IEEE 802.11n je verze standardu 802.11 pro sítě Wi-Fi , která se objevila v roce 2009. Dostal název Wi-Fi 4 [1] . Pracuje v pásmech 2,4 a 5 GHz (zařízení, která podporují pásmo 5 GHz, jsou mnohem méně běžná), umožňuje dosáhnout rychlosti až 150 Mbps s šířkou kanálu 40 MHz pro každou nezávislou anténu [2] .
Tato norma byla schválena 11. září 2009 [3] [4] .
802.11n poskytuje 4 až 11krát vyšší rychlost přenosu dat než zařízení 802.11g (která mají maximální rychlost 54 Mb/s) při použití v režimu 802.11n s jinými zařízeními 802.11n. Teoreticky je 802.11n schopno poskytovat přenosové rychlosti až 600 Mbps brutto, při použití přenosu dat přes čtyři antény najednou, nicméně obvykle se nalézají řešení 802.11n s jednou anténou a rychlostí až 150 Mbps.
Zařízení 802.11n mohou podporovat provoz v pásmech 2,4 nebo 5,0 GHz.
Kromě toho mohou zařízení 802.11n pracovat ve třech režimech [5] :
Pracovní verze standardu 802.11n (DRAFT 2.0) je podporována mnoha moderními síťovými zařízeními. Finální verze standardu (DRAFT 11.0), která byla přijata 11. září 2009, poskytuje rychlosti až 300 Mbps, vícekanálové I/O, známé jako MIMO , a větší pokrytí.
Skutečná rychlost přenosu dat je vždy nižší než rychlost kanálu. U Wi-Fi se skutečná rychlost přenosu dat obvykle liší o více než faktor dva dolů [6] .
Kromě toho existuje několik dalších faktorů, které omezují skutečnou propustnost:
Za zmínku stojí, že při práci ve standardu 802.11b nebo při poskytování režimu kompatibilního s ním existují pouze tři nepřekrývající se kanály, to znamená, že se navzájem neruší (obvykle se jedná o 1., 6. a 11. ). To znamená, že pokud má soused za zdí přístupový bod na 1. kanálu a ve vašem domě na 3., pak se tyto přístupové body budou vzájemně rušit, čímž se sníží rychlost přenosu dat.
Se standardem 802.11n mohou zařízení využívat pásma 2,4 nebo 5 GHz, což zlepšuje spolehlivost komunikace snížením účinků vysokofrekvenčního rušení. Od roku 2008 mohou téměř všichni klienti 802.11n na bázi CardBus a ExpressCard pracovat pouze v pásmu 2,4 GHz a pouze některé z vestavěných adaptérů podporují obě pásma [7] .
Specifikace 802.11n poskytuje standardní 20 MHz kanály a také 40 MHz širokopásmové kanály. Toto řešení zvyšuje propustnost na 150 Mbps brutto na stream. Je třeba poznamenat, že v pásmu 2,4 GHz lze umístit pouze jeden širokopásmový kanál, proto musí být 2 ze 3 nepřekrývajících se kanálů (6. a 1. nebo 11.) volné, což v bytových domech není možné. S kanály 20 MHz poskytuje standard pouze zhruba 72 Mbps hrubého na stream [2] .
Standard 802.11n zavádí důležitou inovaci - MIMO ( Multiple Input, Multiple Output - "mnoho vstupů, mnoho výstupů"), pomocí kterého se provádí prostorové multiplexování: současný přenos několika informačních toků jedním kanálem, stejně jako použití vícecestného šíření pro dodávku signálu , které minimalizuje účinky rušení a ztráty dat, ale vyžaduje více antén. Právě možnost současného vysílání a příjmu dat zvyšuje propustnost zařízení 802.11n [7] .
Na začátku roku 2013 většina přístupových bodů nabízených výrobci podporuje MIMO 2x2 nebo 1x1, tedy SISO (single streaming). Adaptéry Wi-Fi zabudované v mobilních zařízeních obvykle podporují režim SISO.
Zařízení IEEE 802.11n obvykle používají pro vysílání a příjem informací konfigurace antén 3x3 nebo 2x3, ale časem mohou být podporovány i jiné. Jednodušší modely implementují schéma jednoho vysílacího a dvou přijímacích rádiových okruhů (protože předplatitelé většinou data stahují, nevysílají). Uživatelé s vyššími požadavky na přenosovou rychlost si budou moci pořídit modely s konfigurací antény 4×4 [7] .
Norma IEEE 802.3af-2003 Power Supply ( PoE ) neposkytuje energii potřebnou k napájení přístupových bodů s konfiguracemi antén 3x3 a vyšší. Byl nahrazen standardem IEEE 802.3at-2009 , který zajišťuje zdvojnásobení maximálního výkonu, což stačí k napájení zařízení s konfigurací antény 4 × 4.
Vzhledem k tomu, že přístupové body, které tento standard podporují, může propustnost překročit 100 Mbps, mohou se kanály Fast Ethernet stát úzkým hrdlem v cestě síťového provozu. Proto je při nasazování bezdrátové sítě žádoucí používat gigabitové ethernetové přepínače .
Komponenty založené na IEEE 802.11n jsou navrženy tak, aby byly kompatibilní se zařízeními 802.11ba 802.11g v pásmu 2,4 GHz a se zařízeními 802.11a (5 GHz) [8] . Očekává se, že novější sítě 802.11n budou mít ještě nějakou dobu starší klienty, takže nasazení WLAN by mělo zvážit jejich podporu.
Standard 802.11n podporuje řadu provozních režimů ve smíšeném prostředí za přítomnosti zařízení, která implementují pouze starší standardy 802.11g, 802.11b a 802.11a. V úrovních MAC a PHY standardu 11n jsou zahrnuta následující opatření: ochrana na úrovni PHY (ochrana Mixed Mode Format, L-SIG TXOP Protection - všechny přenosy 11n jsou prováděny uvnitř přenosových rámců 802.11a nebo 802.11g), použití dvojité ochrany CTS v každém 20 MHz polovičních 40 MHz kanálech (PHY vrstva), ochrana vrstvy MAC pomocí rámování RTS/CTS nebo přenos rámců CTS.
Bez rušení šířením rádiových vln mají oblasti bezdrátové sítě LAN obvykle torusový tvar [9] . Technologie MIMO a prostorové multiplexování poskytované standardem 802.11n činí zóny méně předvídatelnými a pravidelnými, protože tvar začíná záviset na podmínkách v místnosti. Proto může být nutné upgradovat instrumentaci plánování sítě.
Bezdrátové přístupové body a klienti 802.11n vyjednávají o šířkách kanálů a prostorových tocích . Počet prostorových toků závisí na počtu antén. Maximální teoretické šířky pásma lze tedy dosáhnout pouze v konfiguraci 4x4: čtyři vysílací a čtyři přijímací antény. Standard 802.11n definuje index schématu modulace a kódování ( anglicky modulation and coding scheme. MCS ) jako celé číslo od 0 (odpovídá nejpomalejšímu, ale spolehlivému režimu) do 31 (nejrychlejší, ale citlivý na režim rádiového rušení). Index určuje typ vysokofrekvenční modulace, rychlost kódování , ochranný interval a šířku kanálu . Společně tyto parametry definují teoretickou rychlost přenosu dat v rozmezí od 6,5 Mbps do 600 Mbps. Maximální rychlosti lze dosáhnout využitím všech možných možností standardu 802.11n [10] .
Typ modulace (například BPSK od 802.11 nebo QAM od 802.11a ) a rychlost kódování určují, jak jsou data přenášena vzduchem. Novější modulační techniky mohou být efektivnější a podporovat vyšší datové rychlosti, zatímco starší slouží k zajištění zpětné kompatibility . Dosažení maximální rychlosti připojení 300 Mbps vyžaduje, aby přístupový bod i klientské zařízení podporovaly dva prostorové toky a dvojnásobnou šířku kanálu 40 MHz [10] .
Specifikace 802.11n byla ratifikována 11. září 2009.
V Rusku je tento standard oficiálně certifikován. Zařízení standardu 802.11n je povoleno pro použití v Rusku v rozsahu 2400-2483,5, 5150-5350 a 5650-5725 MHz nařízením Ministerstva telekomunikací a masových komunikací Ruska ze dne 14. září 2010 č. 124 „Dne schválení Pravidel pro používání rádiového přístupového zařízení. Část I. Pravidla pro používání rádiových přístupových zařízení pro bezdrátový přenos dat v rozsahu od 30 MHz do 66 GHz. Přípravu norem pro aplikaci normy provedl Federal State Unitary Enterprise Scientific Research Institute of Radio (NIIR).
| IEEE standardy | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Proud |
| ||||||
| Řada 802 |
| ||||||
| P-série |
| ||||||
| Vyměněno | |||||||
| |||||||