Lær å skille mellom de forskjellige WiFi-nettverkene og deres frekvenser

Wi-Fi-definisjon

Det er et sett med standardiserte trådløse kommunikasjonsprotokoller som er vant til få tilgang til Internett eller generere lokale nettverk uten behov for kabler . Informasjonen overføres ved hjelp av radiobølger ved bestemte frekvenser, noe som eliminerer behovet for en fysisk forbindelse mellom enheter.

WiFi er egentlig ikke navnet på teknologien (dets virkelige navn er IEEE 802.11), det er handelsnavnet etablert av WiFi Alliance . Dette er en ideell organisasjon som har ansvaret for å utvikle slik teknologi. For tiden består denne organisasjonen av mer enn 800 selskaper over hele verden.

Opprinnelse og fremragende milepæler

Mens WiFi-teknologi er en moderne løsning, har den et interessant opphav. Opprinnelsen til denne teknologien kan finnes i en trådløst nettverkssystem laget av ALOHA Systems til koble de øya Hawaii i 1971.

De Federal Communications Commission (FCC) av USA i 1985 presenterte en nettverk for generell bruk med båndbredder på 900 MHz, 2.4 GHz og 5.8 GHz. Senere ble disse frekvensbåndene kalt ISM-band . Det faller sammen med utviklingen av IBMs Token Ring LAN nettverk, som gjør at datamaskiner kan kobles til for dataoverføring.

I 1988 ble det første trådløse minibanksystemet basert på IBM-teknologi utviklet, som endte opp med å bli kalt waveLAN. Senere, i 1989, ble det IEEE 802.11 LAN/MAN-standarden.

Vic Hayes, den såkalte "faderen til WiFi" opprettet den første arbeidsgruppen for IEEE 801.11 standard for trådløse LAN. Deretter ble følgende fremskritt innen denne teknologien oppnådd:

• 1994: Dr. Alex Hills presenterer et prosjekt om trådløse nettverk der han gir trådløs tilkobling til totalt 7 bygninger
• 1996: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization introduserte et trådløst nettverk basert på IEEE 802.11-protokollen
• 1997: Den første offisielle og kommersielle versjonen av WiFi-teknologi lanseres med en maksimal hastighet på 2 Mb/s
• 1999: Hastigheten øker til 11 Mb/s på frekvensen 2.4 GHz (IEEE 802.11b). En måned senere oppnås en hastighet på 54 MB/s for 5 GHz-båndet
• 2003: En hastighet på 108 Mb/s oppnås for 2.4 GHz-båndet (IEEE 802.11g)
• 2009: Første gang 2.4 GHz og 5 GHz frekvenser ble kombinert samtidig med hastigheter opp til 600 Mb/s (IEEE 802.11n)
• 2014: Hastigheten på 6933 MB/s nås for 5 GHz-båndet (IEEE 802.11ac)
• 2019: De klarer å heve hastigheten til 9608 Mb/s (802.11ax). Merk at det er to handelsnavn i dette tilfellet. WiFi 6 støtter bare 2.4 GHz- og 5 GHz-båndene og WiFi 6E legger til 6 GHz-båndet for første gang
• 2022: Lanserte WiFi 7 (802.11be)-standarden som øker hastigheten til 46,120 2.4 Mb/s og kombinerer 5 GHz-, 6 GHz- og XNUMX GHz-båndene, for første gang, i en enkelt standard.

IEEE 802.11 standard

For en enhetlig bruk av teknologien er det normalt å lage en sertifisert og regulert standard . Dette gjør at enhver produsent kan utvikle løsninger som kan fungere uten problemer. Fremfor alt er dette viktig i kommunikasjonsnettverk, siden det ellers kan bli kaos.

Hvem har ansvaret for kontrollere og administrere disse standarder i Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) av USA.

Vi har sett med IEEE 802-standarder er basert på disse tre grunnleggende pilarene:

• Lokalt nettverk (LAN) Teknisk Standarder
• Media Access Protocol Suite (MAC)
• Fysisk lag (PHY) å implementere trådløs lokalområde (WLAN) datakommunikasjon

Siden WiFi-teknologi er basert på denne teknologien, er den klassifisert innenfor IEEE 802-standarden. På et teknisk nivå kalles det IEEE 802.11 og bokstaver er lagt til for å skille versjonene.

Fordi dette navnet er vanskelig å huske, begynte WiFi Alliance fra 2008 å etablere handelsnavnet "WiFi 4" for IEEE 802.11n-standarden. Det var ikke før i 2014, med WiFi 5, da denne betegnelsen begynte å bli mer vanlig.

Hva er gjeldende WiFi-standarder

Antallet enheter som tilbyr støtte for denne kommunikasjonsprotokollen har vokst mye. Ankomsten av smarttelefoner eller nettbrett har for eksempel ført til at den må tilpasses for å støtte et stort antall samtidig tilkoblede enheter. Gaming har også ført til at standarden er oppdatert for å tilby den beste ytelsen til brukeren.

Vi vil se hvilke forskjeller det er mellom hver av disse versjonene når vi tenker på behovene som oppdages av WiFi Alliance.

Wi-Fi 7

Utkastet til 802.11be-standarden som fastslår de forskjellige aspektene ved denne teknologien, presenteres i mars 2021 . Mellom november og desember 2022 presenteres de første WiFi 7-enhetene, som vil begynne å markedsføres i 2023. Det er anslått at det innen 2024 bør være en standardisering av denne nye standarden.

Vi må huske på at for øyeblikket (mars 2023) er ikke 802.11be-standarden en definitiv standard, den er i utkastfasen. Dette betyr at det er kandidatteknologier som vil være i den endelige standarden og andre kandidater som kan legges til eller ikke.

Kandidatfunksjoner

Disse vises i forespørselen om prosjektautorisasjon er:

• 320 MHz båndbredde og mer effektiv bruk av ikke-sammenhengende spektrum
• Aggregering og multi-band/multi-kanal drift
• 16 romlige strømmer og forbedringer i Multiple Input Multiple Output (MIMO) protokoller
• Koordinering av flere tilgangspunkter (AP)
• Forbedret linktilpasning og retransmisjonsprotokoll
• Om nødvendig tilpasning til spesifikke regulatoriske standarder for 6 GHz-spekteret
• Integrasjon av IEEE 802.1Q-utvidelser av Time Sensitive Networks (TSN) for sanntidstrafikk med lav ventetid

Wi-Fi 6

De IEEE 802.11ax-standarden ble vedtatt i 2019 , legger til funksjoner fokusert på effektivitet. Den fokuserer på ytelsesoptimalisering i områder der det er høy tetthet av enheter, for eksempel kjøpesentre. Dette er mulig for spektrumforbedring, ved å legge til ortogonal frekvensdelings-multitilgang (OFDMA)

De viktigste nye funksjonene er:

• OFDMA: som vi sa, det er det ortogonal frekvensdeling multippel tilgang. Selv om det er til stede i tidligere versjoner, tillater de kanaler som skal deles inn å tilby passasje til forskjellige brukere og enheter. Dette lar deg redusere ventetiden og forbedre effektiviteten når flere enheter er tilkoblet. Tillater mer effektiv dataoverføring når forbindelsen ikke er god.
• MU-MIMO: tillater overføring av samtidige datastrømmer til flere enheter , når det før ble gjort én etter én. Ruteren kan nå sende og motta data til flere enheter samtidig raskere, i stedet for å stå i kø og gå én etter én.
• BSS-farging: Dette er en spesiell gjenbruksteknikk som bruker markeringer eller "farger" for identifikasjon av nettverk. Den brukes slik at aksesspunktene kan ta avgjørelser om hvorvidt samtidig bruk av det trådløse mediet er tillatt eller ikke. Reduser interferens.
• Redusert energiforbruk: inkluderer Målvåkningstid (TWT) teknologi. Inntil nå har enhetene fra tid til annen søkt etter nye dataoverføringer. Nå har ruteren og enheten lov til å forhandle forventet oppetid. Dette tillater for å redusere energiforbruket.

WiFi 6E

Det er virkelig en enkel "mindre" oppdatering til IEEE 802.11ax standard. Det skiller seg ut for å legge til kommersiell støtte for 6 GHz frekvens, som ikke ble støttet. Denne implementeringen forbedres teoretisk topphastighet med opptil 30 %.

Wi-Fi 5

Den nye 802.11ac standard begynte å bli utplassert i 2014 og skiller seg ut ved å legge til 5 GHz-frekvensen. Kommersielt heter det WiFi 5, men det har ingenting med det nye frekvensbåndet å gjøre. Den skiller seg ut for å forbedre båndbredden, forbedringer i spesielle flyter og modulering.

Hovedfunksjonene den legger til er:

• Utvidet kanallink: legger til valgfritt 160 MHz kanalbånd og obligatorisk 80 MHz for stasjoner
• MIME
  • Støtte for opptil åtte spesialstrømmer
  • Downlink multiurio for opptil fire baner
  • Flere STA-er, hver med en eller flere antenner, sender eller mottar uavhengige datastrømmer
  • Special Division Multiple Access (SDMA) som ikke er frekvensseparert, men spesielt løst analogt med MIMO
  • MU-MIMO nedkobling lagt til som en spesiell modus
• Modulasjon
  • 256-QAM lagt til som en spesialmodus
  • Ikke-standard 1024-QAM-modus kan tilbys, noe som tillater 25 % høyere datahastighet sammenlignet med 256-QAM
• Andre funksjoner
  • Stråleforming med standardisert lyd og tilbakemelding for kompatibilitet på tvers av leverandører
  • MAC-modifikasjoner
  • Sameksistens av 20, 40, 80 og 160 MHz kanaler
  • Fire nye PPDU-overskriftsfelt

Sammenligning av de forskjellige versjonene

Forskjellen mellom 2.4 GHz, 5 GHz og 6 GHz frekvenser

Du vet det kanskje ikke, men frekvensen vi kobler til er veldig viktig. Det er viktige forskjeller i drift og ytelse mellom frekvensene. Vi oppsummerer dem i tabellen nedenfor på en ganske enkel måte.

2.4 GHz-båndet anses å være det beste for generell bruk, surfing og lignende. 5 GHz- og 6 GHz-båndene er mer fokusert på spill og store dataoverføringer. Du må huske på at dekningen alltid vil være bedre ved lavfrekvent enn ved høyfrekvent. Hvis bølgene må passere gjennom to vegger, vil 2.4 GHz-båndet gi bedre dekning og ytelse enn 5 GHz- og 6 GHz-båndene.