Ten artykuł albo sekcja wymaga modyfikacji na podstawie najświeższych informacji. Pewne treści są już na pewno albo najprawdopodobniej nieaktualne. Należy artykuł zweryfikować oraz adekwatnie go zmienić, a następnie usunąć niniejszy szablon z kodu tego hasła.

Compaq WL200 802.11b PCI card

802.11 to grupa standardów IEEE dotyczących sieci bezprzewodowych sporządzonych przez grupę 11 z IEEE 802. Czasami określenia 802.11 używa się też w stosunku do pierwszego standardu z tej rodziny. Standardy 802.11 stanowią podstawę certyfikatów Wi-Fi.

Rodzina 802.11 zawiera w sobie tak naprawdę cztery całkowicie niezależnie protokoły skupiające się na kodowaniu (a, b, g, n). Aktualnie za bezpieczeństwo odpowiadają oddzielne standardy jak np. 802.11i. Pozostałe standardy jak c-f, h-j oraz n to rozszerzenia usług oraz poprawki innych standardów z rodziny 802.11.

Pierwszym powszechnie zaakceptowanym standardem był 802.11b, potem weszły 802.11a oraz 802.11g oraz sporadycznie jeszcze dostępne 802.11n. Dostępne w Polsce sieci Wi-Fi wykorzystują standard 802.11a, 802.11b, 802.11g oraz 802.11n

Zakres częstotliwości fal radiowych wykorzystywany w 802.11 nie podlega koncesjonowaniu oraz dlatego da się bez żadnych zezwoleń instalować sieci tego typu. Jednak w paśmie tym są znaczne zakłócenia, pochodzące m.in. od kuchenek mikrofalowych.

Przegląd standardów 802.11

Grupa 802.11 zawiera w sobie następujące standardy:

Najważniejsze standardy 802.11

802.11 – oryginalny

Pierwszym standardem sieci radiowej był IEEE 802.11 opublikowany w 1997 roku. Standard ten określał dwie prędkości transmisji – 1 oraz 2 Mb/s. Medium miało być promieniowanie podczerwone oraz wykorzystywany w przemyśle oraz medycynie zakres częstotliwości 2,4 GHz. Podczerwień się nie przyjęła ze względu na konkurencję standardu IrDA. Dalsze prace nad Wi-Fi szybko doprowadziły do powstania standardu 802.11b.

802.11b

Standard 802.11b dopuszcza osiągnąć zasięg ok. 46 m w pomieszczeniu oraz ok. 96 m na otwartej przestrzeni. Maksymalny zasięg może ulec zwiększeniu wraz z zastosowaniem anten kierunkowych. Standardowe urządzenia pracujące zgodnie ze standardem 802.11b pozwalają na przesył z przepływnością 11 Mb/s. Materiały z których wykonane są przeszkody znajdujące się na drodze fal radiowych, takie jak metal, woda albo beton wydatnie pochłaniają fale radiowe oraz obniżają skuteczność sygnału. Standard 802.11b wykorzystuje algorytmy do usuwania zakłóceń generowanych przez sygnały zagłuszające oraz unikania kolizji podczas komunikacji wielu radiowych kart sieciowych.

Odpowiednie anteny kierunkowe pozwalają osiągać zasięg do 8 albo nawet 40 kilometrów. Przeprowadzano nawet testy, w których połączenie 802.11b pracowało poprawnie na dystansie 120 km. Prawidłową komunikację na duże odległości warunkuje bezpośrednia widoczność optyczna, która jest związana z wysokością montażu anten nad poziomem gruntu oraz krzywizną ziemi. Praktycznym zastosowaniem urządzeń 802.11b poza budową nowych instalacji jest zastępowanie drogich połączeń operatora kablowego albo starszego sprzętu do komunikacji mikrofalowej. Produkowane masowo urządzenia 802.11b obsługują przepływność 11 Mb/s, ale możne zostać ona obniżona do 5,5 Mb/s, 2 Mb/s oraz 1 Mb/s. Spektrum 802.11b jest podzielone na maksymalnie 14 kanałów o szerokości 22 MHz każdy. Kolejne kanały zachodzą na siebie nawzajem – tylko trzy kanały nie pokrywają się. Zastosowana modulacja kwadraturowa dopuszcza na odseparowanie danych użytecznych zarówno od zakłóceń losowych jak oraz pochodzących od nadajników pracujących na częściowo pokrywających się częstotliwościach. W Polsce da się wykorzystywać pasmo od 2400,0 do 2483,5 MHz, czyli od kanału 1 do 13.

Numery kanałów oraz odpowiadające im częstotliwości:

Zaznaczono dolną oraz górną częstotliwość kanału oraz częstotliwość odpowiadającą środkowi kanału. Kanał 14 powstał specjalnie do zastosowań w Japonii oraz tylko tam bywa wykorzystywany.

Pewni ludzie producenci wprowadzili oparte na standardzie własne produkty pozwalające uzyskać prędkości transmisji 22, 33 oraz 44 Mb/s. Swoją modyfikację nazwali 802.11b+, lecz wcale nie stała się ona standardem uznanym przez IEEE. Innowacje czasem powodują problemy w nawiązaniu połączeń z urządzeniami innych producentów.

802.11a

Dopiero w roku 1999 ostatecznie ustalono specyfikację 802.11a. Do produkcji urządzenia zgodne ze standardem weszły w roku 2001. 802.11a wykorzystuje częstotliwość 5 GHz. Jego podstawowa prędkość to 54 Mb/s, ale w praktyce działa najlepiej w granicach 20 Mb/s. Odmienne dopuszczalne prędkości to 48, 36, 34, 18, 12, 9 oraz 6 Mb/s. 802.11a zawiera w sobie 12 niezachodzących kanałów, 8 przeznaczonych do pracy w budynkach oraz 4 przeznaczone do pracy pomiędzy dwoma punktami (ang. point to point). Istniały pewne próby uregulowania tego zakresu częstotliwości przez pewne kraje, ale dziś przeważajaca ilość państw dopuszcza na niekoncesjonowane wykorzystanie pasma dla 802.11a.

Standard 802.11a nie doczekał się jak dotąd tak masowego wykorzystania jak 802.11b. Wynika to z problemów z zasięgiem oraz większego poboru mocy. Z drugiej strony wiele aktualnie dostępnych na rynku urządzeń może pracować w oparciu o oba standardy. Pewne karty pozwalają nawet na pracę w dwóch systemach równolegle.

802.11g

W czerwcu 2003 roku ostatecznie uznano standard 802.11g. Pracuje on analogicznie jak 802.11b na częstotliwości 2,4 GHz, ale dopuszcza na transfer z prędkością 54 Mb/s. Standard 802.11g jest całkowicie zgodny w dół ze standardem 802.11b, jednak wykorzystanie starszych urządzeń powoduje w praktyce redukcję prędkości do 11 Mb/s.

Już przed wprowadzeniem standardu wiele firm rozpoczęło wdrażanie go w swoich produktach. W lecie 2003 roku ukazała się cała gama kart oraz punktów dostępu dwukanałowych oraz zgodnych ze wszystkimi 3 standardami Wi-Fi czyli 802.11b, a oraz g.

Wielu producentów wprowadziło w swoich urządzeniach opcję Super G pozwalającą na łączenie pasma kilku kanałów w jedno. Dzięki wykorzystaniu Super G udało się osiągnąć prędkość 108 Mb/s. Dodatkowo poprawiono algorytmy zarządzania ruchem pakietów radiowych, co poprawiło sprawność protokołu. Niestety nie wszystkie urządzenia sieciowe pozwalają na pełne wykorzystanie tych możliwości.

802.11n

W styczniu 2004 IEEE ogłosiło rozpoczęcie prac nad nowym standardem 802.11n. Zawiera w sobie on rozległe sieci bezprzewodowe. Teoretycznie dostępne są prędkości rzędu 600 Mbit/s, w praktyce górną granicą jest 150 Mbit/s przy kanałach 40 MHz.

Do tego celu zostanie wykorzystana technologia Multiple Input Multiple Output (MIMO) wykorzystująca wiele anten do nadawania/odbioru sygnału, czyli sygnał jest nadawany z kilku źródeł oraz odbierany przez parę odbiorników (standardowo 2x2). Ponadto urządzenia 802.11n umieją wykorzystywać wiele kanałów transmisyjnych do stworzenia jednego połączenia, co teoretycznie dodatkowo podwaja dostępną prędkość transmisji.

Przepustowość, z nadmiarem kodowania przy wykorzystaniu wszystkich anten, sieci 802.11n sięga do 600 Mb/s, natomiast dostępna dla użytkownika prędkość transmisji ma osiągnąć w wersji ostatecznej przynajmniej 100 Mb/s, czyli tyle samo co Fast Ethernet. Zapowiedziano także zwiększenie zasięgu do około 110 m oraz więcej w terenie otwartym.

Prace nad tym standardem zostały już ukończone, a jego zatwierdzenie nastąpiło we wrześniu 2009 roku^[1].

802.11w (proponowana nowelizacja)

Przyjęcie nowelizacji 802.11w do standardu 802.11 planowana była na marzec 2009 roku^{potrzebne źródło}. Nowością tej poprawki w stosunku do poprzednich jest mechanizm Protected Management Frames, który powinien wydatnie poprawić bezpieczeństwo danych przesyłanych w sieci.

Nowelizacja 802.11w będzie posiadać wpływ na inne standardy IEEE z grupy 802.11, a w szczególności na IEEE 802.11r oraz IEEE 802.11u.

802.11ac

Wczesna wersja nowego standardu była opublikowana w styczniu 2011^[2]. Wedle specyfikacji IEEE 802.11ac przepustowość przy zastosowaniu wielu stacji ma być na poziomie przynajmniej 1 Gbit/s, a pojedynczej stacji 500 Mbit/s.

Zakończenie prac nad specyfikacją jest planowane na 2012 rok, która mogłaby być ostatecznie zaakceptowana przez IEEE 802.11 Working Group w listopadzie 2013 roku^[3].

Pozostałe standardy 802.11

Prace IEEE doprowadziły do powstania kilku mniej istotnych modyfikacji najpowszechniejszych standardów 802.11:

• IEEE 802.11c – opisuje sposób działania bezprzewodowych mostów pomiędzy sieciami
• IEEE 802.11d – opisuje sposób implementacji łączności bezprzewodowej w poszczególnych krajach
• IEEE 802.11e – wprowadza QoS oraz inteligentne zarządzanie pakietami (ang. packet bursting) w transmisji strumieniowej standardów 802.11a, 802.11g oraz 802.11h
• IEEE 802.11f – definiuje roaming w sieciach 802.11a, 802.11g oraz 802.11h przy zastosowaniu protokołu IAPP
• IEEE 802.11h – europejski odpowiednik 802.11a w paśmie 5 GHz, z użyciem (DCS/DFS) oraz TPC
• IEEE 802.11i (WPA2) – (ogłoszony 24 czerwca 2004) – rozszerzenie bezpieczeństwa z użyciem szyfrowania oraz uwierzytelnienia za pomocą EAP, RADIUS, Kerberos, Rijndael AES oraz IEEE 802.1x
• IEEE 802.11j – modyfikacja 802.11a na potrzeby Japonii zawierająca dodatkowe kanały ponad 4,9 GHz
• IEEE 802.11k – definiuje protokół wymiany informacji pomiędzy punktami dostępowymi a ich klientami zawierających opis ich możliwości
• IEEE 802.11r – szybki roaming

Certyfikaty

Organizacja IEEE zajmuje się tylko ustalaniem standardów. Rozwój bezprzewodowych sieci komputerowych uczynił powstanie potrzeby testowania poszczególnych urządzeń na zdolność współpracy pomiędzy sobą. W odpowiedzi na ten problem stworzono logo Wi-Fi. Aktualnie Wi-Fi zawiera w sobie wszystkie standardy 802.11 oraz zasady dotyczące bezpieczeństwa (np. WPA2). Produkty z logiem Wi-Fi posiadają także obowiązek wyraźnego podawania częstotliwości, na której pracują.

Propagacja fali radiowej w pomieszczeniu

Bezprzewodowe sieci lokalne projektowane są najczęściej w obrębie budynków, propagacja fali w takim środowisku jest nader specyficzna ze względu na rozliczne przeszkody występujące na trasie propagacji, takie jak ściany, okna, drzwi, itp. Bardzo sporadycznie możliwe jest zapewnienie warunków bezpośredniej widoczności, dlatego projektując sieć bezprzewodową w budynku trzeba uwzględnić tłumienie wcześniej wspomnianych przeszkód. Do oszacowania tłumienia trasy propagacji warto korzystać z istniejących modeli propagacyjnych dla środowiska wewnątrzbudynkowego np. Multi-Wall.

W tabeli poniżej zaprezentowano tłumienie wybranych elementów charakterystycznych dla środowiska wewnątrzbudynkowego dla pasma 2,4 GHz^[4]:

Sprawdź też

• Bluetooth
• Ethernet
• WiMAX
• warchalking
• wardriving
• hotspot

Przypisy

Linki zewnętrzne

• Strona grupy IEEE 802.11 (ang.)
• Aktualne teksty standardu IEEE 802.11
• Strona Wi-Fi Alliance (ang.)