Standard 802.11

 

 

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 801.11 stanowią podstawę certyfikatów WiFi.

 

Rodzina 802.11 obejmuje tak naprawdę trzy zupełnie niezależnie protokoły skupiające się na kodowaniu (a, b, g). Obecnie za bezpieczeństwo odpowiadają oddzielne standardy jak np. 802.11i. Pozostałe standardy jak c-f, h-j oraz n to rozszerzenia usług czy poprawki w innych standardów z rodziny. Pierwszym powszechnie zaakceptowanym standardem był 802.11b, potem weszły 802.11a oraz 802.11g. Dostępnie w Polsce sieci WiFi wykorzystują standard 802.11b.

 

Zakres częstotliwości fal radiowych wykorzystywany w 802.11 nie podlega koncesjonowaniu i dlatego można bez żadnych zezwoleń instalować sieci tego typu. Jednak w paśmie tym występują znaczne zakłócenia np. pochodzące od kuchenek mikrofalowych.

 

 

Najważniejsze standardy 802.11

 

 

802.11 – oryginalny

 

Pierwszym standardem sieci radiowej był IEEE 802.11 opublikowany w 1997 roku. Dziś dla odróżnienia od rodziny oznacza się go jako 802.1y. Standard ten określał dwie prędkości transmisji – 1 oraz 2 Mb/s. Medium miało być promieniowanie podczerwone oraz wykorzystywany w przemyśle i medycynie zakres częstotliwości 2,4 GHz. Podczerwień się nie przyjęła ze względu na konkurencję standardu IrDA. Dalsze prace na WiFi szybko doprowadziły do powstania standardu 802.11b.

 

802.11b

 

Standard 802.11b ma zasięg 46 m w pomieszczeniu i 96 m na otwartej przestrzeni. Lecz dane te mogą ulec zmianie przy zastosowaniu innych anten. Standardowe anteny wykorzystywane w urządzeniach 802.11b pozwalają zwykle na przekaz z prędkością 11 Mb/s. Sprawność protokołu obniża tą prędkość do 5,5 Mb/s. Jednak materiały takie jak metal, woda lub beton znacznie pochłaniają fale i obniżają jakość sygnału. Standard 802.11b przewiduje wykorzystanie algorytmów do wykrywania sygnałów zagłuszających oraz unikania kolizji podczas komunikacji wielu radiowych kart sieciowych.

 

Odpowiednie anteny ze wzmacniaczami mogą zwykle osiągać zasięg do 8 km. Przeprowadzono nawet testy, w których połączenie 802.11b pracowało na dystansie 120 km. Praktycznym zastosowaniem tego typu urządzeń jest zastępowanie drogich połączeń operatora kablowego lub starszego sprzętu do komunikacji mikrofalowej. Produkowane masowo urządzenia 802.11b obsługują szybkość 11 Mb/s, ale prędkość można obniżyć do 5,5Mb/s, 2Mb/s oraz 1 Mb/s. Spektrum 802.11b podzielone na 14 kanałów o szerokości 22 MHz, przyczym tylko trzy kanały nie pokrywają się w swoich zakresach. W Polsce można wykorzystywać tylko pasma od 2400,0 do 2483,5 MHz czyli od 1 do 13.

 

Niektórzy producenci wprowadzili własne produkty dające prędkość 22, 33 oraz 44 Mb/s oparte na standardzie. Swoją modyfikację nazwali 802.11b+, ale nigdy nie stała się ona standardem uznanym przez IEEE. Często też powoduje problemy w nawiązaniu połączeń z innymi urządzeniami które nie obsługują tego rozszerzenia.

 

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. Mniejsze dopuszczalne prędkości to 48, 36, 34, 18, 12, 9 oraz 6 Mb/s. 802.11a obejmuje 12 niezachodzących kanałów, 8 przeznaczonych do pracy w budynkach oraz 4 przeznaczone do pracy między dwoma punktami (ang. point to point). Istniały pewne próby uregulowania tego zakresu częstotliwości przez niektóre kraje, ale dziś większość państw pozwala 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 obecnie dostępnych na rynku urządzeń może pracować w oparciu o oba standardy. Niektóre karty pozwalają nawet na pracę w dwóch systemach równolegle.

 

802.11g

 

W czerwcu 2003 roku ostatecznie uznano standard 802.11g. Pracuje on podobnie jak 802.11b na częstotliwości 2,4 GHz, ale pozwala 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 pojawiła się całą gama kart i access pointów dwu kanałowych oraz zgodnych z wszystkimi 3 standardami WiFi czyli 802.11b, a i 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. Ma on obejmować rozległe sieci bezprzewodowe. Prędkości rzędu 100 Mb/s albo nawet 250 Mb/s mają stać się w pełni dostępne. Do tego celu zostanie prawdopodobnie wykorzystana technologia MIMO (Multiple Input, Multiple Output) wykorzystująca wiele fizycznych kanałów transmisyjnych do stworzenia jednego połączenia. Zapowiedziano też zwiększenie zasięgu. Prace standaryzacyjne powinny się zakończyć w przed końcem roku 2005.

 

 

Mniej istotne 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 poszczeglnych krajach
• IEEE 802.11e - wprowadzenie QoS oraz inteligentnego zarządzania pakietami (ang. packet bursting) w transmisji strumieniowej standardów 802.11a, 802.11g i 802.11h
• IEEE 802.11f - definiuje roaming w sieciach 802.11a, 802.11g i 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 i uwierzytelnienia za pomocą EAP, Radius, Kerberos, Rijnadel AES i 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 802.11xx - opisuje sposób działania bezprzewodowych oraz inteligentnego zarządzania pakietami XXJE2R

 

 

Certyfikaty

 

 

Organizacja IEEE zajmuje się tylko ustalaniem standardów. Rozwój bezprzewodowych sieci komputerowych spowodował powstanie potrzeby testowania poszczególnych urządzeń na zdolność współpracy między sobą. W odpowiedzi na ten problem stworzono logo WiFi. Obecnie WiFi obejmuje wszystkie standardy 802.11 oraz zasady dotyczące bezpieczeństwa (np.WPA2). Produkty z logiem WiFi mają również obowiązek wyraźnego podawania częstotliwości, na której pracują.