандартом 802.11b. Однако при работе с клиентами стандарта 802.11b общая пропускная способность снижается. Самый распространённый стандарт. Взорвал рынок сетей. Внутри помещения 30-40 метров, вне 150-200. Единственная проблема — работает в перегруженном диапазоне 2.4 ГГц, который много чем занят.

• IEEE 802.11n. Разработан в 2009 году. Работает в частотных полосах 2,4 ГГц и 5 ГГц, известен как двухполосное устройство. Стандартные скорости передачи данных — 150–600 Мбит/с; диапазон действия — до 70 м. Тем не менее, чтобы обеспечить более высокие скорости, точкам доступа и беспроводным клиентам требуется несколько антенн, использующих технологию многоканального входа — многоканального выхода (MIMO). Технология MIMO использует несколько антенн в качестве передатчика и приемника, что позволяет повысить производительность обмена данными. Технология поддерживает до четырех антенн. Стандарт 802.11n поддерживает обратную совместимость с устройствами 802.11a/b/g. Однако поддержка смешанной среды ограничивает скорость передачи данных.

• IEEE 802.11ac. Разработан в 2013 году, работает в частотной полосе 5 ГГц, обеспечивая скорость передачи данных в диапазоне от 450 Мбит/с до 1,3 Гбит/с (1300 Мбит/с). Данный стандарт использует технологию MIMO для повышения производительности обмена данными. Для данного стандарта поддерживается до восьми антенн. Стандарт 802.11ac поддерживает обратную совместимость с устройствами 802.11a/n, но поддержка смешанных сред ограничивает предполагаемую скорость передачи данных.

• IEEE 802.11ad. Выпуск запланирован на 2014 год. Этот стандарт также называют WiGig. Он использует решение для трехполосного Wi-Fi, в котором задействованы частотные полосы 2,4 ГГц, 5 ГГц и 60 ГГц. Стандарт теоретически обеспечивает скорость передачи данных до 7 Гбит/с. Тем не менее, полоса 60 ГГц — это технология, для работы которой требуется прямая видимость, следовательно, проходить сквозь стены сигнал не сможет. В роуминге устройства пользователей коммутируются на полосы 2,4 ГГц и 5 ГГц с более низкой частотой. Стандарт поддерживает обратную совместимость с существующими устройствами Wi-Fi. Однако поддержка смешанной среды ограничивает скорость передачи данных.

А

802.11ax не поместился (про 802.11be не слышали)

К аналы друг друга перекрывают, скорость норм не достигаются.

https://intuit.ru/studies/courses/966/202/lecture/5242

Режим Ad Hoc

В режиме Ad Hoc ( рис. 4.1) клиенты устанавливают связь непосредственно друг с другом. Устанавливается одноранговое взаимодействие по типу "точка-точка", и компьютеры взаимодействуют напрямую без применения точек доступа. При этом создается только одна зона обслуживания, не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети.

Однако необходимо иметь в виду, что режим Ad Hoc позволяет устанавливать соединение на скорости не более 11 Мбит/с, независимо от используемого оборудования. Реальная скорость обмена данными будет ниже и составит не более 11/N Мбит/с, где N - число устройств в сети. Дальность связи составляет не более ста метров, а скорость передачи данных быстро падает с увеличением расстояния.

Для организации долговременных беспроводных сетей следует использовать инфраструктурный режим.

B SS и BSA ошибочно принимают за одно и то же, но первое — топология сети, а второе — физическая зона покрытия

https://help-wifi.ru/tekh-podderzhka/ssid-chto-ehto/

мя сети или SSID расшифровывается как «Service Set Identifier», что в переводе означает «сервисный идентификатор сети». Он отображает имя сети вайфай, чтобы пользователь мог получить к ней доступ со своих устройств.

Другими словами, SSID – это название или идентификатор, по которому можно установить доступную для соединения точку доступа. Он может состоять из 32 знаков (букв и цифр). У некоторых производителей роутеров можно встретить другое название этого термина – «имя сети».

SSID может иметь два рабочих режима:

• BSSID – MAC-адрес беспроводного устройства, действует в режиме активного подключения;

• ESSID – действует в режиме инфраструктуры и выделяется увеличенным набором служб.

Беспроводные клиенты могут обмениваться сообщениями между зонами, мобильные клиенты могут переключаться между зонами.

В аы

в ава

https://studfile.net/preview/5240308/page:53/

Стандарт 802.11 использует три класса кадров, транспортируемых через канал: информационные, служебные и управляющие. 

Классы кадров стандарта IEEE 802.11:

• Кадр управления – используется в процессе обслуживания процесса обмена данными.

• Контрольный кадр – используется для упрощения процедуры обмена кадрами данных между беспроводными клиентами.

• Кадр данных – используется для передачи полезной нагрузки.

Д лительность — времени передачи MAC.

Возможны несколько типов адреса:

1. Назначения

2. Источника

В отдельных случаях адрес содержит интерфейс маршрутизатора.

Коллизия — проблемы с передачей данных, CSMASA позволяет минимизировать коллизии за счёт своих реквестов.

Протокол работает по принципу слушаю, потом говорю. Станция должна прослушать радиоканал, соответственно, если канал свободен, станция отдаёт пакет. Установка соединения происходит с передачей данных Network Allocation Vector.

Если станция, пославшая пакет, не получила ответ, то она предполагает, что произошла коллизия в канале, и отправляет пакет повторно. Выбирается время ожидания, по истечению пакет отправляется снова, время ожидания становится меньше. Так до получения ответа или до приравнивания времени ожидания к нулю.

SSID – уникальный ID для различия сетей в одной зоне. Длина 2-32 символа.

В данном случае клиент должен знать SSID сети. Широковещательная рассылка кадра для получения отклика по поиску.

Т ам шифровка и расшифрока согласованными ключами для выполнения аутентификации клиента.

И дентификатор равнозначен