Wat zijn de belangrijkste wifi-protocollen? alles wat je moet weten

Bij deze gelegenheid leggen we in detail uit wat de belangrijkste Wifi-protocollen zijn . Tot een paar jaar geleden was het alleen mogelijk om computers met kabels met elkaar te verbinden. Dit type verbinding is vrij populair, maar heeft enkele beperkingen, bijvoorbeeld: u kunt de apparatuur alleen verplaatsen tot aan het bereik van de kabel; Omgevingen met een hoge uitrusting kunnen aanpassingen in de constructie van het gebouw vereisen voor het doorvoeren van kabels; In een huis kan het nodig zijn gaten in de muur te boren zodat kabels andere kamers kunnen bereiken; constante of onjuiste manipulatie kan de kabelconnector beschadigen. Gelukkig zijn er draadloze Wi-Fi- netwerken ontstaan ​​om deze beperkingen op te heffen.

Inhoudsindex

Het gebruik van dit type netwerk wordt steeds gebruikelijker, niet alleen in huiselijke en professionele omgevingen, maar ook op openbare plaatsen (bars, cafés, winkelcentra, boekhandels, luchthavens, enz.) En in academische instellingen.

Om deze reden gaan we kijken naar de belangrijkste kenmerken van Wi-Fi-technologie en een beetje uitleggen hoe het werkt. Omdat het niet ophield te zijn, kent u ook de verschillen tussen de Wi-Fi-standaarden 802.11b, 802.11g, 802.11n en 802.11ac.

Wat zijn de belangrijkste wifi-protocollen? Wat is wifi?

Wi-Fi is een set specificaties voor draadloze lokale netwerken (WLAN), gebaseerd op de IEEE 802.11-standaard. De naam "Wi-Fi" wordt opgevat als een afkorting van de Engelse term "Wireless Fidelity", hoewel de Wi-Fi Alliance, de entiteit die primair verantwoordelijk is voor het in licentie geven van op technologie gebaseerde producten, nooit een dergelijke conclusie heeft uitgesproken. Het komt vaak voor dat de naam Wi-Fi wordt geschreven als "wi-fi", "Wi-fi" of zelfs "wifi". Al deze namen verwijzen naar dezelfde technologie.

Met Wi-Fi-technologie is het mogelijk om netwerken te implementeren die computers en andere apparaten verbinden (smartphones, tablets, gameconsoles, printers, enz.) Die geografisch dichtbij zijn.

Voor deze netwerken is het gebruik van kabels niet nodig, omdat ze de overdracht van gegevens door middel van radiofrequentie uitvoeren. Dit schema biedt verschillende voordelen, waaronder: het stelt de gebruiker in staat om het netwerk op elk punt binnen het transmissiebereik te gebruiken; maakt het snel invoegen van andere computers en apparaten op het netwerk mogelijk; verhindert dat de muren of constructies van het onroerend goed plastic zijn of aangepast voor de doorgang van kabels.

De flexibiliteit van Wi-Fi is zo groot dat het haalbaar werd om op de meest uiteenlopende plaatsen netwerken te implementeren die van deze technologie gebruik maken, vooral doordat de voordelen genoemd in de vorige paragraaf vaak leiden tot lagere kosten.

Het is dus gebruikelijk om wifi-netwerken te vinden die beschikbaar zijn in hotels, luchthavens, snelwegen, bars, restaurants, winkelcentra, scholen, universiteiten, kantoren, ziekenhuizen en nog veel meer plaatsen. Om deze netwerken te gebruiken, heeft de gebruiker alleen een laptop, smartphone of een ander Wi-Fi-compatibel apparaat nodig.

Een stukje geschiedenis van wifi

Het idee van draadloze netwerken is niet nieuw. De industrie maakt zich al lange tijd zorgen over dit onderwerp, maar het gebrek aan standaardisatie van standaarden en specificaties bleek een belemmering te zijn, verschillende onderzoeksgroepen werkten immers met verschillende voorstellen.

Om deze reden kwamen sommige bedrijven zoals 3Com, Nokia, Lucent Technologies en Symbol Technologies (overgenomen door Motorola) samen om een ​​groep op te richten om dit probleem aan te pakken en zo werd in 1999 de Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) geboren, die in 2003 de Wi-Fi Alliance werd genoemd.

Net als bij andere consortia voor technologie-standaardisatie, neemt het aantal bedrijven dat lid wordt van de Wi-Fi Alliance voortdurend toe. WECA ging verder met de IEEE 802.11-specificaties, die eigenlijk niet veel verschillen van de IEEE 802.3-specificaties. Deze laatste set staat bekend onder de naam Ethernet en bestaat eenvoudigweg uit de overgrote meerderheid van traditionele bekabelde netwerken. Wat in wezen van de ene standaard in de andere verandert, zijn de verbindingskenmerken: het ene type werkt met kabels, het andere met radiofrequentie.

Het voordeel hiervan is dat het op basis van deze technologie niet nodig was om een ​​specifiek protocol voor draadloze netwerkcommunicatie te maken. Hiermee is het zelfs mogelijk om netwerken te hebben die beide standaarden gebruiken.

Maar WECA had nog steeds te maken met een ander probleem: een toepasselijke naam voor de technologie, een die gemakkelijk uit te spreken was en die een snelle associatie mogelijk maakte met zijn voorstel, dat wil zeggen draadloze netwerken. Hiervoor huurde het een in merken gespecialiseerd bedrijf in, Interbrand, dat niet alleen de Wi-Fi-naam creëerde (waarschijnlijk gebaseerd op die term "Wileress Fidelity"), maar ook het technologielogo. De benaming is zo algemeen aanvaard dat WECA in 2003 besloot zijn naam te wijzigen in de Wi-Fi Alliance, zoals gerapporteerd.

Wi-Fi-bediening

Op dit punt in de tekst vraag je je natuurlijk af hoe wifi werkt. Zoals u al weet, is de technologie gebaseerd op de IEEE 802.11-standaard. Maar dit betekent niet dat alle producten die met deze specificaties werken ook Wi-Fi zullen zijn.

Om ervoor te zorgen dat een product een zegel van dit merk ontvangt, moet het worden beoordeeld en gecertificeerd door de Wi-Fi Alliance. Dit is een manier om de gebruiker te garanderen dat alle producten met het W i-Fi Certified- zegel functienormen volgen die de interoperabiliteit met andere apparatuur garanderen.

Dit betekent echter niet dat apparaten die geen zegel hebben, niet zullen werken met apparaten die het wel hebben (toch is het altijd beter om gecertificeerde producten te kiezen om risico's en problemen te voorkomen).

De 802.11- standaard legt standaarden vast voor het creëren en gebruiken van draadloze netwerken. Transmissie van dit type netwerk gebeurt door radiofrequentiesignalen, die zich door de lucht verspreiden en gebieden in het huis van honderden meters kunnen beslaan.

Aangezien er een grote verscheidenheid aan diensten is die gebruik kunnen maken van radiosignalen, is het essentieel dat ze allemaal handelen in overeenstemming met de vereisten die zijn vastgesteld door de regering van elk land. Dit is een goede manier om overlast, vooral interferentie, te voorkomen.

Er zijn echter enkele frequentiesegmenten die kunnen worden gebruikt zonder de directe goedkeuring van de juiste entiteiten van elke regering: de ISM-banden (Industrial, Scientific and Medical), die onder andere met de volgende intervallen kunnen werken: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 485 GHz en 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (afhankelijk van het land kunnen deze limieten variëren).

SSID (Service Set Identifier)

We gaan de belangrijkste versies van 802.11 kennen, maar om het begrip te vergemakkelijken, is het handig om te weten dat voor het opzetten van een dergelijk netwerk de apparaten (ook wel STA genoemd) moeten worden aangesloten op de apparaten die de toegang. Deze worden in het algemeen Access Point (AP) genoemd. Wanneer een of meer STA's verbinding maken met een AP, is er dus een netwerk dat de Basic Service Set (BSS) wordt genoemd.

Om veiligheidsredenen en de mogelijkheid dat er meer dan één BSS op een bepaalde plaats is (bijvoorbeeld twee draadloze netwerken die door verschillende bedrijven in een evenementgebied zijn gemaakt), is het van cruciaal belang dat elk een identificatie ontvangt met de naam Serviceset Identifier (SSID), een set tekens die, na gedefinieerd, wordt ingevoegd in de koptekst van elk gegevenspakket op het netwerk. Met andere woorden, de SSID is de naam die aan elk draadloos netwerk wordt gegeven.

Wi-Fi-protocollen

De eerste versie van de 802.11-standaard werd in 1997 uitgebracht, na ongeveer 7 jaar onderzoek. Met de opkomst van nieuwe versies (die later zullen worden behandeld), werd de oorspronkelijke versie bekend als 802.11-1997 of 802.11 legacy.

Aangezien het een radiofrequentie-transmissietechnologie is, heeft het IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) bepaald dat de standaard zou kunnen werken in het frequentiebereik van 2, 4 GHz en 2, 4835 GHz, een van de bovengenoemde ISM-banden.

De datatransmissiesnelheid is 1 Mb / s of 2 Mb / s (megabits per seconde) en het is mogelijk om de Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) en Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) transmissietechnieken te gebruiken.

Deze technieken maken verzending mogelijk via meerdere kanalen binnen een frequentie, maar DSSS creëert meerdere segmenten van de verzonden informatie en verzendt deze tegelijkertijd naar de kanalen.

De FHSS-techniek maakt op haar beurt gebruik van een 'frequentiehoppen'-schema, waarbij de verzonden informatie de ene frequentie in een bepaalde periode gebruikt en aan de andere een andere frequentie.

Deze eigenschap zorgt ervoor dat de FHSS een iets lagere datatransmissiesnelheid heeft, aan de andere kant maakt het de transmissie minder gevoelig voor interferentie, omdat de gebruikte frequentie constant verandert. DSSS wordt uiteindelijk sneller, maar heeft meer kans op interferentie als alle kanalen tegelijkertijd worden gebruikt.

802.11b

Een update naar de 802.11-standaard werd uitgebracht in 1999 en heette 802.11b. Het belangrijkste kenmerk van deze versie is de mogelijkheid om verbindingen tot stand te brengen met de volgende transmissiesnelheden: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / s en 11 Mb / s.

Het frequentiebereik is hetzelfde als gebruikt door de originele 802.11 (tussen 2, 4 en 2, 4835 GHz), maar de transmissietechniek is beperkt tot het spectrum dat wordt verspreid door een directe sequentie, zodra de FHSS uiteindelijk geen rekening meer houdt met de normen die zijn vastgesteld door de Federal Communications Commission (FCC) bij gebruik in transmissies met snelheden hoger dan 2 Mb / s.

Om effectief te werken met snelheden van 5, 5 Mb / s en 11 Mb / s, gebruikt 802.11b ook een techniek genaamd Complementary Code Keying (CCK).

Het dekkingsgebied van een 802.11b-transmissie kan theoretisch tot 400 meter bedragen in open omgevingen en kan een bereik van 50 meter bereiken op gesloten plaatsen (zoals kantoren en woningen).

Het is echter belangrijk op te merken dat het bereik van de transmissie kan worden beïnvloed door een aantal factoren, zoals objecten die interferentie veroorzaken of de voortplanting van de transmissie belemmeren van waar ze zijn.

Het is interessant op te merken dat, om de transmissie zo functioneel mogelijk te houden, de 802.11b-standaard (en opvolgende standaarden) ertoe kunnen leiden dat de datatransmissiesnelheid tot zijn minimumlimiet (1 Mb / s) daalt als een station is verder van het toegangspunt.

Het omgekeerde is ook waar: hoe dichter bij het toegangspunt, hoe hoger de transmissiesnelheid kan zijn.

De 802.11b-standaard was de eerste die op grote schaal werd aangenomen en was daarom een ​​van de mensen die verantwoordelijk waren voor de popularisering van wifi-netwerken.

802.11a

De 802.11a-standaard werd eind 1999 uitgebracht, rond dezelfde tijd als de 802.11b-versie.

Het belangrijkste kenmerk is de mogelijkheid om te werken met datatransmissiesnelheden in de volgende waarden: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / s en 54 Mb / s. Het geografische bereik van de transmissie is ongeveer 50 meter. De werkfrequentie verschilt echter van de originele 802.11- standaard : 5 GHz, met 20 MHz-kanalen binnen dit bereik.

Enerzijds is het gebruik van deze frequentie handig omdat deze minder stoormogelijkheden biedt, deze waarde wordt immers weinig benut. Aan de andere kant kan het bepaalde problemen opleveren, aangezien veel landen geen regelgeving hebben voor die frequentie. Bovendien kan deze functie communicatieproblemen veroorzaken met apparaten die werken op 802.11- en 802.11b-standaarden.

Een belangrijk detail is dat in plaats van DSSS of FHSS te gebruiken, de 802.11a-standaard gebruik maakt van een techniek die bekend staat als Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Daarin wordt de over te dragen informatie verdeeld in verschillende kleine datasets die gelijktijdig op verschillende frequenties worden verzonden. Deze worden op een zodanige manier gebruikt dat het een met het ander interfereert, waardoor de OFDM-techniek naar tevredenheid werkt.

Ondanks het aanbieden van hogere transmissiesnelheden, werd de 802.11a- standaard niet zo populair als de 802.11b-standaard.

802.11g

De 802.11g- standaard werd uitgebracht in 2003 en staat bekend als de natuurlijke opvolger van de 802.11b-versie, omdat deze er volledig mee compatibel is.

Dit betekent dat een apparaat dat werkt met 802.11g probleemloos kan communiceren met een ander apparaat dat werkt met 802.11b, behalve dat de gegevensoverdrachtsnelheid uiteraard het door deze laatste toegestane maximum beperkt.

De belangrijkste attractie van de 802.11g- standaard is om te kunnen werken met transmissiesnelheden tot 54 Mb / s, zoals gebeurt met de 802.11a-standaard.

In tegenstelling tot deze versie werkt de 802.11g echter met frequenties in de 2, 4 GHz-band (20 MHz-kanalen) en heeft bijna hetzelfde dekkingsvermogen als zijn voorganger, de 802.11b-standaard.

De transmissietechniek die in deze versie wordt gebruikt, is ook OFDM, maar bij communicatie met een 802.11b-apparaat wordt de transmissietechniek DSSS.

802.11n

De ontwikkeling van de 802.11n- specificatie begon in 2004 en eindigde in september 2009. Gedurende deze periode zijn verschillende apparaten uitgebracht die compatibel zijn met de onvoltooide versie van de standaard.

Het belangrijkste kenmerk van het 802.11n- protocol is het gebruik van een schema genaamd Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), dat de gegevensoverdrachtsnelheden aanzienlijk kan verhogen door verschillende transmissieroutes (antennes) te combineren. Hiermee is het bijvoorbeeld mogelijk om twee, drie of vier zenders en ontvangers te gebruiken voor de werking van het netwerk.

Een van de meest voorkomende configuraties in dit geval is het gebruik van toegangspunten die gebruik maken van drie antennes (drie transmissiepaden) en STA's met hetzelfde aantal ontvangers. Door deze functie toe te voegen in combinatie met het verfijnen van de specificaties, kan het 802.11n-protocol in het bereik van 300 Mb / s verzenden , theoretisch kan het snelheden tot 600 Mb / s bereiken. In de eenvoudigste transmissiemodus, met één transmissiepad, kan 802.11n 150 Mb / s bereiken.

Wat betreft de frequentie kan de 802.11n- standaard werken met de 2, 4 GHz- en 5 GHz-banden, waardoor hij compatibel is met eerdere standaarden, zelfs met 802.11a. Elk kanaal binnen die tracks is standaard 40 MHz breed.

De standaard transmissietechniek is OFDM, maar met bepaalde wijzigingen, vanwege het gebruik van het MIMO-schema, wordt het daarom vaak MIMO-OFDM genoemd. Sommige studies suggereren dat het dekkingsgebied 400 meter kan overschrijden.

802.11ac

De opvolger van 802.11n is de 802.11ac-standaard, waarvan de specificaties tussen 2011 en 2013 bijna volledig zijn ontwikkeld , met de definitieve goedkeuring van de kenmerken ervan door de IEEE in 2014.

Het belangrijkste voordeel van 802.11ac zit in de snelheid, geschat op tot 433 Mb / s in de eenvoudigste modus. Maar in theorie is het mogelijk om het netwerk meer dan 6 Gb / s te laten maken in een meer geavanceerde modus die meerdere transmissiepaden (antennes) gebruikt, met een maximum van acht. De trend is dat de industrie prioriteit geeft aan apparatuur met het gebruik van maximaal drie antennes, waardoor de maximale snelheid rond de 1, 3 Gb / s ligt.

Ook wel WiFi 5G genoemd, 802.11ac werkt op de 5 GHz-frequentie, aangezien elk kanaal binnen dit bereik standaard de breedte van 80 MHz kan hebben (160 MHz optioneel).

Het 802.11ac-protocol heeft ook de meest geavanceerde modulatietechnieken. Om precies te zijn, het werkt met het MU-MUMO (Multi-User MIMO) -schema, dat de verzending en ontvangst van het signaal van verschillende terminals mogelijk maakt, alsof ze samenwerken, op dezelfde frequentie.

Het benadrukt ook het gebruik van een transmissiemethode genaamd Beamforming (ook bekend als TxBF), die optioneel is in de 802.11n-standaard: het is een technologie waarmee het verzendende apparaat (zoals een router) de communicatie met een clientapparaat kan evalueren om de transmissie in uw richting te optimaliseren.

Andere 802.11-standaarden

De IEEE 802.11-standaard heeft (en zal) andere versies hebben dan de hierboven genoemde, die om verschillende redenen niet populair zijn geworden.

Een daarvan is de 802.11d- standaard , die alleen wordt toegepast in sommige landen waar het om de een of andere reden niet mogelijk is om enkele van de andere gevestigde normen te gebruiken. Een ander voorbeeld is de 802.11e-standaard, met als belangrijkste focus de QoS (Quality of Service) van transmissies, dat wil zeggen de kwaliteit van de service. Dit maakt dit model interessant voor toepassingen die sterk worden beïnvloed door ruis (interferentie), zoals VoIP-communicatie.

Er is ook het 802.11f-protocol, dat werkt met een schema dat bekend staat als een relais dat, kortom, een apparaat loskoppelt van een zwak signaaltoegangspunt en verbinding maakt met een ander, sterker signaaltoegangspunt, binnen hetzelfde netwerk. Het probleem is dat sommige factoren ervoor kunnen zorgen dat deze procedure niet goed verloopt, wat ongemak voor de gebruiker veroorzaakt. 802.11f-specificaties zorgen voor een betere interoperabiliteit tussen toegangspunten om deze problemen te verminderen.

De 802.11h- standaard verdient ook de aandacht . Eigenlijk is dit slechts een versie van 802.11a met mogelijkheden voor besturing en frequentiemodificatie. Dit omdat de 5 GHz frequentie (gebruikt door 802.11a) in verschillende systemen in Europa wordt toegepast.

Er zijn verschillende andere functies, maar tenzij om specifieke redenen is het raadzaam om met de meest populaire versies te werken, bij voorkeur met de meest recente.

Laatste woorden

Dit artikel gaf een basispresentatie van de belangrijkste functies die Wi-Fi inhoudt. Hun uitleg kan iedereen helpen die iets meer wil begrijpen over de werking van draadloze netwerken die op deze technologie zijn gebaseerd en die als introductie kunnen dienen voor diegenen die dieper op het onderwerp willen ingaan.

Zoals u altijd weet, raden we u aan de beste routers op de markt en de beste PLC's van dit moment te lezen. Het zijn fundamentele metingen om een ​​goed draadloos wifi-systeem aan te schaffen. Wat vond je van ons artikel over wifi-protocollen? Welke gebruikt u momenteel thuis of op het werk?