Отдельные группы внутри IEEE (task groups) работают над разными элементами стандарта, например MAC и PHY уровнями 802.11
Выделяется 3 спецификации физического уровня:
-IR (infrared)
-FHSS (frequency hopping spread spectrum, clause 14 devices)
-DSSS (Direct sequence spread spectrum, clause 16 devices)
Обратить внимание: устройства использующие DSSS не могут взаимодействовать с устройствами, использующими FHSS.
Скорость (data rate) - количество бит в секунду, передаваемых на физическом уровне в одном фрейме. Пропускная способность (throughput) как правило составляет половину скорости или меньше при испоьзовании стандартов a/b/g. В стандартах n и ac доступ к среде организован более эффективно, тем не менее на overhead-трафик приходися 30-40 процентов скорости.
Текущий документ 802.11-2007 включает ряд поправок.
802.11b. Более высокая (по сравнению с предыдущими реализациями) скорость передачи данных. Новая технология расширенного спектра (spread spectrum) - Contemporary Code Keyin (CCK), Barker code. 2.4ГГц. До 11Мбит/с
802.11a - Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). U-NII частоты (5ГГц). До 54Мбит/с. В настоящее время производители выпускают точки доступа способные работать как на 2.4 так и а 5 ГГц.
802.11g. Extended Rate Physical (ERP). 2.4ГГц. До 54Мбит/с. Сохранение совместимости с 802.11 (DSSS) и 802.11b. ERP-DSS/CCK, ERF-OFDM
В соответствии со стандартом, точка доступа 802.11g может рабоать в 3 режимах:
- b-only - только 802.11b
- g-only - только 802.11g. Реальная пропускная способность - 19-20 Мбит/с
- b,g mode (mixed mode) - к точке могут подключаться как b так и g клиенты. Обратить внимание: при подключении устройств b, у устройств g падает производительность (примерно до 8 Мбит/с)
802.11d - 2001 - поправка внесшая в исходный стандарт 802.11 (расчитаный на соответствие требований регуляторов США, Японии, Канады и Европы), распространяющая его на области, не упомянутые в исходном стандарте. Код страны содержится в двух фреймах: beacons и probe responses. Эта информация используется устройствами, чтобы удостовериться в том, что они работают в соответствии с требованиями указанной страны к частотному диапазону и мощности (а также FHSS для некоторых стран).
802.11h - 2003 - описывает механизмы DFS (dymanic frequency selection) и TPC (transmit power control). Данные механизмы нужны, чтобы не создавать помех спутниковым системам и радарам на частоте 5ГГц.
Принцип работы DFS:
-Точка доступа разрешает подключения клиентам, работающим в поддерживаемом канале
-Точка доступа может "заглушить" (quiet) канал, чтобы определить присутствие радарам
-Точка доступа может проверить присутствие радара перед тем как использовать канал
-Точка доступа может обнаружить радар в используемом канале или других каналах
-Точка доступа может прекратить работу при обнаружении радара, чтобы избежать помех
-Когда обнаружена помеха, точка доступа может выбрать другой канал для работы и уведомить об этом подключенных клиентов.
TPC используется для регулирования мощности радиомодулей, работающих на частоте 5ГГц. В соответствии с требованиями ERC (европейский регулятор), устройства работающие на частоте 5ГГц должны использовать TPC, чтобы удовлетворять требованиям к максимальной мощности и быть способными уменьшить мощность, чтобы избежать помех.
Принцип работы TPC:
-Клиентские станции могут подключаться к точке доступа с используемой частотой.
-Максимальная мощность передачи в канале должна соответствовать требованиям регулятора
-Точка доступа может указать мощность для одного или всех подключенных клиентов
-Точка доступа может менять мощность передачи на клиентских станциях в зависимости от радиообстановки.
Обмен информацией, используемой DFS и TPC происходит с помощью фреймов управления (management frames).
802.11i-2004 Исходный стандарт предлагает только открытую аутентификацию и WEP. 802.11i внес значительыне улучшения в безопасность. Шифрование - CCMP/AES, TKIP. Проверка целостности: ICV, MIC. Аутентификация: 802.1x или PKS (разделяемые ключи). RSN - метод установления соединения, согласования параметров безопасности, генерации ключей для клиентских станций и точек доступа. Сертификация WPA2, созданная Wi-Fi альянсом, по сути отражает 802.11i. WPA версии 1 считалась предшественником 802.11i в то время как WPA2 полностью соответствует данной поправке. Все аспекты 802.11i можно найти в разделе 11 стандарта 802.11-2012.
802.11j - 2004. Поправка, призванная получить одобрение от японского регулятора путем включения дополнительных диапазонов частот, а также ширины канала в 10МГц (в дополнение к 20МГц для 802.11a).
802.11e-2005. Добавление механизмов QoS для Voice over Wlan (VoWiFi).
Исходным стандартом определялось два метода контроля доступа к среде:
-(по умолчанию) Distributed Coordination Function (DCF)
- PCF (point coordination function) - точка доступа на некоторое время берет на себя контроль над средой и опрашивает клиентов (не реализован вендорами)
802.11e описывает улучшенный метод доступа к середе с поддержкой QoS НСF (Hybrid Coordination Function). Включает 2 элемента: EDCA (DCF extension) - приоретизация фреймаов на основе данный протоколов верхнего уровня. HCCA (PCF extension) - отдельные клиентские станции могут получить приоритетное право на передачу.
WMM - сертификация Wi-Fi alliance, отражающая 802.11e
802.11-2012. Включает принятые поправки к 802.11-2004 Несмотря на то, что поправки (например, 802.11b) считаются утратившими силу после включения в стандарт, их продолжает широко использовать Wi-Fi alliance, поэтому они часто встречаются на практике.
802.11r-2008. Fast basic service set transition (FT), fast secure roaming. Описывает быстрое переключение между точками доступа с высоким уровнем безопасности. Особенно важно для голосовых сервисов.
802.11k-2008 - radio resource management (RRM). Механизмы, с помощью которых точка доступа или контроллер беспроводной сети собирает данные у клиентских станций. Элементы:
-TPC
-Client statistics - информация о работе физического уровня, например SNR, мощность сигнала, битрейт. Также инфомрация MAC уровня о передаче фреймов, повторах и ошибках.
-Channel statistics - клиенты могут собирать информацию о шумовом пороге основываясь на фоновой энергии радиоволн в канале и передавать эту информацию точке доступа. Также клиентские станции могут собирать и отправлять данные о загрузке канала, которые точка доступа использует для управления каналами.
-Neighbor reports - 802.11k дает клиентским станциям возможность получать от точек доступа или контроллеров
информацию о других точках доступа, к которым потенциально возможно подключиться в рамках роуминга.
Сотовыми системами использвует технология MAHO, позволяющая улучшить переключение между сотами.
В основном клиентские станции принимают решение о переключении основываясь на собственных данных, 802.11k в свою очередь предоставляет клиентской станции дополнительную информацию о соседних точках доступа.
802.11y-2008 - работа устройств 802.11 с другими устройствами на частоте 3650МГц - 3700МГц в США. Dynamic STA enablement (DSE) - когда средствами CSMA/CA избежать помех не получается, работает механизм DSE: устройства 802.11 сообщают свое место расположения и уникальный идентификатор, что помогает избежать создания помех не-802.11 устройствам.
802.11w-2009 защита от спуфинга фреймов управления (популярная атака: злоумышленник подделиывает фреймы асооциации/деассоциации и транслирует их в эфир). Фреймы управления генерируемые в соответствии с данной поправкой называют robus management frame.
802.11n-2009. Высокая пропускная способность (high throughput), улучшения на PHY и MAC уровнях, позволяющие достичь битрейта до 600 Мбит/с и суммарной пропускной способности (на всех клиентов точки доступа) более 100 Мбит/с. Использует MIMO
802.11p-2010 поддержка ITS (intellignt Transportation System). Обмен данными между транспортными средствами передвигающимися на скорости до 200км/ч и расстоянии до 1000 в диапазоне от 5.850ГГц до 5.925ГГц в северной Америке. Также известен как WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments).
802.11z-2010. Механизм DLS (Direct Link Setup) - позволяет прогонять трафик напрямую между клиентскими устройствами без участия точки доступа.
802.11u-2011. WIEN (wireless internetworking integration) - интергация сетей доступа 802.11 с внешними сетями.
802.11v-2011. Описывает VNM (Wireless Network Management) - возможность станциям 802.11 обмениваться информацией для повышения производительности сети вцелом. Кроме инфрормации о состоянии сети возможет обмен информацией о местонахождении, обеспечивать поддержку нескольких BSSID, а также режим "сна" для точек доступа.
802.11s-2011. WDS. Традиционно точки доступа служат "порталом" для системы распределения (DS). Обычно это проводная среда - 802.3 Ethernet. В соответствии с 802.11-2012 система распределения может быть также беспроводной (WDS). Цель данной поправки - использование протокола для адаптивной, автоконфигурируемой системы, которая способна пропускать широковещательный, а также мультикаст и юникаст трафик через несколько пролетов WDS-сети.
802.11ae-2012 - улучшение работы QoS. За счет QMF (Quality of service management frame) часть управляющего трафика может быть передана с использованием категории доступа (access category) отличной, от назначенной голосовому трафику, что может улучшить качество обслуживание других потоков.
802.11aa-2012 - улучшение работы QoS для надежной передачи аудио и видео.
802.11ad-2012 - описывает VHT (very high throughput). Передача данных на частоте 60ГГц до 7Гбит/с. Меньше дальность, плохо проникает сквозь препятствия. Также описывает GCMP (Galios/Counter Mode Protocol) - который позволяет шифровать указанный поток данных, нагружает процессор меньше, чем CCMP.
802.11ac-2012. VHT на частоте ниже 6ГГц. Более широкие каналы (80 МГц и 160 МГц). Новая модуляция (256-QAM). До 8 потоков. Улучшения MIMO и бимформинга: MU-MIMO и NDP бимформинг.
802.11af-2014 Позволяет использование частот TVWS (TV white space) частот от 54МГц и 790МГц.
802.11ah - беспроводные сети на частоте до 1ГГц. Меньше пропускная способность, но выше дальность. Для интернета вещей и передача данных M2M (machine to machine).
Проекты поправок:
802.11ai - Fast initial link setup (установление линка менее чем за 100мс)
802.11aj - поддержка работы на частотах CMMW (Chinese Milli-Meter Wave).
802.11ak - GLK (general link) - использование беспроводных технологий в коммутируемых сетях.
802.11aq - Pre association - cстанция получает анонс о сервисах сети до того, как фактически подключится к ней.
Обратить внимание: заглавная буква в названии группы (task group) IEEE означает, что документ является рекомендуемым и не является частью стандарта.
802.11F. Роуминг. Целью данной поправки был роуминг между автономными точками доступа разных вендоров (протокол IAPP). Данная поправка не была принята и не реализуется вендорами. На практике рекомендуется не смешивать точки доступа разных вендоров.
802.11T - разработка метрик производительности, методов измерения и условий проведения тестов производительности устройств 802.11. WPP (wireless performance prediction) - универсальные правила измерения производительности беспроводных сетей. Не реализовано, развитие прекращено.
Альянсом Wi-Fi определены собственные метрики для лабораторного тестирования устройств.
802.11m - группа ответственная за консолидацию поправок.
Некотороые буквы в названия стандартов пропускаются, например 802.11l или 802.11ab, чтобы избежать ошибок и путаницы.
Источник: D. Coleman, D. Wescott - Certified Wireless Network Administratio Official Study Guide
Выделяется 3 спецификации физического уровня:
-IR (infrared)
-FHSS (frequency hopping spread spectrum, clause 14 devices)
-DSSS (Direct sequence spread spectrum, clause 16 devices)
Обратить внимание: устройства использующие DSSS не могут взаимодействовать с устройствами, использующими FHSS.
Скорость (data rate) - количество бит в секунду, передаваемых на физическом уровне в одном фрейме. Пропускная способность (throughput) как правило составляет половину скорости или меньше при испоьзовании стандартов a/b/g. В стандартах n и ac доступ к среде организован более эффективно, тем не менее на overhead-трафик приходися 30-40 процентов скорости.
Текущий документ 802.11-2007 включает ряд поправок.
802.11b. Более высокая (по сравнению с предыдущими реализациями) скорость передачи данных. Новая технология расширенного спектра (spread spectrum) - Contemporary Code Keyin (CCK), Barker code. 2.4ГГц. До 11Мбит/с
802.11a - Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). U-NII частоты (5ГГц). До 54Мбит/с. В настоящее время производители выпускают точки доступа способные работать как на 2.4 так и а 5 ГГц.
802.11g. Extended Rate Physical (ERP). 2.4ГГц. До 54Мбит/с. Сохранение совместимости с 802.11 (DSSS) и 802.11b. ERP-DSS/CCK, ERF-OFDM
В соответствии со стандартом, точка доступа 802.11g может рабоать в 3 режимах:
- b-only - только 802.11b
- g-only - только 802.11g. Реальная пропускная способность - 19-20 Мбит/с
- b,g mode (mixed mode) - к точке могут подключаться как b так и g клиенты. Обратить внимание: при подключении устройств b, у устройств g падает производительность (примерно до 8 Мбит/с)
802.11d - 2001 - поправка внесшая в исходный стандарт 802.11 (расчитаный на соответствие требований регуляторов США, Японии, Канады и Европы), распространяющая его на области, не упомянутые в исходном стандарте. Код страны содержится в двух фреймах: beacons и probe responses. Эта информация используется устройствами, чтобы удостовериться в том, что они работают в соответствии с требованиями указанной страны к частотному диапазону и мощности (а также FHSS для некоторых стран).
802.11h - 2003 - описывает механизмы DFS (dymanic frequency selection) и TPC (transmit power control). Данные механизмы нужны, чтобы не создавать помех спутниковым системам и радарам на частоте 5ГГц.
Принцип работы DFS:
-Точка доступа разрешает подключения клиентам, работающим в поддерживаемом канале
-Точка доступа может "заглушить" (quiet) канал, чтобы определить присутствие радарам
-Точка доступа может проверить присутствие радара перед тем как использовать канал
-Точка доступа может обнаружить радар в используемом канале или других каналах
-Точка доступа может прекратить работу при обнаружении радара, чтобы избежать помех
-Когда обнаружена помеха, точка доступа может выбрать другой канал для работы и уведомить об этом подключенных клиентов.
TPC используется для регулирования мощности радиомодулей, работающих на частоте 5ГГц. В соответствии с требованиями ERC (европейский регулятор), устройства работающие на частоте 5ГГц должны использовать TPC, чтобы удовлетворять требованиям к максимальной мощности и быть способными уменьшить мощность, чтобы избежать помех.
Принцип работы TPC:
-Клиентские станции могут подключаться к точке доступа с используемой частотой.
-Максимальная мощность передачи в канале должна соответствовать требованиям регулятора
-Точка доступа может указать мощность для одного или всех подключенных клиентов
-Точка доступа может менять мощность передачи на клиентских станциях в зависимости от радиообстановки.
Обмен информацией, используемой DFS и TPC происходит с помощью фреймов управления (management frames).
802.11i-2004 Исходный стандарт предлагает только открытую аутентификацию и WEP. 802.11i внес значительыне улучшения в безопасность. Шифрование - CCMP/AES, TKIP. Проверка целостности: ICV, MIC. Аутентификация: 802.1x или PKS (разделяемые ключи). RSN - метод установления соединения, согласования параметров безопасности, генерации ключей для клиентских станций и точек доступа. Сертификация WPA2, созданная Wi-Fi альянсом, по сути отражает 802.11i. WPA версии 1 считалась предшественником 802.11i в то время как WPA2 полностью соответствует данной поправке. Все аспекты 802.11i можно найти в разделе 11 стандарта 802.11-2012.
802.11j - 2004. Поправка, призванная получить одобрение от японского регулятора путем включения дополнительных диапазонов частот, а также ширины канала в 10МГц (в дополнение к 20МГц для 802.11a).
802.11e-2005. Добавление механизмов QoS для Voice over Wlan (VoWiFi).
Исходным стандартом определялось два метода контроля доступа к среде:
-(по умолчанию) Distributed Coordination Function (DCF)
- PCF (point coordination function) - точка доступа на некоторое время берет на себя контроль над средой и опрашивает клиентов (не реализован вендорами)
802.11e описывает улучшенный метод доступа к середе с поддержкой QoS НСF (Hybrid Coordination Function). Включает 2 элемента: EDCA (DCF extension) - приоретизация фреймаов на основе данный протоколов верхнего уровня. HCCA (PCF extension) - отдельные клиентские станции могут получить приоритетное право на передачу.
WMM - сертификация Wi-Fi alliance, отражающая 802.11e
802.11-2012. Включает принятые поправки к 802.11-2004 Несмотря на то, что поправки (например, 802.11b) считаются утратившими силу после включения в стандарт, их продолжает широко использовать Wi-Fi alliance, поэтому они часто встречаются на практике.
802.11r-2008. Fast basic service set transition (FT), fast secure roaming. Описывает быстрое переключение между точками доступа с высоким уровнем безопасности. Особенно важно для голосовых сервисов.
802.11k-2008 - radio resource management (RRM). Механизмы, с помощью которых точка доступа или контроллер беспроводной сети собирает данные у клиентских станций. Элементы:
-TPC
-Client statistics - информация о работе физического уровня, например SNR, мощность сигнала, битрейт. Также инфомрация MAC уровня о передаче фреймов, повторах и ошибках.
-Channel statistics - клиенты могут собирать информацию о шумовом пороге основываясь на фоновой энергии радиоволн в канале и передавать эту информацию точке доступа. Также клиентские станции могут собирать и отправлять данные о загрузке канала, которые точка доступа использует для управления каналами.
-Neighbor reports - 802.11k дает клиентским станциям возможность получать от точек доступа или контроллеров
информацию о других точках доступа, к которым потенциально возможно подключиться в рамках роуминга.
Сотовыми системами использвует технология MAHO, позволяющая улучшить переключение между сотами.
В основном клиентские станции принимают решение о переключении основываясь на собственных данных, 802.11k в свою очередь предоставляет клиентской станции дополнительную информацию о соседних точках доступа.
802.11y-2008 - работа устройств 802.11 с другими устройствами на частоте 3650МГц - 3700МГц в США. Dynamic STA enablement (DSE) - когда средствами CSMA/CA избежать помех не получается, работает механизм DSE: устройства 802.11 сообщают свое место расположения и уникальный идентификатор, что помогает избежать создания помех не-802.11 устройствам.
802.11w-2009 защита от спуфинга фреймов управления (популярная атака: злоумышленник подделиывает фреймы асооциации/деассоциации и транслирует их в эфир). Фреймы управления генерируемые в соответствии с данной поправкой называют robus management frame.
802.11n-2009. Высокая пропускная способность (high throughput), улучшения на PHY и MAC уровнях, позволяющие достичь битрейта до 600 Мбит/с и суммарной пропускной способности (на всех клиентов точки доступа) более 100 Мбит/с. Использует MIMO
802.11p-2010 поддержка ITS (intellignt Transportation System). Обмен данными между транспортными средствами передвигающимися на скорости до 200км/ч и расстоянии до 1000 в диапазоне от 5.850ГГц до 5.925ГГц в северной Америке. Также известен как WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments).
802.11z-2010. Механизм DLS (Direct Link Setup) - позволяет прогонять трафик напрямую между клиентскими устройствами без участия точки доступа.
802.11u-2011. WIEN (wireless internetworking integration) - интергация сетей доступа 802.11 с внешними сетями.
802.11v-2011. Описывает VNM (Wireless Network Management) - возможность станциям 802.11 обмениваться информацией для повышения производительности сети вцелом. Кроме инфрормации о состоянии сети возможет обмен информацией о местонахождении, обеспечивать поддержку нескольких BSSID, а также режим "сна" для точек доступа.
802.11s-2011. WDS. Традиционно точки доступа служат "порталом" для системы распределения (DS). Обычно это проводная среда - 802.3 Ethernet. В соответствии с 802.11-2012 система распределения может быть также беспроводной (WDS). Цель данной поправки - использование протокола для адаптивной, автоконфигурируемой системы, которая способна пропускать широковещательный, а также мультикаст и юникаст трафик через несколько пролетов WDS-сети.
802.11ae-2012 - улучшение работы QoS. За счет QMF (Quality of service management frame) часть управляющего трафика может быть передана с использованием категории доступа (access category) отличной, от назначенной голосовому трафику, что может улучшить качество обслуживание других потоков.
802.11aa-2012 - улучшение работы QoS для надежной передачи аудио и видео.
802.11ad-2012 - описывает VHT (very high throughput). Передача данных на частоте 60ГГц до 7Гбит/с. Меньше дальность, плохо проникает сквозь препятствия. Также описывает GCMP (Galios/Counter Mode Protocol) - который позволяет шифровать указанный поток данных, нагружает процессор меньше, чем CCMP.
802.11ac-2012. VHT на частоте ниже 6ГГц. Более широкие каналы (80 МГц и 160 МГц). Новая модуляция (256-QAM). До 8 потоков. Улучшения MIMO и бимформинга: MU-MIMO и NDP бимформинг.
802.11af-2014 Позволяет использование частот TVWS (TV white space) частот от 54МГц и 790МГц.
802.11ah - беспроводные сети на частоте до 1ГГц. Меньше пропускная способность, но выше дальность. Для интернета вещей и передача данных M2M (machine to machine).
Проекты поправок:
802.11ai - Fast initial link setup (установление линка менее чем за 100мс)
802.11aj - поддержка работы на частотах CMMW (Chinese Milli-Meter Wave).
802.11ak - GLK (general link) - использование беспроводных технологий в коммутируемых сетях.
802.11aq - Pre association - cстанция получает анонс о сервисах сети до того, как фактически подключится к ней.
Обратить внимание: заглавная буква в названии группы (task group) IEEE означает, что документ является рекомендуемым и не является частью стандарта.
802.11F. Роуминг. Целью данной поправки был роуминг между автономными точками доступа разных вендоров (протокол IAPP). Данная поправка не была принята и не реализуется вендорами. На практике рекомендуется не смешивать точки доступа разных вендоров.
802.11T - разработка метрик производительности, методов измерения и условий проведения тестов производительности устройств 802.11. WPP (wireless performance prediction) - универсальные правила измерения производительности беспроводных сетей. Не реализовано, развитие прекращено.
Альянсом Wi-Fi определены собственные метрики для лабораторного тестирования устройств.
802.11m - группа ответственная за консолидацию поправок.
Некотороые буквы в названия стандартов пропускаются, например 802.11l или 802.11ab, чтобы избежать ошибок и путаницы.
Источник: D. Coleman, D. Wescott - Certified Wireless Network Administratio Official Study Guide
