Стандарты семейства IEEE 802.11 (Wi-Fi), 802.16 (WiMAX). PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 02:14

Стандарт IEEE 802.11, разработка которого была завершена в 1999 г., является базовым и определяет протоколы, необходимые для организации беспроводных локальных сетей (WLAN). В основу стандарта положена сотовая архитектура построения сети. Для обеспечения перехода мобильных рабочих станций из зоны действия одной точки доступа в зону действия другой в многосотовых сетях предусмотрены специальные процедуры сканирования (активного и пассивного прослушивания эфира) и присоединения абонентов сети, однако строгих требований по реализации роуминга стандарт IEEE 802.11    не предусматривает.

Стандарт 802.11а является наиболее «широкополосным» из семейства стандартов IEEE 802.11, предусматривая скорость передачи данных до 54 Мбит/с (редакцией стандарта, утвержденной в 1999 г., определены три обязательные скорости: 6, 12 и 24 Мбит/с и пять необязательных: 9, 18, 36, 48 и 54 Мбит/с). В отличие от базового стандарта, ориентированного на диапазон 2,4 ГГц, спецификациями IEEE 802.11а предусмотрена работа в диапазоне 5 ГГц. В качестве технологии модуляции сигнала выбрана модуляция, основанная на ортогональном частотном разделении сигналов (OFDM). Наиболее существенное различие между этой технологией и радиотехнологиями прямого расширения спектра (Direct Sequence Spread Spectrum — DSSS) и расширения спектра за счет перестройки частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum — FHSS) заключается в том, что технология OFDM предполагает параллельную передачу полезного сигнала одновременно по нескольким частотным каналам, в то время как при технологиях DSSS и FHSS сигналы передаются последовательно. В результате повышается пропускная способность канала и качество сигнала.

Стандарт IEEE 802.11b позволяет получать высокую скорость передачи данных (до 11 Мбит/с), практически эквивалентную пропускной способности обычных проводных линий связи Ethernet, а также ориентирован на «освоенный» диапазон частот 2,4 ГГц (ISM). Этот стандарт завоевал наибольшую популярность у производителей оборудования для беспроводных сетей.

Стандарт IEEE 802.1lg представляет собой развитие стандарта 802.1 lb и позволяет повысить скорость передачи данных в беспроводных широкополосных линиях связи до 22 Мбит/с (а возможно, и выше) благодаря использованию более эффективной технологии модуляции сигнала OFDM. Стандарт 802.1 lg предусматривает скорость передачи данных до 54 Мбит/с.

Стандарт IEEE 802.16а учитывает тонкости распределения спектра в полосе частот 10...66 ГГц. Он определяет три режима физического уровня соединений. Предусмотрен режим с одной несущей для специальных нужд, но дополнительно используется модуляция OFDM.
Цель разработки стандарта IEEE 802.20 схожа с целью разработки стандарта IEEE 802.16е, призванного решить проблему мобильности в сетях WiMAX на уровне пикосот и фемтосот.

Таблица 7.3 содержит данные по спектральной эффективности сетей стандартов IEEE 802.11 и IEEE 802.16 [7].
На рис. 7.1-7.3 приведены диаграммы спектральной эффективности трех различных систем мобильной связи и систем беспроводного широкополосного доступа, использующих каналы с шириной полосы частот 5, 10 и 20 МГц. Анализ данных рис. 7.1-7.3 позволяет сделать вывод о том, что стандарты LTE (Release 8) позволят снизить стоимость передачи данных и существенно расширить рынок сетей 3G за счет появления дополнительных конкурентных преимуществ по сравнению со стандартами IEEE 802.16е. Отметим, что вне-рение технологии MIMO в сетях 3G потенциально может увеличить общую информационную нагрузку пропорционально количеству приемо-передающих антенн.

При определении путей технического усовершенствования сетей мобильной и беспроводной связи необходимо отметить, что физический уровень сетей HSDPA, HSUPA, lxEV-DO, 2xEV-DO, IEEE 802.16е, 802.16d уже достаточно оптимизирован, показатели эффективности работы систем на физическом уровне близки к предельным теоретическим показателям Шеннона по скорости передачи информации в линиях связи. Поэтому при всех технологиях можно получить более или менее сопоставимые параметры работы физических уровней систем.

Таким образом, развитие системы UMTS было и остается направленным не только на расширение спектра услуг и возможных приложений, но и на существенное технологическое усовершенствование, связанное с необходимостью повышения спектральной эффективности системы из-за ограниченности участка спектра, выделенного в диапазоне 2-3 ГГц для развития сетей мобильнои связи третьего и четвертого поколения.

Сравнение мобильных и беспроводных систем связи целесообразнее осуществлять на базе большего числа системных параметров, включающих не только спектральную эффективность, но и доступность сети, качество предоставляемых услуг, стоимость инфраструктуры, роуминг и параметры терминального оборудования.