Стандарты семейства 802.11 (беспроводное соединение)

Несмотря на стабильность и надежность проводного соединения, из-за неудобств, связанных с прокладкой и использованием сетевого кабеля, большинство абонентов предпочитает беспроводное подключение к сети Интернет по технологии Wi-Fi.

В этой статье мы поможем Вам познакомиться со стандартами технологий беспроводных сетей семейства 802.11 получше.

Чтобы извлечь из статьи максимальную пользу, рекомендуем также ознакомиться со следующими материалами:

  1. Какие факторы влияют на скорость соединения с Интернетом?
  2. Выбор канала в настройках Wi-Fi на модемах Huawei HG8245
  3. Обзор роутера TP-Link WR841N
  4. Подключение ПК к Wi-Fi с помощью адаптера

Стандарты семейства 802.11 (беспроводное соединение)

IEEE 802.11 — набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Наиболее известен как Wi-Fi.

  • 802.11
    Первый вариант стандарта, диапазон работы – 2.4 ГГц. Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. В настоящее время не используется. Ширина канала – 11 МГц.
  • 802.11a
    Стандарт, использующий диапазон 5ГГц, обеспечивает скорости работы 54 до 36, 24, 18, 12, или 6 Мбит/c. Ширина канала – 20МГц.
  • 802.11b
    Дальнейшее развитие стандарта 802.11, использующего диапазон 2.4ГГц, обеспечивает скорости работы 11, 5.5, 2 и 1 Мбит/с Ширина канала – 22МГц.
  • 802.11g
    Наиболее распространенный стандарт, обеспечивающий лучшую по сравнению с 802.11b пропускную способность. Стандарт использует диапазон 2.4 ГГц, и обеспечивает скорости работы 54, 36, 24, 18, 12 и 6 Мбит/с. Обратно совместим со стандартом 802.11b, и, соответственно, поддерживает также скорости работы 11, 5.5, 2 и 1 Мбит/с. Ширина канала – 20МГц.
  • 802.11n
    Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных почти в 4 раза по сравнению с устройствами стандартов 802.11g, максимальная скорость которых равна 54 МБит/с, при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц.
    Однако данная скорость передачи данных подразумевает использование большей ширины канала (40 МГц) и использования нескольких антенн для приема и передачи данных. Это затрудняет применение данного оборудования вне помещения. Кроме того, из-за распространения устройств Wi-Fi работа со спектром 40 МГц в реальных условиях крайне маловероятна.

 

Используемые частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Для беспроводной Wi-Fi-связи используется определенный диапазон частот, причем в зависимости от страны, этот диапазон может быть различным. Весь диапазон частот разбит на несколько каналов, на которых может работать оборудование.

Стандарты 802.11b, 802.11g и 802.11n определяют следующие каналы:

Канал Частота, ГГц Страны
1 2,412 США, Европа, РФ, Япония
2 2,417 США, Европа, РФ, Япония
3 2,422 США, Европа, РФ, Япония
4 2,427 США, Европа, РФ, Япония
5 2,432 США, Европа, РФ, Япония
6 2,437 США, Европа, РФ, Япония
7 2,442 США, Европа, РФ, Япония
8 2,447 США, Европа, РФ, Япония
9 2,452 США, Европа, РФ, Япония
10 2,457 США, Европа, РФ, Япония
11 2,462 США, Европа, РФ, Япония
12 2,467 Европа, РФ, Япония
13 2,472 Европа, РФ, Япония
14 2,484 Япония

Из таблицы видно, что шаг каналов в диапазоне 2.4 ГГц составляет 5 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20 МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования перекрывается и независимых каналов, работа на которых возможна без взаимных помех, всего три — например, 1 (2,412 ГГц), 6 (2,437 ГГц) и 11 (2,462 ГГц), частоты которых отличаются более чем на 20 МГц. Можно также использовать как независимые каналы 2, 7, 12 или 3, 8, 13. Так как имеется всего 3 независимых Wi-Fi-канала, причем реальная скорость работы Wi-Fi-устройств в реальных условиях не превышает 8-10 Мбит/, то подключение по Wi-Fi множества устройств одновременно сильно затруднено из-за ограничения пропускной способности.

Опыт показывает, что подключение более 4-5 беспроводных Wi-Fi-камер с битрейтом 500-1000 кбит/с к одной точке доступа нецелесообразно. Причем ограничивает количество подключаемых камер не только ширина беспроводного канала, но и ограниченное быстродействие процессора точки доступа, который просто не успевает обрабатывать поступающие пакеты данных при подключении множества устройств одновременно.

Таким образом, с использованием стандартных средств по Wi-Fi можно подключить не более 12-15 камер.

Также нужно учитывать, что в настоящее время имеется большое количество оборудования, работающего в данном стандарте, и, соответственно, беспроводные каналы могут быть заняты другими радиосетями, что еще более затрудняет подключение IP-камер.

Применение Wi-Fi-оборудования требует оформления соответствующих лицензий и разрешений в соответствии с законодательством Республики Беларусь.

Для преодоления данного ограничения существует два пути – использовать оборудование, работающее в диапазоне 5 ГГц или использовать нестандартные частоты в диапазоне 2.4 ГГц.

Нестандартные частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Некоторое оборудование может работать за пределами стандартного диапазона частот, определенного стандартом Wi-Fi. Это свойство полезно при загруженности или занятости стандартных Wi-Fi-каналов.

Так как в данном случае используются нестандартные частоты, то должно применяться только совместимое оборудование.

Нестандартные каналы, доступные для оборудования:

Канал 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246
Частота, ГГц 2,312 2,317 2,322 2,327 2,332 2,337 2,342 2,347 2,352 2,357
Канал 247 248 249 250 251 252 253 254 255 0
Частота, ГГц 2,362 2,368 2,372 2,377 2,382 2,387 2,392 2,397 2,402 2,402

Из таблицы видно, что шаг нестандартных каналов составляет 5 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20 МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования также перекрывается и независимых каналов на нестандартных частотах, работа на которых возможна без взаимных помех и частоты которых отличаются более чем на 20 МГц, – четыре: например 237, 242, 247 и 252. Можно также использовать как независимые каналы 238, 243, 248 и 253 или 239, 244, 249 и 254 и т.д. Итак, имеет 3 стандартных неперекрывающихся Wi-Fi-канала и 4 нестандартных неперекрывающихся Wi-Fi-канала, итого 7 каналов, в каждом из которых можно подключить до 4-5 беспроводных камер, итого имеется возможность подключить 28-35 камер при использовании беспроводной связи в диапазоне 2.4 ГГц.

Однако применение такого оборудования требует оформления соответствующих лицензий и разрешений в соответствии с законодательством Республики Беларусь.

 

Используемые частоты и каналы в диапазоне 5 ГГц

Для беспроводной Wi-Fi-связи в диапазоне 5 ГГц в Европе используется два диапазона частот 5150МГц–5350МГц (нижний диапазон) и 5470МГц–5850МГц (верхний диапазон). Это связано с тем, что в этом диапазоне очень маленькая длина волны и тяжело изготовить антенну, которая одинаково хорошо работает на всем диапазоне 5 ГГц вследствие ограничений на геометрические размеры элементов.

Стандарт 802.11а определяет следующие каналы:

Канал 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
Частота, ГГц 5,170 5,180 5,190 5,200 5,210 5,220 5,230 5,240 5,250 5,260 5,270
Канал 56 58 60 62 64 100 104 108 112 116 120
Частота, ГГц 5,280 5,290 5,300 5,310 5,320 5,500 5,520 5,540 5,560 5,580 5,600
Канал 124 128 132 136 140 147 149 151 152 153 155
Частота, ГГц 5,620 5,640 5,660 5,680 5,700 5,735 5,745 5,755 5,760 5,765 5,775
Канал 157 159 160 161 163 165 167 171 173 177 180
Частота, ГГц 5,785 5,795 5,800 5,805 5,815 5,825 5,835 5,855 5,865 5,885 5,905

Из таблицы видно, что шаг каналов в диапазоне 5 ГГц составляет 5 — 20 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20 МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования перекрывается и независимых каналов, работа на которых возможна без взаимных помех, – 22 (сравните с 3-7 каналами в диапазоне 2.4 ГГц). На каждом из каналов можно подключить до 4 беспроводных камер, итого имеется возможность подключить 88 камер при использовании беспроводной связи в диапазоне 5 ГГц.

Применение оборудования Wi-Fi требует оформления соответствующих лицензий и разрешений в соответствии с законодательством Республики Беларусь.

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *