IEEE 802.11

IEEE 802.11 е множество спецификации од Подслојот за контрола на пристап на медиум (media access control, MAC) и Физичкиот слој за имплементација на безжични локални мрежи во 2.4, 3.6, 5 и 60 GHz честотен опсег. Спецификациите се создадени и одржувани од страна на комитетот за стандардизацијна на LAN/MAN (IEEE 802) од Институтот за Инженери по Електрика и Електроника(IEEE). Основата на стандардод е објавена во 1997 и има неколку амандмани. Стандардот и амандманите ја даваат основата за производи за безжично вмрежување од Wi-Fi брендот. Иако секој амандман се официјално повлекува кога ќе биде вметнат во највоната верзија на стандардот, корпоративниот свет ги рекламира овие ревизии бидејќи тие сакаат концизно да ги назначат можностите на нивните производи. Како резултат на тоа, секоја ревизија има тенденција да стане посебен стандард.

Генерален опис Фамилијата 802.11 се состои од низа на half-duplex безжични техники за модулација кои го користат истиот основен протокол. 802.11-1997 е првиот стандард за безжично вмрежување во фамилијата, но 802.11b е првиот кој беше широко прифатен, следен од 802.11a, 802.11g, 802.11n и 802.11ac. Други стандарди во фамилијата (c–f, h, j) се сервисни амандмани и дополнувања или екстензии на претходни спецификации.

802.11b и 802.11g го користат 2.4 GHz-ниот опсег, и во САД работат под Дел 15 од Правилата и Регулациите на Федералната комисија за комуникации на САД. Поради овој избор на честотен опсег, опремата која работи на 802.11b и g може да е под влијание на брановата интерференција од микробранови печки, Безжични телефони и Блутут (Bluetooth) уреди. 802.11b и 802.11g ја контролираат нивната интерференција и можноста да се случи интерференција со користење на сигналните методи direct-sequence spread spectrum (DSSS) и ортогонално мултиплексирање со поделеност по честоти (OFDM) соодветно за 802.11b и 802.11g. 802.11a го користи 5 GHz U-NII честотен опсег, кој, за поголемиот дел од светот нуди 23 непреклопени канали наместо ISM честотниот опсег од 2.4 GHz, каде соседните канали може да се преклопуваат (list of WLAN channels). Подобри или полоши перформанси со поголеми или помали честоти (канали) може да се остварат во зависност од околината.

Сегментите од спектарот на радиочестотите кои ги користи 802.11 варира помеѓу различни земји. Во САД, 802.11a и 802.11g уредите може да работат без лиценца, како што им е наведено во Дел 15 од Правилата и Регулациите на Федералната комисија за комуникација (FCC). Честотите кои се користат од каналите еден до шест на 802.11b и 802.11g спаѓаат во 2.4 GHz опсег за радио аматерство. Лиценцираните радио аматери може да работат со 802.11b/g уреди под Дел 97 од Правилата и Регулациите на FCC, со што се дозволува зголемена моќност но не и комерцијална содржина и енкрипција.

Историја 802.11 технологијата потекнува од 1985, а е предводена од Федералната комисија за комуникации на Соединетите Држави (U.S. Federal Communications Commission) која го објави ISM честотниот опсег за нелиценцирана употреба.Wolter Lemstra , Vic Hayes , John Groenewegen , The Innovation Journey of Wi-Fi: The Road To Global Success, Cambridge University Press, 2010, ISBN 0-521-19971-9

Во 1991 NCR корпорацијата/AT&T (сегашна Alcatel-Lucent и LSI корпорацијата) го пронаоѓаат предвесникот на 802.11 во Њувехајн, Холандија. Првичната намена на оваа технологија била за благајнички системи. Првите безжични производи биле донесени на пазарот наречен WaveLAN со вкупна податочна рата од 1 Mbit/s и 2 Mbit/s.

Вик Хејс, кој 10 години бил на чело на IEEE 802.11 и бил наречен „таткото на Wi-Fi“, бил вклучен во дизајнирањето на 802.11b и 802.11a стандарди во рамките на IEEE.

Во 1999, Wi-Fi Алијансата била формирана како трговска асоцијација за да го сочува Wi-Fi заштитниот знак под кој биле продадени многу од производите.

Протокол

802.11-1997 (802.11 legacy)

Оригиналната верзија на IEEE 802.11 стандардот е издадена во 1997 и разјаснета во 1999, но денес се смета за застарен стандард. Специфицирал две нето податочни рати од 1 или 2 мегабити во секунда, плус код за исправка на грешка нанапред. Специфицирал три алтернативни технологии за физички слој: дифузен (инфрацрвен) кој работи на 1 Mbit/s; раширен спектар со скокање по честоти (frequency-hopping spread spectrum) кој работи на 1 Mbit/s или 2 Mbit/s; и раширен спектар со директна секвенца (direct-sequence spread spectrum operating) на 1 Mbit/s или 2 Mbit/s. Последните две радио технологии користат микробранови трансмисии во честотниот опсег за индустрија, наука и медицина (Industrial Scientific Medical frequency band) на 2.4 GHz. Некои постари WLAN технологии користеле помали честоти од 900 MHz ISM честотниот опсег.

Стариот 802.11 со раширен спектар со директна секвенца (direct-sequence spread spectrum) брзо бил надминат од страна на популарниот 802.11b.

802.11a (OFDM Бранова форма)

Оригинално опишан како клаузула 17 во спецификацијата од 1999 година, OFDM брановата форма на 5.8 GHz сега е дефинирана во клаузулата 18 од спецификацијата од 2012 година и нуди протоколи кои овозможуваат трансмисија и примање на податоци со рати од 1.5 до 54Mbit/s. Имплементацијата е раширена на светско ниво, осовено во корпоративните простори. Иако оригиналниот амандман не е повеќе валиден, терминот "802.11a" сè уште се користи од произведувачите на безжични пристапни точки (картички и насочувачи) за да опишат интероперабилноста на нивните системи на 5.8 GHz со брзина од 54Mbit/s.

802.11a стандардот ги користи истиот проткол за подслојот на податочна врска (data link layer) и истиот формат на рамки како оригиналниот стандард, но користи безжичен интерфејс заснован на OFDMза физичкиот слој. Работи на 5 GHz опсег со максимум нето податочна рата од 54 Mbit/s, плус код за исправка на грешка, што дава реалистичен проток од 20-тина Mbit/s.

Бидејќи опсегот на 2.4 GHz е често користен, до точка на претрупување, користењето на релативно неискористениот 5 GHz опсег му дава на 802.11a значајна предност. Сепак високата носечка честота има и недостатоци. Делотворната оддалеченост на уредот од пристапната точка е помала од таа на 802.11b/g. Во теорија, сигналите на 802.11a се апсорбираат полесно од ѕидови и други цврсти објекти поради нивната помала бранова должина и како резултат на тоа не можат да продираат толку далеку колку тие на 802.11b. Во пракса, 802.11b типично има поголем ранг при помали брзини (802.11b ја намалува брзината на 5.5 Mbit/s или дури и до 1 Mbit/s при слаб сигнал). 802.11a исто така страда од интерференција, но локално може да има помалку сигнали со кои може да си интерферира.

802.11b

Стандардот 802.11b има максимална вкупна податочна рата од 11 Mbit/s и го користи истиот метод за медиа пристап кој е дефиниран и во оригиналниот стандард. 802.11b производите се појавиле на пазарот во раните 2000 и оттогаш овој стандард е директно надополнување на модулациската техника користена во оригиналниот стандард. Драстичниот пораст на протокот на 802.11b (споредено со оригиналниот стандард), а истовремено и значајното намалување на цените доведува до брзо прифаќање на 802.11b како општоприфатена безжична LAN технологија.

Уредите кои користат 802.11b се под влијание на интерференција од други производи кои работат на опсег од 2.4 GHz. Некои од уредите кои работат на опсег од 2.4 GHz се: микробранова печка, блутут уреди, бебешки монитори, безжични телефони и некои радио-аматерски опреми.

802.11g

Во Јуни 2003 бил ратификуван третиот модулациски стандард: 802.11g. Овој стандард работи на опсег од 2.4 GHz (како 802.11b), но го користи истото Ортогонално мултиплексирање поделено по честоти(OFDM) засновано на шемата за пренос на 802.11a. Работи на максималната бит рата на физичкиот слој од 54 Mbit/s која работи без користење на кодови за поправање на грешки, или со околу 22 Mbit/s просечен проток. page 14 802.11g хардверот е целосно компатибилен со хардверот за 802.11b и поради тоа вкупните перфоманси се намалени и од перформансите на 802.11a се помали за ~21%.

Предлогот на 802.11g стандардот многу брзо се прифаќа од корисниците од почетокот на Јануари 2003 уште пред да биде ратификуван, најмногу поради барањето за повисоки податочни рати и за намалување на производствените трошоци. Во летото 2003, повеќето производи кои работеле на двојниот опсег на 802.11a/b стануваат уреди кои работат на двоен опсег и во три мода, со поддршка на a и b/g во еден мрежен адаптер или пристапна точка. Останатиот дел од техничкиот процес бил поминат на овозможување b и g да работат добро меѓусебно, сепак доколку постои само еден 802.11b уред во мрежата, целата податочна рата на 802.11g мрежата се намалува.

И 802.11g уредите имаат влијание од интерференца од други уреди кои работат на честотниот опсег од 2.4 GHz

802.11-2007 Во 2003 година, групата TGma била овлестена да ги „состави“ голем дел од амандманите на верзијата на 802.11 стандардот од 1999 година. REVma или 802.11ma, како што бил наречен, е еден документ составен од 8 амандмани: (802.11a, b, d, e, g, h, i, j) со основен стандард. По одобрението на 8 март 2007 година, 802.11REVma бил преименуван по тогашниот основен стандард IEEE 802.11-2007.IEEE 802.11-2007

802.11n

802.11n е стандард кој е подобрена верзија од претходните 802.11 стандарди со додавање на многубројно-влезни многубројно-излезни антени (MIMO). 802.11n работи на опсег од 2.4 GHz и (помалку користениот) опсег од 5 GHz. Користењето на опсегот од 5 GHz е опционално. Работи на максимум нето податочна рата од 54 Mbit/s до 600 Mbit/s. IEEE го подобриле овој стандард и го објавиле во октомври 2009 година. Пред крајната ратификација, претпријатијата речиси целосно се префрлиле на користење на 802.11n мрежи засновани на потврдата од Wi-Fi Алијансата за производи согласно нацртот на предлогот на 802.11n од 2007 година.

802.11-2012 Во 2007 година групата TGmb била овластена да ги „состави“ повеќето од стандардите на 802.11 до 2007 година. REVmb(или 802.11mb), создале еден документ во кој споиле десет амандмани: (802.11k, r, y, n, w, p, z, v, u, s) со базни стандарди од 2007. Додатно било направено расчистување во стандардите, каде биле реорганизирани некои од клаузулите. По публикацијата на 29 Март, новиот стандард бил наречен IEEE 802.11-2012.

802.11ac

IEEE 802.11ac-2013 е амандман на IEEE 802.11, објавен во декември 2013, заснован на 802.11n. Споредено со 802.11n, промените вклучуваат пошироки канали (80 или 160 MHz наспроти 40 MHz) во опсег од 5 GHz, повеќе просторни струи (8 наспроти 4), повисок модулациски ред (256-QAM наспроти 64-QAM), и додавање на MIMO за повеќе корисници (MU-MIMO). Почнувајќи од Октомври 2013, high-end имплементациите поддржуваат 80 MHz канали, три просторни потоци, и 256-QAM, зголемувајќи ја податочната рата на 433.3 Mbit/s на просторен поток, 1300 Mbit/s вкупно, во 80 MHz канали во опсег од 5 GHz. Продавачите објавија планови за пуштање во продажба на т.н. "Wave 2" уреди кои поддржуваат канали од 160 MHz, четири простори потоци, и MU-MIMO во 2014 и 2015.

802.11ad

IEEE 802.11ad е амандман кој дефинира ново физичко ниво за 802.11 мрежи за да работи на спектар од 60 GHz милиметарски бран. Овој честотен опсег има значајно различни одлики за размножување од опсегот од 2.4 GHz and 5 GHz каде работат безжичните мрежи. Производите кои имаат имплементирано 802.11ad стандард се донесени на пазарот под името WiGig. Програмата за сертификација е развиена страна на Wi-Fi Алијансата наместо веќе непостоечката WiGig Алијанса. Највисоката стапка за пренос на 802.11ad 7Gbit/s.

802.11af