Безжични технологии: Wi-Fi и WiMAX. Безжични технологии (Wi-Fi, Bluetooth, WiMAX)

WiFi(Английски) Безжична вярност- “wireless precision”) е търговска марка на Wi-Fi Alliance за безжични мрежи, базирани на стандарта IEEE 802.11.

Всяко оборудване, което отговаря на стандарта IEEE 802.11, може да бъде тествано от Wi-Fi Alliance и да получи съответния сертификат и правото да прилага логото на Wi-Fi.

Фигура 10. WiFi лого

Wi-Fi е създаден през 1991 г. от NCR Corporation/AT&T (по-късно Lucent Technologies и Agere Systems) в Nieuwegein, Холандия. Продуктите, първоначално предназначени за системи на място за продажба, бяха представени на пазара под марката WaveLAN и осигуряваха скорости на трансфер на данни от 1 до 2 Mbit/s.

Обикновено диаграмата на Wi-Fi мрежата съдържа поне една точка за достъп (т.нар. инфраструктурен режим) и поне един клиент. Също така е възможно да се свържат два клиента в режим от точка до точка, когато точката за достъп не се използва и клиентите са свързани чрез мрежови адаптери „директно“. Точката за достъп предава своя мрежов идентификатор (SSID), използвайки специални сигнални пакети със скорост от 0,1 Mbit/s на всеки 100 ms. Следователно 0,1 Mbit/s е най-ниската скорост на пренос на данни за Wi-Fi. Познавайки SSID на мрежата, клиентът може да определи дали е възможна връзка с дадена точка за достъп. Когато две точки за достъп с идентични SSID са в обхвата, приемникът може да избира между тях въз основа на данните за силата на сигнала. Wi-Fi стандартът дава пълна свобода на клиента при избора на критерии за връзка.

Предимства:

• Позволява ви да разположите мрежа без полагане на кабели, което може да намали разходите за разгръщане и/или разширяване на мрежата. Места, където не може да се инсталира кабел, като например на открито и сгради с историческа стойност, могат да бъдат обслужвани от безжични мрежи.
• Позволява достъп на мобилни устройства до мрежата.
• Wi-Fi устройствата са широко достъпни на пазара. Съвместимостта на оборудването е гарантирана чрез задължително сертифициране на оборудване, носещо логото на Wi-Fi.

недостатъци:

• Честотният диапазон и ограниченията за работа варират в различните държави. Много европейски страни позволяват два допълнителни канала, които са забранени в САЩ; Япония има друг канал в горната част на лентата, а други страни, като Испания, забраняват използването на нисколентови канали. Освен това някои страни, като Русия, Беларус и Италия, изискват регистрация на всички Wi-Fi мрежи, работещи на открито, или изискват регистрация на Wi-Fi оператора.
• В Русия точките за безжичен достъп, както и Wi-Fi адаптерите с EIRP над 100 mW (20 dBm), подлежат на задължителна регистрация. Решение на SCRF № 04-03-04-003 от 6 декември 2004 г. одобрява основните технически характеристики на вътрешноофисните разпределителни зони (Приложение № 1) и съдържа списък на разпределителните зони, които подлежат на регистрация по опростен начин, тоест без издаване на разрешение за използване на радиочестоти (Приложение № 2 ).
• Висока консумация на енергия в сравнение с други стандарти, което намалява живота на батерията и повишава температурата на устройството.
• Най-популярният стандарт за криптиране, WEP, може да бъде разбит относително лесно дори при правилна конфигурация (поради слабата сила на алгоритъма). Въпреки че по-новите устройства поддържат по-усъвършенствания протокол за криптиране на данни WPA и WPA2, много по-стари точки за достъп не го поддържат и изискват подмяна. Приемането на стандарта IEEE 802.11i (WPA2) през юни 2004 г. направи по-сигурна схема достъпна в новото оборудване. И двете схеми изискват по-надеждна парола от тези, които обикновено се задават от потребителите. Много организации използват допълнително криптиране (като VPN) за защита срещу проникване.
• Wi-Fi има ограничен обхват. Типичен домашен Wi-Fi рутер 802.11b или 802.11g има обхват от 45 метра на закрито и 500 метра на открито. Микровълнова печка или огледало, поставено между Wi-Fi устройства, ще отслаби сигнала. Разстоянието също зависи от честотата.
• Припокриващите се сигнали от затворена или криптирана точка за достъп и отворена точка за достъп, работещи на едни и същи или съседни канали, може да попречат на достъпа до отворената точка за достъп. Този проблем може да възникне, когато има висока плътност на точки за достъп, например в големи жилищни сгради, където много жители инсталират свои собствени Wi-Fi точки за достъп.
• Непълната съвместимост между устройства от различни производители или непълното съответствие със стандарта може да доведе до ограничени възможности за връзка или намалена скорост.
• Намалена производителност на мрежата по време на дъжд.
• Претоварване на оборудването при предаване на малки пакети данни поради прикачването на голямо количество служебна информация.
• Ниска пригодност за приложения, които използват медийни потоци в реално време (например протокола RTP, използван в IP телефонията): качеството на медийния поток е непредвидимо поради възможни големи загуби по време на предаване на данни, причинени от редица фактори, които не могат да се контролират от потребителя (атмосферни смущения, ландшафт и други, по-специално изброените по-горе). Въпреки този недостатък се произвежда много VoIP оборудване, базирано на 802.11b/g устройства, което също е насочено към корпоративния сегмент: обаче в повечето случаи документацията за такива устройства съдържа отказ от отговорност, в който се посочва, че качеството на комуникацията се определя от стабилността и качеството на радиоканала.

Използване на технологията:

Търговският достъп до Wi-Fi-базирани услуги е наличен на места като интернет кафенета, летища и кафенета по целия свят (обикновено наричани Wi-Fi кафенета), но тяхното покритие може да се счита за оскъдно в сравнение с клетъчните мрежи.

За индустриална употреба Wi-Fi технологиите в момента се предлагат от ограничен брой доставчици. Така Siemens Automation & Drives предлага Wi-Fi решения за своите SIMATIC контролери в съответствие със стандарта IEEE 802.11g в свободната ISM честотна лента от 2,4 GHz и осигуряваща максимална скорост на предаване от 11 Mbit/s. Тези технологии се използват главно за управление на движещи се обекти и в складовата логистика, както и в случаите, когато по някаква причина е невъзможно да се положат кабелни Ethernet мрежи.

WiMAX(Английски) У в световен мащабаз оперативна съвместимост заМ ic вълнаА достъп) е телекомуникационна технология, разработена за осигуряване на универсална безжична комуникация с голям обхват за широка гама от устройства (от работни станции и преносими компютри до мобилни телефони). Базиран на стандарта IEEE 802.16, наричан още Wireless MAN.

Името "WiMAX" е създадено от WiMAX Forum, организация, основана през юни 2001 г., за да популяризира и развива WiMAX технологията. Форумът описва WiMAX като „стандартна технология, която осигурява високоскоростен достъп до безжична мрежа като алтернатива на наетите линии и DSL.“ Максималните скорости са до 1 Gbps.

WiMAX е подходящ за решаване на следните проблеми:

• Свържете Wi-Fi точки за достъп една към друга и към други сегменти на Интернет.
• Осигуряване на безжичен широколентов достъп като алтернатива на наетите линии и DSL.
• Предоставяне на високоскоростен пренос на данни и телекомуникационни услуги.
• Създаване на точки за достъп, които не са обвързани с географско местоположение.
• Създаване на WiMAX системи за дистанционно наблюдение (monitring systems), както е в системата (SCADA)

WiMAX ви позволява достъп до интернет с висока скорост, с много по-голямо покритие от Wi-Fi мрежите. Това позволява технологията да се използва като „магистрални канали“, чието продължение са традиционните DSL и наети линии, както и локални мрежи. В резултат на това този подход позволява създаването на мащабируеми високоскоростни мрежи в градовете.

Опция за фиксиран и мобилен WiMAX

Наборът от предимства е присъщ на цялото семейство WiMAX, но неговите версии се различават значително една от друга. Разработчиците на стандарта търсеха оптимални решения както за фиксирани, така и за мобилни приложения, но не беше възможно да се комбинират всички изисквания в един стандарт. Въпреки че редица основни изисквания са еднакви, фокусът на технологията върху различни пазарни ниши доведе до създаването на две отделни версии на стандарта (или по-скоро те могат да се считат за два различни стандарта). Всяка от спецификациите на WiMAX определя своите работни честотни диапазони, честотна лента, мощност на излъчване, методи за предаване и достъп, методи за кодиране и модулация на сигнала, принципи за повторно използване на радиочестотите и други показатели. Следователно WiMAX системите, базирани на версии на стандарта IEEE 802.16 e и d, са практически несъвместими. По-долу са дадени кратки характеристики на всяка версия.

802.16-2004 (известен също като 802.16d и фиксиран WiMAX).Спецификацията е одобрена през 2004 г. Използва се мултиплексиране с ортогонално честотно разделяне (OFDM) и се поддържа фиксиран достъп в зони със или без пряка видимост. Потребителските устройства са стационарни модеми за инсталиране на открито и закрито, както и PCMCIA карти за лаптопи. В повечето страни лентите 3,5 и 5 GHz са разпределени за тази технология. Според WiMAX Forum вече има около 175 внедрявания на фиксираната версия. Много анализатори я виждат като конкурентна или допълваща технология на кабелната DSL широколентова връзка.

802.16-2005 (известен също като 802.16e и мобилен WiMAX).Спецификацията е одобрена през 2005 г. Това е нов етап в развитието на технологията за фиксиран достъп (802.16d). Оптимизирана за поддръжка на мобилни потребители, версията поддържа редица специфични функции като предаване, неактивен режими роуминг. Използва се мащабируем OFDM достъп (SOFDMA) с или без пряка видимост. Планираните честотни диапазони за мобилни WiMAX мрежи са: 2.3-2.5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Няколко пилотни проекта са изпълнени по целия свят, включително Scartel, който първи разгърна своята мрежа в Русия. Конкурентите на 802.16e са всички мобилни технологии от трето поколение (например EV-DO, HSDPA).

Основната разлика между двете технологии е, че фиксираният WiMAX позволява обслужване само на „статични“ абонати, докато мобилният е фокусиран върху работа с потребители, движещи се със скорост до 120 км/ч. Мобилността означава наличието на функции за роуминг и „безпроблемно“ превключване между базовите станции, когато абонатът се движи (както се случва в клетъчните мрежи). В конкретен случай мобилният WiMAX може да се използва и за обслужване на фиксирани потребители

Най-общо WiMAX мрежите се състоят от следните основни части: базови и абонатни станции, както и оборудване, свързващо базовите станции една с друга, с доставчика на услуги и с Интернет.

За свързване на базовата станция към абонатната станция се използва високочестотен обхват на радиовълните от 1,5 до 11 GHz. При идеални условия скоростта на обмен на данни може да достигне 70 Mbit/s, без да е необходима пряка видимост между базовата станция и приемника.

Както бе споменато по-горе, WiMAX се използва както за решаване на проблема с „последната миля“, така и за осигуряване на мрежов достъп до офисни и районни мрежи.

Между базовите станции се установяват връзки с пряка видимост, използващи честотен диапазон от 10 до 66 GHz, скоростта на обмен на данни може да достигне 140 Mbit/s. В този случай поне една базова станция е свързана към мрежата на доставчика чрез класически кабелни връзки. Въпреки това, колкото по-голям е броят на BS, свързани към мрежите на доставчика, толкова по-висока е скоростта на трансфер на данни и надеждността на мрежата като цяло.

Структурата на мрежите от фамилията стандарти IEEE 802.16 е подобна на традиционните GSM мрежи (базовите станции работят на разстояния до десетки километри; за тяхното инсталиране не е необходимо да се изграждат кули - разрешено е инсталиране на покриви на къщи, при условията на пряка видимост между гарите)

Мобилни и фиксирани WiMAX мрежи в Русия се изграждат от:

• Престижна интернет компания под марката Enforta (повече от 80 големи града в Русия)
• Компания Scartel под марката Yota (Москва, Санкт Петербург, Уфа, Краснодар, Сочи, Самара, Казан, Челябинск)
• Комстар
• Synterra
• "НТК" (Владивосток)
• "Нови телекомуникации" с търговските марки "WiTe" и "NEX3"
• "Интерпроект" под марката "Freshtel" (Тула, Новомосковск, Чехов, Серпухов)
• "Trivon Networks" под марката "Virgin Connect",
• Компания АД MediaSet под марката UnitLine
• Sovtest (Курск)
• ДАРС ТЕЛЕКОМ (Уляновск)
• GLOBALFON (Иваново, Сочи, Кузнецк)
• NewCom (Тюмен)
• както и повече от 20 регионални интернет доставчици

Сравненията между WiMAX и Wi-Fi не са необичайни - термините са сходни, имената на стандартите, на които се базират тези технологии, са сходни (стандарти, разработени от IEEE, и двата започват с „802.“) и двете технологии използват безжична връзка и се използват за връзка с интернет (канал за обмен на данни). Но въпреки това тези технологии са насочени към решаване на напълно различни проблеми.

Маса 1.

Сравнителна таблица на безжичните стандарти.

Сравнителна таблица на безжичните стандарти
технология	Стандартен	Използване	Честотна лента	Радиус на действие	Честоти
WiFi	802.11a	WLAN	до 54 Mbit/s	до 100 метра	5,0 GHz
WiFi	802.11b	WLAN	до 11 Mbit/s	до 100 метра	2,4 GHz
WiFi	802.11g	WLAN	до 108 Mbit/s	до 100 метра	2,4 GHz
WiFi	802.11n	WLAN	до 300 Mbit/s (в бъдеще до 450 и след това до 600 Mbit/s)	до 100 метра	2,4 - 2,5 или 5,0 GHz
WiMax	802.16d	WMAN	до 75 Mbit/s	6-10 км	1,5-11 GHz
WiMax	802.16e	Мобилен WMAN	до 40 Mbit/s	1-5 км	2,3-13,6 GHz
WiMax	802.16м	WMAN, мобилен WMAN	до 1 Gbit/s (WMAN), до 100 Mbit/s (мобилен WMAN)	n/a (стандарт в разработка)	n/a (стандарт в разработка)
Bluetooth v. 1.1.	802.15.1	WPAN	до 1 Mbit/s	до 10 метра	2,4 GHz
Bluetooth v. 1.3.	802.15.3	WPAN	от 11 до 55 Mbit/s	до 100 метра	2,4 GHz
UWB	802.15.3a	WPAN	110-480 Mbit/s	до 10 метра	7,5 GHz
ZigBee	802.15.4	WPAN	от 20 до 250 Kbps	1-100 м	2,4 GHz (16 канала), 915 MHz (10 канала), 868 MHz (един канал)
Инфрачервен порт	IrDa	WPAN	до 16 Mbit/s	от 5 до 50 сантиметра, еднопосочна комуникация - до 10 метра

WI-FI

IEEE 802.11

WiFi– популярна и бързо развиваща се безжична мрежова технология в света, осигуряваща безжична връзка на мобилни потребители към локалната мрежа и Интернет.

Работи в честотната лента 2,4GHz или 5GHz.

Wi-Fi е създаден през 1991 г. от NCR Corporation/AT&T.

Често срещано погрешно схващане е, че терминът Wi-Fi е съкращение от „Wireless Fidelity“, но това не е вярно. Wi-Fi е просто търговска марка за стандарта IEEE 802.11x. Wi-Fi Alliance е организацията, която притежава Wi-Fi (регистрирана търговска марка). Терминът Wi-Fi първоначално беше използван само за стандарта 802.11b на 2,4 GHz, но Wi-Fi Alliance разшири общото използване на термина Wi-Fi, за да включи всяко 802.11x устройство.

WiFi– набор от няколко стандарта, разработени за безжични мрежи, базирани на спецификацията 802.11.

Wi-Fi се поддържа от много приложения и устройства, включително игрови конзоли, домашни мрежи, PDA устройства, мобилни телефони, основни операционни системи и друга потребителска електроника. Всички устройства, които са тествани и одобрени като „Wi-Fi Certified“ от Wi-Fi Alliance, са сертифицирани като съвместими едно с друго, дори ако са от различни производители.

Важно е да се отбележи, че стандартът 802.11 позволява използването само на полудуплексни трансивъри, които не могат едновременно да предават и получават информация. Поради това в безжичните мрежи 802.11 станцията е фундаментално неспособна да открие сблъсък по време на предаване (тъй като няма възможност да получава данни в този момент). Следователно всички стандарти използват CSMA/CA (избягване на сблъсък) като метод за достъп до медиите за избягване на сблъсъци. Това води до допълнителни трудности при взаимодействието и в резултат на това до значително по-ниски скорости на трансфер на данни, отколкото например при Ethernet технологията.

Има две основни опции за безжични мрежови устройства:

• – прехвърляне директно между устройства;

• – предаването се осъществява чрез точка за достъп;

Както всички технологии в семейството 802.11, технологията 802.11 се определя от долните два слоя, т.е. физически слой и MAC слой, а LLC слоят изпълнява своите стандартни функции, общи за всички LAN технологии.

MAC слоят изпълнява повече функции в безжичните мрежи, отколкото в кабелните мрежи. Характеристики на MAC слоя:

• Достъп до споделена среда. Подразделени:
• Разпределен режим DCF;
• Централизиран режим PCF;
• Осигуряване на мобилност на станциите при наличие на няколко точки за достъп;
• Сигурност.

DCF(функция за разпределена координация) няма никакво централизирано управление (в този смисъл напомня на Ethernet). Реализиран е алгоритъмът CSMA/CA (collision avoidance), т.е. Всеки кадър трябва да бъде потвърден с положителен кадър за получаване; ако след определеното време за изчакване не е получено получаване, изпращащата станция счита, че е възникнал сблъсък.

Режимът на достъп DCF синхронизира станциите, използвайки интервали от време, отброени от края на предаването на следващия кадър. Станция, която иска да предаде кадър, трябва първо да слуша носителя. Веднага след като открие края на предаването на кадъра, той трябва да отчита времеви интервал, равен на междукадровия интервал (IFS). Ако носителят все още е свободен след изтичането на IFS, започват да се отчитат слотовете с фиксирана продължителност. Рамка може да се предава само в началото на някой от слотовете, при условие че носителят е свободен. Станцията избира слот за предаване на базата на пресечен експоненциален двоичен алгоритъм за забавяне.

PCF(функция за координиране на точки), предполага, че базовата станция (точка за достъп) поема функцията да управлява дейността на всички станции. В допълнение към режима DCF.

PCF режимът на достъп съществува едновременно с DCF режима. След като носителят бъде освободен, всяка станция отчита времето на неактивност на носителя, като го сравнява с три стойности:

• Краткият интервал между рамки (SIFS) е най-малката стойност, използвана за улавяне на средата с потвърждения, които продължават или прекратяват предаване на рамка, което е започнало;
• Междукадровият интервал в режим PCF (PIFS) има средна стойност, използвана от базовата станция за контролирания период;
• DCF Inter Frame Interval (DIFS) е най-дългият интервал, използван за улавяне на предавателната среда на рамка.

WiFi сигурност

За да получи достъп до кабелна мрежа, нападателят трябва физически да се свърже с нея. Такова действие може да бъде забелязано и спряно.

В безжична мрежа неоторизиран достъп може да бъде постигнат много по-лесно, достатъчно е да сте в зоната на разпространение на радиовълните на тази мрежа, дори извън офис сградата.

Всяко взаимодействие между точка за достъп (мрежа) и безжичен клиент се основава на:

• Автентификация - как клиентът и точката за достъп се представят един на друг и потвърждават, че имат право да комуникират помежду си;
• Криптиране - какъв алгоритъм за кодиране за предадени данни се използва, как се генерира ключът за криптиране и кога се променя.

Стандартът 802.11 предоставя функции за сигурност, които правят безжичната LAN по-сигурна от традиционната кабелна LAN.

Безжични методи за криптиране:

• WEP(WiredEquivalentPrivacy - поверителност, еквивалентна на кабелна). Предоставя възможност за криптиране на данни, предавани по безжична среда, като по този начин гарантира тяхната поверителност;
• WPA(Wi-FiProtectedAccess - защитен достъп до Wi-Fi) - по-сигурна версия на безжичните локални мрежи. Одобрен през 2003 г
• WPA2- описва надеждно средство за защита на безжични локални мрежи, съчетаващо най-модерните средства за удостоверяване на потребителя и криптиране на данни. Одобрен през 2004г

802.11 Спецификации за физически носители

• IEEE 802.11 IR - използва дължини на вълните от 0,85 или 0,95 µm. Възможни са две скорости на предаване: 1 и 2 Mbit/s. Честота 2.4 GHz
• IEEE 802.11a. DSSS (DirectSequenceSpreadSpectrum - широколентово предаване на сигнал чрез метода на директната последователност). Първоначално стандартът IEEE 802.11 предполага възможността за предаване на данни по радиоканал със скорост не повече от 1 Mbit/s и по избор със скорост 2 Mbit/s. Един от първите стандарти за високоскоростна безжична мрежа, той определя скорости на предаване до 54 Mbit/s. Работният диапазон е стандартен от 5 GHz.
• IEEE 802.11b HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum), приет през 1999 г. Стандартът предвижда използването на честотен диапазон от 2,4 GHz. Скорост на трансфер до 11 Mbit/s. WEB защита
• IEEE 802.11g OFDM, приет през 2003 г. Този стандарт използва честотната лента от 2,4 GHz, осигурявайки скорост на предаване от 54 Mbit/s. Стандартът IEEE 802.11g неофициално преодоля ограничението от 54 Mbit/s, използвайки технологиите за агрегиране на канали Super G, AirPlusXtremeG, MIMO, Turbo и получи поддръжка за пропускателна способност от 108 и дори 150 Mbit/s. WEB, WPA, WPA2 защита
• IEEE 802.11n е най-новата версия на стандарта IEEE 802.11 за Wi-Fi мрежи. Теоретично IEEE 802.11n е в състояние да осигури скорост на трансфер на данни до 600 Mbps. Устройствата 802.11n работят в честотните ленти 2,4 -2,5 или 5,0 GHz. Освен това устройствата 802.11n могат да работят в три режима:
• Legacy, който осигурява поддръжка за 802.11b/g и 802.11a устройства
• Смесен, който поддържа 802.11b/g, 802.11a и 802.11n устройства
• “чист” -802.11n режим (именно в този режим можете да се възползвате от повишената скорост и увеличения обхват на предаване на данни, предоставени от стандарта IEEE 802.11n).
• IEEE 802.11ac - планира се да се използва през 2014 г., това е нов стандарт за безжични компютърни мрежи от семейството 802.11 за Wi-Fi мрежи на честоти от 5-6 GHz. Устройствата, които работят в съответствие с този стандарт, осигуряват скорости на пренос на данни над 1 Gbit/s (до 6 Gbit/s 8x MU-MIMO стандартът предполага използването на до 8 MU-MIMO антени и разширение на канала до 80). 160 MHz. Според Broadcom този стандарт принадлежи към новото поколение 5.5G мрежи.
• IEEE 802.11ad е безжична спецификация в процес на разработка, която ще работи в честотен диапазон от 60 GHz и предлага по-бързи скорости на данни от предишните спецификации 802.11, с теоретична максимална пропускателна способност до 7Gbps (гигабита в секунда).

Wi-MAX

WiMax(Английски Worldwide Interoperability for Microwave Access) е телекомуникационна технология, разработена за осигуряване на универсална безжична комуникация на големи разстояния за широк набор от устройства (от работни станции и преносими компютри до мобилни телефони).

Базиран на стандарта IEEE 802.16, наричан още Wireless MAN. Името "WiMax" е създадено от WiMaxForum, организация, основана през юни 2001 г., за да популяризира и развива технологията WiMax. Форумът описва WiMax като "стандартна технология, която осигурява високоскоростен достъп до безжична мрежа като алтернатива на наетите линии и DSL" IEEE 802.16.

WiMax ви позволява достъп до интернет с висока скорост, с много по-голямо покритие от Wi-Fi мрежите.

WiMax е система с голям обхват, покриваща мили пространство, която обикновено използва лицензиран спектър (въпреки че могат да се използват и нелицензирани честоти), за да осигури интернет връзка от точка до точка от доставчика до крайния потребител.

• IEEE 802.16d - Спецификация, одобрена през 2004 г. Използва се мултиплексиране с ортогонално честотно разделяне (OFDM) и се поддържа фиксиран достъп в зони със или без пряка видимост. Скорост до 75 Mbit/s, обхват 25-80 km, честота от 1,5-11 GHz;
• IEEE 802.16e - Спецификация, одобрена през 2005 г. Използва се мащабируем OFDM достъп (SOFDMA) с или без пряка видимост. Скорост до 40 Mbit/s, обхват 1-5 km, честота 2.3-13.6 GHz;
• IEEE 802.16m или WiMax 2 - който е стандартът IEEE 802.16e, допълнен с нови функции, но запазващ обратна съвместимост. Скорост до 100Mbit/s или до 1Gbit/s, обхват и честота в процес на разработка.

WiMAX означава Worldwide Interoperability for Microwave Access или на руски International Interoperability for Microwave Access. Технологията WiMAX се основава на стандарти за безжична комуникация, които осигуряват високоскоростни широколентови комуникации на големи разстояния за домашни (потребителски) и бизнес цели.

WiMAX работи на принципа на метода на модулация с ортогонално разделяне на честотата. Това е технология за безжичен мобилен достъп от 4-то поколение.

Принципът на работа на WiMAX е подобен на този на Wi-Fi. Компютър или лаптоп, оборудван с WiMAX, ще получава данни от предавателната станция с помощта на криптирани ключове за данни. Минималната WiMAX система се състои от WiMAX приемо-предавателна кула и WiMAX приемник. WiMAX кулата може да осигури покритие на голяма площ, докато WiMAX приемникът може да бъде лаптоп или PCMCIA карта. Станцията на кулата може да бъде свързана директно към интернет чрез високоскоростна безжична връзка, кабелна връзка или друга кула, използваща технологии за линия на видимост, микровълнова връзка.

WiMAX връзката е достъпна за жилищни райони чрез интерфейсни опции като RJ-4 Ethernet връзка и RJ-11 телефонна връзка. За бизнес приложения опциите включват T1/E1 интерфейс с 10/100 BT Ethernet връзка. И така, според горното, технологията WiMax е подобна на Wifi, така че каква е разликата?

Докато Wi-Fi е базиран на стандарта IEEE 802.11, WiMAX е базиран на стандарта IEEE 802.16. Стандартът IEEE 802.11 се използва за осигуряване на функционалност на безжична локална мрежа (WLAN) за безжични комуникации на къси разстояния. Популярни версии: IEEE 802.11b, 802.11g и 802.11n. IEEE 802.16 е подобен по архитектура на IEEE 802.11, но се различава по това, че позволява широколентови безжични градски мрежи (WMAN). Той използва контрол на достъпа до медия (mac), както и спецификации на физическия слой, които позволяват множество физически слоеве. Популярни версии са 802.16a, 802.16d и 802.16e.

Така една от основните разлики между WiMAX и Wi-Fi е обхватът. WiMAX осигурява предаване на данни както в пряка видимост, така и извън видимост. За предаване на данни при пряка видимост с помощта на мощни антени може да се постигне зона на покритие до 9300 квадратни километра. При липса на пряка видимост WiMAX покрива радиус от 50 километра. От друга страна, Wi-Fi е средство за безжична комуникация с обхват до 30 метра за приложения на закрито и до 100 метра за използване на открито. За разлика от WiMAX, Wi-Fi осигурява ефективна комуникация само при пряка видимост.

WiMAX и Wi-Fi също се различават по работни честоти и честотни ленти. Технологията WiMAX в режим Line of sight има работен честотен диапазон до 66 GHz, а в режим Non-line of sight работната честота варира от 2 до 11 GHz. За разлика от тях Wi-Fi работи в нелицензираните честотни ленти от 2,4 GHz и 5 GHz. WiMAX мрежите имат честотна лента от 1,25 MHz до 20 MHz, докато Wi-Fi мрежите имат фиксирана честотна лента на канала от 20 MHz.

WiMAX поддържа пълна дуплексна комуникация с 256 FFT OFDM (модулация с ортогонално разделяне на честотите) заедно с единична носеща и 2048 FFTOFDM технология. От друга страна, Wi-Fi поддържа полудуплексна комуникация с 52 FFT OFDM технология.

Wi-Fi може да прехвърля данни с максимална скорост до 54 мегабита в секунда, докато скоростта за WiMAX може да достигне 70 мегабита в секунда. В момента стандартът осигурява 40 мегабита в секунда на безжичен канал както за фиксирани, така и за мобилни приложения. WiMAX може да осигури скорост на връзката нагоре от 25 мегабита в секунда и скорост на връзката надолу от 63 мегабита в секунда. Очаква се актуализираната версия на WiMAX да осигури скорости до 1 гигабит в секунда.

Тези две технологии също се различават по отношение на защитата на данните и криптографията. Например, Wi-Fi предоставя методи за сигурност като безжичен защитен достъп (WPA), безжичен защитен достъп (WPA2) и разширим протокол за удостоверяване (EAP). Все още обаче няма управление на качеството на услугата (QoS). WiMAX използва протоколи за сигурност като Privacy Key Management Protocol 2 (PKMP2), Extensible Authentication Protocol (EAP) и Extensible Encryption Standard (EAS). Тези протоколи осигуряват защита на качеството на услугата (QoS) както за аудио, така и за видео потоци. Тази функция позволява на доставчиците на услуги да управляват мрежовия трафик въз основа на абонатното споразумение и да начисляват допълнителни такси за защита на качеството на услугата (QoS).

WiMAX изглежда обещаваща безжична технология от следващо поколение с високи скорости на данни и широко покритие. Не изисква пряка видимост за обмен на данни и може ефективно да използва честотната лента за предаване на медии като видео в реално време. С прости думи, използвайки WiMAX, можете да слушате музика и да гледате висококачествени видеоклипове на вашето електронно устройство без никакво забавяне.

Обикновено известен с акронима Wi-Fi, този стандарт е официално наречен IEEE 802.11 и е първият по рода си международен стандарт за предаване на данни, използвайки радиочестоти в обхвата 2,4 GHz. Започва да се разработва от учени още през 1990 г. с изискване за скорост на предаване на поток от 1..2 Mbit/s.

До 1997 г., когато технологията е завършена, декларираната скорост вече не е толкова голяма и стандартът се счита за остарял. Но технологията не стои неподвижна, така че няколко години по-късно учените пуснаха подобрен Wi-Fi стандарт или по-скоро неговите модификации: IEEE 802.11b (скорост около 11 Mbit/s), IEEE 802.11g, IEEE 802.11a (честотна лента до 54 Mbit/s с честота на предаване 5 GHz).

Стандартите са модификации, следователно днес почти цялото продадено оборудване поддържа всички изброени Wi-Fi формати. Безжичните устройства могат да работят в два режима: Ad Hoc и Infrastructure.

Работата в първия режим е позната в света още като технологията Peer-to-Peer (от точка до точка). Когато работят в този режим, безжичните устройства се свързват директно едно с друго.

В режим на работа Infrastrukture всички елементи на безжичната мрежа си взаимодействат през единен център, който играе ролята на хъб. В този случай работата се организира или по прост начин (BSS), или по сложен начин (ESS). При прост метод за свързване в мрежа цялото оборудване е свързано към една точка за достъп, но при сложен метод за свързване в мрежа няколко свързани точки за достъп работят едновременно и wi-fi контролерът може да избере всяка една. Когато се движите в Wi-Fi пространство, адаптерът избира най-мощната точка за достъп и се присъединява към нея. В този случай преходът между точките дори няма да бъде забележим за потребителя.

WiMAX – Световна оперативна съвместимост за микровълнов достъп

Това сложно име крие безжична мрежа, разработена от учени за мрежи от мащаба на цели градове и проектирана да предава данни със скорост от около 70 Mbit/s на разстояние от няколко километра. WiMAX мрежите са организирани в големи населени места от интернет доставчици, подобно на клетъчната мрежа; за wi-fi мрежите това не е конкурент, а допълнение. Това се обяснява с факта, че разработеният стандарт 802.16a изисква обемисто и скъпо оборудване за работа и предава данни на честоти от 2 до 11 GHz.

Съвсем скорошната спецификация 802.11e прави възможно организирането на мрежа с подобна технология по динамичен начин, така че потребителят да може да се движи между базовите станции. За разлика от стандарта Wi-Fi, WiMAX има редица предимства: защита на мрежата от сблъсъци (базовата станция разпределя правата за достъп до мрежата между абонатите), наличието на механизъм за осигуряване на качеството на трафика (запазване на канал за данни за предаване на отделен поток от данни, например IP телефония или видео ).

Характеристиките на представения стандарт далеч не са пълни, но вече можем да кажем, че в близко бъдеще форматът WiMAX може да се превърне в сериозен конкурент за клетъчните оператори, предоставяйки подобен списък от 3G мрежови услуги, но с по-високо качество, по-евтини и повече функционален.

Съвременните технологии за предаване на данни като WiMAX и Wi-Fi често се сравняват. Въпреки факта, че и двете технологии имат подобни имена и технологията WiMAX се появи по-късно, може да се приеме, че WiMAX е подобрен Wi-Fi модел, но това не е така. Тези технологии имат различни приложения. WiFi е технология, предназначена основно за организиране на малки безжични мрежи на закрито и изграждане на безжични мостове. Технологията Wi MAX от своя страна е предназначена за организиране на широколентови комуникации на открито и за организиране на широкомащабни мрежи. WiMAX е разработен като градска мрежа (MAN). Нека да разгледаме някои други разлики между тези технологии. WiMAX има по-добро качество на връзката от WiFi. Когато няколко потребители са свързани към Wi-Fi точка за достъп, те буквално се „борят“ за достъп до комуникационния канал. От своя страна технологията WiMAX осигурява на всеки потребител постоянен достъп. Алгоритъм, изграден на базата на WiMAX технология, задава ограничение за броя на потребителите за една точка за достъп. Когато WiMAX базова станция достигне максималния си капацитет, тя автоматично пренасочва излишните потребители към друга базова станция.

Но Wi Max все още е в начален етап и ще изисква значителни инвестиции в инфраструктурата, за да бъде търговски жизнеспособен. Wi-Fi вече е самодостатъчна система и бързото разгръщане на WiFi мрежи вече не е проблем.

Предприятията с големи площи може да искат да преминат към WiMAX, за да избегнат закупуването на големия брой повторители, необходими при инсталиране на Wi-Fi мрежа. В момента такова оборудване не е широко разпространено в Русия.

Цена на устройството

Технологията Wi-Fi е по-зряла от WIMAX и днес е малко вероятно да намерите нов лаптоп без вграден Wi-Fi модул. Също така, може би само временен недостатък е, че оборудването WIMAX е по-скъпо от оборудването WIFI и обхватът на Оборудването на WIMAX е по-оскъдно. Това се дължи на факта, че технологията WiMAX е по-млада. Производството на устройства, оборудвани с WiMAX модул, току-що започна да се развива и все още е далеч от достигане на нивото на оборот на WiFi устройства. Цената на WiMAX базовите станции също е по-висока поради допълнителни скъпи компоненти.

Области на използване

Както в много други области, няма универсална технология при безжичното предаване на данни. WiMAX или WIFI е по-подходящ за всяка конкретна задача. Ако задачата е да се осигури достъп до широколентова мрежа на потребителите, тогава WiMAX е, разбира се, по-подходящ, тъй като тази технология първоначално е разработена точно за тази цел. Въпреки това, ако задачата е да се осигури широколентов достъп в ограничено пространство, тогава технологиите WIFI и WiMAX са еднакво подходящи за решение, при условие че има малко или никакви смущения. А за внедряването на безжични системи за сигурност или видеонаблюдение, WiFi е по-подходящ, тъй като тази област вече е доста добре развита.

Покритие и мащаб

Wi-Fi (IEEE 802.11)	WiMAX (IEEE 802.16)
безжични решения вътре в сградите	безжични решения извън сградите
От точка до точка (PtP -От точка до точка)	Точка – много точки (PtMp – точка към много точки)
малки мрежи (приблизително 100 м)	огромни безжични мрежи (7-10 км)
проблем със "скрит" възел (CSMA\CA)	Няма проблем със скрит възел (DAMA-TDMA)
Прости модулации (64 бита) в a, g стандарти	Изчерпателна модулационна техника (256 бита)
Изграждане на безжични мостове към дълги разстояния разстояния с помощта на множество повторители	Безжични мостове на дълги разстояния без използването на множество повторители

Мащабируемост и производителност

Заключение

IEEE 802.11 (Wireless LAN) е семейство стандарти за "Wireless Ethernet". WiMAX (802.16) е предназначен да бъде технология за широколентов достъп на открито, докато WiFi (802.11) е предназначен за безжични решения, главно на закрито.

Ако имате въпроси след прочитане, можете да ги зададете чрез формата за изпращане на съобщение в секцията