Объяснение самых популярных сегодня стандартов Wi-Fi

В этой статье будут описаны стандарты Wi-Fi 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac и связанные с ними технологии, сравнено их, чтобы помочь вам лучше понять развитие технологии Wi-Fi, а затем принять правильное решение при проектировании сети Wi-Fi или покупка подходящего сетевого оборудования.

При покупке сетевого устройства вы столкнетесь с множеством вариантов. Продукты, соответствующие стандартам беспроводной связи 802.11a, 802.11b/g/n или 802.11ac, называются технологией Wi-Fi. Так что же такое стандарт Wi-Fi 802.11 и чем они отличаются?

В этой статье будут описаны стандарты Wi-Fi и связанные с ними технологии, проведено их сравнение, чтобы помочь вам лучше понять развитие технологии Wi-Fi и тем самым принять правильное решение при проектировании хорошей сети Wi-Fi. Купите подходящее сетевое оборудование.

Сводная таблица стандартов WiFi:

Первый стандарт Wi-Fi 802.11.

В 1997 году IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) представил первый стандарт WLAN. Этот стандарт называется 802.11 по названию группы, созданной для наблюдения за его развитием. Однако 802.11 поддерживает максимальную пропускную способность сети только до 2 Мбит/с — слишком медленно для большинства приложений. По этой причине беспроводные продукты, изначально разработанные в соответствии со стандартом 802.11, постепенно снимаются с производства.

Стандарт Wi-Fi 802.11b (новое название WiFi 1)

IEEE расширил первоначальный стандарт 802.11 в июле 1999 года, создав Стандарт 802.11b. Этот стандарт поддерживает пропускную способность до 11 Мбит/с, что эквивалентно традиционному Ethernet.

802.11b использует ту же нерегулируемую радиочастоту (2,4 ГГц), что и исходный стандарт 802.11. Поставщики предпочитают использовать эту частоту для снижения производственных затрат. Устройства 802.11b подвержены помехам со стороны беспроводных (расширенных) телефонных устройств, микроволновых печей или других устройств, использующих ту же полосу частот 2,4 ГГц. Однако, разместив устройства 802.11b подальше от таких устройств, эти помехи можно уменьшить.

1. Преимущества 802.11b – самая низкая цена; Дальность сигнала хорошая и ее нелегко перекрыть.

2. Недостатки 802.11b – самая низкая максимальная скорость; Устройства могут создавать помехи радиочастотам, захватываемым стандартом 802.11b.

Стандарт Wi-Fi 802.11a (новое название WiFi 2)

Пока 802.11b все еще находился в разработке, IEEE создал второе расширение стандарта 802.11 под названием 802.11а . Поскольку 802.11b получил широкое распространение по сравнению с 802.11a, некоторые полагают, что 802.11a был создан после 802.11b. Однако на самом деле 802.11a и 802.11b были созданы одновременно. Из-за более высокой стоимости 802.11a часто используется в корпоративных сетях, тогда как 802.11b больше подходит для рынка домашних сетей.

802.11a поддерживает полосу пропускания до 54 Мбит/с и сигналы в регулируемом частотном спектре около 5 ГГц. Частота 802.11a выше, чем у 802.11b, поэтому радиус действия этой системы уже, чем у сетей 802.11b. На этой частоте сигналам 802.11a также труднее проникать через стены и другие препятствия.

Поскольку 802.11a и 802.11b используют разные частоты, эти две технологии несовместимы друг с другом. Вот почему некоторые компании предоставляют гибридные сетевые устройства для 802.11a/b, но эти продукты просто реализуют эти два стандарта параллельно (каждое подключенное устройство должно использовать один из двух, его нельзя использовать). используйте оба одновременно).

1. Преимущества 802.11a – чрезвычайно высокая скорость; Частота контролируется, чтобы избежать помех от других устройств.

2. Недостатки 802.11a – дорого; узкий диапазон и легко блокируется.

Стандарт Wi-Fi 802.11g (новое название WiFi 3)

В 2002 и 2003 годах продукты WLAN, поддерживающие новый стандарт, 802.11г, были высоко оценены на рынке. 802.11g — это попытка объединить преимущества стандартов 802.11a и 802.11b. Он поддерживает полосу пропускания до 54 Мбит/с и использует частоту 2,4 ГГц для широкого диапазона. 802.11g совместим со стандартами 802.11b, а это означает, что точки доступа 802.11g будут работать с адаптерами беспроводной сети 802.11b и наоборот.

1. Преимущества 802.11g – чрезвычайно высокая скорость; Дальность сигнала хорошая, помех меньше.

2. Недостатки 802.11g – дороже 802.11b; Устройства могут подвергаться помехам со стороны приборов, использующих ту же неконтролируемую частоту радиосигнала.

Стандарт Wi-Fi 802.11n (новое название WiFi 4)

802.11n (иногда сокращается до Wireless N) разработан для улучшения общей поддерживаемой полосы пропускания 802.11g за счет использования преимуществ нескольких беспроводных сигналов и антенн ( МИМО технологии ).

Стандарт 802.11n был ратифицирован в 2009 году с такими спецификациями, как обеспечение максимальной пропускной способности до 600 Мбит/с. 802.11n также обеспечивает больший радиус действия, чем предыдущие стандарты Wi-Fi, благодаря повышенной мощности сигнала, а 802.11n обратно совместим с устройствами 802.11b и 802.11g.

1. Преимущества 802.11n – самая высокая максимальная скорость и лучший диапазон сигнала; Лучшая устойчивость к помехам от внешних источников.

2. Недостатки 802.11n – дороже 802.11g; Использование нескольких сигналов может вызвать помехи в соседних сетях 802.11b и 802.11g.

802.11n — это отраслевой стандарт IEEE для связи в беспроводных сетях Wi-Fi. Хотя стандарт 802.11n был разработан для замены старых технологий Wi-Fi 802.11a, 802.11b и 802.11g, он был заменен стандартом 802.11ac. Каждый новый стандарт обычно быстрее и надежнее предыдущего. На любом приобретенном вами Wi-Fi-устройстве будет указано, какие стандарты оно будет поддерживать.

Основная беспроводная технология 802.11n

802.11n использует несколько параллельных беспроводных антенн для передачи и приема данных. Сопутствующий термин MIMO (множественный вход, множественный выход) относится к способности 802.11n и аналогичных технологий одновременно координировать несколько радиосигналов. 802.11n поддерживает до 4 одновременных потоков. MIMO помогает увеличить радиус действия и пропускную способность беспроводной сети.

Дополнительный метод, используемый 802.11n, предполагает увеличение пропускной способности канала. Как и в сети 802.11a/b/g, каждое устройство 802.11n использует для передачи заранее заданный канал Wi-Fi. Стандарт 802.11n использует более широкий диапазон частот, чем предыдущие стандарты, что помогает увеличить пропускную способность данных.

Производительность 802.11n

Соединение 802.11n поддерживает теоретическую максимальную пропускную способность сети до 300 Мбит/с, в основном в зависимости от количества беспроводных радиомодулей, встроенных в устройства. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Сетевое оборудование 802.11n по сравнению с предыдущими стандартами

За несколько лет до официальной ратификации стандарта 802.11n производители сетевого оборудования продавали так называемые экспериментальные устройства N, основанные на предварительных проектах стандарта. Это оборудование, как правило, совместимо с текущим оборудованием 802.11n, хотя для этих старых устройств может потребоваться обновление прошивки.

Следующее поколение 802.11n

802.11n служил самым быстрым стандартом Wi-Fi в течение пяти лет, прежде чем в 2014 году был одобрен протокол 802.11ac. 802.11ac обеспечивает скорость от 433 Мбит/с до нескольких гигабит в секунду, что примерно соответствует скорости и производительности беспроводных соединений. проводное соединение. Он полностью работает в диапазоне 5 МГц и поддерживает до 8 одновременных потоков.

Стандарт Wi-Fi 802.11ac (новое название WiFi 5)

802.11ac — новейший и наиболее часто используемый на сегодняшний день стандарт Wi-Fi. В стандарте 802.11ac используется двухдиапазонная беспроводная технология, поддерживающая одновременные соединения в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц. 802.11ac обеспечивает обратную совместимость со стандартами 802.11b, 802.11g, 802.11n и пропускную способность до 1300 Мбит/с в диапазоне 5 ГГц и 450 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц.

Стандарт Wi-Fi 6

WiFi 6 — это система именования стандартов беспроводной связи WiFi Alliance. Альянс Wi-Fi утверждает, что термин 802.11 сбивает потребителей с толку. Они были правы — обновление одной-двух букв не дает пользователям много информации для работы.

Система именования WiFi Alliance работает одновременно с соглашением IEEE 802.11. Вот как соотносятся стандарты именования:

1. Wi-Fi 6E: 11ax (2021 г.)
2. Wi-Fi 6: 11ax (2019 г.)
3. Wi-Fi 5: 11ac (2014 г.)
4. Wi-Fi 4:11n (2009)
5. Wi-Fi 3:11г (2003 г.)
6. Wi-Fi 2: 11а (1999)
7. Wi-Fi 1:11б (1999)
8. Наследие: 11 (1997)

WiFi 6 стал популярным стандартом Wi-Fi на протяжении 2020 года. Но ближе к концу 2020 года другой «новый» стандарт начал набирать обороты. WiFi 6E является расширением WiFi 6. Обновление позволяет Wi-Fi-соединениям осуществлять вещание в новом диапазоне 6 ГГц.

Раньше все соединения Wi-Fi были ограничены двумя частотными диапазонами: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Обе эти полосы заняты, каждая из которых разбита на более мелкие каналы. Например, если вы живете в многоквартирном доме, у вас может быть несколько маршрутизаторов Wi-Fi, пытающихся осуществлять вещание на одной частоте и с использованием одних и тех же каналов.

WiFi 6E создает 14 новых каналов по 80 МГц и 7 каналов по 160 МГц, что значительно увеличивает пропускную способность сети, доступную пользователям. Пользователи в многолюдных и перегруженных районах получат значительно большую пропускную способность, что уменьшит помехи Wi-Fi. Короче говоря, WiFi 6E в четыре раза увеличивает пропускную способность вашего Wi-Fi-соединения.

Итак, когда вы сможете использовать новый маршрутизатор WiFi 6E? Некоторые из первых маршрутизаторов, оснащенных Wi-Fi 6E, начали появляться в 2021 году, и Netgear является одним из первых производителей, выпустивших их на рынок.

Стандарт Wi-Fi 7

Вы только что распаковали свой маршрутизатор WiFi 6E, и ​​все в Интернете уже говорят о WiFi 7. Однако вам пока не нужно беспокоиться о следующем поколении WiFi, поскольку официальные спецификации WiFi 7 еще не доступны. усовершенствован. Ожидается, что IEEE завершит разработку спецификаций WiFi 7 в начале 2024 года, а это означает, что мы вряд ли увидим устройства, использующие WiFi 7, по крайней мере, до 2025 года.

Однако это не значит, что мы не можем рассмотреть возможные функции WiFi 7:

1. Увеличенная пропускная способность и скорость: WiFi 7 обеспечивает пиковую пропускную способность до 40 Гбит/с и 46 Гбит/с, что в 3 раза быстрее, чем у WiFi 6 (9,6 Гбит/с).
2. Каналы 320 МГц: WiFi 7 будет поддерживать более широкую полосу пропускания канала, до 320 МГц, по сравнению с максимальными 160 МГц в WiFi 6. Это обеспечивает более эффективную передачу данных и может значительно увеличить пропускную способность.
3. Многоканальная работа (MLO): эта функция позволяет устройствам передавать и получать данные в нескольких диапазонах частот одновременно. MLO может повысить надежность и уменьшить задержку за счет плавного переключения между диапазонами в зависимости от условий сети. MLO — это очень интересная разработка для WiFi 7, позволяющая устройствам эффективно подключаться в нескольких диапазонах и значительно расширяющая потенциал передачи данных.
4. Модуляция более высокого порядка: ожидается, что WiFi 7 будет поддерживать 4096-QAM (квадратурная амплитудная модуляция), что является шагом вперед по сравнению с 1024-QAM, используемым в WiFi 6. Короче говоря, с каждым сигналом можно передавать больше данных, увеличивая общую скорость передачи данных. это означает, что подключение к Интернету происходит быстрее.

При этом окончательные спецификации WiFi 7 еще не завершены, но мы можем быть уверены, что они появятся в конечном продукте.

Стандарт Wi-Fi 8

Вы, наверное, задаетесь вопросом, поскольку Wi-Fi 7 еще не вышел, как мы можем говорить о Wi-Fi 8? Правда в том, что большая часть разговоров о WiFi 8 носит чисто теоретический характер; Официальных рабочих спецификаций WiFi 8 пока нет, равно как и официальных утечек или подробностей. Тем не менее, WiFi 8, скорее всего, будет сосредоточен на нескольких ключевых областях, которые сделают Wi-Fi быстрее:

1. Увеличение пропускной способности и скорости. Ожидается, что WiFi 8 значительно увеличит скорость Wi-Fi, потенциально увеличивая скорость до 100 Гбит/с при теоретическом максимуме (опять же, это звучит невероятно, но реальная скорость может быть медленнее).
2. Большие каналы Wi-Fi. С развитием предыдущего поколения Wi-Fi 8, скорее всего, обеспечит более крупные каналы Wi-Fi, что позволит повысить пропускную способность данных.
3. Интеграция новых диапазонов: хотя нет ничего определенного, некоторые исследования показывают, что WiFi 8 может включать в свои спецификации новые, другие диапазоны Wi-Fi. Например, WiFi Now отмечает, что «было много споров о включении более высоких частотных диапазонов, таких как 60 ГГц, в стандарт 802.11bn», что позволило бы Wi-Fi 8 получить доступ к миллиметровым волнам (несотовая связь 5G). и чрезвычайно высокая скорость.

Как я уже сказал, это всего лишь теория, но Wi-Fi 8 появится быстрее, чем мы думаем. Ожидаемая дата запуска WiFi 8 — около 2028 года, хотя, как и всем новым стандартам Wi-Fi, устройствам, использующим новую технологию, потребуется время, чтобы выйти на рынок. Возможно, вам придется подождать до 2030 года, чтобы использовать маршрутизатор WiFi 8!

Bluetooth и все остальное

Помимо общих стандартов Wi-Fi, описанных выше, существует еще несколько других технологий беспроводных сетей.

1. Групповые стандарты 802.11, такие как 802.11h и 802.11j, являются расширением технологии Wi-Fi, каждый из которых служит определенной цели.

2. это еще одна технология беспроводной сети. Эта технология поддерживает очень узкий диапазон (около 10 м) и низкую пропускную способность (1–3 Мбит/с), предназначенную для сетевых устройств с низким энергопотреблением, таких как портативные устройства. Низкая себестоимость оборудования Bluetooth также привлекает производителей в этой области. Вы можете найти Bluetooth при подключении КПК или мобильных телефонов к ПК, но он редко используется для общих целей подключения к WLAN из-за его дальности действия и скорости.

3. WiMax также разрабатывался отдельно от WiFi. WiMax предназначен для соединения сетей в более широком диапазоне (до миль или километров).

Следующие стандарты IEEE 802.11 существуют или разрабатываются для поддержки создания технологий для WLAN:

1. 802.11a – сигнал 54 Мбит/с, 5 ГГц (ратифицирован в 1999 г.)
2. 802.11ac — 3,46 Гбит/с, поддерживает частоты 2,4 и 5 ГГц через 802.11n
3. 802.11ad — 6,7 Гбит/с, сигнал 60 ГГц (2012 г.)
4. 802.11ah — создает сети Wi-Fi с расширенным радиусом действия, недоступным для обычных сетей 2,4–5 ГГц.
5. 802.11aj — ратифицирован в 2017 году, используется в основном в Китае.
6. 802.11ax — ожидает одобрения, ожидается в 2018 году. Если он будет одобрен, это то, чего все ждут с нетерпением.
7. 802.11ay — ожидает утверждения, ожидается в 2019 г.
8. 802.11az — на рассмотрении, ратификация ожидается в 2019 г.
9. 802.11b — стандарт 11 Мбит/с, сигнал 2,4 ГГц (1999 г.)
10. 802.11c — работа мостовых соединений (переход на 802.1D)
11. 802.11d — глобальный стандарт регулирования использования спектра беспроводной связи (2001 г.)
12. 802.11e — поддерживает качество обслуживания (QoS) (еще не ратифицирован)
13. 802.11F — протокол между точками доступа, предложенный для связи между точками доступа для поддержки клиентов в роуминге (2003 г.)
14. 802.11g – 54 Мбит/с, сигнал 2,4 ГГц (2003 г.)
15. 802.11h — расширенная версия 802.11a для поддержки европейских нормативных требований (2003 г.)
16. 802.11i — улучшения безопасности семейства 802.11 (2004 г.)
17. 802.11j — усовершенствования сигналов 5 ГГц для поддержки нормативных требований Японии (2004 г.)
18. 802.11k — управление системой WLAN
19. 802.11l — опущен во избежание путаницы с 802.11i.
20. 802.11m — обновленная документация для стандарта 802.11.
21. 802.11n — улучшение скорости на 100+ Мбит/с по сравнению с 802.11g (2009 г.)
22. 802.11o — игнорируется
23. 802.11p — беспроводной доступ для транспортных средств
24. 802.11q — обход
25. 802.11r — поддерживает быстрый роуминг через Basic Service Relay.
26. 802.11s — ячеистая сеть ESS для точек доступа
27. 802.11T — прогнозирование производительности беспроводной сети — рекомендуемые стандарты и показатели тестирования
28. 802.11u — соединение с сетями 3G, сотовыми сетями и другими типами внешних сетей.
29. 802.11v — управление беспроводной сетью, настройка устройства
30. 802.11w — повышает безопасность защищенных фреймов управления.
31. 802.11x — обход (общее название всего семейства стандартов 802.11)
32. 802.11y — контекстно-ориентированный протокол для предотвращения коллизий

Более подробную информацию можно найти на официальном сайте IEEE 802.11:

Веселиться!