Принцип действия беспроводных сетей

При передаче информации в беспроводных сетях используются три составляющих: радиосигналы, структура сети и формат данных. В отдельности каждый из этих элементов не зависит от других, поэтому, при разработке новой сети, нужно проработать каждую из составляющих. В сетевую структуру входят сопряжающие устройства – адаптеры интерфейсов и передающие и принимающие станции. В беспроводной сети адаптеры на каждом устройстве выполняют преобразование цифровых данных в радиосигналы, которые затем передаются на другие устройства сети и снова преобразуются обратно в цифровые данные.

В IEEE (InstituteofElectricalandElectronicsEngineers - Институт инженеров пo электротехнике и электронике) был создан набор стандартов и спецификаций для беспроводных сетей, имеющий названием "IEEE 802.11", который определяет вид передаваемых сигналов. На данный момент наиболее применяемой спецификацией является 802.11b. Этот стандарт используется почти в каждой Ethernet-сети. Необходимо учитывать развитие других стандартов, однако на сегодняшний день 802.11b наиболее приспособлен для применения, особенно при расчете подключения к сетям, где невозможно самостоятельное управление всеми устройствами. Сети со спецификацией 802.11b работают в диапазоне радиочастот 2,4 ГГц, который задействован в подавляющем большинстве стран для радиослужб без лицензий, имеющих соединения точка-точка с распределением спектра.

На данный момент существует четыре основных стандарта Wi-Fi [1]

1) В сетях со стандартом 802.11a данные передаются на частоте 5 ГГц со скоростью до 54 Мбит/с. Этот стандарт предоставляет возможность более удачную технику кодирования, которая предусматривает деление исходящего сигнала на несколько составляющих. Данный метод передачи предоставляет возможность уменьшить влияние помех.

2) Стандарт 802.11b является самым медленным и наиболее дешёвым. В определённый период из-за невысокой стоимости, он широко использовался, но в данное время вытесняется более скоростными стандартами по мере снижения их цены. Стандарт 802.11b работает на частоте 2,4 ГГц. Скорость передачи данных составляет до 11 Мбит/с. При для повышения скорости выполняются преобразования с дополняющим кодом.

3) Стандарт 802.11g также работает на частоте 2,4 ГГц, при этом обеспечивается намного большая скорость передачи данных - до 54 Мбит/с. В стандарте 802.11g используется такое же кодирование данных OFDM, как и в стандарте 802.11a.

4) В стандарте 802.11n ещё больше увеличена скорость передачи данных, а также изменён частотный диапазон. Стандарт 802.11n обеспечивает скорость передачи данных 140 Мбит/с..

В добавок к популярным технологям, производитель Wi-FiAlliance создал дополнительные стандарты для специализированного использования. К таким спецификациям, которые выполняют обслуживающую работу, относятся:

802.11d — выполняет сопряжение между устройствами беспроводной сети различных производителей;

802.11e — определяет качество передаваемыхмедиафайлов;

802.11f — регулирует многообразием точек доступа разнообразных производителей, позволяя без проблем работать в различных сетях;

802.11h — делает невозможным уменьшение качества сигнала при воздействии метеорологических и военных устройств;

802.11i — в данном стандарте используется улучшенная защита личной информации при передаче данных;

802.11k — регулирует нагрузку беспроводной сети и переключает пользователей на другие точки доступа;

802.11m — включает исправления стандартов 802.11;

802.11p — идентифицирует Wi-Fi-устройства, которые находятся на расстоянии до 1 км и движутся со скоростью до 200 км/ч;

802.11r — автоматически идентифицирует беспроводную сеть в роуминге и выполняет подключение к ней мобильных устройств;

802.11s — выполняет полносвязное подключение, в котором каждое мобильное устройство может работать как маршрутизатор или точка доступа;

802.11t — этот стандарт тестирует всю сеть 802.11, определяет способы мониторинга и его результаты, предоставляет требования для нормальной работы оборудования;

802.11u — стандарт выполняет взаимную связь беспроводных и внешних сетей;

802.11v — выполняется совершенствование стандарта 802.11;

802.11y — недоработанная технология, позволяющая связать частоты 3,65–3,70 ГГц;

802.11w — данный стандарт предоставляет способы улучшения защиты доступа при передаче информации.

Современный и наиболее технологичный стандарт 802.11ас.

Устройства стандарта 802.11ас дают возможность ощутить более высокое качество работы в интернете. Среди улучшенных характеристик этой модификации можно выделить следующие:

ü Высокая скорость. В сети со стандартом 802.11ас применяются более широкие каналы и увеличенная частота передачи данных, что позволяет развить теоретическую скорость до до 600 Мбит/с. Кроме скорости, сеть на стандарте 802.11ас передаёт больший объем данных за один такт.

ü Увеличенный диапазон частот. Модификация 802.11ас имеет целую совокупность частот 5 ГГц. Эта технология обладает более высокую амплитуду сигналом.

ü Зона покрытия сети 802.11ас. Этот стандарт предоставляет увеличенный радиус действия сети. Отсутствует влияние внешних устройств на работу сети.

ü Обновлённые технологии. 802.11ас включает расширение MU-MIMO, обеспечивающее непрерывную работу в сети нескольких устройств.

Устройства Wi-Fi работают в одном из трех частотных диапазонов. Возможно быстрое переключение передающих частот из одного диапазона в другой. Это дает возможность уменьшить влияние помех на сигнал и использовать возможности беспроводной связи различными устройствами[14, 21].