Hlavní stránka Hardware Sítě a Internet Srovnání vybraných wireless technologií 2/2
Srovnání vybraných wireless technologií 2/2
autor: Plexo , publikováno 4.7.2008
Srovnání vybraných wireless technologií 2/2

Minule jsme rozebrali vše okolo Wi-Fi sítí, dneska se podíváme ještě více do hloubky. Také rozebereme další nové technologie, které umožňují posílat nuly a jedničky bez drátů. Ať už se jedná o WIMAX, MobileFi nebo některou z dalších chystaných technologií příští generace, v článku se o nich dozvíte více...


Síťová technologie Wi-Fi byla zatím nejvíce zmiňována, což je důsledek zejména její rozšířenosti. Na této technologii byla demonstrována aktivní i pasivní zařízení. Další informace najdete v první části článku.

Použité frekvence a kanály

Frekvenční spektrum je u 802.11b (pásmo 2,4 GHz) rozděleno celkem na 39 kanálů od 2312 do 2732MHz. Různí regulátoři však povolují různý počet kanálů. Americké FCC povoluje 11 kanálů od 2412 do 2462 MHz. Evropské ETSI navíc ještě povoluje 12. a 13. kanál tedy 2467 a 2472 MHz. Vzhledem k tomu, že jsou středy kanálů od sebe vzdálené pouze 5 MHz a jeden kanál má šířku 20 MHz, tak se některé kanály překrývají. Pokud se vysílá na 1. kanálu, další volný je až 6. kanál a po něm již jen 11. Ve skutečnosti tedy jsou pouze 3 nepřekrývající se kanály.


Srovnání vybraných wireless technologií 2/2
Zdroj smartbridges.com


Osa označená jako signal level udává, o kolik klesne intenzita signálu na dané frekvenci oproti centrální. Oproti tomu norma 802.11a již specifikuje 237 vzájemně se nepřekrývajících kanálů od 5005 do 6100MHz.

V Evropské unii jsou povolena jen některá pásma dle tabulky v závislosti na vyzářeném výkonu.

Srovnání vybraných wireless technologií 2/2
Přidělení frekvenčních pásem. Zdroj: ČTÚ

Struktura Wi-Fi komunikace

Pakety fyzické vrstvy u 802.11 jsou především zabezpečeny:

•    CRC kontrolním součtem (přímo v hlavičce přenášeného paketu),
•    ACK paketem potvrzujícím správné přijetí předchozího paketu.

V celé normě 802.11 je použito CSMA/CA řízení přístupu k médiu (podobně jako
u 802.3 ethernetu – systém detekce kolizí). Minimalizaci kolizí zabezpečují 3 základní kontrolní pakety:

•    RTS (request to send) – tento paket vysílá stanice ještě před samotným počátkem přenosu, mimo jiné obsahuje i předpokládanou dobu přenosu;
•    CTC (clear to send) – tento paket vysílá stanice, která předtím obdržela paket RTS a je připravena pro příjem informace;
•    ACK (acknowledge) – tento paket vysílá stanice po úspěšném přijetí informace se správným CRC součtem.

Registr NAV (Network Alocation Vector) – ostatní stanice v síti si do tohoto registru zapisují dobu, po kterou nemají vysílat (zjistí pomocí odposlechu RTS).

V sítích na bázi ethernetu vše funguje bez problémů, tj. všechny stanice se vždy navzájem slyší. V 802.11 se může objevit „problém skrytého uzlu“, tj. pokud spolu komunikují stanice A (řídí komunikaci), B a C (klienti), přičemž B a C se navzájem „neslyší“. Pokud totiž stanice B vyšle RTS paket, stanice C ho nezachytí a nemůže si správně nastavit registr NAV. Dochází ve zvýšené míře ke kolizím. I to je důvod, proč při venkovním použití 802.11 se ziskovými směrovými anténami není vhodné připojovat na jedno AP více než zhruba 10 klientů současně, i když teoretické možnosti AP jsou vyšší.

Srovnání vybraných wireless technologií 2/2


Využívání pásma 5 GHz

V současné době je pásmo 2,4 GHz vlivem rozšířenosti Wi-Fi zařízení již do značné míry zarušené a pokud je to možné, tak poskytovatelé migrují do pásma 5 GHz. Výhoda tohoto pásma také spočívá v možnosti použití 19 kanálů.

Pásmo 5 GHz je vhodné na vytváření point to point spojů, méně pak pro vytváření hotspotů. U sítí 5 GHz je již podstatný parametr vzdálenosti ACK, který udává, jak dlouho AP čeká na odpověď od klienta. V případě, že odpověď neobdrží včas, paket zahodí. Proto se u zařízení pro 5 GHz tento parametr nastavuje buď ručně (levnější) nebo lepší zařízení umí parametr nastavit automaticky (např. systém Mikrotik).

Provozování sítí v pásmu 5 GHz (802.11a) bylo v ČR dlouhou dobu omezené. Částečně tuto skutečnost způsobily spory mezi ETSI a IEEE. ETSI vytvořilo vlastní standard HIPERLAN/2 (High Performance Radio LAN) pracující v pásmu 5,15 –5,35 GHz. Ten je v České republice povolen do 200 mW, jelikož má v sobě zabudováno QoS, DFS a TCP – viz dále. HIPERLAN/2 funguje podobně jako 802.11, avšak implementuje deterministické přidělování práva na vysílání, zatímco 802.11 vychází v metodě přístupu z ethernetu.

Schválení provozu předcházel standard 802.11h, který upravuje 802.11a o podporu DFS a TCP.
Pomocí DFS zařízení automaticky volí volný kanál, na kterém budou pracovat a dynamicky jej mohou měnit dle okolností. Pokud žádný takový nenajdou, jednoduše se nespojí a nebudou tak rušit již existující sítě. TCP pak automaticky volí vysílací výkon a optimalizuje tak využívaní volného pásma.

Při využívání pásma 5 GHz je nutné používat antény určené pro toto pásmo. Koaxiální kabeláž také, jelikož při certifikaci např. pouze do 3 GHz již na vyšších frekvencích vzniká příliš velký útlum.

Vylepšení SuperG a 802.11n

SuperG je technologie, kterou umožňují zařízení s chipsetem Atheros. Někdy se označuje jako g+. Taková zařízení se pak mohou spojit na teoretických 108 Mbps. To už je rychlost, která se běžně dosahuje na ethernetu. Tato technologie však není standardizována, a tak jistota, že se stanice na této rychlosti spojí, může být jedině u zařízení od stejného výrobce. Běžně se však stává, že 108 Mbps funguje i mezi rozdílnými produkty využívajícími odpovídající chipset.

Rychlosti vyšší jak 100 Mbps normalizuje 802.11n.

Srovnání vybraných wireless technologií 2/2

Výrobci pracující na této normě byli rozděleni do dvou skupin:
V první, nazývající se  TGn sync (Task Group N), jsou společnosti Atheros, Agere, Intel, Nortel, Sony a další. Toto sdružení výrobců původně podporovalo využívání 5 GHz s použitím kanálů s šířkou 40 MHz, což by umožnilo rychlosti až 125 Mbps (teoreticky), s použití technologie více antén (MIMO – multiple-input multiple-output) lze v konfiguraci  2x2 (2 antény) přenášet data o rychlosti 243 Mbps a v konfiguraci 4x4 až 600 Mbps. Technologie počítala se zpětnou kompatibilitou se sítěmi 802.11a/b/g

Druhou skupinou byla WWiSE (World Wide Spectrum Efficiency), kde jsou společnosti Airgo Networks, Broadcom, Conexant Systems, Texas Instruments a další. Jejich technologie také počítala s kompatibilitou se sítěmi dle norem 802.11a/b/g. Navržená technologie spočívala v použití MIMO, ale s šířkou kanálu 20 MHz a teoretickou rychlostí 135 Mbps. V konfiguraci se 4 anténami a tedy s šířkou kanálu 40 MHz pak až 540 Mbps.

V současné době stále není technologie 802.11n zcela standardizována a zařízení, která lze koupit komunikují ve většině případů dle tzv. 802.11n Draft2, který vychází z návrhu skupiny TGn. Používá 40 MHz šířku kanálu a technologii MIMO 3x3 s maximální teoretickou rychlostí 300 Mbps. Valná většina dostupných zařízení pak využívá frekvenci 2,4 GHz, což pro použití s šířkou pásma 40 MHz není vhodné a opravdový boom 802.11n nastane s rozšířením zařízení na 5 GHz.
Na 5 GHz jsou v současné době dostupné spíše miniPCI karty s chipsetem Atheros a ovladači pro Linux případně odvozené systémy např. zmiňovaný Mikrotik.

Reálný test však ukázal, že v současné době vyšší rychlosti než 170 Mbps lze docílit stěží.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
252 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 120.4Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.