Obecne standardy sieci Wi-Fi

W dzisiejszych czasach na sieć Wi-Fi możemy natknąć się dosłownie wszędzie. Sieci bezprzewodowe dostępne są w wielu miejscach publicznych, firmach czy gospodarstwach domowych.

Do Wi-Fi podłączyć można nie tylko komputer czy smartfon, ale również wiele sprzętów takich jak telewizor czy lodówka.

Globalna sieć połączeń gęstnieje z każdą chwilą, a administratorzy rozwiązań sieciowych stają przed nierzadko bardzo trudnym zadaniem zapewnienia najwyższej jakości działania sieci - składają się na to takie cechy jak moc zasięgu, bezpieczeństwo czy szybkość działania.

W poniższym artykule postaramy się opisać istotny czynnik, jakim jest standard sieci Wi-Fi. Standard to sposób opisania wszystkich parametrów danej sieci bezprzewodowej i jednoznacznie określa jej cechy.

Co jakiś czas pojawia się nowy, ulepszony standard, gwarantujący nowe możliwości dla użytkowników.

Początki standardów sieci Wi-Fi

Pierwszym standardem sieci bezprzewodowej, jaki powstał, był standard IEEE802.11. Kolejne standardy w nazwie otrzymują dodatkowe litery określające ich typ. Kiedy zwrócimy uwagę na różnicę parametrów pomiędzy pierwszym standardem, a najnowszym (IEEE802.11ac) możemy zaobserwować, jak szybki jest rozwój branży informatycznej.

Kiedyś standardowa przepustowość wynosiła 1-2 Mb/s, teraz może ona być o wiele większa (7 Gb/s). Łatwo więc zrozumieć, że możliwości pierwszych sieci Wi-Fi nie były zbyt szerokie, a użytkownicy nie oczekiwali zbyt wiele. W 1999 roku pojawiły się kolejne standardy, które zostały znacznie ulepszone w stosunku do ich poprzednika. Jeden z nich (standard 802.11a) wciąż jest używany, choć bardzo rzadko.

W czerwcu 2003 roku pojawił się na rynku najczęściej wykorzystywany standard sieci bezprzewodowej. Jest to standard 802.11g. Maksymalna przepustowość o wartości 54 Mb/s idealnie sprawdza się w przypadku użytkowników, którym zależy tylko na pracy biurowej i przeglądaniu sieci. W wielu mniejszych biurach ten standard jest nadal wykorzystywany.

Najpopularniejszy obecnie standard Wi-Fi to 802.11n. Jest to standard, który zatwierdzony został w 2009 roku. Wykorzystuje on dwa pasma przesyłania o różnych częstotliwościach i zapewnia dość wysoką prędkość przesyłania danych.

Dodatkowo rozszerzono szerokość kanału do 40 MHz. Stale pracuje się także nad zwiększeniem zasięgu sieci Wi-Fi, aby obejmował on jak największy teren, był stabilny i zapewniał niezawodną pracę wszystkich urządzeń działających w sieci, niezależnie od miejsca, w którym się znajdują. Aktualnie wprowadzanym na rynek standardem sieciowym jest 802.11ac.

Twórcy wykorzystali możliwości związane z rozszerzaniem kanałów oraz zmianą modulacji, dzięki czemu osiągnęli wyjątkowo wysoką prędkość transferu danych.

Kolejne pojawiające się na rynku standardy nie są nazywane alfabetycznie, dlatego zrozumienie ich nazewnictwa i różnic pomiędzy nimi może okazać się nieco trudne dla laików.

Zwykłe przeanalizowanie listy standardów i pod-standardów może okazać się niewystarczające do pełnego zrozumienia działania organizacji IEEE, która zajmuje się wprowadzeniem kolejnych standardów. W dalszej części tego artykułu krótko scharakteryzujemy najważniejsze standardy Wi-Fi spośród wszystkich dostępnych obecnie na rynku.

Obecnie wykorzystywane standardy sieci Wi-Fi

Pierwszym standardem, który wciąż jest wykorzystywany w firmach, jest wspomniany wyżej 802.11g/a/b. Jest on obecny tylko na widocznie przestarzałych urządzeniach, które jednak nadal są w stanie poprawnie funkcjonować. Prawdopodobnie, w ciągu kilku najbliższych lat standard ten zostanie całkowicie wyeliminowany z rynku ze względu na brak kompatybilności. Jego parametry zdecydowanie wyróżniają się (w negatywnym znaczeniu tego słowa) od pozostałych standardów sieci bezprzewodowych.

Kolejny z wykorzystywanych standardów to 802.11n. O tym standardzie również wspomnieliśmy wcześniej, nazywając go najpopularniejszym. Być może jest tak dlatego, że był on w pewnym sensie rewolucyjny. Wykorzystywał bowiem nowatorską (jak na tamte czasy) technologię MIMO, która umożliwia jednoczesne obsługiwanie wielu użytkowników przez sieć i modyfikację charakterystyki sygnałów radiowych w przestrzeni. Ten standard zapewnia przepustowość o wartości 600 Mb/s. Obsługiwane są dwie częstotliwości - 2,4 GHz i 5 GHz.

Następny standard, wciąż wykorzystywany, pochodzi z 2012 roku. Jest to standard 802.11ad. Jego parametry to przepustowość o wartości 6,7 Gb/s oraz wykorzystanie pasma częstotliwości 60 GHz. Niestety, ze względu na bardzo krótki zasięg tego standardu (około 3m), sprawdza się on tylko w szczególnych przypadkach.

Kolejnym standardem jest 802.11ac, najnowszy spośród podstawowych standardów sieci bezprzewodowej. Wykorzystuje on tylko jedno pasmo częstotliwości - 5 GHz oraz gwarantuje przepustowość o wartości do 3,5 Gb/s. Wyjątkiem dotyczącym tego standardu jest brak zachowania "zgodności wstecznej". W przypadku wielu poprzednich standardów sieci mogły być nawiązywane połączenia także z urządzeniami starszej generacji. Jednak ten standard nie umożliwia połączeń z urządzeniami sieciowymi pracującymi w standardzie 802.11b/g/n. IEEE prawdopodobnie zdecydowało się na taki krok dlatego, iż większość urządzeń posiada dwa układy radiowe, które pracują w różnych standardach sieciowych.

Najnowszy standard sieci, a właściwie tylko specyfikacja Wi-Fi to 802.11ah. Ten standard działa w paśmie poniżej 1 GHz i charakteryzuje się przepustowością wynoszącą do 347 Mb/s. Jest to specyfikacja opracowana dla tzw. Internet of Things, który w ostatnich latach niezwykle zyskał na popularności i został rozpropagowany wśród użytkowników, także domowych. Zmniejszenie częstotliwości standard rekompensuje zwiększeniem zasięgu i znacząco mniejszym poborem mocy w porównaniu do pozostałych standardów sieciowych.

Co przyniesie przyszłość - przygotowywane specyfikacje

Pierwszą z przygotowywanych specyfikacji jest 802.11aj. Będzie ona dostosowana do potrzeb i wymagań rynku chińskiego. Warstwa fizyczna oraz MAC zostały odpowiednio zmodyfikowane – tak, aby umożliwić pełne wykorzystanie dostępnych w Chinach częstotliwości sieciowych, czyli 45 GHz oraz 59-64 GHz. Dodatkowo, standard ten będzie zachowywać wsteczną zgodność ze specyfikacją 802.11ad.

Kolejna specyfikacja to 802.11ak. Jej głównym przeznaczeniem jest ułatwienie transmisji pomiędzy siecią Wi-Fi a łączem Ethernet, dostosowanie prędkości przesyłania danych. Dodatkowo, ulepszone zostaną wszystkie mechanizmy zapewniające bezpieczeństwo i kontrolę jakości zapewnianych usług. W 2017 roku opublikowano już wstępną wersję tej specyfikacji.

Następnym nadchodzącym standardem jest 802.11ax. Będzie on przeznaczony dla sieci stosowanych w miejscach publicznych, takich jak stadiony bądź lotniska. Jego zaletami są z pewnością duża przepustowość, wykorzystanie dwóch częstotliwości - 2,4 GHz i 5 GHz, a także jak najefektywniejsze wykorzystanie pasma radiowego – wszystkie te cechy pozwolą na zapewnienie bardzo wysokiej efektywności pracy sieci, co jest niezwykle ważne w sieciach cechujących się dużą gęstością użytkowników.

Warto zwrócić uwagę na tzw. sieć Next Generation 60 GHz. Innymi słowy, jest to standard sieciowy 802.11ay, który wyróżniać się będzie niezawodnością, dużym zasięgiem i bardzo wysoką przepustowością (o wartości co najmniej 20 Gb/s). Ta specyfikacja pojawi się na rynku pod koniec 2019 roku, ale z pewnością będzie godna uwagi użytkowników profesjonalnych!

Przedostatnią z nadchodzących specyfikacji sieci Wi-Fi jest standard o numerze 802.11az. Ten standard nazywany jest także "Next Generation Positioning". Zapewni on możliwość bardzo dokładnego określenia lokalizacji wszystkich urządzeń Wi-Fi. Publikacja standardu zapowiadana jest dopiero na 2021 rok – obecnie grupa wykwalifikowanych ekspertów pracuje nad wprowadzaniem odpowiednich zmian w warstwie fizycznej oraz warstwie MAC.

Ostatni z zapowiadanych standardów to 802.11ba. Ta specyfikacja ma znacząco zmniejszyć pobór energii przez urządzenia korzystające z "Internetu rzeczy" (Internet of Things), co w efekcie zwiększy długość pracy tych produktów bez konieczności ładowania akumulatorów czy zmiany baterii. Ten standard ma pojawić się na rynku latem 2020 roku.

Jak można wywnioskować z artykułu - Internet rzeczy staje się coraz popularniejszy, a producenci urządzeń starają się dostosować do stale zmieniających się wymagań rynku. Według specjalistów, wszystkie urządzenia działające w systemie IoT w przyszłości będą porozumiewać się właśnie poprzez Wi-Fi. Zalety sieci bezprzewodowej to między innymi łatwy dostęp do tanich, niewielkich komponentów, niskie zużycie energii oraz parametry umożliwiające naprawdę szeroki wachlarz zastosowań. Powszechność infrastruktury Wi-Fi także zapewnia jej przewagę nad innymi formami komunikacji pomiędzy urządzeniami.

Mamy nadzieję, iż w powyższym artykule udało nam się w zwięzły i prosty sposób opisać wykorzystywane obecnie standardy sieci Wi-Fi. Jeśli mają Państwo jakiekolwiek pytania związane z tą tematyką, gorąco zachęcamy do kontaktu z profesjonalistami – konsultantami thomas it, którzy z pewnością chętnie pomogą i rozwieją wszelkie wątpliwości.