IEEE 802.11n este o versiune a standardului 802.11 pentru rețelele Wi-Fi care a apărut în 2009. A primit numele Wi-Fi 4 [1] . Funcționează în benzile de 2,4 și 5 GHz (dispozitivele care suportă banda de 5 GHz sunt mult mai puțin frecvente), vă permite să atingeți viteze de până la 150 Mbps cu o lățime de canal de 40 MHz pentru fiecare antenă independentă [2] .
Acest standard a fost aprobat la 11 septembrie 2009 [3] [4] .
802.11n oferă rate de transfer de date de 4 până la 11 ori mai rapide decât dispozitivele 802.11g (care au o viteză maximă de 54 Mbps) atunci când este utilizat în modul 802.11n cu alte dispozitive 802.11n. Teoretic, 802.11n este capabil să ofere rate de transfer de date de până la 600 Mbps brut, folosind transmisia de date pe patru antene simultan, totuși, se găsesc de obicei soluții 802.11n cu o antenă și viteze de până la 150 Mbps.
Dispozitivele 802.11n pot suporta funcționarea în benzile de 2,4 sau 5,0 GHz.
În plus, dispozitivele 802.11n pot funcționa în trei moduri [5] :
Versiunea preliminară a standardului 802.11n (DRAFT 2.0) este acceptată de multe dispozitive moderne de rețea. Versiunea finală a standardului (DRAFT 11.0), care a fost adoptată la 11 septembrie 2009, oferă viteze de până la 300 Mbps, I/O multicanal, cunoscut sub numele de MIMO și o acoperire mai mare.
Rata reală de date este întotdeauna mai mică decât rata canalului. Pentru Wi-Fi, rata reală de transfer de date diferă de obicei cu mai mult de un factor de doi în jos [6] .
În plus, există câțiva alți factori care limitează debitul real:
Este demn de remarcat faptul că atunci când lucrați în standardul 802.11b sau când furnizați un mod compatibil cu acesta, există doar trei canale care nu se suprapun, adică care nu interferează între ele (de obicei acestea sunt primul, al șaselea și al 11-lea). ). Adică, dacă un vecin din spatele peretelui are un punct de acces pe primul canal și la casa ta pe al treilea, atunci aceste puncte de acces vor interfera între ele, reducând astfel rata de transfer de date.
Cu standardul 802.11n, dispozitivele pot folosi benzile de 2,4 sau 5 GHz, ceea ce îmbunătățește fiabilitatea comunicării prin reducerea efectelor interferențelor de radiofrecvență. Începând cu 2008, aproape toți clienții 802.11n bazați pe CardBus și ExpressCard pot funcționa numai în banda de 2,4 GHz și doar unele dintre adaptoarele încorporate acceptă ambele benzi [7] .
Specificația 802.11n oferă canale standard de 20 MHz, precum și canale de bandă largă de 40 MHz. Această soluție crește debitul la 150 Mbps brut per flux. Trebuie remarcat faptul că în banda de 2,4 GHz poate fi plasat un singur canal de bandă largă, pentru aceasta 2 din 3 canale care nu se suprapun (6 și 1 sau 11) trebuie să fie libere, ceea ce este imposibil în blocurile de locuințe. Cu canale de 20 MHz, standardul oferă doar aproximativ 72 Mbps brut pe flux [2] .
Standardul 802.11n introduce o inovație importantă - MIMO ( Multiple Input, Multiple Output - „multe intrări, multe ieșiri”), cu ajutorul căreia se realizează multiplexarea spațială: transmiterea simultană a mai multor fluxuri de informații pe un canal, precum și utilizarea propagării pe mai multe căi pentru livrarea semnalului , care minimizează efectele interferențelor și pierderii de date, dar necesită mai multe antene. Posibilitatea de transmitere și recepție simultană a datelor este cea care face ca debitul dispozitivelor 802.11n să fie mai mare [7] .
La începutul anului 2013, majoritatea punctelor de acces oferite de producători acceptă MIMO 2x2 sau 1x1, adică SISO (single streaming). Adaptoarele Wi-Fi încorporate în dispozitivele mobile acceptă de obicei modul SISO.
Dispozitivele IEEE 802.11n folosesc de obicei configurații de antenă 3x3 sau 2x3 pentru transmiterea și primirea informațiilor, dar altele pot fi acceptate în timp. Modelele mai simple implementează o schemă de un circuit radio de transmisie și două de recepție (deoarece abonații de obicei descarcă date, nu transmit). Utilizatorii cu cerințe mai mari de viteză de date vor putea achiziționa modele cu o configurație de antenă 4×4 [7] .
Standardul IEEE 802.3af-2003 Power Supply ( PoE ) nu oferă puterea necesară pentru alimentarea punctelor de acces cu configurații de antenă 3x3 sau mai mari. A fost înlocuit cu standardul IEEE 802.3at-2009 , care prevede o dublare a puterii maxime, care este suficientă pentru a alimenta dispozitivele cu o configurație de antenă 4 × 4.
Având în vedere că punctele de acces care acceptă acest standard, debitul poate depăși 100 Mbps, canalele Fast Ethernet pot deveni foarte bine un blocaj în calea traficului de rețea. Prin urmare, atunci când implementați o rețea fără fir, este de dorit să utilizați comutatoare Gigabit Ethernet .
Componentele bazate pe IEEE 802.11n sunt proiectate pentru a fi compatibile cu dispozitivele 802.11b și 802.11g în banda de 2,4 GHz și cu dispozitive 802.11a (5 GHz) [8] . Se așteaptă ca rețelele 802.11n mai noi să aibă clienți moșteniți pentru ceva timp, așa că implementările WLAN ar trebui să ia în considerare sprijinirea acestora.
Standardul 802.11n acceptă o serie de moduri de operare într-un mediu mixt, în prezența dispozitivelor care implementează doar standardele mai vechi 802.11g, 802.11b și 802.11a. Următoarele măsuri sunt incluse în nivelurile MAC și PHY ale standardului 11n: protecție la nivel PHY (protecție format mixt, L-SIG TXOP Protection - toate transmisiile 11n sunt efectuate în cadrul cadrelor de transmisie 802.11a sau 802.11g), utilizarea protecției duble CTS în fiecare 20 MHz jumătate de canal de 40 MHz (strat PHY), protecție a stratului MAC prin încadrare RTS/CTS sau transmisie cadru CTS.
În absența interferenței cu propagarea undelor radio, zonele LAN fără fir sunt de obicei în formă de torus [9] . Tehnologiile MIMO și de multiplexare spațială furnizate de standardul 802.11n fac zonele mai puțin previzibile și mai puțin regulate, deoarece forma începe să depindă de condițiile din cameră. Astfel, instrumentele de planificare a rețelei ar putea avea nevoie să fie modernizate.
Punctele de acces wireless și clienții 802.11n negociază lățimile canalelor și fluxurile spațiale . Numărul de fluxuri spațiale depinde de numărul de antene. Astfel, lățimea de bandă maximă teoretică poate fi atinsă doar într-o configurație 4x4: patru antene de transmisie și patru antene de recepție. Standardul 802.11n definește indexul schemei de modulare și codare ( schema de codificare și modulare engleză . MCS ) ca un număr întreg de la 0 (corespunzător celui mai lent, dar de încredere mod) la 31 (cel mai rapid, dar sensibil la modul de interferență radio). Indicele determină tipul de modulare a frecvenței radio, rata de codare , intervalul de gardă și lățimea canalului . Împreună, acești parametri definesc o rată de date teoretică cuprinsă între 6,5 Mbps și 600 Mbps. Viteza maximă poate fi atinsă utilizând toate opțiunile posibile ale standardului 802.11n [10] .
Tipul de modulație (de exemplu, BPSK de la 802.11 sau QAM de la 802.11a ) și rata de codare determină modul în care datele sunt transmise prin aer. Tehnicile mai noi de modulare pot fi mai eficiente și pot suporta rate de date mai mari, în timp ce cele mai vechi servesc pentru a oferi compatibilitate cu versiunea inversă . Atingerea unei viteze maxime de conectare de 300 Mbps necesită ca atât punctul de acces, cât și dispozitivul client să accepte două fluxuri spațiale și să dubleze lățimea canalului de 40 MHz [10] .
Specificația 802.11n a fost ratificată pe 11 septembrie 2009.
În Rusia, acest standard este certificat oficial. Echipamentele standardului 802.11n sunt permise pentru utilizare în Rusia în intervalele 2400-2483,5, 5150-5350 și 5650-5725 MHz prin ordin al Ministerului Telecomunicațiilor și Comunicațiilor de Masă al Rusiei din 14 septembrie 2010 nr. 124 „On aprobarea Regulilor de utilizare a echipamentelor de acces radio. Partea I. Reguli pentru utilizarea echipamentelor de acces radio pentru transmisia de date fără fir în intervalul de la 30 MHz la 66 GHz. Pregătirea normelor pentru aplicarea standardului a fost efectuată de Institutul de Cercetare Științifică a Întreprinderilor Unitare de Stat Federal (NIIR).
| Standardele IEEE | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Actual |
| ||||||
| Seria 802 |
| ||||||
| Seria P |
| ||||||
| Înlocuit | |||||||
| |||||||