¿Qué es wifi 802.11 n? Estándares wifi. Estándares inalámbricos

Al comprar un enrutador de 5 GHz, la palabra DualBand distrae nuestra atención de la esencia más importante: el estándar Wi-Fi que utiliza la portadora de 5 GHz. A diferencia de los estándares que utilizan la portadora de 2,4 GHz, que son familiares y comprensibles desde hace mucho tiempo, los dispositivos de 5 GHz se pueden utilizar junto con 802.11n o 802.11ac normas (en adelante C.A. estándar y estándar N).

El grupo de estándares Wi-Fi IEEE 802.11 ha evolucionado de manera bastante dinámica, desde IEEE 802.11a, que proporcionaba velocidades de hasta 2 Mbit/s, a través de 802.11b y 802.11g, que dieron velocidades de hasta 11 Mbit/s Y 54Mbps respectivamente. Luego vino el estándar 802.11n, o simplemente el estándar n. El estándar N fue un verdadero avance, ya que ahora a través de una antena era posible transmitir tráfico a una velocidad inimaginable en ese momento. 150 Mbit. Esto se logró mediante el uso de tecnologías de codificación avanzadas (MIMO), una consideración más cuidadosa de las características de propagación de las ondas de RF, tecnología de doble ancho de canal, un intervalo de guarda no estático definido por un concepto como el índice de modulación y esquemas de codificación.

Principios operativos de 802.11n

El ya conocido 802.11n se puede utilizar en una de dos bandas: 2,4 GHz y 5,0 GHz. A nivel físico, además de un procesamiento y modulación de señal mejorados, la capacidad de transmitir simultáneamente una señal a través de cuatro antenas, cada vez puedes saltarte la antena hasta 150 Mbit/s, es decir. En teoría, esto es 600 Mbit. Sin embargo, teniendo en cuenta que la antena funciona simultáneamente para recepción o transmisión, la velocidad de transmisión de datos en una dirección no excederá los 75 Mbit/s por antena.

Múltiples entradas/salidas (MIMO)

El soporte para esta tecnología apareció por primera vez en el estándar 802.11n. MIMO significa Entrada Múltiple Salida Múltiple, lo que significa entrada multicanal y salida multicanal.

Al utilizar la tecnología MIMO, se logra la capacidad de recibir y transmitir simultáneamente múltiples flujos de datos a través de varias antenas, en lugar de solo una.

El estándar 802.11n define varias configuraciones de antena desde "1x1" hasta "4x4". También son posibles configuraciones asimétricas, por ejemplo, “2x3”, donde el primer valor indica el número de antenas transmisoras y el segundo el número de antenas receptoras.

Obviamente, la velocidad máxima de recepción de transmisión solo se puede lograr cuando se utiliza el esquema "4x4". De hecho, la cantidad de antenas no aumenta la velocidad en sí misma, pero permite varios métodos avanzados de procesamiento de señales que el dispositivo selecciona y aplica automáticamente, incluso en función de la configuración de la antena. Por ejemplo, el esquema 4x4 con modulación 64-QAM proporciona velocidades de hasta 600 Mbit/s, el esquema 3x3 y 64-QAM proporciona velocidades de hasta 450 Mbit/s, y los esquemas 1x2 y 2x3 hasta 300 Mbit/s.

Ancho de banda del canal 40 MHz

Características del estándar 802.11n es el doble del ancho del canal de 20 MHz, es decir 40MHz.Capacidad para admitir 802.11n mediante dispositivos que operan en operadores de 2,4 GHz y 5 GHz. Mientras que 802.11b/g sólo funciona a 2,4 GHz, 802.11a funciona a 5 GHz. En la banda de frecuencia de 2,4 GHz para redes inalámbricas sólo están disponibles 14 canales, de los cuales los primeros 13 están permitidos en la CEI, con intervalos de 5 MHz entre ellos. Los dispositivos que utilizan el estándar 802.11b/g utilizan canales de 20 MHz. De los 13 canales, 5 se cruzan. Para evitar interferencias mutuas entre canales, es necesario que sus bandas estén espaciadas a 25 MHz. Aquellos. Sólo tres canales en la banda de 20 MHz no se superpondrán: 1, 6 y 11.

Modos de funcionamiento 802.11n

El estándar 802.11n proporciona funcionamiento en tres modos: alto rendimiento (802.11n puro), no alto rendimiento (totalmente compatible con 802.11b/g) y alto rendimiento mixto (modo mixto).

Alto rendimiento (HT): modo de alto rendimiento.

Los puntos de acceso 802.11n utilizan el modo de alto rendimiento. Este modo excluye absolutamente la compatibilidad con estándares anteriores. Aquellos. Los dispositivos que no sean compatibles con el estándar n no podrán conectarse. Non-High Throughput (Non-HT): modo con bajo rendimiento Para permitir la conexión de dispositivos antiguos, todas las tramas se envían en formato 802.11b/g. Este modo utiliza un ancho de canal de 20 MHz para garantizar la compatibilidad con versiones anteriores. Cuando se utiliza este modo, los datos se transfieren a la velocidad admitida por el dispositivo más lento conectado a este punto de acceso (o enrutador Wi-Fi).

Mezclado de alto rendimiento: modo mixto con alto rendimiento. El modo mixto permite que el dispositivo funcione simultáneamente según los estándares 802.11n y 802.11b/g. Proporciona compatibilidad con versiones anteriores para dispositivos heredados y dispositivos que utilizan el estándar 802.11n. Sin embargo, mientras el dispositivo antiguo recibe y transmite datos, el dispositivo más antiguo que admite 802.11n está esperando su turno, y esto afecta la velocidad. También es obvio que cuanto más tráfico pasa por el estándar 802.11b/g, menos rendimiento puede mostrar un dispositivo 802.11n en el modo mixto de alto rendimiento.

Índice de modulación y esquemas de codificación (MCS)

El estándar 802.11n define el concepto de “Esquema de modulación y codificación”. MCS es un número entero simple asignado a la opción de modulación (77 opciones en total). Cada opción define el tipo de modulación de RF (Type), la velocidad de codificación (Coding Rate), el intervalo de guarda (Short Guard Interval) y los valores de velocidad de datos. La combinación de todos estos factores determina la velocidad de transferencia de datos físicos (PHY) real, que oscila entre 6,5 Mbps y 600 Mbps (esta velocidad se puede lograr utilizando todas las opciones posibles del estándar 802.11n).

Algunos valores del índice MCS se definen y se muestran en la siguiente tabla:

Descifremos los valores de algunos parámetros.

El intervalo de guardia corto SGI (Short Guard Interval) determina el intervalo de tiempo entre los símbolos transmitidos. Los dispositivos 802.11b/g utilizan un intervalo de guarda de 800 ns, mientras que los dispositivos 802.11n tienen la opción de utilizar un intervalo de guarda de sólo 400 ns. El intervalo de guardia corto (SGI) mejora las tasas de transferencia de datos en un 11 por ciento. Cuanto más corto es este intervalo, mayor es la cantidad de información que se puede transmitir por unidad de tiempo; sin embargo, la precisión de la definición de caracteres disminuye, por lo que los desarrolladores del estándar seleccionaron el valor óptimo de este intervalo.

Los valores MCS de 0 a 31 determinan el tipo de modulación y esquema de codificación que se utilizará para todas las transmisiones. Los valores MCS 32 a 77 describen combinaciones mixtas que se pueden utilizar para modular de dos a cuatro transmisiones.

Los puntos de acceso 802.11n deben admitir valores MCS de 0 a 15, mientras que las estaciones 802.11n deben admitir valores MCS de 0 a 7. Todos los demás valores MCS, incluidos los asociados con canales de 40 MHz de ancho, intervalo de guardia corto (SGI) , son opcionales y es posible que no sean compatibles.

Características del estándar de CA

En condiciones reales, ningún estándar ha podido alcanzar el máximo de su rendimiento teórico, ya que la señal se ve afectada por muchos factores: interferencias electromagnéticas de electrodomésticos y electrónicos, obstáculos en el camino de la señal, reflejos de la señal e incluso tormentas magnéticas. Debido a esto, los fabricantes continúan trabajando para crear versiones aún más efectivas del estándar Wi-Fi, más adecuadas no solo para el uso doméstico sino también para el uso activo en la oficina, así como para la construcción de redes extendidas. Gracias a este deseo, más recientemente nació una nueva versión de IEEE 802.11: 802.11ac (o simplemente estándar de CA).

No hay demasiadas diferencias fundamentales con respecto a N en el nuevo estándar, pero todas tienen como objetivo aumentar el rendimiento del protocolo inalámbrico. Básicamente, los desarrolladores optaron por mejorar las ventajas del estándar N. Lo más destacable es la ampliación de los canales MIMO de un máximo de tres a ocho. Esto significa que pronto podremos ver routers inalámbricos con ocho antenas en las tiendas. Y ocho antenas es una duplicación teórica de la capacidad del canal a 800 Mbit/s, sin mencionar los posibles dispositivos de dieciséis antenas.

Los dispositivos 802.11abg funcionan en canales de 20 MHz, mientras que N puro utiliza canales de 40 MHz. El nuevo estándar estipula que los enrutadores de CA tengan canales en 80 y 160 MHz, lo que significa duplicar y cuadriplicar el canal con el doble de ancho.

Vale la pena señalar la implementación mejorada de la tecnología MIMO proporcionada en el estándar: la tecnología MU-MIMO. Las versiones anteriores de los protocolos compatibles con N admitían la transmisión de paquetes semidúplex de un dispositivo a otro. Es decir, en el momento en que un dispositivo transmite un paquete, los demás dispositivos solo pueden funcionar para recibir. En consecuencia, si uno de los dispositivos se conecta al enrutador utilizando el estándar anterior, los demás funcionarán más lento debido al mayor tiempo que lleva transmitir paquetes al dispositivo que utiliza el estándar anterior. Esto puede provocar un rendimiento deficiente de la red inalámbrica si hay muchos dispositivos de este tipo conectados a ella. La tecnología MU-MIMO resuelve este problema creando un canal de transmisión multistream, cuando se usa, otros dispositivos no esperan su turno. Al mismo tiempo enrutador de CA debe ser compatible con estándares anteriores.

Sin embargo, por supuesto, hay una pega en el ungüento. Actualmente, la gran mayoría de portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes no solo son compatibles con el estándar AC Wi-Fi, sino que ni siquiera pueden funcionar con la red de 5 GHz. Aquellos. y 802.11n a 5GHz no está disponible para ellos. También ellos mismos Enrutadores de CA y los puntos de acceso pueden ser varias veces más caros que los enrutadores diseñados para utilizar el estándar 802.11n.

Desde hace varios años se habla del nuevo estándar inalámbrico IEEE 802.11n. Esto es comprensible, porque una de las principales desventajas de los estándares de comunicación inalámbrica IEEE 802.11a/b/g existentes es que la velocidad de transferencia de datos es demasiado baja. De hecho, el rendimiento teórico de los protocolos IEEE 802.11a/g es de sólo 54 Mbit/s, y la velocidad de transferencia de datos real no supera los 25 Mbit/s. El nuevo estándar de comunicación inalámbrica IEEE 802.11n debería proporcionar velocidades de transmisión de hasta 300 Mbit/s, lo que parece muy tentador en comparación con los 54 Mbit/s. Por supuesto, la velocidad de transferencia de datos real en el estándar IEEE 802.11n, como muestran los resultados de las pruebas, no supera los 100 Mbit/s, pero incluso en este caso la velocidad de transferencia de datos real es cuatro veces mayor que en el estándar IEEE 802.11g. . El estándar IEEE 802.11n aún no se ha adoptado por completo (esto debería ocurrir antes de finales de 2007), pero casi todos los fabricantes de equipos inalámbricos ya han comenzado a producir dispositivos compatibles con la versión preliminar del estándar IEEE 802.11n.
En este artículo veremos las disposiciones básicas del nuevo estándar IEEE 802.11n y sus principales diferencias con los estándares 802.11a/b/g.

Ya hemos hablado con cierto detalle sobre los estándares de comunicación inalámbrica 802.11a/b/g en las páginas de nuestra revista. Por lo tanto, en este artículo no los describiremos en detalle; sin embargo, para que las principales diferencias entre el nuevo estándar y sus predecesores sean obvias, tendremos que hacer un resumen de los artículos publicados anteriormente sobre este tema;

Teniendo en cuenta la historia de los estándares de comunicación inalámbrica utilizados para crear redes de área local inalámbricas (WLAN), probablemente valga la pena recordar el estándar IEEE 802.11, que, aunque ya no se encuentra en su forma pura, es el progenitor de todos los demás estándares de comunicación inalámbrica para redes. WiFi.

Estándar IEEE 802.11

El estándar 802.11 prevé el uso de un rango de frecuencia de 2400 a 2483,5 MHz, es decir, un rango de 83,5 MHz de ancho, dividido en varios subcanales de frecuencia.

El estándar 802.11 se basa en la tecnología de expansión del espectro (Spread Spectrum, SS), lo que implica que la señal de información útil inicialmente de banda estrecha (en términos de ancho de espectro) se convierte durante la transmisión de tal manera que su espectro es mucho más amplio que el espectro de la señal original. Simultáneamente con la ampliación del espectro de la señal, se produce una redistribución de la densidad de energía espectral de la señal: la energía de la señal también se "dispersa" por todo el espectro.

El protocolo 802.11 utiliza la tecnología Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Su esencia radica en el hecho de que para ampliar el espectro de una señal inicialmente de banda estrecha, en cada bit de información transmitida se incorpora una secuencia de chips, que es una secuencia de pulsos rectangulares. Si la duración de un pulso de chip es norte veces menor que la duración del bit de información, entonces el ancho del espectro de la señal convertida será norte veces el ancho del espectro de la señal original. En este caso, la amplitud de la señal transmitida disminuirá en norte una vez.

Las secuencias de chips incrustadas en los bits de información se denominan códigos similares a ruido (secuencias PN), lo que enfatiza el hecho de que la señal resultante se vuelve similar a un ruido y es difícil de distinguir del ruido natural.

Está claro cómo ampliar el espectro de la señal y hacerla indistinguible del ruido natural. Para hacer esto, en principio, puede utilizar una secuencia de chips arbitraria (aleatoria). Sin embargo, surge la pregunta de cómo recibir dicha señal. Después de todo, si se vuelve como un ruido, aislar una señal de información útil no es tan fácil, si no imposible. Sin embargo, esto se puede hacer, pero para ello es necesario seleccionar la secuencia de chips en consecuencia. Las secuencias de chips utilizadas para ampliar el espectro de la señal deben satisfacer ciertos requisitos de autocorrelación. En matemáticas, la autocorrelación se refiere al grado en que una función es similar a sí misma en diferentes momentos. Si selecciona una secuencia de chips para la cual la función de autocorrelación tendrá un pico pronunciado solo en un momento, entonces dicha señal de información se podrá distinguir en el nivel de ruido. Para ello, la señal recibida se multiplica por la secuencia del chip en el receptor, es decir, se calcula la función de autocorrelación de la señal. Como resultado, la señal vuelve a ser de banda estrecha, por lo que se filtra en una banda de frecuencia estrecha igual al doble de la velocidad de transmisión. Cualquier interferencia que caiga dentro de la banda de la señal de banda ancha original, después de multiplicarla por la secuencia del chip, por el contrario, se convierte en banda ancha y es cortada por filtros, y solo una parte de la interferencia cae en la banda de información estrecha, su potencia es significativa; menor que la interferencia que actúa en la entrada del receptor.

Hay bastantes secuencias de chips que cumplen con los requisitos de autocorrelación especificados, pero los llamados códigos Barker son de particular interés para nosotros, ya que se utilizan en el protocolo 802.11. Los códigos Barker tienen las mejores propiedades de ruido entre las secuencias pseudoaleatorias conocidas, lo que ha llevado a su uso generalizado. La familia de protocolos 802.11 utiliza código Barker de 11 chips de longitud.

Para transmitir una señal, la secuencia de información de bits en el receptor se suma módulo 2 (mod 2) con el código Barker de 11 chips utilizando una puerta XOR (OR exclusiva). Así, un uno lógico se transmite mediante una secuencia directa de Barker y un cero lógico mediante una secuencia inversa.

El estándar 802.11 proporciona dos modos de velocidad: 1 y 2 Mbit/s.

Con una velocidad de información de 1 Mbit/s, la velocidad de los chips de secuencia de Barker individuales es de 11x106 chips por segundo y el ancho del espectro de dicha señal es de 22 MHz.

Teniendo en cuenta que el ancho del rango de frecuencia es 83,5 MHz, encontramos que en este rango de frecuencia pueden caber un total de tres canales de frecuencia que no se superponen. Sin embargo, todo el rango de frecuencia se divide normalmente en 11 canales de frecuencia superpuestos de 22 MHz, separados 5 MHz entre sí. Por ejemplo, el primer canal ocupa el rango de frecuencia de 2400 a 2423 MHz y está centrado con respecto a la frecuencia de 2412 MHz. El segundo canal está centrado con respecto a la frecuencia de 2417 MHz, y el último canal 11 está centrado con respecto a la frecuencia de 2462 MHz. Vistos de esta manera, los canales 1, 6 y 11 no se superponen entre sí y tienen una brecha de 3 MHz entre sí. Son estos tres canales los que se pueden utilizar independientemente uno del otro.

Para modular una señal portadora sinusoidal a una velocidad de datos de 1 Mbit/s, se utiliza la modulación de fase binaria relativa (DBPSK).

En este caso, la codificación de la información se produce debido a un cambio de fase de la señal sinusoidal con respecto al estado de la señal anterior. La modulación de fase binaria proporciona dos posibles valores de cambio de fase: 0 y p. Entonces se puede transmitir un cero lógico mediante una señal en fase (el cambio de fase es 0), y uno lógico se puede transmitir mediante una señal desfasada en p.

Una velocidad de información de 1 Mbit/s es obligatoria en el estándar IEEE 802.11 (Basic Access Rate), pero opcionalmente es posible una velocidad de 2 Mbit/s (Enhanced Access Rate). Para transmitir datos a esta velocidad, se utiliza la misma tecnología DSSS con códigos Barker de 11 chips, pero se utiliza la tecla de cambio de fase en cuadratura diferencial para modular la onda portadora.

En conclusión, considerando la capa física del protocolo 802.11, observamos que a una velocidad de información de 2 Mbit/s, la velocidad de los chips individuales de la secuencia de Barker sigue siendo la misma, es decir, 11x106 chips por segundo, y por tanto el ancho del espectro de la señal transmitida no cambia.

Estándar IEEE 802.11b

El estándar IEEE 802.11 fue reemplazado por el estándar IEEE 802.11b, adoptado en julio de 1999. Este estándar es una especie de extensión del protocolo básico 802.11 y, además de velocidades de 1 y 2 Mbit/s, ofrece velocidades de 5,5 y 11 Mbit/s, para lo cual se utilizan los llamados códigos complementarios (Complementary Code Keying, CCK). se utilizan.

Los códigos complementarios, o secuencias CCK, tienen la propiedad de que la suma de sus funciones de autocorrelación para cualquier desplazamiento cíclico distinto de cero es siempre cero, por lo que, al igual que los códigos de Barker, pueden usarse para reconocer una señal a partir de un fondo de ruido.

La principal diferencia entre las secuencias CCK y los códigos de Barker discutidos anteriormente es que no existe una secuencia estrictamente definida a través de la cual se pueda codificar un cero lógico o un uno, sino un conjunto completo de secuencias. Esta circunstancia permite codificar varios bits de información en un símbolo transmitido y, por lo tanto, aumenta la velocidad de transmisión de información.

El estándar IEEE 802.11b trata con secuencias complejas complementarias de 8 chips definidas en un conjunto de elementos complejos que toman valores (1, –1, +j, –j}.

La representación de señales complejas es una herramienta matemática conveniente para representar una señal modulada en fase. Así, un valor de secuencia igual a 1 corresponde a una señal en fase con la señal del generador, y un valor de secuencia igual a –1 corresponde a una señal en antifase; valor de secuencia igual j- una señal desfasada en p/2, y el valor es igual a – j, - fase de la señal desplazada en –p/2.

Cada elemento de la secuencia CCK es un número complejo, cuyo valor se determina mediante un algoritmo bastante complejo. Hay un total de 64 conjuntos de posibles secuencias CCK, y la elección de cada una está determinada por la secuencia de bits de entrada. Para seleccionar de forma única una secuencia CCK, se requieren seis bits de entrada. Por tanto, el protocolo IEEE 802.11b utiliza una de las 64 posibles secuencias CKK de ocho bits al codificar cada carácter.

A una velocidad de 5,5 Mbit/s se codifican simultáneamente 4 bits de datos en un símbolo, y a una velocidad de 11 Mbit/s, 8 bits de datos. En ambos casos, la velocidad de transmisión simbólica es de 1.385x106 símbolos por segundo (11/8 = 5.5/4 = 1.385), y teniendo en cuenta que cada carácter está especificado por una secuencia de 8 chips, encontramos que en ambos casos la velocidad de transmisión La velocidad de los chips individuales es de 11x106 chips por segundo. Por tanto, el ancho del espectro de la señal a velocidades de 11 y 5,5 Mbit/s es de 22 MHz.

Estándar IEEE 802.11g

El estándar IEEE 802.11g, adoptado en 2003, es un desarrollo lógico del estándar 802.11b e implica la transmisión de datos en el mismo rango de frecuencia, pero a velocidades más altas. Además, 802.11g es totalmente compatible con 802.11b, lo que significa que cualquier dispositivo 802.11g debe poder funcionar con dispositivos 802.11b. La velocidad máxima de transferencia de datos en el estándar 802.11g es de 54 Mbit/s.

Durante el desarrollo del estándar 802.11g se consideraron dos tecnologías en competencia: el método OFDM de división de frecuencia ortogonal, tomado del estándar 802.11a y propuesto por Intersil, y el método de codificación convolucional de paquetes binarios PBCC, propuesto por Texas Instruments. Como resultado, el estándar 802.11g contiene una solución de compromiso: las tecnologías OFDM y CCK se utilizan como tecnologías base y se proporciona el uso opcional de la tecnología PBCC.

La idea de la codificación convolucional (Packet Binary Convolutional Coding, PBCC) es la siguiente. La secuencia entrante de bits de información se convierte en un codificador convolucional de modo que cada bit de entrada corresponda a más de un bit de salida. Es decir, el codificador convolucional agrega cierta información redundante a la secuencia original. Si, por ejemplo, a cada bit de entrada le corresponden dos bits de salida, entonces hablamos de codificación convolucional con una velocidad r= 1/2. Si cada dos bits de entrada corresponden a tres bits de salida, entonces será 2/3.

Cualquier codificador convolucional se construye sobre la base de varias celdas de memoria conectadas secuencialmente y puertas XOR. El número de celdas de almacenamiento determina el número de posibles estados del codificador. Si, por ejemplo, un codificador convolucional utiliza seis celdas de memoria, entonces el codificador almacena información sobre seis estados de señal anteriores y, teniendo en cuenta el valor del bit de entrada, encontramos que dicho codificador utiliza siete bits de la secuencia de entrada. Un codificador convolucional de este tipo se denomina codificador de siete estados ( k = 7).

Los bits de salida generados por el codificador convolucional están determinados por operaciones XOR entre los valores del bit de entrada y los bits almacenados en las celdas de almacenamiento, es decir, el valor de cada bit de salida generado depende no solo del bit de información entrante, pero también en varios bits anteriores.

La tecnología PBCC utiliza codificadores convolucionales de siete estados ( k= 7) con velocidad r = 1/2.

La principal ventaja de los codificadores convolucionales es la inmunidad al ruido de la secuencia que generan. El hecho es que con codificación redundante, incluso en caso de errores de recepción, se puede restaurar con precisión la secuencia de bits original. Se utiliza un decodificador Viterbi en el lado del receptor para restaurar la secuencia de bits original.

El dibit generado en el codificador convolucional se utiliza posteriormente como símbolo transmitido, pero primero se somete a modulación de fase. Además, dependiendo de la velocidad de transmisión, es posible una modulación de fase binaria, en cuadratura o incluso de ocho posiciones.

A diferencia de las tecnologías DSSS (códigos Barker, secuencias SSK), la tecnología de codificación convolucional no utiliza tecnología de ampliación del espectro mediante el uso de secuencias similares al ruido, aunque en este caso también se proporciona la ampliación del espectro hasta el estándar 22 MHz. Para ello se utilizan variaciones de posibles constelaciones de señales QPSK y BPSK.

El método de codificación PBCC considerado se utiliza opcionalmente en el protocolo 802.11b a velocidades de 5,5 y 11 Mbit/s. Del mismo modo, en el protocolo 802.11g para velocidades de transmisión de 5,5 y 11 Mbit/s, este método también se utiliza opcionalmente. En general, debido a la compatibilidad de los protocolos 802.11b y 802.11g, las tecnologías de codificación y velocidades proporcionadas por el protocolo 802.11b también son compatibles con el protocolo 802.11g. En este sentido, hasta una velocidad de 11 Mbps, los protocolos 802.11b y 802.11g son iguales, excepto que el protocolo 802.11g proporciona velocidades que el protocolo 802.11b no ofrece.

Opcionalmente, en el protocolo 802.11g se puede utilizar la tecnología PBCC a velocidades de transmisión de 22 y 33 Mbit/s.

Para una velocidad de 22 Mbit/s, en comparación con el esquema PBCC que ya hemos considerado, la transmisión de datos tiene dos características. En primer lugar, se utiliza la modulación de fase de 8 posiciones (8-PSK), es decir, la fase de la señal puede tomar ocho valores diferentes, lo que permite codificar tres bits en un símbolo. Además, se ha añadido al circuito un codificador de punción (Puncture), a excepción del codificador convolucional. El significado de esta solución es bastante simple: la redundancia del codificador convolucional, igual a 2 (por cada bit de entrada hay dos bits de salida), es bastante alta y bajo ciertas condiciones de ruido es innecesaria, por lo que la redundancia se puede reducir de manera que que, por ejemplo, cada dos bits de entrada correspondan a tres bits de salida. Para esto, por supuesto, puede desarrollar un codificador convolucional apropiado, pero es mejor agregar un codificador de perforación especial al circuito, que simplemente destruirá los bits adicionales.

Digamos que un codificador de punción elimina un bit de cada cuatro bits de entrada. Entonces cada cuatro bits entrantes corresponderán a tres salientes. La velocidad de dicho codificador es 4/3. Si dicho codificador se utiliza junto con un codificador convolucional con una velocidad de 1/2, entonces la velocidad de codificación total será 2/3, es decir, por cada dos bits de entrada habrá tres bits de salida.

Como ya se señaló, la tecnología PBCC es opcional en el estándar IEEE 802.11g y la tecnología OFDM es obligatoria. Para comprender la esencia de la tecnología OFDM, echemos un vistazo más de cerca a la interferencia multitrayecto que ocurre cuando las señales se propagan en un entorno abierto.

El efecto de la interferencia de señales de trayectorias múltiples es que, como resultado de múltiples reflexiones de obstáculos naturales, la misma señal puede llegar al receptor de diferentes maneras. Pero las diferentes rutas de propagación difieren entre sí en longitud y, por lo tanto, la atenuación de la señal no será la misma para ellas. En consecuencia, en el punto de recepción, la señal resultante representa la interferencia de muchas señales que tienen diferentes amplitudes y están desplazadas en el tiempo entre sí, lo que equivale a la suma de señales con diferentes fases.

La consecuencia de la interferencia por trayectos múltiples es la distorsión de la señal recibida. La interferencia multitrayecto es inherente a cualquier tipo de señal, pero tiene un efecto especialmente negativo en las señales de banda ancha, ya que cuando se utiliza una señal de banda ancha, como resultado de la interferencia, ciertas frecuencias se suman en fase, lo que conduce a un aumento de la señal. y algunos, por el contrario, desfasados, provocando un debilitamiento de la señal en una frecuencia determinada.

Hablando de interferencias por trayectos múltiples que se producen durante la transmisión de señales, se observan dos casos extremos. En el primero de ellos, el retardo máximo entre señales no excede la duración de un símbolo y se produce interferencia dentro de un símbolo transmitido. En el segundo, el retardo máximo entre señales es mayor que la duración de un símbolo, por lo que, como resultado de la interferencia, se suman señales que representan diferentes símbolos y se produce la llamada interferencia entre símbolos (ISI).

Es la interferencia entre símbolos la que tiene el efecto más negativo sobre la distorsión de la señal. Dado que un símbolo es un estado discreto de una señal, caracterizado por los valores de frecuencia, amplitud y fase de la portadora, la amplitud y fase de la señal cambian para diferentes símbolos y, por lo tanto, es extremadamente difícil restaurar la señal original.

Por esta razón, a altas velocidades de datos, se utiliza un método de codificación de datos llamado multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Su esencia radica en el hecho de que el flujo de datos transmitidos se distribuye en muchos subcanales de frecuencia y la transmisión se realiza en paralelo en todos esos subcanales. En este caso, se consigue una alta velocidad de transmisión precisamente mediante la transmisión simultánea de datos en todos los canales, mientras que la velocidad de transmisión en un subcanal separado puede ser baja.

Debido al hecho de que la velocidad de transmisión de datos en cada uno de los subcanales de frecuencia no puede ser demasiado alta, se crean las condiciones previas para una supresión eficaz de las interferencias entre símbolos.

La división de frecuencia de canales requiere que un canal individual sea lo suficientemente estrecho para minimizar la distorsión de la señal, pero al mismo tiempo lo suficientemente ancho para proporcionar la velocidad de transmisión requerida. Además, para utilizar económicamente todo el ancho de banda de un canal dividido en subcanales, es deseable disponer los subcanales de frecuencia lo más cerca posible entre sí, pero al mismo tiempo evitar interferencias entre canales para garantizar su total independencia. Los canales de frecuencia que satisfacen los requisitos anteriores se denominan ortogonales. Las señales portadoras de todos los subcanales de frecuencia son ortogonales entre sí. Es importante que la ortogonalidad de las señales portadoras garantice la independencia de frecuencia de los canales entre sí y, por tanto, la ausencia de interferencias entre canales.

Este método de dividir un canal de banda ancha en subcanales de frecuencia ortogonal se denomina multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Para implementarlo en dispositivos transmisores se utiliza una transformada rápida inversa de Fourier (IFFT), que transforma la señal previamente multiplexada en norte-canales de señal del tiempo ohésima representación en frecuencia.

Una de las ventajas clave del método OFDM es la combinación de una alta velocidad de transmisión con una resistencia efectiva a la propagación por trayectos múltiples. Por supuesto, la tecnología OFDM en sí no elimina la propagación por trayectos múltiples, pero crea los requisitos previos para eliminar el efecto de la interferencia entre símbolos. El hecho es que una parte integral de la tecnología OFDM es el Intervalo de Guardia (GI), una repetición cíclica del final del símbolo, adjunta al principio del símbolo.

El intervalo de guarda crea pausas entre símbolos individuales y, si su duración excede el tiempo máximo de retardo de la señal debido a la propagación por trayectos múltiples, entonces no se produce interferencia entre símbolos.

Cuando se utiliza la tecnología OFDM, la duración del intervalo de guarda es un cuarto de la duración del símbolo mismo. En este caso, el símbolo tiene una duración de 3,2 μs y el intervalo de guarda es de 0,8 μs. Por tanto, la duración del símbolo junto con el intervalo de guarda es de 4 μs.

Hablando de la tecnología de división de frecuencia OFDM utilizada a varias velocidades en el protocolo 802.11g, aún no hemos abordado la cuestión del método de modulación de la señal portadora.

El protocolo 802.11g utiliza modulación de fase binaria y en cuadratura BPSK y QPSK a velocidades de bits bajas. Cuando se utiliza la modulación BPSK, solo se codifica un bit de información en un símbolo, y cuando se utiliza la modulación QPSK, se codifican dos bits de información. La modulación BPSK se utiliza para transmitir datos a velocidades de 6 y 9 Mbit/s, y la modulación QPSK se utiliza a velocidades de 12 y 18 Mbit/s.

Para la transmisión a velocidades más altas, se utiliza la modulación de amplitud en cuadratura QAM (modulación de amplitud en cuadratura), en la que la información se codifica cambiando la fase y la amplitud de la señal. El protocolo 802.11g utiliza modulación 16-QAM y 64-QAM. La primera modulación implica 16 estados de señal diferentes, lo que permite codificar 4 bits en un símbolo; el segundo: 64 posibles estados de señal, lo que permite codificar una secuencia de 6 bits en un símbolo. La modulación 16-QAM se utiliza a 24 y 36 Mbps, y la modulación 64-QAM se utiliza a 48 y 54 Mbps.

Además del uso de codificación CCK, OFDM y PBCC, el estándar IEEE 802.11g también proporciona opcionalmente varias opciones de codificación híbrida.

Para comprender la esencia de este término, recuerde que cualquier paquete de datos transmitido contiene un encabezado (preámbulo) con información de servicio y un campo de datos. Cuando se hace referencia a un paquete en formato CCK, significa que el encabezado y los datos de la trama se transmiten en formato CCK. De manera similar, con la tecnología OFDM, el encabezado de la trama y los datos se transmiten mediante codificación OFDM. La codificación híbrida significa que se pueden utilizar diferentes tecnologías de codificación para el encabezado del marco y los campos de datos. Por ejemplo, cuando se utiliza la tecnología CCK-OFDM, el encabezado de la trama se codifica utilizando códigos CCK, pero los datos de la trama en sí se transmiten mediante codificación OFDM multifrecuencia. Por tanto, la tecnología CCK-OFDM es una especie de híbrido de CCK y OFDM. Sin embargo, esta no es la única tecnología híbrida: cuando se utiliza la codificación de paquetes PBCC, el encabezado de la trama se transmite mediante códigos CCK y los datos de la trama se codifican mediante PBCC.

Estándar IEEE 802.11a

Los estándares IEEE 802.11b e IEEE 802.11g discutidos anteriormente se refieren al rango de frecuencia de 2,4 GHz (de 2,4 a 2,4835 GHz), y el estándar IEEE 802.11a, adoptado en 1999, implica el uso de un rango de frecuencia más alto (de 5,15 a 5.350 GHz y 5.725 a 5.825 GHz). En EE. UU., este rango se denomina rango de Infraestructura de información nacional sin licencia (UNII).

De acuerdo con las reglas de la FCC, el rango de frecuencia UNII se divide en tres subbandas de 100 MHz, que se diferencian en los límites máximos de potencia de emisión. La banda baja (5,15 a 5,25 GHz) proporciona sólo 50 mW de potencia, la media (5,25 a 5,35 GHz) 250 mW y la alta (5,725 a 5,825 GHz) 1 W. El uso de tres subbandas de frecuencia con un ancho total de 300 MHz hace que el estándar IEEE 802.11a sea el de banda más ancha de la familia de estándares 802.11 y permite dividir todo el rango de frecuencia en 12 canales, cada uno de los cuales tiene un ancho de 20 MHz. , ocho de ellos se encuentran en el rango de 200 MHz, de 5,15 a 5,35 GHz, y los cuatro canales restantes se encuentran en el rango de 100 MHz, de 5,725 a 5,825 GHz (Fig. 1). Al mismo tiempo, los cuatro canales de frecuencia superiores, que proporcionan la mayor potencia de transmisión, se utilizan principalmente para transmitir señales en exteriores.

Arroz. 1. División de la gama UNII en 12 subbandas de frecuencia

El estándar IEEE 802.11a se basa en la técnica de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Para separar los canales se utiliza una transformada de Fourier inversa con una ventana de 64 subcanales de frecuencia. Dado que cada uno de los 12 canales definidos en el estándar 802.11a tiene 20 MHz de ancho, cada subcanal de frecuencia ortogonal (subportadora) tiene 312,5 kHz de ancho. Sin embargo, de los 64 subcanales ortogonales, sólo se utilizan 52, de los cuales 48 se utilizan para transmisión de datos (Tonos de datos) y el resto para transmisión de información de servicio (Tonos piloto).

En términos de tecnología de modulación, el protocolo 802.11a no es muy diferente del 802.11g. A velocidades de bits bajas, se utilizan modulación de fase binaria y en cuadratura BPSK y QPSK para modular las frecuencias subportadoras. Cuando se utiliza la modulación BPSK, solo se codifica un bit de información en un símbolo. En consecuencia, cuando se utiliza modulación QPSK, es decir, cuando la fase de la señal puede tomar cuatro valores diferentes, se codifican dos bits de información en un símbolo. La modulación BPSK se utiliza para transmitir datos a 6 y 9 Mbps, y la modulación QPSK se utiliza a 12 y 18 Mbps.

Para transmitir a velocidades más altas, el estándar IEEE 802.11a utiliza modulación de amplitud en cuadratura 16-QAM y 64-QAM. En el primer caso, hay 16 estados de señal diferentes, lo que le permite codificar 4 bits en un símbolo, y en el segundo, ya hay 64 estados de señal posibles, lo que le permite codificar una secuencia de 6 bits en un símbolo. La modulación 16-QAM se utiliza a 24 y 36 Mbps, y la modulación 64-QAM se utiliza a 48 y 54 Mbps.

La capacidad de información de un símbolo OFDM está determinada por el tipo de modulación y el número de subportadoras. Dado que se utilizan 48 subportadoras para la transmisión de datos, la capacidad de un símbolo OFDM es 48 x Nb, donde Nb es el logaritmo binario del número de posiciones de modulación o, más simplemente, el número de bits codificados en un símbolo en uno. subcanal. En consecuencia, la capacidad de símbolos OFDM oscila entre 48 y 288 bits.

La secuencia de procesamiento de datos de entrada (bits) en el estándar IEEE 802.11a es la siguiente. Inicialmente, el flujo de datos de entrada se somete a una operación de codificación estándar. Después de esto, el flujo de datos se envía al codificador convolucional. La tasa de codificación convolucional (en combinación con la codificación de punción) puede ser 1/2, 2/3 o 3/4.

Dado que la tasa de codificación convolucional puede ser diferente, cuando se utiliza el mismo tipo de modulación, la tasa de transmisión de datos es diferente.

Considere, por ejemplo, la modulación BPSK, donde la velocidad de datos es de 6 o 9 Mbit/s. La duración de un símbolo junto con el intervalo de guarda es de 4 μs, lo que significa que la frecuencia de repetición del pulso será de 250 kHz. Teniendo en cuenta que en cada subcanal se codifica un bit y que hay 48 de estos subcanales en total, obtenemos que la velocidad total de transferencia de datos será de 250 kHz x 48 canales = 12 MHz. Si la velocidad de codificación convolucional es 1/2 (se agrega un bit de servicio por cada bit de información), la velocidad de información será la mitad de la velocidad total, es decir, 6 Mbit/s. A una tasa de codificación convolucional de 3/4, por cada tres bits de información se agrega un bit de servicio, por lo que en este caso la velocidad útil (de información) es 3/4 de la velocidad total, es decir, 9 Mbit/s.

De manera similar, cada tipo de modulación corresponde a dos velocidades de transmisión diferentes (Tabla 1).

Tabla 1. Relación entre tasas de transmisión
y tipo de modulación en el estándar 802.11a

Velocidad de transferencia, Mbit/s	Tipo de modulación	Tasa de codificación convolucional	Número de bits en un personaje en un subcanal	Número total de bits en un símbolo (48 subcanales)	Número de bits de información en un símbolo.

Después de la codificación convolucional, el flujo de bits se somete a entrelazado o entrelazado. Su esencia es cambiar el orden de los bits dentro de un símbolo OFDM. Para ello, la secuencia de bits de entrada se divide en bloques cuya longitud es igual al número de bits del símbolo OFDM (NCBPS). A continuación, de acuerdo con un algoritmo determinado, se realiza una reordenación de bits en dos etapas en cada bloque. En la primera etapa, los bits se reorganizan de modo que los bits adyacentes se transmitan en subportadoras no adyacentes cuando se transmite un símbolo OFDM. El algoritmo de intercambio de bits en esta etapa es equivalente al siguiente procedimiento. Inicialmente, un bloque de bits de longitud NCBPS se escribe fila por fila en una matriz que contiene 16 filas y NCBPS/16 filas. A continuación, se leen los bits de esta matriz, pero en filas (o de la misma forma en que fueron escritos, pero a partir de una matriz transpuesta). Como resultado de esta operación, los bits inicialmente adyacentes se transmitirán a subportadoras no adyacentes.

A esto le sigue una segunda etapa de permutación de bits, cuyo objetivo es garantizar que los bits adyacentes no aparezcan simultáneamente en los bits menos significativos de los grupos que definen el símbolo de modulación en la constelación de señales. Es decir, después de la segunda etapa de permutación, los bits adyacentes aparecen alternativamente en los dígitos alto y bajo de los grupos. Esto se hace para mejorar la inmunidad al ruido de la señal transmitida.

Después del entrelazado, la secuencia de bits se divide en grupos según el número de posiciones del tipo de modulación seleccionado y se forman los símbolos OFDM.

Los símbolos OFDM generados se someten a una rápida transformada de Fourier, lo que da como resultado la formación de señales de salida en fase y en cuadratura, que luego se someten a un procesamiento estándar: modulación.

Estándar IEEE 802.11n

El desarrollo del estándar IEEE 802.11n comenzó oficialmente el 11 de septiembre de 2002, es decir, un año antes de la adopción final del estándar IEEE 802.11g. En la segunda mitad de 2003 se creó el grupo de trabajo IEEE 802.11n (802.11 TGn), cuya tarea era desarrollar un nuevo estándar de comunicación inalámbrica a velocidades superiores a 100 Mbit/s. Otro grupo de tareas, 802.15.3a, también se ocupó de la misma tarea. En 2005, los procesos de desarrollo de una solución única en cada uno de los grupos habían llegado a un callejón sin salida. En el grupo 802.15.3a, hubo una confrontación entre Motorola y todos los demás miembros del grupo, y los miembros del grupo IEEE 802.11n se dividieron en dos campos aproximadamente idénticos: WWiSE (World Wide Spectrum Efficiency) y TGn Sync. El grupo WWiSE estaba dirigido por Aigro Networks y el grupo TGn Sync estaba dirigido por Intel. En cada uno de los grupos, durante mucho tiempo, ninguna de las opciones alternativas logró obtener el 75% de los votos necesarios para su aprobación.

Después de casi tres años de oposición infructuosa e intentos de encontrar una solución de compromiso que se adaptara a todos, los miembros del grupo 802.15.3a votaron casi por unanimidad para eliminar el proyecto 802.15.3a. Los miembros del proyecto IEEE 802.11n resultaron ser más flexibles: lograron ponerse de acuerdo y crear una propuesta unificada que se adaptaría a todos. Como resultado, el 19 de enero de 2006, en una conferencia ordinaria celebrada en Kona, Hawaii, se aprobó un borrador de especificación del estándar IEEE 802.11n. De los 188 miembros del grupo de trabajo, 184 estuvieron a favor de adoptar la norma y cuatro se abstuvieron. Las principales disposiciones del documento aprobado formarán la base de la especificación final de la nueva norma.

El estándar IEEE 802.11n se basa en la tecnología OFDM-MIMO. Muchos de los detalles técnicos implementados en él están tomados del estándar 802.11a, pero el estándar IEEE 802.11n prevé el uso tanto del rango de frecuencia adoptado para el estándar IEEE 802.11a como del rango de frecuencia adoptado para IEEE 802.11b/g. estándares. Es decir, los dispositivos que soportan el estándar IEEE 802.11n pueden operar en el rango de frecuencia de 5 o 2,4 GHz, dependiendo la implementación específica del país. Para Rusia, los dispositivos IEEE 802.11n admitirán el rango de frecuencia de 2,4 GHz.

El aumento de la velocidad de transmisión en el estándar IEEE 802.11n se logra, en primer lugar, duplicando el ancho del canal de 20 a 40 MHz y, en segundo lugar, implementando la tecnología MIMO.

La tecnología MIMO (Multiple Input Multiple Output) implica el uso de múltiples antenas transmisoras y receptoras. Por analogía, los sistemas tradicionales, es decir, sistemas con una antena transmisora ​​​​y otra receptora, se denominan SISO (Single Input Single Output).

Teóricamente, un sistema MIMO con norte transmitiendo y norte Las antenas receptoras pueden proporcionar un rendimiento máximo en norte veces más grande que los sistemas SISO. Esto se logra cuando el transmisor divide el flujo de datos en secuencias de bits independientes y las transmite simultáneamente utilizando una serie de antenas. Esta técnica de transmisión se llama multiplexación espacial. Tenga en cuenta que todas las antenas transmiten datos de forma independiente entre sí en el mismo rango de frecuencia.

Considere, por ejemplo, un sistema MIMO que consta de norte transmitiendo y metro antenas receptoras (Fig. 2).

Arroz. 2. Principio de implementación de la tecnología MIMO.

El transmisor en tal sistema envía norte señales independientes usando norte antenas En el lado receptor, cada metro La antena recibe señales que son una superposición. norte señales de todas las antenas transmisoras. Entonces la señal R1, recibido por la primera antena, se puede representar como:

Escribiendo ecuaciones similares para cada antena receptora, obtenemos el siguiente sistema:

O reescribiendo esta expresión en forma matricial:

Dónde [ h] - matriz de transferencia que describe el canal de comunicación MIMO.

Para que el decodificador del lado receptor pueda reconstruir correctamente todas las señales, primero debe determinar los coeficientes hyo, caracterizando cada uno de metro incógnita norte canales de transmisión. Para determinar los coeficientes. hyo La tecnología MIMO utiliza un preámbulo de paquete.

Una vez determinados los coeficientes de la matriz de transferencia, puede restaurar fácilmente la señal transmitida:

Dónde [ h]–1 - matriz inversa a la matriz de transferencia [ h].

Es importante señalar que en la tecnología MIMO, el uso de múltiples antenas transmisoras y receptoras permite aumentar el rendimiento de un canal de comunicación mediante la implementación de varios subcanales separados espacialmente, mientras que los datos se transmiten en el mismo rango de frecuencia.

La tecnología MIMO no afecta de ninguna manera el método de codificación de datos y, en principio, puede usarse en combinación con cualquier método de codificación de datos físicos y lógicos.

La tecnología MIMO se describió por primera vez en el estándar IEEE 802.16. Este estándar permite el uso de la tecnología MISO, es decir, varias antenas transmisoras y una antena receptora. El estándar IEEE 802.11n permite el uso de hasta cuatro antenas en el punto de acceso y adaptador inalámbrico. El modo obligatorio implica soporte para dos antenas en el punto de acceso y una antena y un adaptador inalámbrico.

El estándar IEEE 802.11n proporciona canales estándar de 20 MHz y de doble ancho. Sin embargo, el uso de canales de 40 MHz es una característica opcional del estándar, ya que el uso de dichos canales puede contravenir las leyes de algunos países.

El estándar 802.11n proporciona dos modos de transmisión: modo de transmisión estándar (L) y modo de alto rendimiento (HT). En los modos de transmisión tradicionales, se utilizan 52 subcanales de frecuencia OFDM (subportadoras de frecuencia), de los cuales 48 se utilizan para la transmisión de datos y el resto para la transmisión de información de servicio.

En modos con mayor capacidad con un ancho de canal de 20 MHz, se utilizan 56 subcanales de frecuencia, de los cuales 52 se utilizan para transmisión de datos y cuatro canales son piloto. Por lo tanto, incluso cuando se utiliza un canal de 20 MHz, aumentar los subcanales de frecuencia de 48 a 52 permite un aumento del 8% en la velocidad de transmisión.

Cuando se utiliza un canal de doble ancho, es decir, un canal de 40 MHz, en el modo de transmisión estándar la transmisión se realiza en realidad en un doble canal. En consecuencia, se duplica el número de subportadoras de frecuencia (104 subcanales, de los cuales 96 son información). Gracias a esto, la velocidad de transferencia aumenta en un 100%.

Cuando se utiliza un canal de 40 MHz y modo de alto ancho de banda, se utilizan 114 subcanales de frecuencia, de los cuales 108 son subcanales de información y seis son pilotos. En consecuencia, esto le permite aumentar la velocidad de transmisión en un 125%.

Tabla 2. Relación entre velocidades de transmisión y tipo de modulación
y velocidad de codificación convolucional en el estándar 802.11n
(ancho de canal de 20 MHz, modo HT (52 subcanales de frecuencia))

Tipo de modulación	Tasa de codificación convolucional	Número de bits en un símbolo en un subcanal	Número total de bits en un símbolo OFDM	Número de bits de información por símbolo	Tasa de transferencia de datos

Otras dos circunstancias por las que aumenta la velocidad de transmisión en el estándar IEEE 802.11n son una reducción en la duración del intervalo de guardia GI en símbolos OGDM de 0,8 a 0,4 μs y un aumento en la velocidad de codificación convolucional. Recordemos que en el protocolo IEEE 802.11a la tasa máxima de codificación convolucional es 3/4, es decir, por cada tres bits de entrada se suma uno más. En el protocolo IEEE 802.11n, la tasa máxima de codificación convolucional es 5/6, es decir, cada cinco bits de entrada en el codificador convolucional se convierten en seis bits de salida. En el cuadro se indica la relación entre las velocidades de transmisión, el tipo de modulación y la velocidad de codificación convolucional para un canal estándar de 20 MHz de ancho. 2.

¡Hola a todos! Hoy volvemos a hablar de routers, redes inalámbricas, tecnologías…

Decidí preparar un artículo en el que hablaría sobre qué son estas extrañas letras b/g/n que se pueden encontrar al configurar un enrutador Wi-Fi o al comprar un dispositivo. (Características de Wi-Fi, por ejemplo 802.11 b/g). ¿Y cuál es la diferencia entre estos estándares?

Ahora intentaremos descubrir cuáles son estas configuraciones y cómo cambiarlas en la configuración del enrutador y, en realidad, por qué cambiar el modo de funcionamiento de la red inalámbrica.

Medio b/g/n– este es el modo de funcionamiento de la red inalámbrica (Modo).

Hay tres modos (principales) de funcionamiento de Wi-Fi 802.11. Esto es b/g/n. ¿En qué se diferencian? Se diferencian en la velocidad máxima de transferencia de datos. (Escuché que también hay una diferencia en el área de cobertura de la red inalámbrica, pero no sé qué tan cierto es esto).

Entremos en más detalles:

b– Este es el modo más lento. Hasta 11 Mbit/s.

gramo– velocidad máxima de transferencia de datos 54 Mbit/s

norte– modo nuevo y de alta velocidad. Hasta 600 Mbit/s

Entonces, eso significa que hemos resuelto los regímenes. Pero todavía tenemos que descubrir por qué cambiarlos y cómo hacerlo.

¿Por qué cambiar el modo de funcionamiento de la red inalámbrica?

Aquí todo es muy sencillo, usemos un ejemplo. Aquí tenemos un iPhone 3GS, puede funcionar en Internet a través de Wi-Fi solo en modo b/g (si las características no mienten). Es decir, en un nuevo modo de alta velocidad. norte no puede funcionar, simplemente no lo soporta.

Y si en su enrutador, el modo de funcionamiento de la red inalámbrica será norte, sin ninguna mezcla, entonces no podrás conectar este teléfono a Wi-Fi, incluso si te golpeas la cabeza contra la pared :).

Pero no tiene por qué ser un teléfono y mucho menos un iPhone. Esta incompatibilidad con el nuevo estándar también se puede observar en ordenadores portátiles, tabletas, etc.

Ya he notado varias veces que, ante diversos problemas al conectar teléfonos o tabletas a Wi-Fi, es útil cambiar el modo de funcionamiento de Wi-Fi.

Si desea ver qué modos admite su dispositivo, consulte sus especificaciones. Los modos normalmente admitidos se enumeran junto a "Wi-Fi 802.11".

en el embalaje (o en Internet), también puede ver en qué modos puede funcionar su enrutador.

A continuación se muestra un ejemplo de los estándares admitidos que se indican en la caja del adaptador:

¿Cómo cambiar el modo de funcionamiento b/g/n en la configuración del enrutador Wi-Fi?

Le mostraré cómo hacer esto usando el ejemplo de dos enrutadores, de ASUS Y TP-Link. Pero si tiene un enrutador diferente, busque cambiar la configuración del modo de red inalámbrica (Modo) en la pestaña de configuración de Wi-Fi, donde configura el nombre de la red, etc.

En un enrutador TP-Link

Vaya a la configuración del enrutador. ¿Cómo ingresarlos? Ya estoy cansado de escribir sobre esto en casi todos los artículos :)..

Una vez que estés en la configuración, ve a la pestaña de la izquierda Inalámbrico – Configuración inalámbrica.

Y frente al punto Modo Puede seleccionar el estándar operativo de la red inalámbrica. Hay muchas opciones allí. recomiendo instalar 11bgn mixto. Este elemento le permite conectar dispositivos que funcionan en al menos uno de tres modos.

Pero si todavía tienes problemas para conectar ciertos dispositivos, prueba el 11bg mezclado, o 11g solamente. Y para lograr una buena velocidad de transferencia de datos, puede configurar 11n solamente. Solo asegúrese de que todos los dispositivos admitan el estándar norte.

Usando el ejemplo de un enrutador ASUS

Es lo mismo aquí. Vaya a configuración y vaya a la pestaña “Red inalámbrica”.

Frente al punto “Modo de red inalámbrica” Puedes elegir uno de los estándares. O instalar Mezclado, o Auto (que es lo que recomiendo hacer). Para obtener más detalles sobre los estándares, consulte arriba. Por cierto, ASUS muestra ayuda a la derecha donde puedes leer información útil e interesante sobre estas configuraciones.

Para guardar, haga clic en el botón "Aplicar".

Eso es todo amigos. Espero tus dudas, consejos y sugerencias en los comentarios. ¡Adiós a todos!

También en el sitio:

¿Qué es b/g/n en la configuración del enrutador? Cambiar el modo de funcionamiento de la red inalámbrica (Modo) en la configuración del enrutador Wi-Fi actualizado: 28 de julio de 2013 por: administración

El 14 de septiembre, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) finalmente aprobó la versión final del estándar inalámbrico WiFi 802.11n.

Decir que el proceso de adopción de las especificaciones se retrasó es no decir nada: a finales de 2006 se pudieron adquirir dispositivos compatibles con la primera versión preliminar del estándar, pero no funcionaban de manera muy estable. Se han generalizado los dispositivos que respaldan la segunda versión preliminar de la norma (borrador 2.0), que elimina la mayoría de las "enfermedades infantiles". Llevan unos dos años a la venta y sus propietarios no se quejan de la abundancia de problemas con las comunicaciones inalámbricas: funcionan y funcionan. Y con bastante rapidez y estabilidad.

¿Por qué la nueva versión del Wi-Fi favorito de todos es mejor que la anterior? La velocidad máxima teórica para el estándar 802.11b es de 11 Mbit/s en la banda de 2,4 GHz, para 802.11a – 54 Mbit/s a 5 GHz y para 802.11g – también 54 Mbit/s, pero a 2,4 GHz. . 802.11n tiene una banda de frecuencia variable y puede ser de 2,4 GHz o 5 GHz, y la velocidad máxima alcanza unos asombrosos 600 Mbps. Por supuesto, en teoría. En la práctica, es posible obtener unos 150 Mbit/s “más mundanos”, pero aún impresionantes, de 802.11n. También observamos que gracias al soporte de ambas bandas de frecuencia, se logra compatibilidad con versiones anteriores tanto con 802.11a como con 802.11b/g.

La situación de las zonas de cobertura y la estabilidad de la recepción también ha mejorado significativamente. ¿Recuerda el famoso proverbio “Una cabeza es buena, pero dos son mejores”? Entonces, aquí se aplica el mismo principio: ahora hay varios transmisores, así como antenas, lo que significa que todo este equipo podrá captar mejor la red; lo más probable es que no sea posible encontrarse fuera de la zona de acceso. Punto situado en el siguiente piso.

Situación en Rusia

En otoño, el Instituto de Investigación de Radio (NIIR) preparará estándares para el uso de equipos para operar el estándar de comunicación inalámbrica 802.11n en Rusia. Actualmente, el equipo que lo soporta solo se puede utilizar en redes de intranet, pero luego de la adopción de actos legales reglamentarios será posible utilizarlo en redes públicas.

Según Dmitry Laryushin, director de política técnica de Intel en Rusia, la aprobación del estándar por parte del IEEE sin duda desempeñará un papel positivo en el desarrollo y la implementación de normas regulatorias en la Federación Rusa, lo que abrirá el camino para la importación y Uso de equipos 802.11n en nuestro país. Vale la pena señalar que el protocolo 11n en la versión D2.0 es compatible con los productos Intel WiFi desde 2007, pero de conformidad con las reglas para la importación y uso de equipos radioelectrónicos adoptadas en Rusia, la opción 11n tuvo que desactivarse. . A partir del próximo año, sujeto a una decisión positiva de la SCRF y la implementación de regulaciones sobre esta tecnología, se suministrarán al mercado ruso productos Intel con soporte para WiFi 11n en la versión final del estándar.

No todos los fabricantes de equipos cumplen al pie de la letra la ley: algunas empresas llevan mucho tiempo suministrando a Rusia equipos de red compatibles con el estándar 802.11n. Nada impide a los fabricantes vender en el mercado ruso portátiles equipados con módulos WiFi compatibles con 802.11n, fabricados por Intel.

IEEE 802.11- un conjunto de estándares de comunicación para la comunicación en la zona de la red local inalámbrica de los rangos de frecuencia de 0,9, 2,4, 3,6 y 5 GHz.

Es más conocido por los usuarios con el nombre de Wi-Fi, que en realidad es una marca propuesta y promovida por Wi-Fi Alliance. Se ha generalizado gracias al desarrollo de dispositivos informáticos electrónicos móviles: PDA y ordenadores portátiles.

IEEE 802.11a- Estándar de red Wi-Fi. Utiliza el rango de frecuencia U-NII de 5 GHz ( Inglés).

Aunque esta versión no se utiliza con tanta frecuencia debido a la estandarización de IEEE 802.11b y la introducción de 802.11g, también ha sufrido cambios en términos de frecuencia y modulación. OFDM permite que los datos se transmitan en paralelo en múltiples subfrecuencias. Esto mejora la inmunidad a las interferencias y, dado que se envía más de un flujo de datos, se logra un alto rendimiento.

IEEE 802.11a puede alcanzar velocidades de hasta 54 Mbps en condiciones ideales. En condiciones menos ideales (o con una señal limpia), los dispositivos pueden comunicarse a velocidades de 48 Mbps, 36 Mbps, 24 Mbps, 18 Mbps, 12 Mbps y 6 Mbps.

IEEE 802.11a no es compatible con 802.11b 802.11g.

IEEE 802.11b

Contrariamente a su nombre, el estándar IEEE 802.11b adoptado en 1999 no es una continuación del estándar 802.11a, ya que utilizan diferentes tecnologías: DSSS (más precisamente, su versión mejorada HR-DSSS) en 802.11b versus OFDM en 802.11a. El estándar prevé el uso del rango de frecuencia sin licencia de 2,4 GHz. Velocidad de transferencia: hasta 11 Mbit/s.

Los productos IEEE 802.11b de varios fabricantes se prueban para comprobar su compatibilidad y están certificados por la Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), ahora mejor conocida como Wi-Fi Alliance. Los productos inalámbricos compatibles que hayan sido probados por Wi-Fi Alliance pueden estar etiquetados con el símbolo de Wi-Fi.

Durante mucho tiempo, IEEE 802.11b fue el estándar común a partir del cual se construyeron la mayoría de las redes de área local inalámbricas. Ahora su lugar lo ha ocupado el estándar IEEE 802.11g, que está siendo reemplazado gradualmente por el IEEE 802.11n de alta velocidad.

IEEE 802.11g

El borrador del estándar IEEE 802.11g fue aprobado en octubre de 2002. Este estándar utiliza la banda de frecuencia de 2,4 GHz, proporcionando velocidades de conexión de hasta 54 Mbps (brutos) y superando así el estándar IEEE 802.11b, que proporciona velocidades de conexión de hasta 11 Mbps. Además, garantiza compatibilidad con versiones anteriores del estándar 802.11b. La compatibilidad con versiones anteriores del estándar IEEE 802.11g se puede implementar en modo de modulación DSSS, en el que la velocidad de conexión estará limitada a once megabits por segundo, o en modo de modulación OFDM, en el que la velocidad puede alcanzar 54 Mbit/s. Por tanto, este estándar es el más aceptable a la hora de construir redes inalámbricas.

OFDM(Inglés) Multiplexación por división de frecuencia ortogonal: multiplexación con división de frecuencia ortogonal de canales) es un esquema de modulación digital que utiliza una gran cantidad de subportadoras ortogonales estrechamente espaciadas. Cada subportadora se modula usando un esquema de modulación convencional (por ejemplo, modulación de amplitud en cuadratura) a una velocidad de símbolo baja, manteniendo la velocidad de datos general de los esquemas de modulación de una sola portadora convencionales en el mismo ancho de banda. En la práctica, las señales OFDM se obtienen mediante FFT (Fast Fourier Transform).

La principal ventaja de OFDM sobre el diseño de una sola portadora es su capacidad para soportar condiciones desafiantes del canal. Por ejemplo, combata la atenuación de RF en conductores de cobre largos, la interferencia de banda estrecha y la atenuación selectiva de frecuencia causada por la propagación por trayectos múltiples, sin el uso de filtros ecualizadores complejos.

EstructuraOFDMseñal

En los sistemas de acceso radio, existen tipos de señales OFDM: COFDM y VOFDM.

SeñalesCOFDM utilizar codificación de información en cada subportadora y entre subportadoras. La codificación resistente al ruido le permite mejorar aún más las propiedades útiles de la señal OFDM.

DesignaciónVOFDM oculta la modulación vectorial, donde se utiliza más de una antena receptora, lo que puede mejorar aún más el efecto de combatir la interferencia entre símbolos.

capa fisica- la primera capa del modelo de red OSI. Esta es la capa más baja del modelo OSI: el medio físico y eléctrico para la transmisión de datos. Normalmente, la capa física describe: transmisiones utilizando ejemplos de topologías, compara codificación analógica y digital, sincronización de bits, compara transmisión de banda estrecha y banda ancha, sistemas de comunicación multicanal, transmisión de datos en serie (lógica de 5 voltios).

Si miramos desde el punto de vista de que la red incluye equipos y programas que controlan los equipos, entonces la capa física se referirá específicamente a la primera parte de la definición.

Este nivel, al igual que los niveles de canal y de red, depende de la red.

La unidad de medida utilizada en esta capa son los Bits, es decir, la capa física transmite un flujo de bits a través del medio físico apropiado a través de la interfaz adecuada.

Un conjunto de estándares IEEE 802.3 que definen el enlace y la capa física en una red Ethernet cableada, generalmente se implementa en redes de área local (LAN) y, en algunos casos, en redes de área amplia (WAN).