Khái niệm cơ bản về WiFi Phần 2: Các tiêu chuẩn và sửa đổi thông qua 802.11n
- Thể LoạI: Mạng Lưới
Ngày nay, WiFi ở khắp mọi nơi: quán cà phê, nhà hàng, cửa hàng bán lẻ, khách sạn, địa điểm thể thao, v.v. Chúng ta có thể truy cập WiFi từ máy tính xách tay, máy tính bảng và điện thoại thông minh của mình. Ở nhà có thể có bảng điều khiển trò chơi, thiết bị gia đình thông minh và hộp giải mã tín hiệu. Tôi có một số thiết bị ChromeCast. Chúng biến TV của bạn thành một thiết bị mạng không dây mà bạn có thể truyền trực tiếp phim từ máy tính, điện thoại lên TV. Nó có sức lan tỏa trong lối sống của chúng tôi đến nỗi chúng tôi không cần nghĩ đến nó nữa.
Thông tin thú vị: Tôi đã làm việc nhiều với các chuỗi khách sạn quốc gia và tôi có thể cho bạn biết rằng trong năm 2012, trung bình một khách đi công tác có 2 thiết bị WiFi kết nối với mạng khách sạn. Ngày nay, con số đó là từ 3 đến 3,5 thiết bị cho mỗi phòng khách. Tôi đã thấy nhiều khách sạn tranh nhau tăng sức chứa do nhu cầu của khách hàng.
Nhưng cách đây không lâu khi WiFi chỉ được sử dụng bởi những người đam mê công nghệ và các tập đoàn lớn. Đây là bài viết thứ hai trong loạt bài về những điều cơ bản về WiFi. Nếu bạn bỏ lỡ phần đầu tiên, kiểm tra nó ở đây . Chúng tôi sẽ thảo luận về sự phát triển của các tiêu chuẩn và sửa đổi khác nhau; thuộc tính và khả năng của chúng.
Ban đầu, có 802.11-1997 Tiêu chuẩn. Phiên bản gốc là tiền thân của WiFi có thể sử dụng được. Tiêu chuẩn bao gồm FHSS (trải phổ nhảy tần), DSSS (trải phổ chuỗi trực tiếp) trong băng tần 2.4GHz, cũng như Hồng ngoại. Băng thông được giới hạn ở mức 1-2Mbps. Tiêu chuẩn được xác định lỏng lẻo đến mức có nhiều sản phẩm thương mại mà khả năng tương tác là rất khó, nếu không muốn nói là không thể. Phổ biến nhất là các sản phẩm do Proxim và Symbol (nay thuộc Motorola) sản xuất.
WiFi 'thực' đầu tiên: 802.11b
Hầu hết không nhận ra rằng các sửa đổi 802.11a và 802.11b được phát hành cùng một lúc (1999). Trước tiên, chúng ta sẽ nói về 11b vì nó được xây dựng trên tiêu chuẩn ban đầu.
Trước hết, 11b sử dụng DSSS để lan truyền công suất tín hiệu trên một dải tần rộng khoảng 22MHz. Ưu điểm là tăng hiệu suất tín hiệu thành nhiễu so với các phương pháp trước đây. Cải tiến lớn thứ hai là sử dụng một kỹ thuật mã hóa tiên tiến gọi là CCK (khóa mã miễn phí). Kết quả là tăng thông lượng lên 11Mbps cũng như cải thiện hiệu suất. Điều này cũng bao gồm khả năng giảm thông lượng xuống 5,5, 2 và 1Mbps nếu cần.
11b khá phổ biến. Một trong những lý do chính là sự ra đời của Liên minh WiFi. Tổ chức phi lợi nhuận này được thành lập vào năm 1999 bởi một số công ty công nghệ để đảm bảo khả năng tương tác của sản phẩm giữa các nhà sản xuất.
802.11a giống như Edsel WiFi, công nghệ đi trước thời đại và không ai muốn có nó.
Như tôi đã đề cập, các sửa đổi 11a và 11b được phát hành cùng lúc. Nhưng, 11a ban đầu được đề xuất trước đó, do đó là ‘a’ vì nó là đầu tiên. Các thông số kỹ thuật 11a rất khác nhau.
Đầu tiên, nó sử dụng băng tần 5GHz; với tất cả những ưu điểm và nhược điểm vốn có ở các tần số cao hơn.
Thứ hai là việc sử dụng OFDM (ghép kênh phân chia theo tần số trực giao). Kỹ thuật này chia kênh RF thành 64 kênh con (sub-carrier), truyền lượng dữ liệu nhỏ hơn qua nhiều kênh con đồng thời. Kết quả là thông lượng lên đến 54Mbps, với khả năng giảm xuống 48, 36, 24, 18, 12, 9 và 6Mbps. Nó cũng làm giảm đáng kể vấn đề nhiễu do đa đường. 11a không tương thích với 11b.
11a không phổ biến lắm, chủ yếu là do giá thành. Theo nguyên tắc chung, thiết bị có tần số cao hơn được chế tạo đắt hơn.
Game Changer: 802.11g
802.11g , phát hành năm 2003 là một người thay đổi cuộc chơi thực sự. Về cơ bản, nó kết hợp những gì tốt nhất của cả hai thế giới. Nó sử dụng băng tần 2.4GHz, cùng với kỹ thuật điều chế OFDM ưu việt; với chi phí gần bằng thiết bị 11b. Một nhược điểm lớn là yêu cầu về khả năng tương thích ngược; Các thiết bị 11g phải có thể giao tiếp với các thiết bị 11b. Khả năng này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của mạng WiFi của bạn; đó là một chủ đề sẽ được thảo luận trong một bài báo trong tương lai.
11g đã vô cùng phổ biến. Nó là nguyên nhân gây ra sự bùng nổ nếu WiFi trong thị trường tiêu dùng rộng lớn hơn. Trên thực tế, đó là khi nhiều ISP bắt đầu đưa WiFi vào thiết bị CPE (thiết bị tiền đề của khách hàng) của họ. Đối với nhiều người, trải nghiệm WiFi đầu tiên của họ là bộ định tuyến không dây 11g. Thành công nhất là Linksys WRT54G, ban đầu được phát hành vào cuối năm 2002. Một phần lý do là khả năng tùy chỉnh phần sụn; một chủ đề khác cho một bài báo trong tương lai.
802.11-2007 là một 'tổng hợp' các tiêu chuẩn và sửa đổi cho đến nay. Nó bao gồm 11a, 11b và 11g. Có những sửa đổi khác không liên quan trực tiếp đến cuộc thảo luận.
Các cải tiến sắp có: 802.11n
802.11n phát hành vào năm 2009 rất được mong đợi. Ngày càng có nhiều nhu cầu về hiệu suất tốt hơn và thông lượng nhiều hơn. Ví dụ, năm 2007, Netflix đã giới thiệu dịch vụ dựa trên đăng ký để truyền video trực tiếp đến người tiêu dùng. Tôi đã thấy các ước tính nói rằng video phát trực tuyến (chủ yếu là Netflix) chiếm hơn 30% lưu lượng truy cập internet hiện nay.
Một điều mà hầu hết mọi người (ngay cả những người hiểu biết về công nghệ) không nhận ra là 11n được sử dụng ở cả hai băng tần 2,4 và 5GHz. Đối với tất cả các mục đích thực tế, nó là một tập hợp các cải tiến cho 11a và 11g hiện có.
Cải thiện việc triển khai OFDM. Mặc dù số lượng tàu sân bay phụ vẫn giữ nguyên, 11n sử dụng nhiều tàu sân bay hơn để mang dữ liệu; ít tàu sân bay phụ dành riêng cho Pilot / Control / Management. Điều này có nghĩa là nhiều thông lượng hơn.
Đã thêm khả năng MIMO (nhiều đầu vào nhiều đầu ra). Phần giải thích chi tiết về MIMO sẽ chiếm trọn một bài báo. Tóm lại, các thiết bị 11n có khả năng truyền nhiều luồng dữ liệu (lên đến 4) cùng một lúc. Mỗi luồng có thể có thông lượng lên đến 72Mbps.
Điều này phụ thuộc vào thiết kế của thiết bị cụ thể. Mỗi luồng phải có ít nhất một ăng-ten. Đây là lý do tại sao bạn thấy các thiết bị 11n có từ 1 đến 6 ăng-ten. Ví dụ, ký hiệu tiêu chuẩn được sử dụng là 3x3: 3. Điều này cho biết 3 ăng-ten phát, 3 ăng-ten nhận và 3 luồng không gian. Do giá thành, có rất ít thiết bị 4x4: 4 trên thị trường. Một thiết bị ăng-ten đơn không có khả năng MIMO; đây thường là những thiết bị rất rẻ tiền thường được đánh dấu là n150.
Liên kết kênh. Như đã thảo luận trong bài trước, 11n cho phép sử dụng tối đa 2 kênh, về cơ bản là tăng gấp đôi thông lượng.
Đã thêm định dạng chùm cơ bản. Đây là một chủ đề mang tính kỹ thuật cao, vì vậy tôi sẽ chỉ tóm tắt. Beamforming là một kỹ thuật được sử dụng để sửa đổi biên độ và pha của tín hiệu được truyền để nó tạo ra “giao thoa có tính xây dựng” tới một người nhận cụ thể. Kết quả là mặc dù 2 tín hiệu được gửi từ 2 ăng ten cách nhau không gian, chúng xuất hiện dưới dạng 1 tín hiệu mạnh hơn đến người nhận cụ thể đó.
Với tất cả những cải tiến trên, 11n có khả năng: thông lượng dữ liệu thô lên đến 600Mbps, vùng phủ sóng tín hiệu có thể sử dụng được nhiều hơn và độ tin cậy của kết nối được cải thiện.
Một bản dự thảo sửa đổi được phát hành vào năm 2007. Nó đủ gần với những gì mọi người nghĩ là cuối cùng, nhiều nhà sản xuất bắt đầu sản xuất các thiết bị Draft-n. Mặc dù các khách hàng doanh nghiệp và doanh nghiệp không muốn cam kết sử dụng thiết bị nháp-n, thị trường tiêu dùng khiến 11n trở nên cực kỳ phổ biến. Ngày nay, các thiết bị 11n là tiêu chuẩn thực tế ở mọi nơi.
802.11-2012 là một “tập hợp” các tiêu chuẩn và sửa đổi khác cho đến nay. Nó bao gồm mọi thứ từ 802.11-2007 cộng với 11n. Có những sửa đổi khác không liên quan trực tiếp đến cuộc thảo luận.
Lưu ý rằng Điều chế thích ứng được sử dụng để tối ưu hóa việc truyền và hiệu suất lỗi. Tất cả các thiết bị WiFi (802.11a / b / g / n) đều có khả năng chuyển sang một kỹ thuật điều chế khác dựa trên cường độ tín hiệu, lỗi truyền tải, nhiễu, v.v. Điều này chịu trách nhiệm về việc giảm thông lượng được đề cập trong suốt bài viết này.
Các tiêu chuẩn này được duy trì bởi IEEE (Viện Kỹ sư Điện và Điện tử).
Để biết thêm thông tin, hãy truy cập trang web của họ tại: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
Trong bài viết tiếp theo của tôi, tôi sẽ đề cập đến 802.11ac cùng với các sửa đổi mới khác mà bạn có thể chưa biết.
Như mọi khi, nếu bạn có ý tưởng cho một bài viết, hãy cho tôi biết trong phần bình luận bên dưới.