Семейство стандартов 802.11 беспроводной сети – от 802.11a до 802.11az
Владельцы дома и бизнеса, желающие приобрести сетевое оборудование, сталкиваются с широким выбором. Многие продукты соответствуют беспроводным стандартам 802.11a, 802.11b/g/n и/или 802.11ac, которые все вместе называются технологиями Wi-Fi. Bluetooth и различные другие беспроводные (но не Wi-Fi) технологии также пронизывают рынок, каждая из которых предназначена для конкретных сетевых приложений.
Сразу скажем, что, например, 801.11aj – это последний одобренный стандарт. Протокол был утвержден в мае 2018 года. Однако тот факт, что стандарт утвержден, не означает, что он доступен вам или что это стандарт, который вам необходим для вашей конкретной ситуации. Стандарты постоянно обновляются, так же как способ обновления программного обеспечения на смартфоне или на вашем компьютере.
Что такое стандарт 802.11
В 1997 году Институт инженеров по электротехнике и электронике создал первый стандарт WLAN. Они назвали это 802.11 в честь названия группы, созданной для наблюдения за его развитием. К сожалению, 802.11 поддерживал максимальную пропускную способность сети только 2 Мбит/с – слишком медленно для большинства современных приложений. По этой причине обычные беспроводные продукты 802.11 больше не производятся. Однако, из этого первоначального стандарта выросло целое семейство.
Лучший способ взглянуть на эти стандарты – это рассмотреть 802.11 в качестве основы, а все другие итерации – в качестве строительных блоков на этой основе, которые направлены на улучшение как мелких, так и крупных аспектов технологии. Некоторые строительные блоки незначительны, а другие довольно большие.
Ниже приведен краткий обзор самых последних утвержденных итераций, описанных от самых новых до самых старых. Другие итерации – 802.11ax, 802.11ay и 802.11az – всё ещё находятся в процессе утверждения.
Итерации стандарта 802.11
802.11aj
Этот стандарт, известный как «китайская миллиметровая волна», применяется в Китае и представляет собой ребрендинг стандарта 802.11ad для использования в определенных регионах мира. Цель состоит в том, чтобы поддерживать обратную совместимость со стандартом 802.11ad.
802.11ah
Утвержденный в мае 2017 года, этот стандарт нацелен на более низкое энергопотребление и создает сети Wi-Fi с расширенным диапазоном, которые могут выходить за пределы досягаемости типичных сетей 2,4 ГГц или 5 ГГц. Ожидается, что он будет конкурировать с Bluetooth, учитывая его более низкие потребности в энергии.
802.11ad
Утвержденный в декабре 2012 года, этот стандарт необычайно быстр. Однако, клиентское устройство должно находиться в пределах 10 метров от точки доступа.
802.11ac
Это поколение Wi-Fi, впервые ознаменовавшее использование двухдиапазонной беспроводной технологии, поддерживающей одновременные соединения в диапазонах Wi-Fi 2,4 ГГц и 5 ГГц. Стандарт 802.11ac обеспечивает обратную совместимость с 802.11b/g/n и полосой пропускания до 1300 Мбит/с на частоте 5 ГГц, до 450 Мбит/с на 2,4 ГГц. Большинство домашних беспроводных маршрутизаторов соответствуют этому стандарту.
802.11ac также часто упоминается как Wi-Fi 5.
802.11n
Стандарт 802.11n (также известный как Wireless N) был разработан для улучшения стандарта 802.11g в отношении поддерживаемой полосы пропускания за счет использования нескольких беспроводных сигналов и антенн (называемых технологией MIMO ) вместо одной. Группа отраслевых стандартов ратифицировала 802.11n в 2009 году со спецификациями, обеспечивающими пропускную способность сети до 300 Мбит/с. Стандарт 802.11n также предлагает несколько лучший диапазон по сравнению с более ранними стандартами Wi-Fi благодаря повышенной интенсивности сигнала и обратной совместимости с оборудованием стандарта 802.11b/g.
802.11n также часто упоминается как Wi-Fi 4.
802.11g
В 2002 и 2003 годах на рынке появились продукты WLAN, поддерживающие новый стандарт 802.11g. 802.11g пытается объединить лучшее из 802.11a и 802.11b. 802.11g поддерживает полосу пропускания до 54 Мбит/с и использует частоту 2,4 ГГц для большего диапазона. Стандарт 802.11g обратно совместим с 802.11b, что означает, что точки доступа 802.11g будут работать с адаптерами беспроводной сети 802.11b и наоборот.
802.11g также часто упоминается как Wi-Fi 3.
802.11a
Пока 802.11b находился в стадии разработки, IEEE создала второе расширение исходного стандарта 802.11 под названием 802.11a. Поскольку популярность 802.11b росла намного быстрее, чем 802.11a, некоторые считают, что 802.11a был создан после 802.11b. Фактически, 802.11a был создан в то же время. Из-за более высокой стоимости 802.11a обычно используется в бизнес-сетях, тогда как 802.11b лучше подходит для внутренней сети.
802.11a поддерживает полосу пропускания до 54 Мбит/с и сигналы в регулируемом частотном спектре около 5 ГГц. Эта более высокая частота по сравнению с 802.11b сокращает диапазон сетей 802.11a. Более высокая частота также означает, что сигналы 802.11a испытывают большие трудности при проникновении через стены и другие препятствия.
Поскольку 802.11a и 802.11b используют разные частоты, эти две технологии несовместимы друг с другом. Некоторые поставщики предлагают гибридное сетевое оборудование 802.11a/b, но эти продукты просто реализуют два стандарта бок о бок (каждое подключенное устройство должно использовать одно или другое).
802.11a также упоминается как Wi-Fi 2.
802.11b
IEEE расширил первоначальный стандарт 802.11 в июле 1999 года, создав спецификацию 802.11b. 802.11b поддерживает теоретическую скорость до 11 Мбит/с. Следует ожидать более реалистичной полосы пропускания 5,9 Мбит/с (TCP) и 7,1 Мбит/с (UDP).
Стандарт 802.11b использует ту же нерегулируемую частоту радиосигнала (2,4 ГГц), что и исходный стандарт 802.11. Продавцы часто предпочитают использовать эти частоты для снижения себестоимости. Нерегулируемая 802.11b может сталкиваться с помехами от микроволновых печей, беспроводных телефонов и других приборов, использующих тот же диапазон 2,4 ГГц. Однако, установив устройство 802.11b на разумном расстоянии от других устройств, можно легко избежать помех.
802.11b также упоминается как Wi-Fi 1.
А как насчет Bluetooth и остального?
Помимо этих пяти универсальных стандартов Wi-Fi, некоторые другие связанные технологии беспроводных сетей предлагают несколько иные ценности:
- Стандарты IEEE 802.11, такие как 802.11h и 802.11j, являются расширениями или ответвлениями технологии Wi-Fi, каждый из которых служит определенной цели.
- Bluetooth – это альтернативная технология беспроводной сети, которая пошла по другому пути, чем семейство 802.11. Bluetooth поддерживает очень короткий диапазон (приблизительно 10 метров) и относительно низкую пропускную способность (на практике 1-3 Мбит/с), и предназначен для сетевых устройств с низким энергопотреблением, таких как портативные устройства. Низкая стоимость производства оборудования Bluetooth также привлекает отраслевых поставщиков.
- WiMax также был разработан отдельно от Wi-Fi. WiMax предназначен для сетей дальнего радиуса действия (охватывающих километры), в отличие от локальных беспроводных сетей.
Следующие стандарты IEEE 802.11 существуют или разрабатываются для поддержки создания технологий беспроводных локальных сетей:
- 802.11a: скорость 54 Мбит/с, частота 5 ГГц (ратифицирован в 1999 г.)
- 802.11ac: скорость 3,46 Гбит/с, поддерживает частоты 2,4 и 5 ГГц через 802.11n
- 802.11ad: скорость 6,7 Гбит/с, частота 60 ГГц (2012)
- 802.11ah: создает сети Wi-Fi с расширенным диапазоном, которые выходят за пределы досягаемости типичных сетей 2,4 ГГц или 5 ГГц
- 802.11aj: утвержден в 2017 году, в основном, для использования в Китае
- 802.11ax: утверждение ожидается (2018)
- 802.11ay: утверждение ожидается (2019)
- 802.11az: утверждение ожидается (2019)
- 802.11b: скорость 11 Мбит/с, частота 2,4 ГГц (1999)
- 802.11c: работа мостовых соединений (перенесено в 802.1d)
- 802.11d: всемирное соответствие правилам использования спектра беспроводного сигнала (2001)
- 802.11e: поддержка Service support (2005) для улучшения доставки чувствительных к задержкам приложений, таких как голосовая беспроводная локальная сеть и потоковое мультимедиа
- 802.11F: рекомендация по протоколу между точками доступа для связи между точками доступа для поддержки клиентов в роуминге (2003)
- 802.11g: стандарт 54 Мбит/с, сигнализация 2,4 ГГц (2003)
- 802.11h: улучшенная версия 802.11a для поддержки европейских нормативных требований (2003)
- 802.11i: улучшения безопасности для семейства 802.11 (2004)
- 802.11j: улучшения 5 ГГц для поддержки нормативных требований Японии (2004 г.)
- 802.11k: управление системой WLAN
- 802.11m: поддержка документации семейства 802.11
- 802.11n: стандартное улучшение 100+ Мбит/с по сравнению с 802.11g (2009)
- 802.11p: беспроводной доступ для автомобильной среды
- 802.11r: поддержка быстрого роуминга с использованием переходов базового набора услуг
- 802.11s: ESS ячеистая сеть для точек доступа
- 802.11T: беспроводное прогнозирование производительности – рекомендация для тестирования стандартов и показателей
- 802.11u: межсетевое взаимодействие с сотовыми и другими видами внешних сетей
- 802.11v: управление беспроводной сетью и настройка устройства
- 802.11w: повышение безопасности защищенных фреймов управления
- 802.11y: основанный на конкуренции протокол для предотвращения помех