Leer onderscheid te maken tussen de verschillende wifi-netwerken en hun frequenties

Wi-Fi-definitie

Het is een set gestandaardiseerde draadloze communicatieprotocollen die worden gebruikt toegang tot internet of genereer lokale netwerken zonder dat er kabels nodig zijn . De informatie wordt verzonden met behulp van radiogolven op bepaalde frequenties, waardoor er geen fysieke verbinding tussen apparaten nodig is.

WiFi is niet echt de naam van de technologie (de echte naam is IEEE 802.11), het is de handelsnaam opgericht door de WiFi Alliance . Dit is een non-profitorganisatie die verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van dergelijke technologie. Momenteel bestaat deze organisatie uit meer dan 800 bedrijven wereldwijd.

Oorsprong en opmerkelijke mijlpalen

Hoewel WiFi-technologie een moderne oplossing is, heeft het een interessante oorsprong. De oorsprong van deze technologie is te vinden in een draadloos netwerksysteem gemaakt door ALOHA Systems naar connect van onze sieraden eiland Hawaï in 1971.

De Federale Communicatiecommissie (FCC) van de Verenigde Staten binnen 1985 presenteerde een netwerk voor algemeen gebruik met bandbreedtes van 900 MHz, 2.4 GHz en 5.8 GHz. Later werden deze frequentiebanden genoemd ISM-banden . Het valt samen met de ontwikkeling van Het Token Ring-LAN van IBM netwerk, waarmee computers kunnen worden aangesloten voor gegevensoverdracht.

In 1988 werd het eerste draadloze ATM-systeem op basis van IBM-technologie ontwikkeld, dat uiteindelijk waveLAN werd genoemd. Later, in 1989, werd het de IEEE 802.11 LAN/MAN-standaard.

Vic Hayes, de zogenaamde "Vader van wifi", creëerde de eerste werkgroep voor de IEEE 801.11-standaard voor draadloze LAN's. Vervolgens werden de volgende vorderingen in deze technologie bereikt:

• 1994: Dr. Alex Hills presenteert een project over draadloze netwerken waarin hij in totaal 7 gebouwen draadloos verbindt
• 1996: De Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization introduceert een draadloos netwerk op basis van het IEEE 802.11-protocol
• 1997: De eerste officiële en commerciële versie van WiFi-technologie wordt gelanceerd met een maximale snelheid van 2 Mb/s
• 1999: Snelheid stijgt tot 11 Mb/s op de frequentie van 2.4 GHz (IEEE 802.11b). Een maand later wordt voor de 54 GHz-band een snelheid van 5 MB/s behaald
• 2003: Een snelheid van 108 Mb/s wordt bereikt voor de 2.4 GHz-band (IEEE 802.11g)
• 2009: Eerste keer dat 2.4 GHz- en 5 GHz-frequenties gelijktijdig werden gecombineerd met snelheden tot 600 Mb/s (IEEE 802.11n)
• 2014: De snelheid van 6933 MB/s wordt bereikt voor de 5 GHz-band (IEEE 802.11ac)
• 2019: Ze slagen erin de snelheid te verhogen tot 9608 Mb/s (802.11ax). Merk op dat er in dit geval twee handelsnamen zijn. WiFi 6 ondersteunt alleen de 2.4 GHz- en 5 GHz-banden en WiFi 6E voegt voor het eerst de 6 GHz-band toe
• 2022: Aankondiging van de WiFi 7-standaard (802.11be), die de snelheid verhoogt tot 46,120 Mb/s en voor het eerst de banden 2.4 GHz, 5 GHz en 6 GHz combineert in één enkele standaard.

IEEE 802.11-standaard

Voor een uniform gebruik van de technologie is het normaal om een gecertificeerde en gereguleerde standaard . Hierdoor kan elke fabrikant oplossingen ontwikkelen die probleemloos kunnen werken. Dit is vooral belangrijk in communicatienetwerken, omdat het anders chaos zou kunnen worden.

Wie heeft de leiding over controleren en beheren deze normen functie in het Instituut voor elektrische en elektronische ingenieurs (IEEE) van de Verenigde Staten.

We hebben de set IEEE 802-standaarden gebaseerd op deze drie fundamentele pijlers:

• Local Area Network (LAN) technisch Normen
• Media Access Protocol-suite (MAC)
• Fysieke laag (PHY) te voeren Wireless Local Area (WLAN) computercommunicatie

Aangezien WiFi-technologie op deze technologie is gebaseerd, valt deze binnen de IEEE 802-standaard. Op technisch niveau heet het IEEE 802.11 en zijn er letters toegevoegd om de versies te onderscheiden.

Omdat deze naam moeilijk te onthouden is, begon de WiFi Alliance vanaf 2008 met het vaststellen van de handelsnaam “WiFi 4” voor de IEEE 802.11n-standaard. Pas in 2014, met WiFi 5, begon deze denominatie vaker voor te komen.

Wat zijn de huidige wifi-standaarden

Het aantal apparaten dat ondersteuning biedt voor dit communicatieprotocol is flink gegroeid. Door de komst van bijvoorbeeld smartphones of tablets moet het worden aangepast om een ​​groot aantal gelijktijdig verbonden apparaten te ondersteunen. Gaming heeft er ook voor gezorgd dat de standaard is bijgewerkt om de gebruiker de beste prestaties te bieden.

We zullen zien welke verschillen er zijn tussen elk van deze versies, denkend aan de behoeften die worden gedetecteerd door de WiFi Alliance.

Wi-Fi 7

Het ontwerp van de 802.11be-standaard die de verschillende aspecten van deze technologie vastlegt, wordt in maart 2021 gepresenteerd . Tussen november en december 2022 worden de eerste WiFi 7-apparaten gepresenteerd, die in 2023 op de markt zullen worden gebracht. Naar schatting moet er tegen 2024 een standaardisatie van deze nieuwe standaard zijn.

We moeten er rekening mee houden dat de 2023be-standaard momenteel (maart 802.11) geen definitieve standaard is, maar zich in de ontwerpfase bevindt. Dit betekent dat er kandidaat-technologieën zijn die in de definitieve standaard zullen komen en andere kandidaten die al dan niet zullen worden toegevoegd.

Kandidaat Functies

Deze verschijnen in het Projectautorisatieverzoek zijn:

• 320 MHz bandbreedte en efficiënter gebruik van niet-aangrenzend spectrum
• Aggregatie en multi-band/multi-channel werking
• 16 ruimtelijke stromen en verbeteringen in Meerdere ingangen Meerdere uitgangen (MIMO) protocollen
• Coördinatie van meerdere toegangspunten (AP)
• Verbeterd Link Adaptation and Retransmission Protocol
• Indien nodig aanpassing aan specifieke regelgevende normen van het 6 GHz-spectrum
• Integratie van IEEE 802.1Q-uitbreidingen van Time Sensitive Networks (TSN) voor real-time verkeer met lage latentie

Wi-Fi 6

De IEEE 802.11ax-standaard wordt in 2019 aangenomen , door functies toe te voegen die gericht zijn op efficiëntie. Het richt zich op prestatieoptimalisatie in gebieden met een hoge dichtheid aan apparaten, zoals winkelcentra. Dit is mogelijk voor spectrumverbetering, het toevoegen van orthogonale frequentieverdeling meervoudige toegang (OFDMA)

De belangrijkste nieuwe features zijn:

• OFDMA: zoals we al zeiden, het is orthogonale frequentieverdeling meervoudige toegang. Hoewel het aanwezig is in eerdere versies, staan ​​ze het toe kanalen worden onderverdeeld om doorgang te bieden aan verschillende gebruikers en apparaten. Dit stelt u in staat om latentie te verminderen en de efficiëntie te verbeteren wanneer meerdere apparaten zijn aangesloten. Maakt een efficiëntere gegevensoverdracht mogelijk wanneer de verbinding niet goed is.
• MU-MIMO: maakt de overdracht van gelijktijdige datastromen naar meerdere apparaten , terwijl het eerder een voor een werd gedaan. De router kan nu sneller gegevens naar meerdere apparaten tegelijk verzenden en ontvangen, in plaats van in de rij te staan ​​en één voor één te gaan.
• BSS-kleuren: Dit is een speciale hergebruiktechniek die gebruikt markeringen of "kleuren" voor de identificatie van netwerken. Het wordt gebruikt zodat de toegangspunten kunnen beslissen of gelijktijdig gebruik van het draadloze medium is toegestaan. Verminder interferentie.
• Lager energieverbruik: omvat Gewenste wektijd (TWT) technologie. Tot nu toe zochten de apparaten van tijd tot tijd naar nieuwe datatransmissies. Nu mogen de router en het apparaat onderhandelen over de verwachte uptime. Dit maakt het mogelijk om het energieverbruik te verminderen.

Wifi 6E

Het is echt een simpele "kleine" update van de IEEE 802.11ax-standaard. Het valt op door het toevoegen van commerciële ondersteuning voor de 6 GHz-frequentie, die niet werd ondersteund. Deze implementatie verbetert in theorie topsnelheid tot 30%.

Wi-Fi 5

De nieuwe 802.11ac-standaard begon te worden ingezet in 2014 en valt op door het native toevoegen van de 5 GHz-frequentie. Commercieel heet het wifi 5, maar dat heeft niets met de nieuwe frequentieband te maken. Het onderscheidt zich door het verbeteren van de bandbreedte, verbeteringen in speciale stromen en modulatie.

De belangrijkste functies die het toevoegt, zijn:

• Uitgebreide kanaallink: voegt de optionele 160 MHz kanaalband en verplichte 80 MHz voor stations
• MIME
  • Ondersteuning voor maximaal acht speciale streams
  • Downlink multiurio voor maximaal vier rijstroken
  • Meerdere STA's, elk met een of meer antennes, die onafhankelijke datastromen uitzenden of ontvangen
  • Special Division Multiple Access (SDMA) die niet frequentiegescheiden zijn, maar speciaal analoog aan MIMO zijn opgelost
  • MU-MIMO-downlink toegevoegd als speciale modus
• Modulatie
  • 256-QAM toegevoegd als speciale modus
  • Er kan een niet-standaard 1024-QAM-modus worden aangeboden, waardoor een 25% hogere gegevenssnelheid mogelijk is in vergelijking met 256-QAM
• Andere kenmerken
  • Beamforming met gestandaardiseerd geluid en feedback voor compatibiliteit tussen leveranciers
  • MAC-wijzigingen
  • Naast elkaar bestaan ​​van 20, 40, 80 en 160 MHz kanalen
  • Vier nieuwe PPDU-headervelden

Vergelijking van de verschillende versies

Verschil tussen 2.4 GHz-, 5 GHz- en 6 GHz-frequenties

Je weet het misschien niet, maar de frequentie waarmee we verbinding maken is erg belangrijk. Er zijn belangrijke verschillen in werking en prestatie tussen frequenties. We vatten ze in de volgende tabel op een vrij eenvoudige manier samen.

De 2.4 GHz-band wordt beschouwd als de beste voor algemeen gebruik, browsen en dergelijke. De 5 GHz- en 6 GHz-banden zijn meer gericht op gamen en grote gegevensoverdrachten. U moet er rekening mee houden dat de dekking bij een lage frequentie altijd beter zal zijn dan bij een hoge frequentie. Als de golven door twee muren moeten, geeft de 2.4 GHz-band betere dekking en prestaties dan de 5 GHz- en 6 GHz-banden.