IEEE 802.11n

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

IEEE 802.11n — версия стандарта 802.11 для сетей Wi-Fi.

О стандарте[править | править вики-текст]

Этот стандарт был утверждён 11 сентября 2009.[1][2]

Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с брутто, применяя передачу данных сразу по четырём антеннам. По одной антенне — до 150 Мбит/с.

Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4—2,5 или 5,0 ГГц.

Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трёх режимах:

  • наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;
  • смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g, 802.11a и 802.11n;
  • «чистом» режиме — 802.11n (именно в этом режиме и можно воспользоваться преимуществами повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных, обеспечиваемыми стандартом 802.11n).

Черновую версию стандарта 802.11n (DRAFT 2.0) поддерживают многие современные сетевые устройства. Итоговая версия стандарта (DRAFT 11.0), которая была принята 11 сентября 2009 года, обеспечивает скорость до 300 Мб/с, Многоканальный вход/выход, известный как MIMO, и большее покрытие.

Особенности стандарта[править | править вики-текст]

Реальная скорость передачи данных[править | править вики-текст]

Реальная скорость передачи данных всегда меньше канальной скорости. Для Wi-Fi реальная скорость передачи данных обычно отличается более чем в два раза в меньшую сторону.[3]

Кроме того, существует еще несколько факторов, ограничивающих реальную пропускную способность:

  • Канал всегда делится между клиентами;
  • Передавая служебный трафик, точка доступа всегда подстраивается под клиента, работающего на минимальной скорости;
  • Наличие помех (работающие рядом точки доступа, микроволновые печи, «радио-няни», bluetooth-устройства, радиотелефоны);

Стоит отметить, что при работе в стандарте 802.11b или при обеспечении совместимого с ним режима существует всего три непересекающихся канала, то есть которые не мешают друг другу (обычно это 1-й, 6-й и 11-й). То есть, если у соседа за стеной работает точка доступа на 1-м канале, а у вас дома на 3-м, то эти точки доступа будут мешать друг другу, тем самым уменьшая скорость передачи данных.

Два частотных диапазона[править | править вики-текст]

По стандарту 802.11n устройства могут использовать диапазоны 2,4 или 5 ГГц, что повышает надёжность связи, уменьшая влияние радиочастотных помех. На 2008 год практически все клиенты 802.11n на основе CardBus и ExpressCard умеют работать только в диапазоне 2,4 ГГц, а поддерживают оба диапазона только некоторые из встраиваемых адаптеров.[4]

Каналы шириной 40 MHz[править | править вики-текст]

В спецификации 802.11n предусмотрены стандартные каналы шириной 20 МГц, а также широкополосные 40 МГц. Это решение повышает пропускную способность. Следует отметить, что в диапазоне 2,4 ГГц можно разместить только два непересекающихся широкополосных канала.[4]

MIMO[править | править вики-текст]

Стандарт 802.11n вводит важное нововведение — MIMO (англ. Multiple Input, Multiple Output — «много входов, много выходов»), с помощью которого осуществляется пространственное мультиплексирование: одновременная передача нескольких информационных потоков по одному каналу, а также использование для доставки сигнала многолучевого распространения, которое минимизирует влияние помех и потерь данных, но требует наличия нескольких антенн. Именно возможность одновременной передачи и приема данных делает пропускную способность устройств 802.11n более высокой.[4]

На начало 2013 года большинство предлагаемых производителями точек доступа поддерживает MIMO 2×2 или 1×1, то есть SISO (однопотоковая передача). Встроенные в мобильные устройства Wi-Fi-адаптеры обычно поддерживают режим SISO.

Антенны[править | править вики-текст]

В устройствах IEEE 802.11n обычно используются антенные конфигурации 3×3 или 2×3 для цепей передачи и приёма информации, но возможно со временем будут поддерживаться и другие. Более простые модели реализуют схему из одной передающей и двух принимающих радиоцепей (так как абоненты обычно в основном загружают данные, а не передают). Пользователи с повышенными требованиями к скорости передачи данных смогут приобрести модели с конфигурацией антенн 4×4.[4]

Питание через сеть Ethernet[править | править вики-текст]

Стандарт сетевого питания IEEE 802.3af-2003 (PoE) не обеспечивает мощности, необходимой для электроснабжения точек доступа с антенными конфигурациями 3×3 и выше. Ему на смену пришёл стандарт IEEE 802.3at-2009, предусматривающий увеличение максимальной мощности в два раза, что достаточно для питания устройств с конфигурацией антенн 4×4.

Узкие места в сети[править | править вики-текст]

С учётом того, что у точек доступа, поддерживающих данный стандарт, пропускная способность может превысить 100 Мбит/с, каналы Fast Ethernet вполне могут стать узким местом на пути сетевого трафика. Поэтому при разворачивании беспроводной сети желательно использовать коммутаторы Gigabit Ethernet.

Агрегация в сети[править | править вики-текст]

Обратная совместимость[править | править вики-текст]

Предусмотрено, что компоненты на базе IEEE 802.11n совместимы с устройствами стандартов 802.11b и 802.11g в диапазоне 2,4 ГГц и с устройствами 802.11a (5 ГГц). Ожидается, что в новых сетях 802.11n еще некоторое время будут работать клиенты, использующие устаревшие стандарты, поэтому при развёртывании беспроводных ЛВС следует предусмотреть их поддержку.

Форма зон Wi-Fi[править | править вики-текст]

При отсутствии помех распространению радиоволн зоны беспроводных ЛВС имеют сферическую форму. Предусмотренные стандартом 802.11n технологии MIMO и пространственного мультиплексирования делает зоны менее предсказуемыми и регулярными, так как форма начинает зависеть от условий в помещении. Таким образом контрольно-измерительный инструментарий для планирования сети может потребовать модернизации.

Индекс модуляции и схемы кодирования[править | править вики-текст]

Беспроводные точки доступа и клиенты 802.11n производят согласование ширины канала и пространственных потоков (англ. spatial streams). Число пространственных потоков зависит от количества антенн. Так, максимальную теоретическую пропускную способность можно достичь лишь в конфигурации 4х4: четыре передающих и четыре приёмных антенн. Стандарт 802.11n определяет индекс модуляции и схемы кодирования (англ. modulation and Coding Scheme. MCS) в виде целого числа от 0 (соответствует самому медленному, но надёжному режиму) до 31 (наиболее быстрый, но чувствительный к радиопомехам режим). Индекс определяет тип модуляции радиочастоты, скорость кодирования (англ. coding rate), защитный интервал (англ. guard interval) и ширину канала. В сочетании эти параметры определяют теоретическую скорость передачи данных, начиная от 6,5 Мбит/с до 600 Мбит/с. Максимальная скорость может быть достигнута за счет использования всех возможных опций стандарта 802.11n[5].

Тип модуляции (например, BPSK из 802.11 или QAM из 802.11a) и скорость кодирования определяют способ передачи данных в эфир. Более новые методы модуляции могут быть более эффективными и поддерживать более высокие скорости передачи данных, а более старые служат для обеспечения обратной совместимости. Для достижения максимальной скорости соединения 300 Мбит/с требуется, чтобы и точка доступа, и устройство клиента поддерживали два пространственных потока и удвоенную ширину канала 40 МГц[5].

Альянс Wi-Fi[править | править вики-текст]

Спецификация 802.11n ратифицирована 11 сентября 2009 года.

802.11n в России[править | править вики-текст]

В России этот стандарт официально сертифицирован. Оборудование стандарта 802.11n разрешено к применению на территории России в диапазонах 2400—2483.5, 5150—5350 и 5650—5725 МГц приказом Министерства связи и массовых коммуникаций России от 14 сентября 2010 г. № 124 «Об утверждении Правил применения оборудования радиодоступа. Часть I. Правила применения оборудования радиодоступа для беспроводной передачи данных в диапазоне от 30 МГц до 66 ГГц». Подготовкой норм применения стандарта занимался ФГУП Научно-исследовательский институт радио (НИИР).

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]