Hlavní navigace

Bezdrátové lokální sítě WLAN podle IEEE II.

Rita Pužmanová 16. 4. 2002

Nejnovější datové bezdrátové sítě se vyvíjejí v nejrůznějších variantách podle dosahu (lokální, domácí, osobní) a poskytované kapacity (od řádově stovek kb/s do desítek Mb/s). V minulém článku Bezdrátové lokální sítě WLAN podle IEEE jsme se zastavili u prvních specifikací IEEE 802.11 a 802.11b (WiFi), dnes se podíváme na rychlejší varianty.

Bezdrátové lokální sítě (WLAN) podle 802.11b (WiFi) se rychle ujímají vlády nad místní komunikací, ať firemní nebo domácí. Aby však skutečně mohly zvítězit na plné čáře, několik „drobností“ jim chybí. Především jde o přenosovou rychlost, která se pohybuje u 802.11b v řádu jednotek Mb/s. Kromě tohoto problému u nich mohou nastat potíže s rušením s jinými zařízeními v otevřeném pásmu 2,4 GHz. V neposlední řadě 802.11b nezajišťuje kvalitu služeb (QoS) a dostatečnou bezpečnost komunikace. Z těchto důvodů se IEEE zabývá řadou doplňků k IEEE 802.11 (802.11d, e, f, h, i, j) a dalších variant WLAN, jako 802.11a a 802.11g.

IEEE 802.11a

WLAN IEEE 802.11a (norma byla schválena 1999 – práce na ní byla zahájena dříve než na 802.11b, ale vyžádala si delší čas vzhledem ke složitějšímu způsobu přenosu na fyzické vrstvě) na rozdíl od 802.11b pracuje již v licenčním pásmu 5 GHz a s výrazně vyšší teoretickou rychlostí: 54 Mb/s (skutečná přenosová rychlost se pohybuje do 30–36 Mb/s, v tzv. turbo režimu). Pro její dosažení se poprvé v paketových komunikacích používá ortogonální multiplex s kmitočtovým dělením (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM), který se dosud uplatňoval pouze ve systémech jako DAB (Digital Audio Broadcasting) nebo DVB (Digital Video Broadcasting).

Výhoda 802.11a oproti 802.11b není ale jen ve vyšších rychlostech, ale také v použitém kmitočtu: kmitočet 5 GHz je méně vytížen a dovoluje využití více kanálů bez vzájemného rušení. Rozdílně využívané kmitočty u obou typů WLAN znemožňují jejich vzájemnou spolupráci. 802.11a nabízí až osm nezávislých, nepřekrývajících se kanálů. Kmitočet 5 GHz nutný pro IEEE 802.11a je ale v Evropě věnován konkurenční WLAN, HIPERLAN/2 (ETSI – viz Zpravodaj 2).

Zatímco produkty pro 802.11b jsou již ve velkém výběru značek k dispozici a otestovány WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) na vzájemnou spolupráci, o prvcích pro 802.11a se totéž říci nedá. Testy se zatím připravují pod označením Wi-Fi5. Proto stávající sítě 802.11b zřejmě nebudou v rámci modernizace přecházet na 802.11a, ale budou čekat na specifikaci a produkty 802.11b vylepšené podle 802.11g.

Další rozšíření a nové normy: 802.11c-j

Práce na vylepšení a nových specifikacích pro WLAN podle 802.11 pokračují, takže se podívejme, co která specifikace přináší/přinese (v abecedním pořadí).

IEEE 802.11c

Tento dokument řeší práci komunikačních mostů v rámci podvrstvy MAC (Media Access Control) 802.11 a je doplňkem k mezinárodní normě IS 10038 (IEEE 802.1D) o transparentních mostech (konkrétně protokolu Spanning Tree Protocol, STP). Doplněk byl schválen v roce 1998.

IEEE 802.11d

Norma IEEE 802.11d upravuje 802.11b pro jiné kmitočty s cílem umožnit nasazení WLAN v místech, kde pásmo 2,4 GHz není dostupné (většina zemí tento kmitočet na základě doporučení ITU-T, International Telecommunications Union – Telecommunications Standardizartion Sector, uvolnila). Norma, která je někdy nazývána jako „internaciona­lizace“ 802.11, byla schválena roku 2001.

IEEE 802.11e

IEEE 802.11e doplňuje podporu pro kvalitu služeb QoS (s využitím Time Division Multiple Access, TDMA) a opravu chyb do podvrstvy MAC na podporu všech fyzických vrstev používaných v IEEE 802.11 sítích, kromě ad hoc typů sítí. Norma měla být schválena už v loňském roce, ale momentálně se návrh doplňku reviduje.

IEEE 802.11f

Nový projekt IEEE 802.11f vylepšuje mechanismus předávání stanic (roaming) při přechodu mezi dvěma rádiovými kanály nebo z jedné sítě do sousední s připojením k jinému přístupovému bodu. Protokol IAPP (Inter-Access Point Protocol) má umožnit spolupráci přístupových bodů od různých výrobců ve WLAN s distribučním systémem na základě specifikace informací, které si musí při předávání stanic vyměňovat.

Původní norma 802.11 se nezabývala podrobnostmi implementace přístupových bodů a distribučního systému, které navíc zahrnují i záležitosti vyšších vrstev (nejen nejnižších dvou, které definuje WLAN). Volnost v návrhu jednotlivých systémů zákonitě vede k neschopnosti spolupráce mezi zařízeními různých výrobců.

IEEE 802.11g

Připravovaná norma IEEE 802.11g rozšiřuje 802.11b na 54 Mb/s. Systémy podle ní mají být slučitelné s 11 Mb/s WLAN, včetně všech připravovaných doplňků: 802.11d – internacionalizace, 802.11e – kvalita služeb a 802.11i – bezpečnost. 802.11g bude znamenat vlastně další alternativu k 802.11a a 802.11b. Řešení fyzické vrstvy je zde založeno na OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), podobně jako 802.11a. Pro zpětnou slučitelnost s 802.11b podporuje také CCK (Complementary Code Keying); volitelně rovněž modulaci PBCC (Packet Binary Convolutional Coding) jako ústupek vůči Texas Instruments (nepřináší nic nového).

Tři modulační mechanizmy budou moci pracovat simultánně, takže přístupové body podle 802.11g budou schopny podporovat jak stávající uživatele, tak nové klienty s vyššími rychlostmi. Práce 802.11b CCK, 802.11b PBCC a 802.11g OFDM vedle sebe, na stejném kmitočtu a v totožném místě ale může vést ke vzájemnému rušení.

Ratifikace normy se nepředpokládá dříve než před koncem roku 2002, dnes se ještě pracuje na finálním návrhu (řeší se např. vzájemná spolupráce s podporou pro QoS podle 802.11e).

IEEE 802.11h

Připravovaný doplněk IEEE 802.11h vylepšuje řízení využití kmitočtového spektra (výběr kanálu a řízení vysílacího výkonu) a doplňuje 802.11a. Evropští regulátoři požadují pro schválení produktů 802.11a použití dynamického výběru kanálu (Dynamic Channel Selection, pro venkovní i vnitřní komunikaci) a řízení vysílacího výkonu (Transmit Power Control) u zařízení pracujících na kmitočtu 5 GHz. IEEE 802.11h má právě tyto možnosti doplnit do normy 802.11a. Tyto doplňky se budou tedy týkat pouze pásma 5 GHz, nikoli 2,4 GHz.

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i doplňuje bezpečnost do podvrstvy MAC na podporu všech fyzických vrstev používaných v IEEE 802.11 sítích; místo WEP (Wireless Encryption Privacy) použije nový způsob šifrování: Advanced Encryption Standard (AES).

IEEE 802.11j

IEEE 802.11j představuje nejnovější záměr IEEE pro řešení koexistence 802.11a a HIPERLAN/2 na stejných vlnách. HIPERLAN/2 je evropská norma (ETSI – viz Zpravodaj 2) využívající pásmo 5 GHz a podporující rychlosti (na fyzické vrstvě) do 54 Mb/s. Mezi výhody HIPERLAN/2 patří, že používá OFDM a má zabudovanou podporu pro QoS (řešení fyzické vrstvy totiž vychází z bezdrátového Asynchronous Transfer Mode, ATM). Specifikace pro HIPERLAN/2 ještě nebyla schválena, očekává se až v příštím roce, podobně jako produkty na ní založené.

Typ WLAN Rychlost na fyzické vrstvě Skutečná rychlost Pásmo Dosah Modulace Norma / produkty
802.11a 54 Mb/s 30 Mb/s 5 GHz 80 m OFDM 1999 / 2002
802.11b 11 Mb/s 6 Mb/s 2,4 GHz 100 m DSSS 1999 / dnes
802.11c 54 Mb/s ? 2,4 GHz 150 m OFDM / DSSS 2002+ / 2003

Přehled publikovaných IEEE norem pro WLAN

IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802–11) – 1999, IEEE Standard for Information Technology – LAN/MAN – Specific requirements – Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications

IEEE 802.11a – 1999: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band (doplněk ANSI/IEEE 802.11, 1999)

IEEE 802.11b – 1999, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band (doplněk ANSI/IEEE 802.11, 1999)

IEEE 802.11b – Cor 1 – 2001: Corrigenda [opravy] to IEEE 802.11b – 1999, Information Technology – Telecommunications and Information Exchange Between Systems – Local and Metropolitan Networks – Specific Requirements – Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Higher Speed Physical Layer (PHY) Extension in the 2.4 GHz Band (upravuje nedostatky v bázi informací pro management MIB)

IEEE 802.11c – 1998: IEEE Standard for Information Technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local area networks – Media access control (MAC) bridges – Supplement for support by IEEE 802.11

IEEE 802.11d – 2001, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 3: Specification for operation in additional regulatory domains (doplněk IEEE 802.11, 1999, IEEE 802.11a-1999 a IEEE 802.11b-1999)

Pozn.:

1) Některé z uvedených norem IEEE byly přijaty také jako normy ISO/IEC (International Organization for Standardizati­on/Internatio­nal Electrotechnical Commission) a ANSI (American National Standards Institute).

2) Normalizační terminologie:

Corrigendum (mn.č. corrigenda) – oprava/y;
Amendment (ve smyslu supplement) – doplněk


Organizace: IEEE

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) je mezinárodně uznaná organizace sdružující elektro-inženýry (v současnosti je jich kolem čtvrt milionu ze 150 zemí světa). Členství v IEEE je individuální, otevřené všem dobrovolníkům. Kromě vzdělávací a publikační činnosti vytváří IEEE důležité technické normy (IEEE Standards Association, IEEE-SA). Ve svém portfoliu má přes 870 schválených norem a přes 400 ve vývoji. Asi nejznámější normy IEEE se týkají oblasti komunikačních sítí: výbor IEEE 802 normalizoval prakticky všechny lokální a metropolitní sítě (LAN a MAN), jako 802.3 (normalizovaný Ethernet), 802.5 (normalizovaný Token Ring). Výjimkou je pouze FDDI (Fiber Distributed Data Interface) a Fibre Channel, které spadají do působnosti ANSI (American National Standards Institute).

Poznámka: Normy IEEE 802 jsou v současnosti volně k dispozici ke stažení (zpřístupněny po šesti měsících od schválení, dříve je možné je zakoupit v elektronické nebo tištěné podobě). Stav přípravy a publikování norem lze zjistit v celkové zprávě IEEE Standards Status Report nebo konkrétně vyhledat.

Našli jste v článku chybu?

22. 4. 2002 23:59

Tomáš Kapler (neregistrovaný)
když už citujete ČTÚ normu, stálo by za to se zmínit o druhé poznámce: "Systém musí být vybaven řízením vysílacího výkonu tak, aby se dosáhlo činitele potlačení rušení minimálně 3 dB. Systém musí být dále vybaven dynamickým výběrem pracovního kmitočtu se zařízením výběru kanálu,který zajistí rovnoměrné rozložení zatížení kmitočtového pásma."
Jinými slovy to je podmínka, kterou stanovilo ETSI a o které jsem se zmiňoval. Jak již nakousla (a jistě dále rozebere) paní Pužmanová, produkty …

22. 4. 2002 23:28

Tomáš Kapler (neregistrovaný)
Jestli máte chuť na prima počtení k 802.1x, doporučuji ftp://ftp.orinocowireless.com/pub/partners/library/BULLETIN/TECH/TB-048.pdf
Předpokládám, že jste si alespoň trochu přečetl článek, a pouze jste přehlédl, že se v něm hovoří o standardech skupiny 802.11 a ne o 802.1 (zapomněl jste jednu jedničku)
Nu i mistr anonym se někdy utne.
;-)


Vitalia.cz: Pravda o přibírání na zimu

Pravda o přibírání na zimu

Měšec.cz: Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

DigiZone.cz: Mňam TV splnila slib a odešla z DVB-T

Mňam TV splnila slib a odešla z DVB-T

Měšec.cz: Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Podnikatel.cz: Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Podnikatel.cz: Víme první výsledky doby odezvy #EET

Víme první výsledky doby odezvy #EET

Měšec.cz: Vklad na cizí účet je draze zpoplatněn (přehled)

Vklad na cizí účet je draze zpoplatněn (přehled)

Měšec.cz: Platby do zahraničí: pozor na tučné poplatky

Platby do zahraničí: pozor na tučné poplatky

Měšec.cz: U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

120na80.cz: Bojíte se encefalitidy?

Bojíte se encefalitidy?

Lupa.cz: Google měl výpadek, nejel Gmail ani YouTube

Google měl výpadek, nejel Gmail ani YouTube

DigiZone.cz: Milan Kruml: procházka TV historií

Milan Kruml: procházka TV historií

Root.cz: Telegram spustil anonymní blog Telegraph

Telegram spustil anonymní blog Telegraph

Vitalia.cz: Vláknina: Rozpustná, nebo nerozpustná?

Vláknina: Rozpustná, nebo nerozpustná?

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Podnikatel.cz: Změny v daních z příjmů u zaměstnávání

Změny v daních z příjmů u zaměstnávání

Lupa.cz: Babiš: E-shopů se EET možná nebude týkat

Babiš: E-shopů se EET možná nebude týkat

Vitalia.cz: Naučí vás péct kváskový chléb bez lepku i s lepkem

Naučí vás péct kváskový chléb bez lepku i s lepkem

Lupa.cz: Avast po spojení s AVG propustí 700 lidí

Avast po spojení s AVG propustí 700 lidí

Lupa.cz: UX přestává pro firmy být magie

UX přestává pro firmy být magie