Technologia 802.11n

P: Co to jest technologia 802.11n?

O: 802.11n to nowo najnowszy standard bezprzewodowych rozległych sieci komputerowych. Urządzenia działające zgodnie ze specyfikacją 802.11n zapewniają znacznie większą wydajność pracy, w porównaniu do starszych technologii: 802.11b, 802.11a oraz 802.11g. 

P: Dlaczego warto korzystać z produktów standardu 802.11n?

O: 802.11n to nowa, przełomowa technologia umożliwiająca sieciom bezprzewodowym znacznie szybszą transmisję danych na dalsze odległości. Zapewnia bardzo dobre połączenia umożliwiając transmisję danych wewnątrz sieci i korzystanie z jej zastosowań multimedialnych. Standard 802.11n spełnia wymagania nowoczesnych produktów i zastosowań umożliwiając daleki zasięg transmisji i dużą przepustowość sieci.

Podstawowe cechy produktów spełniających wymagania standardu 802.11n:

• Silny sygnał bezprzewodowy o dużym zasięgu (np. w całym domu)

• Możliwość współdzielenia łącza internetowego przez całą rodzinę, bez utraty jakości sygnału

• Szerokie pasmo umożliwiające transmisję dźwięku oraz wysokiej rozdzielczości obrazu między urządzeniami domowymi

• Lepsza jakość rozmów poprzez sieć, korzystania z gier internetowych i innych zastosowań multimedialnych

• Szybkie tworzenie kopi zapasowych dużych plików

• Kompatybilność urządzeń różnych producentów

P: Jaki poziom wydajności oferują urządzenia standardu 802.11n?

O: Urządzenie transmituje dane z fizyczną szybkością do 300Mb/s. Rzeczywisty transfer z jakiego korzysta końcowy użytkownik przekracza 160Mb/s i jest prawie 6 razy szybszy w porównaniu do zastosowań w standardach 802.11a i 802.11g.

P: Najlepsza prędkość pobierania danych przy wykorzystaniu modemu kablowego/DSL wynosi 3 Mb/s. Dlaczego nie jest wystarczające wykorzystanie routera standardu 802.11g (54Mb/s) do obsługi tego typu połączeń?

O: Podczas gdy prędkość połączeń modemu kablowego/DSL jest ograniczona do 3Mb/s, urządzenia podłączone do sieci posiadają swoją własną zdolność przesyłania danych.

Fizyczna zdolność transmisji równa 54Mb/s urządzeń standardu 802.11g oraz 802.11a jest wystarczająca do obsługi podstawowych zastosowań sieciowych (oglądania stron internetowych, korzystanie z poczty elektronicznej, transferu plików średniej wielkości). Jednakże, podczas gdy fizyczna prędkość transferu równa jest 54Mb/s, rzeczywista przepustowość łączy użytkowników końcowych wynosi 24Mb/s. Taka prędkość transmisji nie jest wystarczająca do jednoczesnej obsługi zastosowań sieciowych wymagających dużego pasma transmisji (np. przekaz HD wideo między bezprzewodowym serwerem mediów a dekoderem STB). Ponadto, podczas gdy wiele sieci działających w oparciu o standardy 802.11g oraz 802.11a umożliwia transmisję o zadawalającym zasięgu, żadna z nich nie zapewnia stałego transferu danych wymagających szerokiego pasma transmisji i pokrycia sygnałem rozległego terenu (np. całego domu).

P: Jakie zastosowania wymagają przepustowości transmisji nie wspieranej przez standardowe sieci Wi-Fi?

O: Pojawienie się standardu 802.11n zostało w przemyśle wykorzystane w większym zakresie, niż w tradycyjnych sieciach komputerowych. Umożliwiło obsługę odtwarzaczy HD i SD, urządzeń PVR, systemów gier, serwerów mediów. 

Znaczne zwiększenie przepustowości wymagane są przez konsumentów i producentów urządzeń w celu sprostania wymaganiom aplikacji biznesowych, które potrzebują większego pasma transmisji bezprzewodowej niż dotychczas.  Większa przepustowość połączeń umożliwia jednoczesne korzystanie z wielu zastosowań danej sieci.  Zaliczyć do nich można transmisję multimedialną, w tym transfer HD (high-definition) lub bezprzewodowe korzystanie z gier sieciowych.

Wiele z tych zastosowań, których popularność stale wzrasta, wymaga niezawodnego połączenia o stałej przepustowości. Na przykład wykonywanie połączeń VoIP nie wymaga bardzo wysokich poziomów wydajności, lecz ciągłego dostępu do niezakłóconego pasma transmisji. Pozwala to uniknąć przerw w transmisji głosowej. Takie same wymagania posiada transmisja wideo lub gry sieciowe.

Niektóre wymagania dotyczące szerokości pasma transmisji dla wybranych zastosowań:

• MPEG 2 HDTV 1080i - 19 do 20 Mb/s na kanał
• WM 9* i MPEG 4 - 8 Mb/s na pojedynczym strumieniu
• Transmisja Microsoft Media Center TV  – 8 do 10 Mb/s na pojedynczym strumieniu
• Gry wideo - 10Mb/s na konsolę
• Połączenia VoIP – 1Mb/s
• Pliki audio/MP3 – 2Mb/s
• Zdjęcia cyfrowe – 1+ Mb/s

*Należy zauważyć, że przekaz cyfrowy udostępniany przez operatorów kablowych lub satelitarnych jest w formacie MPEG2. Ponadto, emisja ATSC HD oraz kablowy lub satelitarny przekaz HD są również kodowane w formacie MPEG 2. Podczas gdy formaty WM 9 oraz MPEG 4 wymagają mniejszego pasma transmisji, nie są jeszcze powszechnie stosowane.

Biorąc pod uwagę stosunkowo ograniczoną przepustowość starszych urządzeń, oczywiste jest, że wymagające wysokiej przepustowości aplikacje multimedialne oraz aplikacje nie tolerujące opóźnień w sieci nie mogą działać skutecznie w sieciach starszej generacji.

P: Czy produkty 802.11n współpracują ze starszymi urządzeniami bezprzewodowymi?

O: Tak. Produkty 802.11n przeszły pozytywnie testy zgodności z urządzeniami działającymi w standardach 802.11a/b/g. Przy zakupie urządzenia użytkownicy powinni kierować się oznaczeniami na jego obudowie, które muszą być zgodne z parametrami posiadanego routera.

P: Czy w przypadku łączenia w jednej sieci urządzeń działających w standardzie 802.11n oraz 802.11 a/b/g, można nadal czerpać korzyści z wykorzystania standardu 802.11n?

O: Urządzenia standard 802.11n są kompatybilne wstecz z urządzeniami standardu 802.11a/b/g, działającymi na tych samych pasmach częstotliwości. W przypadku korzystania z routera (punktu dostępowego) działającego w oparciu o standard 802.11n, użytkownik prawdopodobnie odnotuje nieznaczny wzrost wydajności sieci złożonej z urządzeń różnych standardów. Jednak prawdziwy wzrost zasięgu i przepustowości sieci będzie widoczny tylko w przypadku wykorzystania wyłącznie urządzeń standardu 802.11n (również urządzeń klienckich).

MiPrzykłady korzystania z urządzeń różnych standardów:

Przykład 1: Punkt dostępowy działa w oparciu o standard 802.11n, klient w oparciu o standard 802.11g.  

Punkt dostępowy współpracuje z klientem w trybie 802.11g, urządzenia pracują z wydajnością standardu 802.11g. 

Rysunek 1: Klient 802.11g w sieci 802.11n.

Przykład 2: Punkt dostępowy działa w oparciu o standard 802.11n, jeden lub kilku klientów w oparciu o standard 802.11n, jeden lub kilku klientów w oparciu o standard 802.11g. 

Punkt dostępowy działa w oparciu o standard 802.11n, jeden lub kilku klientów w oparciu o standard 802.11n, jeden lub kilku klientów w oparciu o standard 802.11g.


Rysunek 2: Klienci działający w trybach 802.11n oraz 802.11g działają w sieci standardu 802.11n.

Przykład 3: outer/punkt dostępowy działa w standardzie 802.11a lub 802.11g i jest podłączony do klienta w trybie 802.11n.

Także tutaj współpraca urządzeń działających w różnych standardach jest bezproblemowa. Klient 802.11n pracując w standardzie 802.11a lub 802.11g komunikuje się ze punktem dostępowym.

Rysunek 3: Klient 802.11n w sieci 802.11g.

P: Co to jest MIMO?

O: Technologia MIMO (Multiple-input and multiple-output - wiele wejść i wiele wyjść)  wykorzystuje wiele anten (zarówno nadajników jak i odbiorników) do wzmocnienia wydajności systemów komunikacji radiowej. To jedna z kilku form inteligentnej anteny (SA - smart antenna) w wąskim znaczeniu lub najnowocześniejsza technologia SA. Technologia MIMO umożliwia zwiększenie zasięgu sieci i przenikania sygnału bezprzewodowego, eliminując martwe strefy transmisji.

Można ją porównać do wykorzystania dwóch odbiorników radiowych FM ustawionych na ten sam kanał - sygnał staje się głośniejszy i wyraźniejszy. Powoduje to zwielokrotnienie wydajności sygnału Wi-Fi w zależności od wykorzystania dwóch, trzech lub nawet większej ilości anten routerów 802.11n.

P: Dlaczego urządzenie bezprzewodowe nie może nawiązać połączenia z prędkością 300Mb/s?

A: 1) W przypadku szyfrowania transmisji, router musi mieć skonfigurowane mechanizmy zabezpieczeń AES. W niektórych wersjach firmwaru/modelach, jedyną metodą uruchomienia szyfrowania AES jest włączenie opcji WPA2-PSK.

2) Szerokość kanału należy ustawić na 20/40 Auto. W przeciwnym wypadku, karta będzie zgłaszać prędkość połączeń równą 130Mb/s. Funkcjonalność ta została dodana w celu uzyskania zgodności z kartami sieciowymi 802.11n firmy Intel, działającymi jedynie na szerokości kanału 20.