IEEE 802.11a

IEEE 802.11a-1999 eller 802.11a är ett tillägg till IEEE 802.11 trådlösa LAN-specifikationer som definierade kraven för Orthogonal Frequency Multiplexing (OFDM)-system. Den designades ursprungligen för att stödja trådlös kommunikation i de olicensierade National Information Infrastructure-banden (U-NII) (i 5-6 GHz-bandet) enligt mandat i USA av CFR Title 47, Section 15.407.

Ursprungligen definierad i klausul 17 i specifikationen från 1999, definieras den nu i klausul 18 i 2012 års specifikation och tillhandahåller protokoll som gör att data kan skickas och tas emot med hastigheter mellan 1,5 och 54 Mbps. Det har blivit utbrett över hela världen, särskilt i företagsarbetsmiljöer. Även om det ursprungliga tillägget inte längre är giltigt, används termen "802.11a" fortfarande av tillverkare av trådlösa åtkomstpunkter (kort och router) för att beskriva kompatibiliteten för deras system vid 5,8 GHz, 54 Mbps (54 x 10 6 bps).

802.11 är en uppsättning IEEE- standarder som styr överföringsmetoderna för trådlösa nätverk. Idag används de flitigt i versionerna 802.11a, 802.11b , 802.11g , 802.11n och 802.11ac för att tillhandahålla trådlös kommunikation i hemmet, kontoret och vissa kommersiella anläggningar. Wi-Fi 2 är en inofficiell retronym för 802.11a.

Beskrivning

En ändring av den ursprungliga 802.11a-standarden ratificerades 1999. 802.11a-standarden använder samma kärnprotokoll som den ursprungliga standarden, arbetar vid 5 GHz och använder Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) med en maximalt tillåten datahastighet på upp till 54 Mbps, vilket ger realistiskt uppnåbar genomströmning i praktiken. ca 20 Mbps. Datahastigheten reduceras till 48, 36, 24, 18, 12, 9 och sedan till 6 Mbps om det behövs. 802.11a hade ursprungligen 12/13 icke-överlappande kanaler, varav 12 kunde användas inomhus och 4/5 av 12 som kunde användas i punkt-till-punkt utomhuskonfigurationer. Nyligen tillåter många länder i världen drift på frekvenserna 5,47-5,725 GHz som en andra användare med hjälp av delningsmetoden som erhölls i 802.11h . Detta kommer att lägga till ytterligare 12/13 kanaler till det totala 5 GHz-bandet, vilket kommer att ge en betydande ökning av trådlös nätverkskapacitet, vilket tillåter mer än 24 kanaler i vissa länder. 802.11a är inte kompatibel med 802.11b eftersom de fungerar på separata band, förutom när du använder utrustning med dubbelbandskapacitet. De flesta åtkomstpunkter i företagsklass har dubbelbandskapacitet.

Användningen av 5 GHz-bandet ger 802.11a en betydande fördel eftersom 2,4 GHz-bandet används hårt till den grad att det kan bli trångt. Försämringen som orsakas av sådana kollisioner kan leda till frekventa avbrott och försämrad service. Men denna högfrekvensanslutning har också en liten nackdel: det effektiva totala intervallet för 802.11a är något mindre än det för 802.11b/g; 802.11a-signaler kan inte resa så långt som 802.11b-signaler eftersom de lättare absorberas av väggar och andra fasta föremål i deras väg och eftersom vägförlusten i signalstyrka är proportionell mot kvadraten på signalfrekvensen. Å andra sidan har OFDM grundläggande spridningsfördelar i stora flervägsmiljöer som inomhuskontorsmiljöer, och högre frekvenser tillåter mindre antenner med högre RF-systemförstärkningar, vilket eliminerar nackdelen med att arbeta vid högre frekvenser. Det ökade antalet kanaler som används (4 till 8 gånger fler i FCC-länder) och nästan frånvaron av andra störande system ( mikrovågsugnar , trådlösa telefoner , babymonitorer ) ger 802.11a en betydande sammanlagd genomströmning och tillförlitlighet över 802.11b/g.

Regulatoriska frågor

Olika länder har olika regleringsstöd, även om World Radiocommunication Conference 2003 förbättrade samordningen av internationella standarder. Standarden 802.11a är för närvarande regulatoriskt godkänd i USA och Japan , men har behövt vänta längre på godkännande inom andra områden som EU . Europeiska tillsynsmyndigheter övervägde att använda den europeiska HIPERLAN -standarden , men i mitten av 2002 släpptes 802.11a för användning i Europa. I USA kunde ett beslut från mitten av 2003 av Federal Communications Commission (FCC) öppna upp fler alternativ för 802.11a-kanaler.

Synkronicitet och produktkompatibilitet

802.11a-enheter har försenats i leveransen, släpar efter 802.11b-enheter på grund av komplexiteten i att tillverka 5 GHz-komponenter. Prestandan hos den första generationens enheter var dålig och plågades av problem. När andra generationens enheter började komma, var 802.11a inte allmänt antagen av konsumenterna, främst för att den billigare 802.11b-standarden redan var i stor användning. 802.11a såg dock senare betydande penetration i företagsnätverksmiljöer, trots initiala kostnadsnackdelar, särskilt för företag som behövde ökad bandbredd och tillförlitlighet över 802.11b/g-only-nätverk.

Med introduktionen av billigare och nyare 802.11g-produkter som var bakåtkompatibla med 802.11b, eliminerades 5 GHz-bandbreddsfördelen med 802.11a. Tillverkare av 802.11a-utrustning har svarat på bristen på framgång på marknaden genom att avsevärt förbättra implementeringar (nuvarande generations 802.11a-teknik har bandegenskaper som är nästan identiska med 802.11b) och genom att göra en teknik som kan använda mer än ett band till en standard.

Dual-band eller dual-mode accesspunkter och nätverkskort (NIC) som automatiskt kan hantera a och b/g är numera vanliga på alla marknader och ligger i pris mycket nära enheter med endast b/g.

Teknisk beskrivning

Av de 52 OFDM -underbärvågorna är 48 för dataöverföring och 4 är piloter med ett bärvågsavstånd på 0,3125 MHz (20 MHz / 64). Var och en av dessa underbärvågor kan vara BPSK (binär fasskiftnyckling), QPSK (kvadraturfasskiftningsnyckel), 16- QAM (kvadraturamplitudmodulering) eller 64- QAM . Den totala bandbredden är 20 MHz med 16,6 MHz upptagen bandbredd. Symbolens varaktighet är 4 µs , inklusive ett skyddsintervall på 0,8 µs. Själva genereringen och avkodningen av de ortogonala komponenterna görs i basband med hjälp av en digital signalprocessor (DSP), som sedan uppkonverteras till 5 GHz vid sändaren. Var och en av underbärvågorna kan representeras som ett komplext tal. Tidsdomänsignalen genereras med användning av en invers snabb Fourier-transform (IFFT). Följaktligen nedkonverterar mottagaren 20 MHz-samplet och utför en Fast Fourier Transform (FFT) för att extrahera de ursprungliga koefficienterna. Fördelarna med att använda Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) är minskade mottagna flervägseffekter och ökad spektral effektivitet.

(*) Datahastighet för 20 MHz kanalavstånd.

Litteratur

1. Vishnevsky V. M., Lyakhov A. I., Portnoy S. L., Shakhnovich I. L., Trådlösa bredbandsnätverk för informationsöverföring. M.: Technosphere, 2005