Standard 802.11 b

W wyniku rosnącego zapotrzebowania na pasmo w systemach transmisji danych (w szczególności w bezprzewodowych sieciach komputerowych) rozszerzono funkcjonalność protokołu 802.11 o wyższe przepływności. Problemami były konieczność zapewnienia wstecznej kompatybilności oraz brak możliwości poszerzenia dostępnego pasma częstotliwości.

Najpopularniejszą obecnie wersją rozszerzenia 802.11 jest standard 802.11b (znany jako Wi-Fi). W ramach 802.11b zdefiniowano nową warstwę fizyczną zwaną CCK (Complementary Code Keying) do zapewnienia obsługi transmisji z prędkością 5,5 i 11 Mb/s. Podstawowe cechy 802.11b to:

- wykorzystanie kodów Walsha oraz kodów CCK do transmisji danych;

- współpraca z dotychczasowym standardem (prędkości 1 i 2 Mb/s), dzięki wykorzystaniu tej samej preambuły i nagłówka;

- brak zmian w warstwie MAC (802.11 MAC).

Standard 802.11 b jest rozszerzeniem funkcjonalnym trybu DSSS podstawowej wersji 802.11. Ogólna zasada działania jest następująca: dane o szybkości 11 Mb/s są buforowane w multiplekserze 1:8 i z 8-krotnie mniejszą częstotliwością przekazywane przez 8-bitową szynę do wejścia układu generatora kodu CCK. 8 bitów daje 256 możliwych kombinacji wejścia, właśnie taki zbiór służy do sterowania układem generatora kodów. Zakodowane dane są przekazywane na wejście modulatora QPSK, który generuje sygnał wyjścia w paśmie 26 MHz. Analogicznie - po stronie odbiorczej układ korelatora dla CCK dekoduje strumień danych.

W rzeczywistych układach ze względu na konieczność współpracy z przepływnościami 1 i 2 Mb/s stosuje się jednak zintegrowaną wersję systemu z wykorzystaniem kodów CCK. W układzie MUX 1:8 stosuje się podział bitów na szynie - 2 bity do przesyłania danych w systemie 1 lub 2 Mb/s, a pozostałe 6 bitów na rozszerzenie do trybu 11 Mb/s.

Inne standardy WLAN

Standard 802.11a opisuje działanie sieci WLAN przesyłających dane z szybkością 54 Mb/s i wykorzystujących częstotliwości z pasma UNII. 802.11a używa techniki kodowania OFDM (a nie FHSS czy DSSS). Standard 802.11a ma dwie podstawowe zalety w porównaniu ze standardem 802.11b: większą szybkość (praktyczne testy wykazują, że sieci te funkcjonują w typowych warunkach trzy razy wydajniej niż sieci 802.11b) i większą liczbę niezachodzących na siebie kanałów. Wyższa częstotliwość używana przez 802.11a oznacza jednak mniejszy zasięg. Dlatego, w porównaniu ze standardem 802.11b, trzeba stosować więcej punktów dostępu, aby pokryć ten sam obszar.

W przypadku częstotliwości 5 GHz (pasmo UNII) mamy trzy podpasma, UNII1 (5,15-5,25 GHz), UNII2 (5,25-5,35 GHz) i UNII3 (5,725-5,825 GHz). Wykorzystując UNII1 i UNII2, można uzyskać do ośmiu niezachodzących na siebie kanałów (w przypadku częstotliwości 2,4 GHz są to trzy kanały). Całkowita szerokość pasma dostępna przy 5 GHz jest też większa niż przy 2,4 GHz (przy 2,4 jest to 83,5 MHz, a przy 5 GHZ - 300 MHz).

Oba standardy pracują na innych częstotliwościach, toteż produkty 802.11a i 802.11b nie są ze sobą zgodne. Punkt dostępu 2,4 GHz 802.11b nie może współpracować z kartą sieciową 5 GHz 802.11a. Jednak oba standardy mogą być stosowane w tym samym systemie informatycznym. Użytkownicy 802.11a i 802.11b mogą korzystać z różnych punktów dostępu, które są podłączone do tej samej sieci LAN.

Standard 802.11g opisuje działanie sieci WLAN pracujących z szybkością 11-54 Mb/s i wykorzystujących częstotliwość 2,4 GHz. Szybsze od 802.11b produkty do sieci 802.11g, dzięki temu, że używają tej samej częstotliwości i tej samej techniki rozproszenia widma (DSSS), są wstecznie kompatybilne z produktami 802.11b.

Karta sieciowa 802.11g pracuje z punktem dostępu 802.11b, a punkt dostępu 802.11g współpracuje z kartą sieciową 802.11b, przesyłając dane z szybkością do 11 Mb/s. Standard przewiduje też możliwość stosowania metody modulacji (OFDM/CCK), zwiększając tym samym efektywność pracy instalacji 802.11g. Metoda modulacji OFDM pozwala przesyłać dane szybciej, ale ogólna dostępna szerokość pasma przy częstotliwości 2,4 GHz pozostaje taka sama, ponieważ liczba kanałów w przypadku 802.11g jest ograniczona do trzech.

Standard HiperLAN/2 jest promowany przez ETSI (European Telecommunications Standards Institute). HiperLAN/2 wspiera technologię ATM, toteż sieci tego standardu mogą współpracować z sieciami komórkowymi trzeciej generacji (3G), do czego nie są zdolne sieci WLAN 802.11a.

HiperLAN2 jest jednym ze standardów nowej generacji, które obsługują zarówno dane asynchroniczne, jak i usługi wrażliwe na opóźnienia (pakiety zawierające głos i wideo), wymagające przestrzegania reguł QoS.

W warstwie fizycznej standard HiperLAN2 jest bardzo podobny do 802.11. Aby osiągnąć odpowiednią szybkość, obie technologie używają OFDM. Jednak warstwa MAC (Media Access Control) jest już zupełnie inna, jeśli chodzi o sposób, w jaki są formowane pakiety i jak są adresowane urządzenia. Od strony technicznej standard 802.11 to jakby bezprzewodowy Ethernet, podczas gdy HiperLAN2 to raczej bezprzewodowy ATM (Asynchronous Transfer Mode). HiperLAN2 współdzieli kanały o szerokości 20 MHz, wykorzystując częstotliwość 5GHz i używając technologii TDMA (Time Division Multiple Access), udostępniając w ten sposób usługi QoS za pomocą mechanizmu podobnego do ATM. Główna zaleta tego standardu (w porównaniu ze standardem 802.11h) polega na tym, że może on zagwarantować wybranym użytkownikom określoną przepustowość.

Standard HiperLAN2 obsługuje dwa podstawowe tryby pracy: scentralizowany i bezpośredni. Tryb scentralizowany to analogia do telefonii komórkowej, gdzie każda komórka radiowa jest kontrolowana przez punkt dostępu pokrywający określony obszar geograficzny. W tym trybie terminal mobilny komunikuje się z innym terminalem mobilnym lub ze szkieletem sieci przez punkt dostępu. Ten tryb jest stosowany głównie przez aplikacje biznesowe, które muszą operować na większych geograficznie obszarach. Tryb bezpośredni jest stosowany do tworzenia topologii sieciowej ad hoc - głównie w środowisku domowym - gdy komórka radiowa pokrywa cały obszar. W trybie tym terminale mobilne zlokalizowane w obszarze jednej komórki mogą bezpośrednio wymieniać między sobą dane.