IEEE 802.11 — набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 0,9, 2,4, 3,6 и 5 ГГц.
Пользователям более известен по названию Wi-Fi
, фактически являющемуся брендом, предложенным и продвигаемым организацией Wi-Fi Alliance. Получил широкое распространение благодаря развитию в мобильных электронно-вычислительных устройствах: КПК и ноутбуках.Список стандартов[править]
При описании стандарта, в скобках указан год его принятия.
· 802.11 — изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)
· 802.11a — 54 Мбит/c, 5 ГГц стандарт (1999, выход продуктов в 2001)
· 802.11b — улучшения к 802.11 для поддержки 5,5 и 11 Мбит/с (1999)
· 802.11c — процедуры операций с мостами; включен в стандарт IEEE 802.1D (2001)
· 802.11d — интернациональные роуминговые расширения (2001)
· 802.11e — улучшения: QoS
, включение packet bursting (2005)· 802.11F — Inter-Access Point Protocol (2003)
· 802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)
· 802.11h — распределённый по спектру 802.11a (5 GHz) для совместимости в Европе (2004)
· 802.11i — улучшенная безопасность (2004)
· 802.11j — расширения для Японии (2004)
· 802.11k — улучшения измерения радио ресурсов
· 802.11l — зарезервирован
· 802.11m — поддержание эталона; обрезки
· 802.11n — увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g. Особенно распространён на рынке в США в устройствах D-Link, Cisco и Apple. (сентябрь 2009)
· 802.11o — зарезервирован
· 802.11p — WAVE — Wireless Access for the Vehicular Environment (Беспроводной Доступ для Транспортной Среды, такой как машины скорой помощи или пассажирский транспорт)
· 802.11q — зарезервирован, иногда его путают с 802.1Q
· 802.11r — быстрый роуминг
· 802.11s — ESS Mesh Networking (англ.) (Extended Service Set — Расширенный Набор Служб; Mesh Network — Ячеистая Сеть)
· 802.11T — Wireless Performance Prediction (WPP, Предсказание Производительности Беспроводного Оборудования) — методы тестов и измерений
· 802.11u — взаимодействие с не-802 сетями (например, сотовые сети)
· 802.11v — управление беспроводными сетями
· 802.11x — зарезервирован и не будет использоваться. Не нужно путать со стандартом контроля доступа IEEE 802. 1X
· 802.11y — дополнительный стандарт связи, работающий на частотах 3,65-3,70 ГГц. Обеспечивает скорость до 54 Мb/с на расстоянии до 5000 м на открытом пространстве.
· 802.11w — Protected Management Frames (Защищенные Управляющие Фреймы)
· 802.11ac — новый, разрабатываемый IEEE стандарт. Скорости передачи данных до 1.3 Гбит/c, энергопотребление по сравнению с 802.11n снижено до 6 раз. Обратная совместимость с 802.11a/b/g/n. На 1 февраля 2013 готов на 95 % (Draft 5.0) [1] . Устройства, реализующие новый стандарт уже представлены.
· 802.11ad — новый стандарт с дополнительным диапазоном 60 ГГц (частота не требует лицензирования). Скорость передачи данных до 7 Гбит/с.
· 802.11as (предположительно) — новый стандарт, использующий резонаторно-щелевые антенны, работающие на частоте 135 ГГц. Скорости передачи данных до 20 Гбит/c. Коэффициент усиления антенны равен 5,68 дБ.
Принцип работы[ править ]
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID (англ.) русск.) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта [5] .
Однако, стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.
По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
· Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные)
· Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)
· Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
· Со статическими настройками радиоканалов
· С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов
· Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов
Преимущества Wi-Fi[ править ]
Беспроводной Интернет на пляже
· Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
· Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
· Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.
· Мобильность. Вы больше не привязаны к одному месту и можете пользоваться Интернетом в комфортной для вас обстановке.
· В пределах Wi-Fi зоны в сеть Интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.
· Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на порядок (в 10 раз) меньше, чем у сотового телефона [6] .
Недостатки Wi-Fi[ править ]
· В диапазоне 2.4 GHz работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающие Bluetooth, и др, и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость.
· Производителями оборудования указывается скорость на L1 (OSI), в результате чего создаётся иллюзия, что производитель оборудования завышает скорость, но на самом деле в Wi-Fi весьма высоки служебные «накладные расходы». Получается, что скорость передачи данных на L2 (OSI) в Wi-Fi сети всегда ниже заявленной скорости на L1 (OSI). Реальная скорость зависит от доли служебного трафика, которая зависит уже от наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств относительно друг друга и т. п. [7]
· Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах не одинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, Белоруссия и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора [8] .
· Как было упомянуто выше — в России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации [9] .
· Стандарт шифрованияWEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне2004 года сделало доступной более безопасную схему, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защита беспроводной Wi-Fi сети от вторжения. На данный момент основным методом взлома WPA2 является подбор пароля, поэтому рекомендуется использовать сложные цифро-буквенные пароли для того, чтобы максимально усложнить задачу подбора пароля.
· В режиме точка-точка (Ad-hoc) стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b) [10] . Шифрование WPA(2) недоступно, только легковзламываемый WEP.
Коммерческое использование Wi-Fi[ править ]
Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как Интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:
· Ozone и OzoneParis Во Франции. В сентябре2003 года Ozone начала развёртывание сети OzoneParis через The City of Lights. Конечная цель — создание централизованной сети Wi-Fi, полностью покрывающей Париж. Основной принцип Ozone Pervasive Network заключается в том, что это сеть национального масштаба.
· WiSE Technologies предоставляет коммерческий доступ в аэропортах, университетах, и независимых кафе на территории США.
· T-Mobile обеспечивает работу хот-спотов для сети Starbucks в США и Великобритании, а также более 7500 хот-спотов в Германии.
· Pacific Century Cyberworks обеспечивает доступ в магазинах Pacific Coffee в Гонконге.
· Columbia Rural Electric Association пытается развернуть сеть 2.4 ГГц Wi-Fi на территории площадью 9500 км², расположенной между округами Уалла-Уалла и Колумбия в штате Вашингтон и Юматилла, Орегон. В список других крупных сетей в США также входят: Boingo, Wayport и iPass.
· Sify, индийскийИнтернет-провайдер, установил 120 точек доступа в Бангалоре: в отелях, галереях и правительственных учреждениях.
· Vex имеет большую сеть хот-спотов, расположенную по всей территории Бразилии. Telefónica Speedy WiFi начала предоставлять свои сервисы в новой растущей сети, распространившейся на территорию штата São Paulo.
· BT Openzone владеет многими хот-спотами в Великобритании, работающими в McDonald's, и имеет роуминговое соглашение с T-Mobile UK и ReadyToSurf. Их клиенты также имеют доступ к хот-спотам The Cloud.
· Netstop обеспечивает доступ в Новой Зеландии.
· В Эстонии имеется несколько коммерческих операторов, крупнейший из них Elion, обеспечивает АЗС Statoil по всей Эстонии и крупные торговые центры.
· Компания Вымпелком, под торговой маркой Билайн, купив Golden Telecom, осуществляет поддержку самой большой в мире [11] городской сети Wi-Fi в Москве. Каналы доступа к проводной сети обеспечивает крупнейший московский провайдер Корбина Телеком. Развернуты сети и в Московских аэропортах Шереметьево и Домодедово.
· Компания EarthLink планировала в третьем квартале 2007 года полностью подключить Филадельфию (США) к сети Интернет через беспроводные каналы связи. Это должен был быть первый город-мегаполис в США, полностью охваченный Wi-Fi. Предполагаемая стоимость должна была составлять 20—22 доллара в месяц при скорости подключения 1 Мбит/сек. Для малоимущих жителей Филадельфии — 12—15 долларов в месяц. В настоящее время центр города и прилегающие к нему районы уже подключены. Подключение остальных районов будет производиться по мере установки передатчиков.
· Укртелеком на Украине предоставляет услуги Wi-Fi («ОГО! Wi-Fi») по всем городам страны. По замыслу покрытие распространяется не только на центры городов, крупные отели, рестораны, кафе, вокзалы аэропорты, но и на библиотеки, отделения «Телекомсервис» и т. д. В действительности система покрывает только примерно 70 % ресторанов быстрого питания McDonalds, и некоторые другие. Половина из существующих точек часто не активны, либо к ним невозможно подключится, так как установлены обычные роутеры, которые позволяют подключать не более 11 абонентов [ источник не указан 617 дней ] .
· АИСТ в Одесской области предоставляет доступ к сети Интернет посредством Wi-Fi учебным заведениям, фермерским хозяйствам, населению в частном секторе.
· Белтелеком в Республике Беларусь предоставляет доступ к сети Интернет посредством Wi-Fi под торговой маркой «ByFly» с оплатой по трафику или поминутно. В каждом городе имеется не менее одной точки доступа, как правило — в отделении почты. В крупных городах, областных центрах имеется множество хот-спотов [12] .
· В Армении в Ереване оператор Orange развернул бесплатную Wi-Fi сеть в общественном транспорте (автобусы) и на остановках ожидания транспорта. Проект запущен в 2011 году [13] .
Беспроводные технологии в промышленности[ править ]
Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающим максимальную скорость передачи 54 Мбит/с. Данные технологии применяются для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet. Использование wi-fi устройств на предприятиях обусловлено высокой помехоустойчивостью, что делает их применимыми на предприятиях с множеством металлических конструкций. В свою очередь Wi-Fi приборы не создают существенных помех для узкополосных радиосигналов. В настоящее время технология находит широкое применение на удаленном или опасном производстве, там где нахождение оперативного персонала связано с повышенной опасностью или вовсе затруднительно. К примеру, для задач телеметрии на нефтегазодобывающих предприятиях, а также для контроля за перемещением персонала и транспортных средств в шахтах и рудниках, для определения нахождения персонала в аварийных ситуациях.[ источник? ]