IEEE 802.11a

IEEE 802.11a-1999 nebo 802.11a je doplňkem ke specifikacím bezdrátové sítě LAN IEEE 802.11 , které definují požadavky na systémy s ortogonálním frekvenčním multiplexováním (OFDM). Původně byl navržen pro podporu bezdrátové komunikace v nelicencovaných pásmech National Information Infrastructure (U-NII) (v pásmu 5-6 GHz), jak to ve Spojených státech amerických nařizuje CFR Hlava 47, oddíl 15.407.

Původně byl definován v článku 17 specifikace z roku 1999, nyní je definován v článku 18 specifikace z roku 2012 a poskytuje protokoly, které umožňují odesílání a přijímání dat rychlostí mezi 1,5 a 54 Mbps. Rozšířil se po celém světě, zejména ve firemních pracovních prostředích. Přestože původní novela již není platná, termín „802.11a“ stále používají výrobci bezdrátových přístupových bodů (karty a routery) k popisu kompatibility svých systémů na 5,8 GHz, 54 Mbps (54 x 10 6 bps).

802.11 je soubor standardů IEEE , které řídí přenosové metody bezdrátových sítí. Dnes jsou široce používány ve verzích 802.11a, 802.11b , 802.11g , 802.11n a 802.11ac k poskytování bezdrátové komunikace v domácnostech, kancelářích a některých komerčních zařízeních. Wi-Fi 2 je neoficiální retronymum pro 802.11a.

Popis

Dodatek k původnímu standardu 802.11a byl ratifikován v roce 1999. Standard 802.11a používá stejný jádrový protokol jako původní standard, pracuje na 5 GHz a využívá ortogonální frekvenčně dělené multiplexování (OFDM) s maximální povolenou datovou rychlostí až 54 Mbps, což poskytuje reálně dosažitelnou propustnost v praxi.asi 20 Mb/s. Rychlost přenosu dat se sníží na 48, 36, 24, 18, 12, 9 a v případě potřeby pak na 6 Mbps. 802.11a měl původně 12/13 nepřekrývajících se kanálů, z nichž 12 mohlo být použito uvnitř a 4/5 z 12, které mohly být použity v konfiguracích typu point-to-point venku. V poslední době mnoho zemí světa umožňuje provoz na frekvencích 5,47-5,725 GHz jako druhý uživatel pomocí metody sdílení získané v 802.11h . To přidá dalších 12/13 kanálů k celkovému pásmu 5 GHz, což poskytne významné zvýšení kapacity bezdrátové sítě, což v některých zemích umožní více než 24 kanálů. 802.11a není kompatibilní s 802.11b, protože fungují v samostatných pásmech, s výjimkou použití zařízení s možností dvou pásem. Většina přístupových bodů podnikové třídy má dvoupásmovou kapacitu.

Použití pásma 5 GHz poskytuje 802.11a významnou výhodu, protože pásmo 2,4 GHz je silně využíváno do té míry, že může být přeplněné. Degradace způsobená takovými kolizemi může vést k častým odpojením a zhoršené službě. Toto vysokofrekvenční připojení má však také malou nevýhodu: celkový efektivní rozsah 802.11a je o něco menší než 802.11b/g; Signály 802.11a se nemohou šířit tak daleko jako signály 802.11b, protože je snadněji pohlcují stěny a jiné pevné předměty v jejich cestě a protože ztráta síly signálu v cestě je úměrná druhé mocnině frekvence signálu. Na druhou stranu má OFDM zásadní výhody šíření ve velkých vícecestných prostředích, jako jsou vnitřní kancelářské prostředí, a vyšší frekvence umožňují menší antény s vyššími zisky RF systému, což eliminuje nevýhodu provozu na vyšších frekvencích. Zvýšený počet používaných kanálů (v zemích FCC 4 až 8krát více) a téměř absence jiných rušivých systémů ( mikrovlnné trouby , bezdrátové telefony , dětské chůvičky ) poskytují 802.11a značnou celkovou propustnost a spolehlivost nad 802.11b/g.

Regulační otázky

Různé země mají různou regulační podporu, ačkoli Světová radiokomunikační konference v roce 2003 zlepšila koordinaci mezinárodních norem. Norma 802.11a je v současné době schválena regulačními orgány ve Spojených státech a Japonsku , ale na schválení v jiných oblastech, jako je Evropská unie , musela čekat déle . Evropští regulátoři uvažovali o použití evropského standardu HIPERLAN , ale v polovině roku 2002 bylo pro použití v Evropě uvolněno 802.11a. V USA by rozhodnutí Federální komunikační komise (FCC) z poloviny roku 2003 mohlo otevřít více možností pro kanály 802.11a.

Synchronicita a kompatibilita produktů

Dodávka zařízení 802.11a se zpozdila a zaostávají za zařízeními 802.11b kvůli složitosti výroby 5 GHz komponent. Výkon zařízení první generace byl špatný a sužovaný problémy. Když začala přicházet zařízení druhé generace, 802.11a nebyl mezi spotřebiteli široce přijat, především proto, že levnější standard 802.11b byl již široce používán. 802.11a však později zaznamenalo významné proniknutí do podnikových síťových prostředí, a to navzdory počátečním cenovým nevýhodám, zejména pro podniky, které potřebovaly větší šířku pásma a spolehlivost oproti sítím pouze 802.11b/g.

Se zavedením levnějších a novějších produktů 802.11g, které byly zpětně kompatibilní s 802.11b, byla výhoda šířky pásma 5 GHz 802.11a eliminována. Výrobci zařízení 802.11a reagovali na nedostatečný úspěch na trhu výrazným zlepšením implementací (technologie současné generace 802.11a má charakteristiky pásma téměř identické s charakteristikami 802.11b) a vytvořením technologie, která může používat více než jedno pásmo, jako standard.

Dvoupásmové nebo dvourežimové přístupové body a síťové karty (NIC), které automaticky zvládnou a a b/g, jsou nyní běžné na všech trzích a cenově se velmi blíží zařízením pouze b/g.

Technický popis

Z 52 subnosných OFDM je 48 pro přenos dat a 4 jsou pilotní s rozestupem nosných 0,3125 MHz (20 MHz / 64). Každá z těchto dílčích nosných může být BPSK (binární klíčování fázovým posuvem), QPSK (klíčování kvadraturním fázovým posuvem), 16 -QAM (kvadraturní amplitudová modulace) nebo 64 -QAM . Celková šířka pásma je 20 MHz se šířkou obsazeného pásma 16,6 MHz. Doba trvání symbolu je 4 µs , včetně ochranného intervalu 0,8 µs. Vlastní generování a dekódování ortogonálních složek se provádí v základním pásmu pomocí digitálního signálového procesoru (DSP), který je pak ve vysílači převeden na 5 GHz. Každá z dílčích nosných může být reprezentována jako komplexní číslo. Signál v časové oblasti je generován pomocí inverzní rychlé Fourierovy transformace (IFFT). V souladu s tím přijímač převádí 20 MHz vzorek dolů a provádí rychlou Fourierovu transformaci (FFT) pro extrakci původních koeficientů. Výhody použití ortogonálního frekvenčně děleného multiplexování (OFDM) jsou omezeny při přijímání vícecestných efektů a zvyšují se spektrální účinnost.

(*) Přenosová rychlost pro kanálový odstup 20 MHz.

Literatura

1. Vishnevsky V. M., Lyakhov A. I., Portnoy S. L., Shakhnovich I. L., Širokopásmové bezdrátové sítě pro přenos informací. M.: Technosféra, 2005