IEEE 802.11a

IEEE 802.11a-1999 sau 802.11a este o completare la specificațiile LAN fără fir IEEE 802.11 care au definit cerințele pentru sistemele de multiplexare în frecvență ortogonală (OFDM). A fost conceput inițial pentru a susține comunicațiile fără fir în benzile fără licență ale Infrastructurii Naționale de Informații (U-NII) (în banda de 5-6 GHz), așa cum este impus în Statele Unite ale Americii prin Titlul 47, Secțiunea 15.407 CFR.

Definit inițial în clauza 17 din specificația din 1999, este acum definit în clauza 18 din specificația din 2012 și oferă protocoale care permit trimiterea și primirea datelor la rate între 1,5 și 54 Mbps. S-a răspândit peste tot în lume, în special în mediile de lucru corporative. Deși modificarea inițială nu mai este valabilă, termenul „802.11a” este încă folosit de producătorii de puncte de acces wireless (card și router) pentru a descrie compatibilitatea sistemelor lor la 5,8 GHz, 54 Mbps (54 x 10 6 bps).

802.11 este un set de standarde IEEE care guvernează metodele de transmisie ale rețelelor fără fir. Astăzi, acestea sunt utilizate pe scară largă în versiunile 802.11a, 802.11b , 802.11g , 802.11n și 802.11ac pentru a oferi comunicații fără fir în casă, birou și unele unități comerciale. Wi-Fi 2 este un retronim neoficial pentru 802.11a.

Descriere

Un amendament la standardul original 802.11a a fost ratificat în 1999. Standardul 802.11a folosește același protocol de bază ca standardul original, funcționează la 5 GHz și folosește multiplexarea prin diviziune în frecvență ortogonală (OFDM) cu o rată de date maximă admisă de până la 54 Mbps, ceea ce oferă un debit realist realizabil în practică. Mbps. Rata datelor este redusă la 48, 36, 24, 18, 12, 9 și apoi la 6 Mbps, dacă este necesar. 802.11a avea inițial 12/13 canale care nu se suprapun, dintre care 12 puteau fi utilizate în interior și 4/5 din 12 care puteau fi utilizate în configurații punct la punct în exterior. Recent, multe țări din lume permit operarea pe frecvențele 5.47-5.725 GHz ca al doilea utilizator folosind metoda de partajare obținută în 802.11h . Acest lucru va adăuga încă 12/13 canale la banda totală de 5 GHz, ceea ce va oferi o creștere semnificativă a capacității rețelei wireless, permițând mai mult de 24 de canale în unele țări. 802.11a nu este compatibil cu 802.11b deoarece funcționează pe benzi separate, cu excepția cazului în care se utilizează echipamente cu capacitate dublă bandă. Majoritatea punctelor de acces din clasa enterprise au capacitate dual-band.

Utilizarea benzii de 5 GHz oferă 802.11a un avantaj semnificativ, deoarece banda de 2,4 GHz este foarte folosită până la punctul în care poate fi aglomerată. Degradarea cauzată de astfel de coliziuni poate duce la deconectări frecvente și la deteriorarea serviciului. Cu toate acestea, această conexiune de înaltă frecvență are, de asemenea, un mic dezavantaj: intervalul general efectiv de 802.11a este puțin mai mic decât cel de 802.11b/g; Semnalele 802.11a nu pot călători până la semnalele 802.11b, deoarece sunt mai ușor absorbite de pereți și alte obiecte solide pe calea lor și pentru că pierderea în putere a semnalului este proporțională cu pătratul frecvenței semnalului. Pe de altă parte, OFDM are avantaje fundamentale de propagare în medii mari cu căi multiple, cum ar fi mediile interioare de birou, iar frecvențele mai mari permit antene mai mici cu câștiguri mai mari ale sistemului RF, eliminând dezavantajul de a funcționa la frecvențe mai mari. Numărul crescut de canale utilizate (de 4 până la 8 ori mai multe în țările FCC) și aproape absența altor sisteme de interferență ( cuptoare cu microunde , telefoane fără fir , monitoare pentru copii ) oferă 802.11a cu un randament agregat semnificativ și fiabilitate peste 802.11b/g.

Probleme de reglementare

Diferite țări au un suport de reglementare diferit, deși Conferința Mondială a Radiocomunicațiilor din 2003 a îmbunătățit coordonarea standardelor internaționale. Standardul 802.11a este în prezent aprobat de reglementare în Statele Unite şi Japonia , dar a trebuit să aştepte mai mult pentru aprobare în alte domenii precum Uniunea Europeană . Autoritățile de reglementare europene au luat în considerare utilizarea standardului european HIPERLAN , dar la mijlocul anului 2002 802.11a a fost lansat pentru utilizare în Europa. În SUA , o decizie de la jumătatea anului 2003 a Comisiei Federale de Comunicații (FCC) ar putea deschide mai multe opțiuni pentru canalele 802.11a.

Sincronicitate și compatibilitate cu produse

Dispozitivele 802.11a au fost amânate în livrare, rămânând în urma dispozitivelor 802.11b din cauza complexității fabricării componentelor de 5 GHz. Performanța dispozitivelor din prima generație a fost slabă și plină de probleme. Când au început să apară dispozitivele din a doua generație, 802.11a nu a fost adoptat pe scară largă de către consumatori, în primul rând pentru că standardul 802.11b, mai puțin costisitor, era deja utilizat pe scară largă. Cu toate acestea, 802.11a a cunoscut mai târziu o pătrundere semnificativă în mediile de rețea ale întreprinderilor, în ciuda dezavantajelor inițiale ale costurilor, în special pentru companiile care aveau nevoie de lățime de bandă și fiabilitate sporite față de rețelele numai 802.11b/g.

Odată cu introducerea produselor 802.11g mai puțin costisitoare și mai noi, care erau compatibile cu 802.11b, avantajul lățimii de bandă de 5 GHz al 802.11a a fost eliminat. Producătorii de echipamente 802.11a au răspuns lipsei de succes pe piață prin îmbunătățirea semnificativă a implementărilor (tehnologia actuală 802.11a are caracteristici de bandă aproape identice cu cele ale 802.11b) și făcând o tehnologie care poate folosi mai mult de o bandă un standard.

Punctele de acces dual-band sau dual-mode și cardurile de interfață de rețea (NIC) care pot gestiona automat a și b/g sunt acum comune pe toate piețele și sunt foarte apropiate ca preț de dispozitivele b/g-only.

Descriere tehnică

Dintre cei 52 de subpurtători OFDM , 48 sunt pentru transmisia de date și 4 sunt piloți cu o distanță între purtători de 0,3125 MHz (20 MHz / 64). Fiecare dintre acești subpurtători poate fi BPSK (transformare binară cu deplasare de fază), QPSK (modulare cu deplasare în cuadratura de fază), 16- QAM (modulație în amplitudine în cuadratura) sau 64- QAM . Lățimea de bandă totală este de 20 MHz, cu o lățime de bandă ocupată de 16,6 MHz. Durata simbolului este de 4 µs , inclusiv un interval de gardă de 0,8 µs. Generarea și decodarea efectivă a componentelor ortogonale se realizează în banda de bază folosind un procesor de semnal digital (DSP), care este apoi convertit la 5 GHz la transmițător. Fiecare dintre subpurtători poate fi reprezentat ca un număr complex. Semnalul din domeniul timpului este generat folosind o transformată Fourier rapidă inversă (IFFT). În consecință, receptorul transformă în jos eșantionul de 20 MHz și efectuează o transformată Fourier rapidă (FFT) pentru a extrage coeficienții inițiali. Beneficiile utilizării Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) sunt efecte reduse de recepție cu mai multe căi și eficiență spectrală crescută.

(*) Rata de date pentru spațierea canalelor de 20 MHz.

Literatură

1. Vishnevsky V. M., Lyakhov A. I., Portnoy S. L., Shakhnovich I. L., Rețele fără fir în bandă largă pentru transmiterea informațiilor. M.: Technosphere, 2005