Wifi стандарты: Wi-Fi, Стандарты

Wi-Fi, Стандарты

Разработкой стандартов WiFi 802.11 занимается организация IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)

IEEE 802.11 – базовый стандарт для сетей Wi-Fi, который определяет набор протоколов для самых низких скоростей передачи данных (transfer).

 

 

IEEE 802.11b – описывает большие скорости передачи и вводит больше технологических ограничений. Этот стандарт широко продвигался со стороны WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) и изначально назывался Wi-Fi.
Используются частотные каналы в спектре 2.4GHz (Подробнее о частотах и каналах WiFi).
Ратифицирован в 1999 году.
Используемая радиочастотная технология: DSSS.
Кодирование:  Barker 11 и CCK.
Модуляции:     DBPSK и DQPSK,
Максимальные скорости передачи данных (transfer) в канале:  1, 2, 5.5, 11 Mbps,
/для облегчения восприятия некоторые фундаментальные основы WiFi/

IEEE 802.

11a – описывает значительно более высокие скорости передачи (transfer) чем 802.11b.
Используются частотные каналы в частотном спектре 5GHz. Протокол Не совместим с 802.11b.
Ратифицирован в 1999 году.
Используемая радиочастотная технология: OFDM.
Кодирование:  Convoltion Coding.
Модуляции:     BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM.
Максимальные скорости передачи данных в канале:  6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps.

IEEE 802.11g – описывает скорости передачи данных эквивалентные 802.11а.
Используются частотные каналы в спектре 2.4GHz. Протокол совместим с 802.11b.
Ратифицирован в 2003 году.
Используемые радиочастотные технологии: DSSS и OFDM.
Кодирование:  Barker 11 и CCK.
Модуляции:     DBPSK и DQPSK,
Максимальные скорости передачи данных (transfer) в канале: 
— 1, 2, 5.5, 11 Mbps на DSSS и
— 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps на OFDM.

IEEE 802.11n – самый передовой коммерческий WiFi-стандарт, на данный момент, официально разрешенный к ввозу и применению на территории РФ (802.

11ac пока в процессе проработки регулятором). В 802.11n используются частотные каналы в частотных спектрах WiFi 2.4GHz и 5GHz. Совместим с 11b/11a/11g. Хотя рекомендуется строить сети с ориентацией только на 802.11n, т.к. требуется конфигурирование специальных защитных режимов при необходимости обратной совместимости с устаревшими стандартами. Это ведет к большому  приросту сигнальной информации и существенному снижению доступной полезной производительности радиоинтерфейса. Собственно даже один клиент WiFi 802.11g или 802.11b потребует специальной настройки всей сети и мгновенной ее существенной деградации в части агрегированной производительности.
Сам стандарт WiFi 802.11n вышел 11 сентября 2009 года.
Поддерживаются частотные каналы WiFi шириной 20MHz и 40MHz (2x20MHz).
Используемая радиочастотная технология: OFDM.
Используется технология OFDM MIMO (Multiple Input Multiple Output) вплоть до уровня 4х4 (4хПередатчика и 4хПриемника). При этом минимум 2хПередатчика на Точку Доступа и 1хПередатчик на пользовательское устройство.
Примеры возможных MCS (Modulation & Coding Scheme) для 802.11n, а также максимальные теоретические скорости передачи данных (transfer) в радиоканале представлены в следующей таблице:

Здесь SGI это защитные интервалы между фреймами.
Spatial Streams это количество пространственных потоков.
Type это тип модуляции.
Data Rate это максимальная теоретическая скорость передачи данных в радиоканале в Mбит/сек.

Важно подчеркнуть, что указанные скорости соответствуют понятию channel rate и являются предельным значением с использованием данного набора технологий в рамках описываемого стандарта(собственно эти значения, как Вы вероятно заметили, производители пишут и на коробках домашних WiFi-устройств в магазинах). Но в реальной жизни эти значения не достижимы в силу специфики самой технологии стандарта WiFi 802.11. Например здесь сильно влияет «политкорректность» в части обеспечения CSMA/CA (устройства WiFi постонно слушают эфир и не могут передавать, если среда передачи занята), необходимость подтверждения каждого юникастового фрейма, полудуплексная природа всех стандартов WiFi и только 802.

11ac/Wave-2 сможет это начать обходить с MU-MIMO и т.д.. Поэтому практическая эффективность устаревших стандартов 802.11 b/g/a никогда не превышает 50% в идеальных условиях(например для 802.11g максимальная скорость на абонента обычно не выше 22Мб/с), а для 802.11n эффективность может быть до 60%. Если же сеть работает в защищенном режиме, что часто и просходит из-за смешанного присутствия различных WiFi-чипов на различных устройствах в сети, то даже указанная относительная эффективность может упасть в 2-3 раза. Это касается, например, микса из Wi-Fi устройств с чипами 802.11b, 802.11g в сети с точками доступа WiFi 802.11g или устройства WiFi 802.11g/802.11b в сети с точками доступа WiFi 802.11n и т.п.. Подробнее о MIMO.
 

 

 

Помимо основных стандартов WiFi 802.11a, b, g, n, существуют и используются дополнительные стандарты для реализации различных сервисных функций:

• 802.11d. Для адаптации различных устройств стандарта WiFi к специфическим условиям страны. Внутри регуляторного поля каждого государства диапазоны часто различаются и могут быть отличны даже в в зависимости от географического положения. Стандарт WiFi IEEE 802.11d позволяет регулировать полосы частот в устройствах разных производителей с помощью специальных опций, введенных в протоколы управления доступом к среде передачи.

• 802.11e. Описывает классы качества QoS для передачи различных медиафайлов и, в целом различного медиаконтента. Адаптация МАС-уровня для 802.11e, определяет качество, например, одновременной передачи звука и изображения.

• 802.11f. Направлен на унификацию параметров Точек Доступа стандарта Wi-Fi различных производителей. Стандарт позволяет пользователю работать с разными сетями при перемещении между зонами действия отдельных сетей.

• 802.11h. Используется для предотвращения создания проблем метеорологическим и военным радарам путем динамического снижения излучаемой мощности Wi-Fi оборудованием или динамический переход на другой частотный канал при обнаружении триггерного сигнала (в большинстве европейских стран наземные станции слежения за метеорологическими спутниками и спутниками связи, а также радары военного назначения работают в диапазонах, близких к 5 МГц).

Этот стандарт является необходимым требованием ETSI, предъявляемым к оборудованию, допущенному для эксплуатации на территории стран Европейского Союза.

• 802.11i. В первых вариантах стандартов WiFi 802.11 для обеспечения безопасности сетей Wi-Fi использовался алгоритм WEP. Предполагалось, что этот метод может обеспечить конфиденциальность и защиту передаваемых данных авторизированных пользователей беспроводной сети от прослушивания.Теперь эту защиту можно взломать всего за несколько минут. Поэтому в стандарте 802.11i были разработаны новые методы защиты сетей Wi-Fi, реализованные как на физическом, так и программном уровнях. В настоящее время для организации системы безопасности в сетях Wi-Fi 802.11 рекомендуется использовать алгоритмы Wi-Fi Protected Access (WPA). Они также обеспечивают совместимость между беспроводными устройствами различных стандартов и различных модификаций. Протоколы WPA используют усовершенствованную схему шифрования RC4 и метод обязательной аутентификации с использованием EAP.

Устойчивость и безопасность современных сетей Wi-Fi определяется протоколами проверки конфиденциальности и шифрования данных (RSNA, TKIP, CCMP, AES). Наиболее рекомендованным подходом является использование WPA2 с шифрованием AES (и не забывайте о 802.1х с применением, очень желательно, механизмов туннелирования, например EAP-TLS, TTLS и т.п.). Подробнее об обеспечении стратегии безопасности сети WiFi.

• 802.11k. Этот стандарт фактически направлен на реализацию балансировки нагрузки в радиоподсистеме сети Wi-Fi. Обычно в беспроводной локальной сети абонентское устройство обычно соединяется с той точкой доступа, которая обеспечивает наиболее сильный сигнал. Нередко это приводит к перегрузке сети в одной точке, когда к одной Точке Доступа подключется сразу много пользователей. Для контроля подобных ситуаций в стандарте 802.11k предложен механизм, ограничивающий количество абонентов, подключаемых к одной Точке Доступа, и дающий возможность создания условий, при которых новые пользователи будут присоединяться к другой ТД даже не смотря на более слабый сигнал от нее.

В этом случае аггрегированная пропускная способность сети увеличивается благодаря более эффективному использованию ресурсов.

• 802.11m. Поправки и исправления для всей группы стандартов 802.11 объединяются суммируются в отдельном документе с общим названием 802.11m. Первый выпуск 802.11m был в 2007 г, далее в 2011 г и т.д..

• 802.11p. Определяет взаимодействие Wi-Fi-оборудования, движущегося со скоростью до 200 км/ч мимо неподвижных Точек Доступа WiFi, удаленных на расстояние до 1 км. Часть стандарта Wireless Access in Vehicular Environment (WAVE). Стандарты WAVE определяют архитектуру и дополнительный набор служебных функций и интерфейсов, которые обеспечивают безопасный механизм радиосвязи между движущимися транспортными средствами. Эти стандарты разработаны для таких приложений, как, например, организация дорожного движения, контроль безопасности движения, автоматизированный сбор платежей, навигация и маршрутизация транспортных средств и др.

• 802.11r. Определяет быстрый автоматический роуминг Wi-Fi-устройств при переходе из зоны покрытия одной Точки Доступа WiFi к зоне покрытия другой. Этот стандарт ориентирован на реализацию Мобильности и, прежде всего, важен именно для мобильных/носимых устройств с Wi-Fi, например, смартфонов, планшетных компьютеров, Wi-Fi IP-телефонов и т.п.. До появления этого стандарта при движении пользователь часто терял связь с одной точкой доступа, был вынужден искать другую и заново выполнять процедуру подключения. Это щанимало много времени. Существовали частные решения проблемы роуминга (хендоверов) между устройствами, например от CCKM от Cisco. Устройства с поддержкой 802.11r могут зарегистрироваться заранее с соседними Точками Доступа WiFi и выполнять процесс переподключения в автоматическом режиме. Таким образом значительно уменьшается время, когда абонент не доступен в сетях Wi-Fi.

Дополнительная информация по 802.11r представлена на komway.ru здесь.

• 802. 11s. Стандарт для реализации полносвязных сетей (Wireless Mesh), где любое устройство может служить как маршрутизатором, так и точкой доступа. Если ближайшая точка доступа перегружена, данные перенаправляются к ближайшему незагруженному узлу. При этом пакет данных передается (packet transfer) от одного узла к другому, пока не достигнет конечного места назначения. В данном стандарте введены новые протоколы на уровнях MAC и PHY, которые поддерживают широковещательную и многоадресную передачу (transfer), а также одноадресную поставку по самоконфигурирующейся системе точек доступа Wi-Fi. C этой целью в стандарте введен четырехадресный формат кадра. Примеры реализации сетей WiFi Mesh: 1,  2 .

• 802.11t. Стандарт создан для институализации процесса тестирования решений стандарта IEEE 802.11. Описываются методики тестирования, способы измерений и обработки результатов (treatment), требования к испытательному оборудованию.

• 802.11u. Определяет процедуры взаимодействия сетей стандарта Wi-Fi с внешними сетями. Стандарт должен определять протоколы доступа, протоколы приоритета и запрета на работу с внешними сетями. На данный момент вокруг данного стандарта образовалось большое движение как в части разработки решений – Hotspot 2.0, так и в части организации межсетевого роуминга – создана и растет группа заинтересованных операторов, которые совместно решают вопросы роуминга для своих Wi-Fi-сетей в диалоге (Альянс WBA). Подробнее о Hotspot 2.0 в наших статьях: 1,  2,  3.

• 802.11v. В стандарте должны быть разработаны поправки, направленные на совершенствование систем управления сетями стандарта IEEE 802.11. Модернизация на МАС- и PHY-уровнях должна позволить централизовать и упорядочить конфигурацию клиентских устройств, соединенных с сетью.

• 802.11y. Дополнительный стандарт связи для диапазона частот 3,65-3,70 ГГц. Предназначен для устройств последнего поколения, работающих с внешними антеннами на скоростях до 54 Мбит/с на расстоянии до 5 км на открытом пространстве. Стандарт полностью не завершен.

 

 

802.11w. Определяет методы и процедуры улучшения защиты и безопасности уровня управления доступом к среде передачи данных (МАС). Протоколы стандарта структурируют систему контроля целостности данных, подлинности их источника, запрета несанкционированного воспроизведения и копирования, конфиденциальности данных и других средств защиты. В стандарте введена защита фрейма управления (MFP: Management Frame Protection), а дополнительные меры безопасности позволяют нейтрализовать внешние атаки, такие, как, например, DoS. Немного больше по MFP здесь: 1,  2 .  Кроме того, эти меры обеспечат безопасность для наиболее уязвимой сетевой информации, которая будет передаваться по сетям с поддержкой IEEE 802.11r, k, y.

802.11ас. Новый стандарт WiFi, который работает только в частотной полосе 5ГГц и обеспечивает значительно большие скорости как на индивидуального клиента WiFi, так и на Точку Доступа WiFi. Подробнее смотрите в нашей статье Основные особенности технологии 802.11ас.

Ресурс постоянно пополняется! Для получения анонсов при выходе новых тематических статей или появлении новых материалов на сайте предлагаем подписаться на рассылку анонсов.

Присоединяйтесь к нашей группе на Facebook: www.facebook.com/Kom.Way.ru
Мы публикуем новости, информацию о выходе новых статей и расширении контента основных модулей ресурса komway.ru

Kom-Way.Team

Использование материалов этого сайта разрешено только с согласия komway.ru и наличии прямой ссылки на источник.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. blog comments powered by Disqus

Сети WiFi. Стандарты и технологии.

Наиболее быстро развивающимся сегментом телекоммуникаций сегодня является Беспроводная Локальная Сеть (WiFi). В последние годы виден все больший рост спроса на мобильные устройства, построенные на основе беспроводных технологий.

 

Стоит отметить, что WiFi продукты передают и получают информацию с помощью радиоволн. Несколько одновременных вещаний могут происходить без обоюдного вмешательства благодаря тому, что радиоволны передаются по разным радиочастотам, известным также как каналы. Для осуществления передачи информации WiFi устройства должны «наложить» данные на радиоволну, также известную как несущая волна. Этот процесс называется модуляцией. Существуют различные типы модуляции, которые мы рассмотрим далее. Каждый тип модуляции имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения эффективности и требований к питанию. Вместе, рабочий диапазон и тип модуляции, определяют физический уровень данных (PHY) для стандартов передачи данных. Продукты совместимы по PHY в том случае, когда они используют один диапазон и один тип модуляции.

 

Первый стандарт беспроводных сетей 802. 11 был одобрен Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) в 1997 году и поддерживал скорость передачи данных до 2-х Мбит\с. Используемые технологические схемы модуляции стандарта: псевдослучайная перестройка рабочей частоты (FHSS — Frequency Hopping Spread Spectrum) и широкополосная модуляция с прямым расширением спектра (DSSS — Direct Sequence Spread Spectrum).

 

Далее, в 1999 году, IEEE одобрила еще два стандарта беспроводных сетей WiFi: 802.11a и 802.11b. Стандарт 802.11a работает в частотном диапазоне 5ГГц со скоростью передачи данных до 54Мбит\с. Данный стандарт построен на основе технологии цифровой модуляции ортогонального мультплексирования с разделением частот (OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Стандарт 802.11b использует диапазон частот 2.4 ГГц и достигает скоростей передачи данных до 11Мбит\с. В отличие от стандарта 802.11a, схема стандарта 802.11b построена по принципу DSSS.

 

Поскольку реализовать схему DSSS легче, нежели чем OFDM, то и продукты, использующие стандарт 802. 11b, начали появляться на рынке раньше (с 1999 года). С тех пор продукты, работающие по беспроводному протоколу радиодоступа и использующие стандарт 802.11b, широко использовались в корпорациях, офисах, дома, в загородных коттеджах, в общественных местах (хот-споты) и т.д. На всех продуктах, прошедших сертификацию альянса совместимости беспроводного оборудования Ethernet (WECA — Wireless Ethernet Compatibility Alliance), имеется соответствующая отметка с официально зарегистрированным логотипом WiFi. Альянс WECA (или Wi-Fi Alliance) включает в себя всех основных производителей беспроводных устройств на основе технологии WiFi. Альянс занимается тем, что сертифицирует, маркирует, а также тестирует на совместимость оборудование, применяющее технологии WiFi.

 

В начале 2001 года Федеральная Комиссия по Коммуникациям Соединенных Штатов (FCC — Federal Communications Commission) ратифицировала новые правила, благодаря которым разрешается дополнительная модуляция в диапазоне 2.4 ГГц. Это позволило IEEE расширить стандарт 802.11b, что привело к поддержке более высоких скоростей для передачи данных. Таким образом, появился стандарт 802.11g, который работает со скоростью передачи данных до 54Мбит\с и разрабатывался с использованием технологии ODFM.

 

Частоты Wi-Fi

Обеспечить беспроводную связь с Интернет теперь доступно всем. Достаточно подключить у себя в доме, на даче или в офисе систему wifi и можно принимать сигнал не заботясь о бесконечных проводах, телефонных подключениях, модемах и картах связи. Роутер wifi является маршрутизатором, принимающим решение по пересылке пакетных данных для различных модульных сегментов сети. Проще говоря, если у вас в доме находятся один или несколько ноутбуков и все они нуждаются в подключении к сети Интернет, то эту проблему решает маршрутизатор беспроводной связи. Система wifi самостоятельно находит ваши ноутбуки и устанавливает соединение с Интернет. Стандартная схема беспроводного маршрутизатора предусматривает не менее одного соединения. Раздача интернета происходит на различных частотах. Для Российской Федерации предусмотрены и выделены частоты в диапазоне от 5150—5350 МГц до 5650—6425 МГц. Данные частоты являются основными, для работы в указанных диапазонах не требуется специального разрешения. Фиксированный беспроводной доступ 5150—5350 МГц и 5650—6425 МГц обеспечивает высокую скорость передаваемых данных в сети Интернет. Для поиска свободного канала связи необходимо скоординировать подключение сети с администрациями других сетей. Каждая сеть должна использовать канал-частоту, отделенную от другого канала полосой 25 МГц.

 

Стандарт	802.11	802.11a	802.11b	802.11g
Дата сертификации стандарта	1997	1999	1999	2003
Доступная полоса пропускания	83. 5 МГц	300 МГц	83.5 МГц	83.5 МГц
Частота операций	2.4 – 2.4835 ГГц	5.15 – 5.35 ГГц	2.4 – 2.4835 ГГц	2.4 – 2.4835 ГГц
Типы модуляции	DSSS, FHSS	OFDM	DSSS	DSSS, OFDM
Скорость передачи данных по каналу	2, 1 Мбит\с	54, 48, 36, 24, 18, 12, 9 , 6 Мбит\с	11, 5.5, 2, 1 Мбит\с	54, 36, 33, 24, 22, 12, 11, 9, 6, 5.5, 2, 1 Мбит\с
Совместимость	802. 11	Wi-fi5	Wi-Fi	Wi-Fi со скоростью 11 Мбит\с и ниже

 

Стандарт 802.11a – Высокая производительность и быстродействие.

 

Благодаря использованию частоты 5 ГГц и модуляции OFDM у этого стандарта есть два ключевых преимущества перед стандартом 802.11b. Во-первых, это значительно увеличенная скорость передачи данных по каналам связи. Во-вторых, увеличилось число не накладывающихся каналов. Диапазон 5 ГГц (также известный как UNII) фактически состоит из трех субдиапозонов: UNII1 (5.15 – 5.25 ГГц), UNII2 (5.25 – 5.35 ГГц) и UNII3 (5.725 – 5.825 ГГц). При использовании одновременно двух субдиапозонов UNII1 и UNII2 получаем до восьми непересекающихся каналов против всего лишь трех в диапазоне 2.4 ГГц. Также у этого стандарта гораздо больше доступная полоса пропускания. Таким образом, с использованием стандарта 802.11а можно поддерживать большее число одновременных, более продуктивных, неконфликтных беспроводных соединений.

 

Стоит отметить, что т.к. стандарты 802.11а и 802.11b работают в различных диапазонах, то и продукты, разработанные под эти стандарты не совместимы. Например, точка доступа WiFi, работающая в диапазоне 2.4 ГГц, стандарта 802.11b, не будет работать с беспроводной сетевой картой, рабочий диапазон которой 5 ГГц. Однако, оба стандарта могут и сосуществовать. К примеру, пользователи, подключенные к точкам доступа, применяющим разные стандарты, также могут использовать любые внутренние ресурсы этой сети, но при условии, что эти точки доступа подключены к одной опорной сети.

Еще важно знать, что в Европе и России диапазон 5 ГГц применяется исключительно в военных целях, соответственно в любых иных целях он запрещен к использованию.

 

802.11g – Высокая скорость в диапазоне 2.4 ГГц.

 

Стандарт 802.11g несет с собой более высокие скорости передачи данных, при этом поддерживая совместимость с продуктами стандарта 802.11b. Стандарт работает с применением модуляции DSSS на скоростях до 11Мбит\с, но при этом дополнительно используется модуляция OFDM на скоростях выше 11Мбит\с. Таким образом, оборудование стандартов 802.11b и 802.11g совместимо на скоростях, не превышающих 11Мбит\с. Если в диапазоне 2.4 ГГц необходима скорость выше, нежели 11Мбит\с, то нужно использовать оборудование стандарта 802.11g.

Можно сказать, что стандарт 802.11g соединил в себе все лучшее от стандартов 802.11b и 802.11a.

 

Стандарт 802.11n

 

Стандарт еще не утвержден организацией IEEE, хотя устройства, применяющие этот стандарт уже доступны на рынке. Ожидается что тест, сертифицирующий этот стандарт, будет проводиться ближе к концу 2009 года.

Стандарт 802.11n использует совершенно новые технологии, повышающие скорость передачи данных и увеличивающие радиус покрытия. Так, например, заявленная скорость передачи данных для этого стандарта – около 300 Мбит\с.

Модуляция, используемая стандартом, именуется MIMO (Multiple Input Multiple Output). Данная модуляция построена на основе применения множества антенн, соответственно, создается множество информационных потоков, что в разы увеличивает скорость передачи данных. Также в этом стандарте будет применена новая технология пакетной агрегации. Эта технология подразумевает, что с каждым отправленным пакетом будет передаваться больше информации. Данный стандарт работает как в диапазоне 2.4 ГГц, так и в диапазоне 5 ГГц. Этот стандарт совместим со всеми предыдущими стандартами.

Читать про безопасность Wi-Fi

 

СТАНДАРТ WIFI 802.11AC

 

Статья с описание нового стандарта WIFI 802.11AC.

 

Сфера применения

В большинстве случаев беспроводные сети (используя точки доступа и маршрутизаторы) строятся в коммерческих целях для привлечения прибыли со стороны клиентов и арендаторов. Сотрудники компании «Гет Вайфай» имеют опыт подготовки и реализации следующих проектов по внедрению сетевой инфраструктуры на основе беспроводных решений: 

• Офисные центры;
• Торговые центры;
• Гостиничные комплексы;
• Складские помещения;
• Создание беспроводной локальной сети;
• Проектирование беспроводных сетей;
• Места проведения коммерческих и общественных мероприятий.

WIFI ДЛЯ ВАС, ЗАРАБАТЫВАЕТ И УВЕЛИЧИВАЕТ ПРОДАЖИ.

Теперь WIFI не только средство связи, но и Ваш верный помошник.

Реклама через WIFI

Реклама через WIFI. Вам предоставляется способ увеличить продуктивность, снизить затраты, но и извлекать прибыль и выгоду, с помощью рекламы, за счет большого количества посетителей и постоянной проходимости в течении суток.

 

Если у Вас после прочтения возникнут какие-либо вопросы, Вы можете задать их через форму отправки сообщений в разделе контакты.

 

Что такое стандарты Wi-Fi? | IPERA

Опубликовано 08 ноября 2020 г. – 7 мин. чтения

Разработанные Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) стандарты Wi-Fi являются наиболее часто используемыми сетевыми стандартами, которые регулируют методы передачи для подключения к беспроводным сетям в мире. Существует ряд различных стандартов Wi-Fi, которые обновляются каждые пару лет. Обновленные стандарты Wi-Fi обеспечивают качество обслуживания благодаря более быстрому и эффективному интернет-соединению.

Эволюция стандартов Wi-Fi

Стандарты Wi-Fi постоянно развивались с момента его запуска в 1997 году для повышения качества обслуживания и улучшения сетевых стандартов. Стандарты Wi-Fi указывают точные механизмы работы для подключения к Интернету. Они работают как определенный набор протоколов, управляющих работой конкретной сети Wi-Fi, к которой вы подключены.

Базовая версия 802.11 — это наиболее часто встречающийся набор стандартов Wi-Fi, в который неоднократно вносились поправки. Стандарты Wi-Fi регулярно обновляются IEEE. Преобладающим стандартом является 802.11.ac, тогда как недавно был запущен недавно обновленный стандарт Wi-Fi 802.11ax, также называемый Wi-Fi 6 и Wi-Fi 6E. Однако это не делает предыдущие устаревшими.

Объяснение стандартов и скоростей Wi-Fi:

802.11a

Стандарт 802.11a IEEE, выпущенный в 1999 году, работает в диапазоне 5 ГГц и лучше подходит для офисов открытого типа. Он обновил версию 802.11, которая со временем перестала работать. Максимальная скорость передачи данных стандарта 802.11a достигала 54 Мбит/с (мегабит в секунду). Однако дальность сигналов оставалась довольно скудной.

802.11b

Этот стандарт также был создан в середине 1999 года и работает в диапазоне частот 2,4 ГГц. Со временем она была признана лучшей технологией беспроводной локальной сети. 802.11b может достигать максимальной скорости передачи данных 11 Мбит/с.

802.11g

802.11g — это модель, одобренная в 2003 году, которая работает в диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 54 Мбит/с. Стандарты 802.11g были приняты для более высоких скоростей передачи данных, включая двухдиапазонные / трехмодовые маршрутизаторы, что привело к широкому распространению этого стандарта.

802.11n (Wi-Fi 4)

Это внесло поправки в стандарты Wi-Fi 802.11 в 2009 году с возможностью одновременной работы в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц. Также называемый Wi-Fi 4, дополнительный стандарт обеспечивал поддержку многопользовательской и многоканальной передачи. Стандарт 802.11n был разработан для поддержки довольно высокой максимальной скорости передачи данных, что обеспечивает более высокую скорость соединения до 600 Мбит/с.

802.11ac (Wi-Fi 5)

Этот стандарт, также называемый Wi-Fi 5, был выпущен IEEE в 2014 году. Он включает изменения в 802.11n с дополнительными функциями и используется большинством беспроводные устройства. Наиболее примечательными изменениями являются поддержка MU-MIMO (многопользовательский множественный вход и множественный выход) и дополнительных широковещательных каналов в диапазоне 5 ГГц, а также включение новой антенны на отдельные маршрутизаторы. Максимальная скорость передачи данных достигает 1,3. Гбит/с.

802.11ax (Wi-Fi 6)

Этот стандарт, также называемый Wi-Fi 6, предназначен для повышения эффективности сетей WLAN. Последние стандарты Wi-Fi обеспечивают различные типы одновременных данных, разделенных на различные блоки ресурсов на частоте 80 МГц, как поясняется в спецификации IEEE в сентябре 2020 года. В целом, общие поправки составляют улучшение на 30-40% по сравнению с предшественником Wi-Fi. стандартов Wi-Fi 5. Ожидается, что количество поднесущих увеличится в четыре раза по сравнению со стандартом 802.11ac, что по сути означает, что маршрутизаторы Wi-Fi будут транслировать сигналы быстрее и в сети с большим количеством устройств. Таким образом, обновление Axe предлагает более быструю частоту вещания со скоростью передачи данных, достигающей 10 Гбит/с и 12 Гбит/с на уменьшенных расстояниях. Пропускная способность сети также была увеличена за счет комбинирования широковещательных подканалов и обновленного MU-MIMO.

802.11ax (Wi-Fi 6E)

Wi-Fi 6E работает с дополнительной пропускной способностью диапазона 6 ГГц. Он включает в себя более высокую производительность и одновременную потоковую передачу данных с улучшенной пропускной способностью, а также более высокую скорость передачи данных по сравнению с Wi-Fi 6.

802.11be (Wi-Fi 7)

Ожидается, что это будет следующая обновленная версия IEEE 802. 11. стандарт. Его улучшенные технические характеристики позволят работать в улучшенных диапазонах частот 2,4 ГГц, 5 ГГц и 6 ГГц. Ожидается, что под названием «Чрезвычайно высокая пропускная способность» его пиковая скорость достигнет 30 Гбит / с, тогда как соответствующий показатель в настоящее время составляет 10 гигабит в секунду для Wi-Fi 6. Wi-Fi 7 все еще находится в стадии разработки, и он не будет запущен в ближайшее время.

Один из самых фундаментальных вопросов, который необходимо задать, заключается в том, могут ли различные стандарты Wi-Fi взаимодействовать друг с другом. Действительно, отдельные устройства, подключенные к одной и той же сети Wi-Fi, смогут общаться без каких-либо ограничений. Однако два устройства, подключенные к точкам доступа с разными стандартами беспроводной связи, могут столкнуться с проблемами при общении друг с другом. Первоначальные стандарты Wi-Fi 802.11 уже устарели, тогда как его преемники стандартов a и b вот-вот устареют.

Основы компьютерных сетей: стандарты WiFi и типы шифрования

Стандарты WiFi являются наиболее широко используемыми сетевыми стандартами, встречающимися по всему миру в домах, офисах и общественных местах. Они позволяют ноутбукам, смартфонам и смарт-устройствам подключаться к Интернету, где бы они ни находились: в офисе, дома, кафе, отеле или аэропорту.

В этом сообщении блога мы сравниваем и сопоставляем различные сетевые стандарты WiFi и типы шифрования, чтобы вы лучше понимали возможности своей сети Wi-Fi и могли более эффективно планировать будущие обновления и расширения. И ответьте на следующие вопросы о стандартах и ​​шифровании WiFi:

1. Что такое WiFi?

2. Что такое стандарты WiFi?

3. Какие существуют сетевые стандарты WiFi?

4. Сравнение скорости передачи данных различных стандартов WiFi

5. Что такое шифрование беспроводной сети?

6. Какие существуют типы шифрования WiFi?

1. Что такое WiFi?

В повседневном языке WiFi обычно используется для обозначения беспроводного сигнала или соединения. Технически Wi-Fi относится к набору сетевых протоколов, которые позволяют устройствам подключаться к локальным сетям и Интернету с помощью радиоволн. Стандарты WiFi основаны на семействе стандартов IEEE 802.11.

Wi-Fi является товарным знаком Wi-Fi Alliance, некоммерческой организации, которая сертифицирует тестирование и совместимость продуктов, а также продвигает технологию. Альянс Wi-Fi контролирует логотип «Wi-Fi Certified» и разрешает его использование только на оборудовании, прошедшем стандартные испытания на совместимость и безопасность.

WiFi-сертифицированные устройства могут подключаться друг к другу, а также к проводным сетевым устройствам и Интернету через точки беспроводного доступа. Существуют различные версии стандартов Wi-Fi, основанные на максимальной скорости передачи данных, полосе частот и максимальном радиусе действия. Но все разные стандарты предназначены для беспрепятственной работы друг с другом и с проводными сетями.

2. Что такое стандарты WiFi?

Стандарты WiFi — это сетевые стандарты, которые регулируют протоколы для реализации беспроводных локальных сетей (WLAN). Эти стандарты относятся к семейству протоколов 802.11 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Стандарты Wi-Fi являются наиболее часто используемыми сетевыми стандартами для подключения устройств в беспроводной сети.

Главной целью стандартов Wi-Fi является функциональная совместимость, которая гарантирует, что продукты разных поставщиков совместимы друг с другом и могут взаимодействовать в различных конфигурациях. Устройства с сертификацией WiFi также обратно совместимы, что означает, что новое оборудование может работать с существующим.

Функциональная совместимость и обратная совместимость оборудования Wi-Fi сделали возможным дальнейшее использование оборудования Wi-Fi, позволяя предприятиям постепенно модернизировать свои сети без значительных первоначальных инвестиций.

3. Какие существуют сетевые стандарты WiFi?

Первая версия протокола 802.11 была выпущена в 1997 году, и с тех пор стандарты Wi-Fi постоянно развивались для улучшения качества услуг, предоставляемых сетью. В следующих разделах мы познакомим вас с разработкой сетевых стандартов WiFi от 802.11 до новейшего 802.11ax.

1. IEEE 802.11

802.11 был исходным стандартом Wi-Fi, выпущенным IEEE в 1997 году и определяющим две скорости передачи данных: 1 и 2 Мбит/с (мегабит в секунду). В нем также указаны три непересекающихся канала, работающих в диапазоне частот 2,4 ГГц.

2. IEEE 802.11a

Стандарт 802.11a был выпущен IEEE в 1999 году. Этот обновленный стандарт работает в диапазоне частот 5 ГГц, который больше подходит для использования в открытых офисных помещениях и обеспечивает максимальную скорость передачи данных. 54 Мбит/с. Следовательно, он быстро вытеснил устаревший стандарт 802.11, особенно в бизнес-среде.

3. IEEE 802.11b

Стандарт 802.11b также был выпущен в 1999 году. 802.11b работает в диапазоне частот 2,4 ГГц и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 11 Мбит/с. 802.11b был более распространен среди домашних и домашних пользователей.

4. IEEE 802.11g

Стандарт 802.11g был выпущен в 2003 году. Он работает в диапазоне частот 2,4 ГГц и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 54 Мбит/с. Он использует схему передачи на основе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) для достижения более высоких скоростей передачи данных. Стандарт 802.11g был обратно совместим с 802.11b, поэтому большинство двухдиапазонных продуктов 802.11a/b стали двухдиапазонными/трехрежимными, поддерживая a и b/g в одной точке доступа. Включение двухдиапазонных/трехмодовых маршрутизаторов привело к широкому распространению стандарта 802.11g.

5. IEEE 802.11n

Стандарт 802.11n, выпущенный в 2009 году, значительно увеличил скорость передачи данных по сравнению с его предшественниками. Он обеспечивал максимальную скорость передачи данных 600 Мбит/с и мог одновременно работать в диапазонах частот 2,4 ГГц и 5 ГГц. Он обеспечивал поддержку многопользовательской и многоканальной передачи, что делало его предпочтительным выбором для корпоративных сетей. Позже стандарт 802.11n был обозначен как Wi-Fi 4.

.

6. IEEE 802.11ac

Стандарт 802.11ac был выпущен в 2013 году и принес еще один скачок в скорости передачи данных. Максимальная скорость передачи данных составляет 1,3 Гбит/с (гигабит в секунду). Из-за более высокой скорости передачи данных он получил широкое распространение. Кроме того, он также предлагал поддержку MU-MIMO (многопользовательский множественный вход и множественный выход) и дополнительных широковещательных каналов в полосе частот 5 ГГц. Но, поскольку он работает в диапазоне 5 ГГц, его радиус действия остался сравнительно меньше. Позже стандарт 802.11ac был обозначен как Wi-Fi 5.9.0003

7. IEEE 802.11ax

Стандарт 802.11ax, выпущенный в 2019 году, является новейшим и наиболее совершенным стандартом WiFi. Максимальная скорость передачи данных составляет 10 Гбит/с. 802.11ax предлагает лучшее покрытие и скорость, поскольку он работает как в полосах частот 2,4 ГГц, так и в полосах частот 5 ГГц. Стандарт 802.11ax, также называемый Wi-Fi 6, может увеличить пропускную способность в средах с высокой плотностью, повысить эффективность за счет передачи сигнала, содержащего больше данных, и ускорить Wi-Fi за счет расширения канала.

В предыдущем сообщении в блоге мы более подробно рассмотрели Wi-Fi 6 и его расширение 6E. Вы можете прочитать его здесь: Wi-Fi 6 и Wi-Fi 6E: ответы на все ваши вопросы.

4. Сравнение скорости передачи данных различных стандартов WiFi

В этой таблице показано сравнение скоростей передачи данных различных стандартов WiFi.

Стандарт IEEE	Год выпуска	Новое имя	Скорость передачи данных	Диапазон частот	Диапазон (внутри помещения; снаружи)
802. 11а	1999	Wi-Fi 1	54 Мбит/с	5 ГГц	35м; 120м
802.11b	1999	Wi-Fi 2	11 Мбит/с	2,4 ГГц	35м; 120м
802.11g	2003	Wi-Fi 3	54 Мбит/с	2,4 ГГц	38м; 140м
802.11n	2009	Wi-Fi 4	600 Мбит/с	2,4 ГГц и 5 ГГц	70м; 250м
802. 11ac	2013	Wi-Fi 5	1,3 Гбит/с	5 ГГц	46м; 92м
802.11ax	2019	Wi-Fi 6	До 10 Гбит/с	2,4 ГГц и 5 ГГц	9,1 м

5. Что такое шифрование беспроводной сети?

Шифрование беспроводной сети — это процесс кодирования данных, передаваемых по беспроводным сетям. В простейшей форме шифрование — это процесс скремблирования сигналов данных, передаваемых между устройствами, для предотвращения перехвата данных неавторизованными устройствами. В беспроводных сетях процесс шифрования включает в себя различные инструменты, методы и стандарты, гарантирующие, что данные, передаваемые по соединению Wi-Fi, не будут читаться при передаче. Сетевое шифрование обычно реализуется на сетевом уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI).

Типичный пример беспроводного шифрования использует протоколы аутентификации. Он защищает сетевые соединения, требуя пароль или сетевой ключ, когда устройство пытается подключиться к защищенной сети.

6. Какие существуют типы шифрования WiFi?

Сети Wi-Fi обычно менее безопасны, чем проводные сети. Поэтому очень важно выбрать правильные протоколы безопасности, обеспечивающие наилучшую безопасность для вашей сети. Протоколы безопасности WiFi используют технологию шифрования для защиты сети и данных. Ниже приведены наиболее часто используемые протоколы безопасности Wi-Fi:

1. Проводная эквивалентная конфиденциальность (WEP)

Проводная эквивалентная конфиденциальность (WEP), созданная в 1999 году, является старейшим и наиболее распространенным протоколом безопасности WiFi. Он устанавливает технические стандарты для обеспечения WLAN с уровнем безопасности, совместимым с проводной локальной сетью (LAN). Основная цель WEP заключалась в том, чтобы не дать хакерам отслеживать беспроводные данные, передаваемые между клиентами и точками доступа (AP).

С самого начала WEP страдал от недостатков безопасности. Он использует потоковый шифр RC4 (Rivest Cipher 4) для аутентификации и шифрования, который сочетает в себе предварительно общий ключ шифрования с 24-битным вектором инициализации. Небольшой размер вектора инициализации облегчил взлом шифра, особенно с учетом того, что вычислительная мощность с годами росла в геометрической прогрессии.

Слабое шифрование, уязвимости в системе безопасности и проблематичные механизмы аутентификации делают протокол WEP очень уязвимым. В результате в 2004 году он был официально выведен из эксплуатации и больше не рекомендуется для использования.

2. Защищенный доступ Wi-Fi (WPA)

Защищенный доступ Wi-Fi (WPA) был выпущен в 2003 году для замены WEP. Протокол безопасности WAP решил проблему слабого шифрования своего предшественника, используя для шифрования 256-битный ключ. Он также использует протокол целостности временного ключа (TKIP) для динамического создания нового ключа для каждого пакета данных. Это делает WPA гораздо более безопасным, чем WEP, в котором используется шифрование с фиксированным ключом.

Чтобы способствовать быстрому и легкому внедрению WAP, WiFi Alliance разработал его с обратной совместимостью с WEP. Таким образом, WAP можно внедрить в системы с поддержкой WEP после простого обновления прошивки. Но это означало, что WPA по-прежнему полагался на некоторые уязвимые элементы WEP. Таким образом, безопасность, обеспечиваемая WPA, по-прежнему недостаточна.

3. Защищенный доступ Wi-Fi 2 (WPA2)

Защищенный доступ Wi-Fi 2 (WPA2) является преемником WPA и был разработан для повышения безопасности сетей Wi-Fi. Одним из ключевых улучшений WPA2 по сравнению с его предшественником стало использование Advanced Encryption System (AES), которая обеспечивает более надежное шифрование по сравнению с более уязвимой системой TKIP. WPA2 также позволял устройствам беспрепятственно перемещаться от одной точки доступа к другой в одной и той же сети Wi-Fi без повторной аутентификации.

WPA2 использует протокол кода аутентификации сообщений с цепочкой блоков шифрования (CCMP) для защиты конфиденциальности данных. Он делает это, позволяя только авторизованным пользователям сети получать данные, и использует шифрование для обеспечения целостности сообщений. Это делает WPA2 намного более безопасным, чем его предшественники.

Хотя сети WPA2 в основном безопасны, они могут быть уязвимы для атак по словарю, если используются слабые пароли. Простая стратегия защиты от таких атак — использование длинных паролей, состоящих из прописных и строчных букв, специальных символов и цифр. Такие длинные пароли чрезвычайно сложно использовать в реальном мире и защитить вашу сеть Wi-Fi от атак по словарю и других атак методом грубой силы.

4. Защищенный доступ Wi-Fi 3 (WPA3)

Защищенный доступ Wi-Fi 3 (WPA3) — новейший и наиболее безопасный протокол безопасности WiFi. Он был выпущен WiFi Alliance в 2018 году, а по состоянию на июль 2020 года все сертифицированные WiFi устройства должны поддерживать WPA3.

WPA3 требует использования защищенных кадров управления, которые усиливают защиту конфиденциальности, защищая от прослушивания и подделки. Другие улучшения безопасности включают стандартизированное использование 128-битного криптографического набора и запрет на использование устаревших протоколов безопасности.

WPA3 автоматически шифрует связь между каждым устройством и точкой доступа с помощью нового уникального ключа, что делает подключение к общедоступным сетям Wi-Fi намного безопаснее. Кроме того, WPA3 избавился от открытой связи между точками доступа и устройствами и устранил повторное использование ключей шифрования. WPA3 также представил новый протокол WiFi Easy, который упрощает процесс подключения устройств IoT.

Все эти функции безопасности делают WPA3 самым безопасным беспроводным протоколом, доступным на сегодняшний день.

Заключение

С момента появления технологии WiFi в 1999 году было выпущено несколько стандартов WiFi. Функциональная совместимость и обратная совместимость этих стандартов должны были облегчить принятие более новых стандартов, но привели к длительному использованию устаревших стандартов. Хотя использование старого оборудования WiFi в новых сетях технически возможно, это не рекомендуется.

Старое сетевое оборудование не позволяет более новым устройствам, а также сети в целом функционировать в полной мере. Но что более важно, они несут ответственность за безопасность из-за использования устаревших стандартов безопасности WiFi. Стандарты безопасности на старом оборудовании Wi-Fi не способны противостоять атакам методом грубой силы современных компьютеров, вычислительная мощность которых экспоненциально выше, чем у их предшественников.

Это введение в сетевые стандарты Wi-Fi и типы шифрования должно помочь вам оценить собственную сетевую безопасность, чтобы вы могли эффективно планировать требования к обновлению сети для вашей организации.