Основе ВиФи дела 1: фреквенције и канали
- Категорија: Мрежа
1947, Међународна унија за телекомуникације (ИТУ), агенција УН, одредила је одређене појасеве РФ спектра за ИСМ. Идеја је била да се успостави међународни стандард фреквенција који су резервисани за индустријску, научну и медицинску опрему. Иронично је да телекомуникације нису биле првобитна сврха.
Пре него што разговарамо о било каквим детаљима, желим само напоменути да ће се овај чланак превасходно заснивати на регулаторном домену САД-а. Различите регулаторне домене имају посебне захтеве у вези са одашиљаним фреквенцијама и подешавањима напајања.
Иако постоји дванаест ИСМ бендова, за сада ћемо се концентрисати на само два од њих. Већина људи их назива опсегом 2,4ГХз и 5ГХз.
Кренимо од ИСГ опсега 2,4 ГХз (2.400ГХз-2.500ГХз). Овај мали, препуни скуп фреквенција далеко је највише коришћен упркос чињеници да је већина лаптопа, паметних телефона и таблета опремљена двоструким радио радио у последњих неколико година.
Разлог за то је физика. Опште правило је да што је нижа фреквенција, то је дуже ширење и боља пенетрација. Ево два примера из реалног света:
- Сједите у свом аутомобилу на стоп стоп свјетлу. Неко се приђе поред вас и гласно му звецка. Ако вам се не свиђа њихов укус у музици, отворите прозор. Неки од тог звука су смањени, али вероватно ћете и даље добро чути бас (ниске фреквенције).
- Други пример је веома специјализовани радио систем који војска користи за комуникацију са потопљеним подморницама. Зове се ЕЛФ (екстремно ниска фреквенција) и има таласну дужину тако дугу да потребна антена може бити дугачка километрима.
Ок, сада знамо да ниже фреквенције нуде веће подручје покривања и бољи продор сигнала кроз препреке. Ако је 2,4ГХз опсег тако добар, да ли нам заиста треба 5ГХз? Одговор је да.
Ограничења од 2,4 ГХз
Само 3 канала који се не преклапају. Појас 2,4ГХз је подељен на 14 канала, од којих је већина 5МХз. Тај размак од 5МХз није био проблем у првим данима бежичне употребе. Тадашња технологија је била ограничена на око 1Мпбс пропусне моћи. Тада је у касним 1990-има 802.11б са својом технологијом ширења спектра постао стандард.
Предност је у томе што се може постићи пропусност од 11Мбпс. Лоша страна је била да користи 22МХз спектра. Дакле, ако на пример користите канал 6, у најмању руку канали 4,5,7 и 8 су неупотребљиви. Ово ограничење и данас важи без обзира да ли користите старију 802.11г или најновију 802.11н (2.4ГХз) ВиФи опрему. Ово је једно од најзначајнијих ограничења.
Пренатрпан је. То иде руку под руку са претходним ограничењем. Иако су стандарди 802.11а (5ГХз) и 802.11б (2.4ГХз) објављени, због разлика у трошковима, тек 802.11б је у то време био широко прихваћен. Резултат тога је да и данас већина ВиФи промета користи опсег 2,4 ГХз.
Станите на углу улице било којег града пристојне величине и покрените софтвер за ВиФи скенирање. По свему судећи видећете најмање 20 сигнала; Видео сам преко 40 година у центру Вашингтона. Сада се сетите да свих 40 ових сигнала раде на само 3 канала.
То је ИСМ опсег и по дефиницији отворен за друге врсте уређаја. Постоји много не-ВиФи уређаја који могу изазвати сметње: микроталасне рерне, бежични телефони, Блуетоотх уређаји, баби монитори, видео камере, отварачи гаражних врата итд.
Те ствари могу озбиљно пореметити вашу мрежу и изузетно је тешко открити без специјализованог хардвера и софтвера за анализу спектра.
Затим ћемо говорити о опсегу од 5 ГХз
Поред стандардног ИСМ опсега (5.725-7.825ГХз), ФЦЦ је додао спектар УНИИ (Нелиценцирана национална информациона инфраструктура) опсега да подстакне употребу бежичне технологије. Такође имајте на уму да различите регулаторне агенције раде кроз процес додавања спектра 195МХз доступног у распону од 5ГХз.
Ограничења од 5ГХз
Као што смо раније расправљали, веће фреквенције се не шире тако далеко, нити продирају кроз препреке. Упоредимо то са опсегом 2,4 ГХз у стварној употреби.
- На отвореном ће сигнали 5ГХз прелазити отприлике 1/3 до ½ удаљености.
- Корисни квалитет сигнала ће се значајно погоршати након пробијања унутарњег зида, за разлику од око 3 зида за сигнале од 2,4 ГХз.
То доводи до још једног, очигледнијег недостатка, трошкова. Цена за употребу 5ГХз (добро, двопојасне) ВиФи мреже било које величине је најмање 2,5 пута већа од еквивалентне мреже само 2,4. Потребно вам је пуно више приступних тачака, обично 2,5к до 3к. Додајте у каблове, лиценцирање, одржавање итд.
Неки канали су заједничка употреба. Специфични канали су означени као ДФС, динамички избор фреквенције. Ови канали, који се налазе у опсезима УНИИ-2 и -2, деле спектар са неким радарским системима, углавном у Европи.
Због тога ВиФи систем мора бити дизајниран за скенирање радарских импулса пре коришћења одређених канала. Наравно ако се открију радарски импулси, то одмах онемогућава погођене канале.
Предности 5ГХз
Као што јасно можете видети на горњој табели, постоји много више од 3 канала. Такође уочите размак канала - најмање 20МХз. То значи да се ниједан канал не преклапа; све се могу користити истовремено.
Много мање гужве. За разлику од уређаја од 2.4ГХз, уређаји од 5ГХз постали су широко распрострањени у последњих пет или шест година. Ту је и чињеница да је потребно време за надоградњу инфраструктуре. Још увек постоји значајан број предузећа која покрећу само 2.4 мреже.
Врло мало извора сметњи. Осим горе поменутог радара на одређеним фреквенцијама, шансе за не-ВиФи интерференције су изузетно мале.
Већа пропусна способност. Теоретски обоје могу да добију 600Мбпс. Међутим, у пракси то није случај јер много од те побољшане способности зависи од повезивања канала. Ово је опциони режим где уређај истовремено користи више суседних канала. Сећате се раније како смо разговарали о чињеници да су у 2.4 опсегу доступни само 3 канала који се не преклапају?
Ова техника би користила 2 од тих 3. Дакле, не само да бисте заиста иритирали своје комшије, већ би се сви канали и смештаји суседних канала вероватно погоршали. Да резимирамо, НЕ омогућавајте повезивање канала у 2.4 опсегу.
Излазе неки новији стандарди који користе друге фреквенције. О њима ћемо говорити у наредном чланку.
За пдф оф ФЦЦ службене мапе спектра: хттп://ввв.нтиа.доц.гов/осмхоме/аллоцхрт.ПДФ
Надам се да сте уживали у овом чланку. Мислим да ће моја следећа бити дискусија о различитим стандардима.
Ако имате предлог теме који се односи на ВиФи или опште умрежавање, јавите ме у коментарима.