Victor Hayes
Victor (Vic) Hayes, népszerű néven a Wi-Fi
atyja, a hollandiai Delft Műszaki Egyetem
vezető kutatója.
Született: 1941 július 31, Surabaya, Holland
Kelet-India (hivatalosan Holland India), ma Indonézia.
Victor Hayes a kezdetektől, 1990-től egészen 2000-ig, az IEEE
szabványok munkacsoportjának elnöke volt, amely meghatározta az
IEEE 802.11 vezeték nélküli hálózati szabványok halmazát, más néven a
wifi szabványt.
A wifi szabványt a világ minden országa elfogadta. A különböző
közösségek és országok a saját hálózatok létrehozásával, az egyre több
gyártó és eladó színrelépése árversenyt és alacsonyabb költségeket
hozott a vezeték nélküli eszközök számára. Vic Hayes munkásságának
köszönhetően létezik olcsó, szinte mindenütt jelenlévő wifi kapcsolat. [4]
Victor Hayes volt az IEEE 802.11 csoport első elnöke, amely 1997-ben
véglegesítette a rádiók vezeték nélküli szabványát, amely az engedély
nélküli spektrumban működik és amelyet a Szövetségi Kommunikációs
Bizottság (FCC - Federal Communications Commission) 1985-ben nyitott
meg. [5]
Victor Hayes jelentősebb publikációi
•
The Innovation Journey of Wi-Fi: The Road Toward Global Success
(2010)
•
License-exempt: Wi-Fi complement to 3G. W Lemstra, V Hayes -
Telematics and Informatics, Volume 26, Issue 3 (2009)
•
License-exempt: the emergence of Wi-Fi. V Hayes, W Lemstra -
info, Volume 11, Issue 5 (2009)
•
The IEEE 802.11 handbook: a designer's companion (2004)
Hedy Lamarr, született Hedwig Eva Maria Kiesler, osztrák zületésű
amerikai színésznő és feltaláló.
Születt: 1914. november 9., Bécs, Ausztria
Meghalt: 2000. január 19., Casselberry, Florida, Egyesült Államok
Hedy Lamarr 19 éves volt, amikor férjhez ment a nála 13 évvel idősebb
osztrák fegyvergyároshoz, Fritz Mandlhoz.
George Antheil amerikai zeneszerző.
Születési dátum: 1900. július 8., Trenton, New Jersey, Egyesült Államok.
Meghalt: 1959. február 12., New York, New York, Egyesült Államok.
George Antheil az Egyesült Államok lőszer-ellenőreként dolgozott.
Ezenkívül 1924-ben megírta a Balett Mecanique című zeneművet.
A koncert előadásában a Balett Mécanique nem emberi előadók,
hanem mechanikus hangszerek előadása. Többek között 16
gépzongora, 7 elektromos csengő, 3 propeller, 1 sziréna, 4 dob egyidejű
vezérlését kellett megoldania.
Közös beszélgetéseik során (egyebek mellett) értekeztek a torpedókról
és a torpedók rádióhullámok általi célravezetéséről. Abban az időben a
torpedók általában vezérlés nélküli fegyverek voltak.
Hedy Lamarr tisztában volt azzal, hogy egy adott frekvencián lévő
rádióadást könnyen lehet zavarni vagy elfogni, de úgy gondolta, hogy ha
az azonosító jeleket több rádiófrekvencián lehet továbbítani az adó és a
vevő között, az ellenség csak véletlenszerű sorozatként érzékeli őket. A
színésznő elképzelte a frekvenciaugrás rendszerét. A kihívás az volt,
hogy miként lehet szinkronizálni az adó és a vevő közötti
frekvenciamintázatot.
A különböző frekvenciákon ugráló rádiójelekkel - mint például a zongora
hangjegyei - Lamarr és Anthiel azt hitték, hogy elakadásbiztos homing-
rendszert hozhatnak létre a torpedók számára. Rendszerük két, motorral
hajtott tekercset tartalmazott - mint a gépzongora -, amelyeket az
adóba telepítettek illetve a torpedókba építettek. Az adót és a vevőt 88
frekvencián szinkronizálták - a 88 megegyezik a zongora billentyűinek
számával.
Miután 1942. augusztus 11-én megkapták a szabadalmat (US patent
2292387 - Secret Communication System), [2] azt az amerikai
haditengerészetnek adományozták. [3]
A Sylvania Electronics Systems Division mérnökei csak az 1950-es
években kezdtek kísérletezni Lamarr és Antheil találmányában
dokumentált ötletekkel. A frekvenciaugráshoz szolgáló mechanikus
eszköz helyett a mérnökök elektronikus eszközöket fejlesztettek ki a
szélessávú technológiához, amelyet az Egyesült Államok Kubai
haditengerészeti blokádja során alkalmaztak 1962-ben. Addigra Lamarr
és Antheil szabadalma lejárt
Bár Lamarr és Antheil életük során soha nem profitáltak a
találmányukból, az Electronic Frontier Foundation 1997-ben elismerte,
hogy találmányuk a vezeték nélküli kommunikáció fontos felfedezése.
A valós, mért wifi jelerősségek és wifi hálózat sebességek mindenben igazolják a szabvány jellegzetességeit és műszaki paramétereit:
a 2.4 GHz-es wifi nagyobb távolságot képes átfogni, alacsonyabb hálózati sebességgel, mint az 5 GHz-es wifi
az 5 GHz-es wifi kisebb hatósugárral rendelkezik (mint a 2.4 GHz-es), de ezen belül magasabb hálózati sebességet biztosít
a mért értékek folyamatos, néha nagyarányú ingadozása, is igazolja a wifi hálózatok jellegzetességét, az állandóan váltakozó jelszintet és sebességet
a váltakozó jelszintek azt is igazolják, hogy a wifi hálózat sebessége nem csak szabvány, hanem eszközfüggő (vevő és adó oldalról egyaránt)
A 2,5 GHz wifi és az 5 GHz wifi közötti különbség
Wifi sebességek
Csatornák közötti interferencia
a 2.4 GHz-es sávban általában 11 wifi csatorna közül lehet választani, amelyek közül 3 un.
nem átfedő. Európában 13 csatornán működik a wifi.
az 5 GHz-es sávban 45 wifi csatorna közül lehet választani, amelyek közül 23 nem átfedő.
Az egymást átfedő csatornák vezetnek a hálózati zavarokhoz, interferenciához
a 2.4 GHz-es sávot nem csak a szomszédos 2.4 GHz-es wifi csatornák zavarják, hanem
jelentős mértékű interferenciát okoz jónéhány háztartási készülék is
A wifi és az egészségügy
A wifi, amelyet már az egészségügyben széles körben alkalmaznak a hagyományos hálózatépítésre,
javítja a klinikai szolgáltatások rugalmasságát és hatékonyságát az egészségügyi környezetben. Az
ipar az IoT-vel kapcsolatos egészségügyi eszközök szállításában a következő öt évre (2019) 15% -
os növekedést mutat. Emellett az egészségügyi adatok elemzésének piaca önmagában várhatóan
68 milliárd dollárra fog növekedni 2020-ra, és további kulcsfontosságú növekedési területeket a
mesterséges intelligencia (AI), a hordható anyagok és a mobil egészség (mHealth) jelentenek.
A wifi jól alkalmazható ezekben a dinamikus környezetekben, mivel ez az egyik legmegbízhatóbb,
mindenütt jelen lévő vezeték nélküli technológia, amely nagy teljesítményű kapcsolatot,
kormányzati szintű WPA3™ biztonságot és támogatást nyújt a régi eszközök számára. A kórházakon
és a klinikai helyeken kívül a wifi megoldást kínál a növekvő személyi egészség és fitnesz piacra is.
A wifi segít az egészségügyi informatikai vezetőknek az egyre növekvő csatlakozási igények kielégítésében, amelyeket mind az egészségügyi személyzet, mind a betegek és
családtagjaik igényei támasztanak alá. Ahogy az egészségügyi hálózatokhoz csatlakozó wifi eszközök száma növekszik, a Wi-Fi CERTIFIED ™ eszközök használata elősegíti a széles
körű interoperabilitást és a pozitív felhasználói élményt. [46]
A wifi hatása az emberi szervezetre
A vezeték nélküli eszközök a mindennapi életünk szerves részévé váltak. Ezeket az eszközöket többféle célra használják, például internet elérésre és megisztásra,
telekommunikációra. Ezek az eszközök olyan káros sugárzást bocsátanak ki, amelyek olyan betegségeket okozhatnak, mint a férfi meddőség, agydaganat, halláskárosodás, stb.
Ezen kívül ezek a sugárzások súlyosan érinthetik az emberi test különböző részeit is.
A különboző vezeték nélküli eszközök káros hatásának intenzitása: mobiltelefon 96%, Bluetooth-eszköz 32%, laptop 54%, tablet 14%, vezeték nélküli útválasztó 20%. [47]
A témával egy elgondolkodtató tanulmány is foglalkozik a www.omicsonline.org oldalon: Effects of Wireless Devices on Human Body
A decibel (dB) két mennyiség arányának logaritmikus
mértéke. Mindennapi használatra a bel (jele: B) mint
mértékegység túl nagynak bizonyult, ezért helyette a decibel
(dB) terjedt el. 1 dB = 0,1 B (bel).
A dBm (vagy decibel milliwatt) decibelben (dB) kifejezett
teljesítmény, 1 milliwattra (mW) vonatkoztatva.
A wifi jelerősség kifejezésekor a dBm értéke minden esetben
negatív számérték. Ennek megfelelően -30 erősebb jel, mint
-80 (a -80 kisebb szám mint a -30).
Az IEEE Szabványügyi Testület (IEEE
Standards Board) 1999-ben
munkacsoportot hozott létre a vezeték
nélküli nagyvárosi hálózatok (Wireless
MAN - Wireless Metropolitan Area
Network) szélessávú szabványainak
kidolgozására.
Noha a 802.16 szabványcsaládot az
IEEE-ben hivatalosan WirelessMAN néven
tartják nyilván, a szabvány WiMAX™
néven került forgalomba.
A WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access - mikrohullámú
hozzáférés globális interoperabilitása) vezeték nélküli szélessávú
kommunikációs szabványok családja, amelyek az IEEE 802.16
szabványkészletén alapulnak, amelyek több fizikai réteg (PHY) elérést és
közeghozzáférés-vezérlés (MAC) lehetőségeket biztosítanak.
A WiMAX™ a WiMAX Forum szervezet által 2001-ben került kihirdetésre
annak érdekében, hogy támogassák a IEEE 802.16 szabvánnyal történő
együttműködésének és megfelelőségének folyamatát. A WiMAX Forum a
WiMAX-ot olyan szabványosított technológiaként jellemzi, amely
vezetéknélküli alternatívát jelent a kábel és DSL alapú internetszolgáltatás
részére.
WiMAX ™ [37]
A különböző wifi szabványok teljesítmény
összehasonlításainál sok esetben szerepel a
WiMAX™ szabvány is.
A wifi kommunikáció előnyei
•
bármilyen adat vagy információ egyszerűbben és nagy sebességgel
továbbítható
•
ezeknek a hálózatoknak a karbantartása és telepítése általában olcsóbb mint a
vezetékes számítógéphálózaté
•
az internet bárhonnan elérhető ezzel a technológiával
•
távoli területeken élők is elérhetők
•
a vezeték nélküli eszközök nagyon mobilisak
•
egy wifi hálózat beállítása és konfigurálása egyszerűbb és gyorsabb, mint a
vezetékes számítógéphálózaté
•
megfelelő beállítás és védelem mellett biztonságos és rugalmas wifi hálózat
alakítható ki
•
a vezeték nélküli kapcsolat lehetősége üzleti szempontok mellett esztétikai
előnyökkel is párosul
A vezeték nélküli kommunikáció kifejezés a 19. században került a köztudatba, a vezeték nélküli kommunikációs technológia azóta is töretlenül és egyre nagyobb léptékekben
fejlődik. A 2000-es évekre ez lett az információ továbbítás egyik legfontosabb eleme. A vezeték nélküli kommunikáció lényege, hogy az információ továbbítható levegőn keresztül,
vezeték nélkül, elektromágneses hullámok (infravörös hullámok, különböző frekvenciájú rádiójelek) formájában. A vezeték nélküli kommunikáció egyik legfontosabb - ha nem a
legfontosabb - eleme a wifi technológia.
A wifi egy alacsony fogyasztású vezeték nélküli kommunikáció, amelyet különféle elektronikus eszközök ( okostelefonok, laptopok, tabletek, különböző érzékelő berendezések)
használnak. Egy wifi hálózatban az útválasztó (AP - Access Point) vezeték nélküli kommunikációs (elosztó)központként működik. A vezeték nélküli (wifi) útválasztó (AP) teszi
lehetővé a felhasználók számára, hogy csatlakozhassanak egy vezeték nélküli (wifi) hálózathoz. A wifi technológia nagyon gyakori a hálózati alkalmazásokban, amely vezeték nélkül
teszi lehetővé a hordozhatóságot – annak minden előnyével és hátrányával.
802.11ay
A IEEE 802.11ay egy WLAN típus az IEEE 802.11 WLAN-sorozatban. Működési frekvenciája 60 GHz, átviteli sebessége 20-40 Gbps, hatótávolsága 300-500 m.
A 802.11ay wifi szabvány nem egy önálló új wifi szabvány, hanem az IEEE 802.11ad javítása. [33]
Az IEEE 802.11ax-et a 802.11ac jövőbeli utódjának tekintik, célja a spektrális hatékonyság és ezáltal az általános használhatóság növelése.
Az IEEE 802.11ax wifi szabvány az alábbiak miatt vált szükségessé:
•
WLAN eszközök számának ugrásszerű növekedése
•
az IoT szektor erőteljes térhódítása
•
hálózatok felhasználósűrűség növekedése
•
a felhasználósűrűség növekedés okozta csomagütközések növekedése és az egy felhasználóra jutó szabad csatornakapacitások csökkenése
•
az eszközszám növekedése miatti interferencia (egymás működését zavarják egy bizonyos eszközsürűség elérésekor)
•
wifi eszközök magas áramfelvétele
A korábbi wifi szabványok esetében a teljesítmény növelésére vagy a fizikai paraméterek (sávszélesség és a modulációs tényező) módosításával érték el, vagy új
átviteli módszereket vezettek be (SU-MIMO, MU-MIMO).
A 802.11ax wifi szabvány elsődleges célja a WLAN hálózatok hatékonyságának javítása és a meglévő átviteli kapacitások jobb kihasználása.
A 802.11ax wifi szabvány a 802.11ac wifi szabványhoz képest 4x nagyobb áteresztőképességgel (sebességgel) rendelkezik.
160Mhz-es csatornákat feltételezve 4 × 4 MIMO-adatfolyamokkal, akkor az így elérhető sebesség 4 × 3.5 Gbps = 14 Gbps. Ez egy elméleti sebességérték,
amelynek az eléréséhez az eszközöknek 4 × 4 MIMO képességűnek kell lenniük.
A 802.11ax wifi szabvány jobb energiaszabályozási módszereket vezet be a szomszédos hálózatokkal való interferencia elkerülése érdekében.
802.11be
Az IEEE 802.11be Extremely High Throughput (rendkívül nagy teljesítményű) wifi szabvány a 802.11 IEEE szabvány lehetséges következő módosítása lehet.
A szabvány a 802.11ax-ra épül, a beltéri és kültéri WLAN működésére összpontosítva, a 2.4, 5 és 6 GHz frekvenciasávokban.
Mivel a IEEE 802.11be a Wi-Fi 6 lehetséges utódja, a Wi-Fi Alliance valószínűleg Wi-Fi 7-ként tanúsítja majd.
A 802.11be wifi szabvány jellemzői:
•
Sebesség: 30 GBps
•
Működési ferekvencia: 2.4 GHz, 5GHz, 6 GHz
•
alacsony késleltetésű kommunikáció támogatása
•
tervezett bevezetés: 2024
A 802.11be wifi szabvány felhasználási területei:
•
AR/VR, Augmented Reality/Virtual Reality - kiterjesztett valóság/virtuális valóság)
•
4K és 8K video stream
•
távmunka, virtuális iroda
•
felhő szolgáltatások
•
videó hívások, videókonferencia
A 802.11be wifi szabvány figyelembe veszi azt a tényt, hogy a domináns forgalomtípus a
videó lesz a következő években.
A Cisco legfrissebb vizuális hálózati mutatója szerint 2022-re az IP-videó forgalom az összes
(mind üzleti, mind fogyasztói) forgalom 82% -át teszi ki 2022-re, szemben a 2017. évi 75% -al.
2022-re az internetes videoforgalom 17%-át várhatóan az élő internetes videó teszi ki. [35]
Stream hozzárendelése a SU-MIMO (11n) és MU-MIMO (11ac) kliensekhez
A 802.11ac wifi szabvány legfeljebb nyolc térbeli adatfolyamot (stream) is
képes felhasználni, a MU-MIMO technológia révén, ahol a különféle
adatfolyamok számos különböző felhasználó támogatására használhatók,
és többszörös hozzáférési lehetőséget biztosítanak.
A 802.11b termékek, mint az eredeti szabványban meghatározott modulációs módszer közvetlen kiterjesztése, 2000 elején jelentek meg a piacon. A 802.11b
áteresztőképességének drámai növekedése (az eredeti szabványhoz képest), valamint az ezzel egyidejűleg végrehajtott jelentős árengedmények, a 802.11b
szabványt mint gyors vezeték nélküli LAN technológia széleskörű elfogadását eredményezte.
Fizikai réteg-technológia CCK (Complementary Code Keying) és HR-DSSS (High-rate Direct-Sequence Spread Spectrum -
nagysebességű, közvetlen sorozatú sávkiterjesztés) modulációs technológia.
Az IEEE 802.11b-t egy pont-multipont (point-to-multipoint) konfigurációban használják, ahol egy hozzáférési pont egyirányú
antennán keresztül kommunikál a hozzáférési pont hatósugarán belüli mobil kliensekkel. A hatótávolság függ a rádiófrekvenciás
környezettől, a kimeneti teljesítménytől és a vevő érzékenységétől. Az elérhető sávszélességet különálló csatornákon megosztja
az eszközök között.
Legacy 802.11 A szakirodalom eredeti 802.11 vagy örökölt 802.11 szabványként hivatkozik rá. Megjelent 1997-ben, pontosították 1999-ben, mára már elavult.
Elméleti adatátviteli sebesség 1 Mbps és 2 Mbps. Működési frekvencia 2,4 GHz.
Az OSI modell két legalsó rétegét, a fizikai és az adatkapcsolati réteget definiálja.
Három alternatív fizikai réteg-technológiát használ:
•
diffúz infravörös, 1 Mbps sebesség
•
frekvenciaugrásos sávkiterjesztés (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum) 1 Mbps és 2 Mbps sebesség
•
közvetlen sorozatú sávkiterjesztés (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum) 1 Mbps és 2 Mbps sebesség
Támogatott médiumok: infravörös fény és az ISM (Instrumentation, Scientific, and Medical band) 2,4 GHz-es frekvenciatartománya
A szabvány definiálta a CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - ütközést elkerülő, vivőérzékeléses többszörös
hozzáférés) eljárást is.
A Wi-Fi CERTIFIED termékeket szigorú tesztelésnek vetették alá a Wi-Fi Alliance egyik független, hivatalos vizsgálati laboratóriumában. Ha egy
termék sikeresen átmegy a teszten, a gyártó vagy a kereskedő felhatalmazást kap a Wi-Fi CERTIFIED logó használatára. A tanúsítás azt jelenti,
hogy az adott terméket számos konfigurációban tesztelték más eszközökkel annak érdekében, hogy igazolják az interoperabilitást az azonos
frekvenciasávban működő más Wi-Fi CERTIFIED tanusítvánnyal rendelkező eszközökkel.
A tanúsítás széles körű fogyasztói, vállalati és üzemeltetőspecifikus termékekre áll rendelkezésre, ideértve az okostelefonokat, készülékeket, számítógépeket és perifériákat,
hálózati infrastruktúrát és fogyasztói elektronikát. Kiskereskedelemben a Wi-Fi CERTIFIED ™ logó biztosítja a fogyasztók számára, hogy egy termék jó felhasználói élményt
nyújt.
A tanusított vállalkozásnak a Wi-Fi Alliance® tagjának kell lennie, hogy termékei tanúsítási tesztelésre kerüljenek, valamint hogy használhassák a Wi-Fi CERTIFIED ™ logót és
a kapcsolódó védjegyeket. [11]
A 802.11 berendezések legtöbb gyártója a Wi-Fi Alliance tagja, így 2012-től a Szövetség több mint 550 tagvállalatal rendelkezett.
IEEE szabvány
802.11
802.11a
802.11b
802.11n - Wi-Fi 4
802.11ac - Wi-Fi 5
802.11ax - Wi-Fi 6
Megjelenés
1997
1999
1999
2009
2013
2019
802.11g
2003
Működési frekvencia
2.4 GHz
5 GHz
Elméleti sebesség
2 Mbit/s
Hatótáv beltéren
< 30 m
Hatótáv kültéren
2.4 GHz
2.4 GHz
2.4 GHz és 5 GHz
5 GHz
2.4 GHz és 5 GHz
54 Mbit/s
11 Mbit/s
54 Mbit/s
600 Mbit/s
1 300 Mbit/s
< 100 m
30 m
30 m
50 m
50 m
140 m
>140 m
120 m
140 m
140 m
250 m
350 m
> 350 m
14 000 Mbit/s
ASUS RT-AC52U B1 (AC750) wifi router
Specifikáció
Átviteli sebesség 2,4 GHz:
300 Mbps
Átviteli sebesség 5 GHz:
433 Mbps
Hálózati szabvány:
802.11 b/g/n/ac
Átviteli frekvencia:
2.4 GHz / 5 GHz
Külső antennák száma:
2 db
Belső antenna száma:
1 db
Samsung Galaxy S6 edge SM-G925F telefon
Specifikáció
RAM:
3 GB
ROM: 128 GB
Hálózati szabvány:
802.11 a/b/g/n/ac VHT80 MIMO
Átviteli frekvencia:
2.4 GHz / 5 GHz
HP EliteBook 2570p
Specifikáció
CPU:
i7 3520M
RAM:
16 GB
Wifi kártya: Intel® Centrino® Advanced-N 6205, Dual Band
Wi-Fi CERTIFIED:
802.11 a/b/g/n/ac
Antenna (Tx/Rx stream):
2x2
Működési sáv:
2.4 GHz / 5 GHz
Maximális sebesség:
300 MBps
Internet kapcsolat
Specifikáció
Optikai szálas internet kapcsolat
Garantált letöltési sebesség:
90 Mbps
Garantált feltöltési sebesség:
90 Mbps
A mérések alapján valóban zavarmentes,
egyenletes, gyors az internet kapcsolat.
A szinte ideális internetkapcsolat mellett a wifi hálózat
folyamatosan váltakozó jelerősség, sebesség és válaszidő
értékeket mutatott.
A mérések alatti értékingadozások:
•
jelerősség (dBm): 35%
•
wifi hálózati sebesség (Mbps): 53%
•
válaszidő (ms): 1 400% (nem tévedés)
Wifi dBm értékek és a hozzájuk tartozó mért 2.4 GHz wifi sebesség
Az eszközök egy légtérben, szobán belül helyezkedtek el
A router és az eszközök között egy betonfal és egy nyitott ajtó helyezkedett el
Wifi dBm értékek és a hozzájuk tartozó mért 5 GHz wifi sebesség
Az eszközök egy légtérben, szobán belül helyezkedtek el
A router és az eszközök között egy betonfal és egy nyitott ajtó helyezkedett el
A router és az eszközök között egy 10 cm-es betonfal helyezkedett el
A router és az eszközök között egy 10 cm-es betonfal helyezkedett el
Ha a sugárzás útjában különböző tárgyak vannak, a tárgyak anyagától
függően vagy részben vagy teljesen visszaverődik a wifi jel, vagy áthatol az
akadályon, de minden esetben (kisebb vagy nagyobb mértékben) veszít az
erősségéből.
A wifi sugárzás jellegzetessége a folyamatosan váltakozó intenzitású, pulzáló,
örvénylő elektromos hullámkibocsátás.
A wifi jel erősségét befolyásoló tényezők [44]
Egy wifi hálózat tervezésekor nagyon sok tényezőt kell figyelembe venni. A szakmai szempontokon kívül
(felhasználói sűrűség becslése, az AP-k megfelelő számának meghatározása, megfelelő teljesítményű
hálózati eszközök kiválasztása) további fontos szempont a környezet milyensége, amelyben használják a
wifi hálózatot. A környezet ebben az esetben lehet kültéri vagy beltéri (lakás, iroda, raktár, csarnok).
A fizikai környezet különféle anyagokból épül fel, amelyek eltérő módon befolyásolják a wifi hálózat
működését.
1.
Visszaverődés: a wifi jel, mint rádióhullám, az egyes felületekről visszaverődhet. A különböző fémek
erősen visszaverő anyagok. Irodákban nagy mennyiségű fém szerelvény hálózatok vannak beépítve. A
visszaverődés esetén a jelek gyengülhetnek, és interferenciát okozhatnak a vevő eszközön.
2.
Refrakció: a refrakció a jel, irányváltozása amikor egy közegbe lép, amelyben eltérő sebességel halad
tovább. Pl. az üveg vagy a víz képes megtörni az eektromos jeleket. A különböző anyagok eltérő
törésmutatóval rendelkeznek. Fontos, hogy a wifi hálózat megtervezésekor vizsgálni kell a lehetséges
refrakciót, mert ha egy jel megváltoztatja az irányát a küldőtől a vevőig terjedő úton, ez alacsonyabb
adatátviteli sebességet, nagyszámú újrapróbálkozásokat okozhat a hálózati eszközök között, amelyek
a teljesítmény csökkenéséhez vezethetnek.
3.
Diffrakció: a diffrakció (elhajlás) az a jelenség, amikor a rádióhullámok áthatolhatatlan akadályokkal
találkoznak és azt körülölelik. Ebben az esetben a rádióhullám iránya és intenzitása egyaránt
megváltozik. A diffrakció (rádiójel)árnyék-zónát alakíthat ki az adó és a vevő között. Pl. a hegyek,
sziklák a vezeték nélküli jelek diffrakcióját okozzák.
4.
Szóródás: ez a jelenség hasonló a refrakcióhoz, és ugyanannyira kiszámíthatatlan. A levegőben lévő
por, a páratartalom, az anyagok egyenetlenségei és összetétele az elektromos jel szétszóródásához
vezethetnek minden irányba. Ez jelentős hatással lehet a jel integritására és erősségére.
5.
Elnyelődés: ez az egyik leggyakoribb reakció, amelyet a rádiójelek útjuk során elszenvednek. Általában
egy anyag konvertálja a jel energiáját hővé. Ez nagyrészt azért következik be, mert a közegben levő
molekulák nem képesek elég gyorsan mozogni ahhoz, hogy „lépést tartsanak” a rajta áthaladó RF
hullámokkal.
A víz által okozott RF jelcsillapítás nagyobb mértékű az 5.7 GHz sávokban, mint a 2.4 GHz sávban.
10 GHz alatti frekvenciák esetén az eső, a hó és a köd csillapítása nagyon kicsi.
Az eső okozta jelcsökkenés 5 GHz-en csak alig észlelhető (<1 dB / km).
Az elsősorban (70%) vízből álló emberi test az RF jeleket a 2.4 GHz-es tartományban csaknem 3 dB-el,
az 5.8 GHz-es tartományban 5 dB-el gyengítik.
Rés diffrakciós terjedés
Többszörös jelszóródás interferenciája
Jel visszaverődés
Látható wifi hullámok
A rádióhullámok, köztük a wifi hullámok,
láthatóvá tételére többféle próbálkozás született.
Nickolay Lamm, a MyDeals.com blogger művész alkotója vizualizációkat
készített, amelyeken elképzelte a wifi jelek méretét, formáját és színét, ha
azok láthatók lennének az emberi szem számára.
A wifi hullámok megjelenítésére Washington DC-ben került sor. Lamm a
DC.gov oldalon elérhető térkép adatai alapján ábrázolta az elérhető wifi
hálózatok méretét és formáját a National Mall park felett. A National Mall
nemzeti park az Amerikai Egyesült Államok fővárosa, Washington szívében.
A Project Cogsworth keretén belül egy “csináld magad” rádiótávcsövet
építettek, 2.44 GHz-re állítva, amely a wifi sáv közepén található. Ennek
az eszköznek a segítségével tették láthatóvá a wifi jeleket.
Wifi jelerősség mérés
A wifi jel erősség mérés legpontosabb módja a milliwatt (mW) lenne, de a wifi viszonylag kis áramfelhasználása
miatt, a wifi jelerősség kifejezéséhez meglehetősen sok 0-át kellene hasznáni. Pl. -40 dBm 0,0001 mW.
Ahogycsökken a jelerősség, úgy növekszik a 0-ák száma.
Az RSSI (Received Signal Strength Indicator - fogadott jelerősség-mutató) egy általánosan elfogadott mérési
mód, de a legtöbb wifi adapter gyártó eltérően kezeli, mivel nincs szabványosítva. Egyes adapterek 0-60 skálát
használnak, mások 0-255 skálát használnak.
A wifi jelerősség kifejezésének legegyszerűbb és leginkább következetes módja a dBm, amely a milliwatthoz
viszonyított decibelt jelenti. Mivel az RSSI-t a legtöbb wifi adapter másképp kezeli, általában dBm-re konvertálja,
hogy a kapott érték következetes és emberileg olvasható legyen.
A dBm értéke
Jelerősség
-20 dBm
-30 dBm
-50 dBm
-70 dBm
-80 dBm
-90 dBm
Használhatóság
kimagaslóan jó
kivételesen jó
kiváló
elfogadható
nem jó, de még használható
használhatatlan
Mit jelent a jelerősség mértéke
Maximálisan elérhető jelerősség. A vevő eszköz az AP közvetlen közelében (0-2 cm) található. A valós életben nem jellemző.
Maximálisan elérhető jelerősség. A vevő eszköz az AP közelében (0.2-0.5m) található. A valós életben nem jellemző.
Nagy jelerősség. A vevő eszköz az AP-tól 2-3 méterre található.
Minimális jelerősség a megbízható csomagküldéshez (e-mail, web). A vevő eszköz az AP-tól távol található.
Minimális jelerősség az alapvető csatlakoztathatósághoz. Az adatcsomagszállítás megbízhatatlan lehet. A használhatóság mértéke erősen eszközfüggő.
Használhatatlan, az eszközök nem tudnak kapcsolódni a hálózathoz, magas az adatvesztés. A vevő eszköz az AP-tól távol található vagy az AP le van árnyékolva.
-67 dBm
nagyon jó
Minimális jelerősség a megbízható és időben történő adatcsomag-átadást igényelő alkalmazások (stream) számára. A vevő eszköz az AP-tól több méterre található.
Veszteség (dB)
Távolság (m)
A jelveszteség változása a távolság függvényében
A kibocsátott elektromos jel a
megtett távolsággal arányosan
folyamatosan gyengül, majd elhal.
Távolodva a rádiófrekvenciás (RF)
forrástól, a vett jel szintje
kiszámítható módon csökken.
A vett jel erőssége függ a jel
frekvenciájától, a fogadó eszköz
és az RF forrás közötti távolságtól.
A tapasztalt veszteséget
decibelben (dB) mérik.
A 2.4 GHz-es wifi-jel vesztesége nyílt térben való terjedés során a fenti ábrán látható. [43]
Az RF forrástól való távolodáskor a veszteség növekszik, ami azt jelenti, hogy a vételi jelszint csökken.
A WiMAX ™ technológia bármikor, bárhol lehetővé teszi vezeték nélküli
szélessávú szolgáltatások nyújtását. A WiMAX termékek rögzített és mobil
felhasználási modelleket tudnak alkalmazni számos alkalmazásban. Az IEEE
802.16 szabvány lehetővé teszi a helyhez kötött vezetéknélküli és a mobil
NLoS (Non Line of Sight - látósugár nélküli) alkalmazások elérését az
OFDMA (Ortogonális frekvenciaosztásos többszörös hozzáférés)
használatával. A WiMAX ideális a mobil 4G szolgáltatások nyújtásához. [40]
Wifi hullámok terjedése
Wifi hőtérkép
A wifi hőtérkép egy wifi hálózat wifi jel
erősségének kétdimenziós grafikus ábrázolása. Megmutatja a vezeték
nélküli jelek lefedettségét, erősségét különböző színekben ábrázolva egy
adott terület vagy helyiség alaprajzán.
Egy wifi hőtérkép gyors összefoglalót nyújt egy wifi hálózatról és a hozzá
kapcsolódó eszközökről.
A wifi hőtérkép segítséget nyújt a vezeték nélküli hozzáférési pontok (AP-
k) megfelelő elhelyezéséhez, beállításához a wifi jel lefedettségének
javítása és a holt zónák elkerülése érdekében.
3.
Elméletileg a wifi jelek viszonylag könnyen képesek átjutni a falakon és más akadályokon, de ezekben
az esetekben is gyengül a wifi rádiójel, még ha kis mértékben is.
a.
az olyan anyagokon mint a gipszkarton, furnérlemez, fa és üveg könnyen áthatolnak a wifi
rádiójelek (de itt is gyengülnek)
b.
a tégla, a kő és a víz (pl. akvárium) problematikusabbak lehetnek
c.
a legrosszabb a kerámia, a beton, a fém és a tükrök, amelyek visszaverik a látható fényt és a
rádióhullámokat
A wifi hálózat sebességét befolyásoló tényezők
1.
A wifi hullámok gyors, adatkódolt impulzusokként vagy hullámokként terjednek a levegőben. A wifi az
elektromágneses spektrum rádiófrekvencia-sávját foglalja el a tényleges rádióhullámok és a
mikrohullámok között. Ez azt jelenti, hogy a wifi hálózat működési frekvenciájával szomszédos
rádióhullámok vagy mikrohullámok zavarják a wifi hálózat működését.
2.
A wifi hálózat rádióhullámokat használ a terjedéshez - ennek minden előnyével és sok hátrányával:
a.
a wifi router a vezetékes hálózati kapcsolatot (kódolt és védett) vezeték nélküli kapcsolattá
alakítja
b.
a számítógép vezeték nélküli (wifi) adaptere veszi a router rádiójeleit, dekódolja és azt adatokká
alakítja a különböző, a számítógépen futó programok számára
c.
a számítógép az adatokat (kódolt és védett) rádiójelekké alakítja és antenna segítségével
továbbítja a wifi router felé
d.
a wifi router veszi a számítógép (kódolt és védett) rádiójeleit és azt adatokká alakítja és
továbbítja a vezetékes számítógéphálózat irányába.
Tehát egy wifi kapcsolat fenntartása folyamatos, komoly számítási teljesítményt igényel mind egy router,
mind az adott vezeték nélküli eszköz részéről. Minél gyorsabb a wifi kapcsolat, annál nagyobb
teljesítményen dolgoznak ezek az eszközök. A gyors wifi hálózati kártyákat ezért látják el hűtőbordákkal és
nagyteljesítményű antennákkal.
Wifi hálózat esetében sok esetben kerül előtérbe az adott wifi hálózat sebessége. Ráadásul külön kell
tárgyalni a saját számítógéphálózat (az un. belső wifi hálózat) sebességét és az internet sebességét.
Általánoságban elmondható, hogy wifi kapcsolat esetében az esetek túlnyomó többségében egy állandóan
változó sebességű vezeték nélküli kapcsolatról beszélünk. Az állandóan jelenlévő wifi hálózat
sebességingadozás egy eredendően is alacsony sebességű wifi hálózaton (pl. b, g wifi hálózat esetében)
sokkal jobban érzékelhető mint egy gyorsabb wifi hálózaton (pl. n, ac wifi hálózat esetében).
[14]
Sávszélesség,
hálózati sebesség
A sávszélesség a kommunikációs csatornák elméleti adatáteresztő
képessége. A sávszélesség mértékét a kommunikációs csatornán egy adott
időegység alatt átvihető adat mennyisége és az időegység hányadosa adja.
Másképpen: a sávszélesség annak a bitekben mért információmennyiségnek
a meghatározása, amelyet a rendszer adott időegység (1 mp) alatt
továbbítani képes.
A sávszélességet a következő egységekben fejezik ki:
•
Kbps - kilobit per secundum - Kb/s, Kbps
•
Mbps - megabit per secundum - Mb/s, Mbps
A számítástechnikában a sávszélesség a vezetékes hálózat vagy a wifi
hálózat sebességének a kifejezése. A két fogalom egymás szinonímájakánt
használatos.
A Wi-Fi Alliance a 802.11ac, vagy Wi-Fi 5 néven ismert vezeték nélküli termékek
bevezetését két szakaszra osztotta, amelyek a Wave 1 és Wave 2 nevet viselik.
2013 közepétől a szövetség elkezdte a gyártók által szállított 802.11ac Wave 1 termékek
tanúsítását az IEEE 802.11ac Draft 3.0 alapján (az IEEE szabványt csak később
véglegesítették ugyanebben az évben).
2016-ban a Wi-Fi Alliance bevezette a Wave 2 tanúsítást, amely olyan kiegészítő funkciókat
tartalmaz, mint a MU-MIMO képesség, a 160 MHz-es csatorna szélesség támogatása,
további 5 GHz-es csatornák támogatása és négy térbeli adatfolyam négy antennával (A
802.11n és a 802.11ac Wave 1 eszközök 3 antennával rendelkeznek). [20]
A végső 802.11ac szabvány 8 antenna használatát támogatja.
Wifi a közlekedésben
A teljesen autonóm - önvezető - autó kifejlesztése ma már csak karnyújtásnyira van. A gépkocsik robotpilótái nem csak az
adott gépjármű működését felügyelik, hanem egymással folyamatosan kommunikálva képesek megakadályozni vagy
nagymértékben csökkenteni a közlekedési dugók kialakulását.
Ez a fajta összekapcsolódás már az IoT (Internet of Things - a dolgok internete) megvalósulása. A torlódások elkerülése időt
és pénzt takarít meg, de ugyanakkor csökkentheti a környezetszennyezést is.
Az egymással kapcsolatban álló gépkocsik a közlekedés forradalmát is elhozhatják: a gépjárművek azon túl, hogy
optimalizálják saját működésüket, egyúttal az egymáshoz viszonyított helyzetüket (a forgalmat) is optimalizálják.
Otthoni wifi
A wifi technológia elérte a nagyközönséget, és gyakorlatilag mindenki kiépíti a saját otthoni wifi hálózatát. A cél az, hogy a wifi lehetővé
tegye az internet elérését a lakás bármelyik pontjáról, valamint lehetővé teszi a wifi kapcsolat megosztását a családtagok között.
Az internetszolgáltatók (ISP – Internet Service Provider) 2005-től kínálnak wifi lehetőséget a szolgáltatói wifi képes routerjeik révén, amelyek
útválasztóként, wifi hozzáférési pontként is működnek. Általában egy wifi router elegendő egy 100 m2-nél kisebb otthon lefedéséhez.
Hotspot - nyilvános wifi
A hotspot nyilvános, vezeték nélküli internet (wifi) hozzáférést jelent. Lényege, hogy bárki, térítésmentesen használhatja egy arra alkalmas eszközzel:
laptop, okostelefon, tablet. A hotspot internethozzáférés ingyenes, de általában a sávszélesség (az internetkapcsolat sebessége) korlátozott.
Hotspotok találhatók sok olyan helyen, ahol hordozható számítógépek, okostelefonok koncentrálódnak: repülőterek, vasútállomások, szállodák,
konferenciaközpontok, kávézók, éttermek, egyetemek és általában szinte minden nyilvános hely.
A wifi ipari alkalmazása
Az ipari wifi alkalmazások az ipar számos területén elérhetők. Néhány más rendszerrel, pl. érzékelővel és
adatfeldolgozó rendszerrel párosítva a wifi technológia képes létrehozni egy olyan rendszert, amely elemzi
az adatokat a gyártás során, feldolgozza azokat, és automata rendszer formájában továbbítja a kimenetet.
A gyártó rendszerek elemeinek egységes hálózatba kapcsolása - az emberi beavatkozás minimalizálása
révén - egy intelligens optimalizálást tesz lehetővé, amely a termelési költségek csökkenésében és a
termelékenység növekedésében nyilvánul meg.
A gőzgépek, a sorozatgyártás, a számítógépek alkalmazása után az emberiség az un. 4. ipari forradalom
(Industry 4.0) előtt áll, amelyben a forradalmi változást az egymással összekapcsolt gépi intelligenciák
nagyarányú alkalmazása hozza el.
A wifi katonai alkalmazása
A wifi technológia alkalmazásának egyik legnagyobb területe a katonai világban található. A wifi technológia támogatja a
járművek kommunikációs alkalmazásait, a parancsnoki harcálláspontokat, a PRR rendszereket (Personal Role Radio – a
katonák infrastruktúrától függetlenül működő, kis hatótávolságú rádióhálózata), a különböző katonai hálózatok egymással
való kommunikációját és még sok, kevésbé publikus megvalósításokat.
Az Egyesült Államok hadserege 2018-ban terepen tesztelt védett wifi technológiát, amellyel próbált lépést tartani a csatatéri
kommunikáció gyorsan változó világával.
Minden alkalommal, amikor a parancsnoki műveleti központ áthelyezésre került a csatatéren, a wifi technológia lehetővé
tette, hogy a kritikus hálózati és missziós parancsnoki rendszerek percek alatt online elérhetővé váljanak. Az egység sikeresen
használta a védett wifi kapcsolatot, hogy hálózati kapcsolatot biztosítson a vezeték nélküli hang-, videó- és adatcsere részére
több mint 60 nem osztályozott számítógépen, valamint 100 minősített számítógépen és különböző misszióparancsnoki
rendszereken. [36]
Mint minden vezeték nélküli technológia fejlődését – így a wifi szabványok fejlődését is - generációs jelöléssel látják el. A wifi hálózatok terjedelmük alapján valamint a
szabványuknak megfelelően különböző lefedettséget biztosítanak.
A wifi kommunikáció hátrányai
•
jogosulatlan személy könnyen rögzítheti a levegőben terjedő jeleket
•
a különböző tereptárgyak (dombok, hegyek, épületek), időjárási viszonyok
akadályozhatják a kommunikációt
•
a különböző vezeték nélküli technológiák zavarhatják egymás működését
•
a wifi elektromágnese sugárzás révén terjed, amely káros lehet az emberi
egészségre
•
a wifi kapcsolatot sajátossága - mind számítógépek, mind okostelefonok
esetében - a nem mindig azonnali vagy problémamentes automatikus
csatlakozás egy wifi hálózathoz
•
a normál (otthoni, kis- és középvállalati) wifi hálózatok általában sávszélesség
(hálózati sebesség), és/vagy területi lefedettség (távolság) problémákkal
küzdenek
•
egy stabil, nagysebességű, nagy területi lefedettséggel rendelkező, megfelelő
biztonsági elemekkel ellátott wifi hálózat megvalósítása nem minden esetben
olcsóbb mint a vezetékes megoldás
A vezetékes vagy vezeték nélküli (wifi) hálózati megvalósulások technikai vagy pénzügyi összehasonlítása (hatékonyság és költség viszonylatában) nem minden esetben egyértelmű
és egyszerű. Általánosságban elmondható, hogy mindkét technológiának megvannak a maga kizárólagos előnyei és korlátai a másikkal szemben. Ahogyan nő a felhasználók száma,
ahogyan növekszik a felhasználók területi megoszlása, egyre inkább a hibrid (vezetékes és wifi) megoldások kerülnek előtérbe. A két technológia összehangolása, váltakozó ütemben
történő fejlesztése, igényel némi szakmai felkészültséget és tapasztalatot...
A wifi technológiai alkalmazásai
A wifi voltaképpen egy technológiai megoldás, amelyik lehetővé teszi számítógépek (és más wifi eszközök) összekapcsolódását egy un. hozzáférési ponton (AP – Access Point)
keresztül, és ugyanezen a hozzáférési ponton (AP) keresztül lehetővé teszi az internet elérését a teljes wifi hálózat részére.
A wifi hozzáférés nem korlátozódik csak a magánfelhasználókra vagy csak a vállalkozások közösségére.
A 802.11be wifi szabvány megfontolás alatt lévő, lehetséges jellemzői:
•
többsávos, többcsatornás összesítés és működés
•
16 térbeli adatfolyam (stream) és a Multiple Input Multiple Output (MIMO) protokollok fejlesztése
•
Multi-Access Point (AP) koordináció (pl. koordinált és közös továbbítás)
•
továbbfejlesztett kapcsolat adaptációs és újraküldési protokoll (pl. Hybrid Automatic Repeat Request, HARQ - hibrid automatikus ismétlés kérés)
•
szükség esetén a 6 GHz-es spektrumra vonatkozó szabályokhoz történő hozzáigazítás [34]
802.11ad
Az IEEE 802.11ad wifi szabványra WiGig, 60GHz Wi-Fi, mikrohullámú Wi-Fi néven is
hivatkoznak. A WiGig wifit arra tervezték, hogy rendkívül magas áteresztőképességet
biztosítson. Az áteresztőképesség itt arra utal, hogy mekkora mennyiségű adatot lehet átvinni
az egyik helyről a másikra egy adott időtartam alatt.
Az extra magas áteresztőképesség eléréséhez a milliméteres hullámsávokat használja, ahol
nagy a sávszélesség. Ez a Multiple Gigabit Wireless System (MGWS - többszörös gigabites
vezeték nélküli rendszer) szabvány, és 60 GHz-es frekvencián működik.
Tekintettel a nagyon magas frekvenciákra, a hatótávolság nagyon korlátozott - általában 5-7
m sugarú kör egy szobán belül. [23]
802.11ax
Az IEEE 802.11ax, Wi-Fi 6 néven vagy 10G Wi-Fi néven is ismert. 2019-ben az IEEE
802.11 két újabb Wi-Fi specifikációs szabványának egyike. A másik az IEEE 802.11ay.
Ezek úgy tekinthetők, mint a nagy hatékonyságú vezeték nélküli (High Efficiency Wireless)
eszközök szabványai. [30], [31], [32]
802.11ax, Wi-Fi 6 wifi szabvány paraméterei
IoT - Internet of Things
Az Internet of Things vagy IoT ( a dolgok vagy tárgyak internete) hálózatba
kötött intelligens eszközöket jelent.
Az IoT olyan elektronikai eszközöket jelent, amelyek képesek felismerni
valamilyen lényegi információt, és azt egy internet alapú hálózaton egy
másik eszközzel meg tudják osztani, mindezt emberi beavatkozás nélkül.
A fogalmat először Kevin Ashton használta 1999-ben, a fizikai világban az
objektumokat az internettel összekötő hálózat leírásaként. [28]
Kevin Ashton (született 1968, Birmingham, Nagy Britannia) egy brit
technológiai úttörő, aki különböző high-tech start-up vállalkozásaival lett
ismert.
Véleménye szerint az IoT a számítógépek szemének és fülének a hálózata.
Az IoT a csatlakoztatott eszközök világa:
•
okostelefonok, okosórák, hiradástechnikai készülékek
•
használati tárgyak (hűtő, klíma, kazán)
•
intelligens gyárak
•
okosotthonok
•
gépkocsik
•
különböző mérőberendezések
•
intelligens parkolórendszer
•
intelligens riasztó
Az IoT kommunikációnak az alapja az ún. M2M (machine-to-machine)
technológia, amely emberi közreműködés nélküli, gépek közötti
kommunikációt jelent.
A kommunikáció minden olyan gép között létrejöhet, amelyik megfelelő
technológiával rendelkezik ahhoz, hogy csatlakoztatható legyen a
rendszerhez.
802.11ah
Az IEEE 802.11ah wifi szabványt 2017-ben tettek közzé, amelyet Wi-Fi HaLow-nak (Hey-
Low kiejtéssel) is hívnak. Az IEEE 802.11ah wifi szabvány az IEEE 802.11-2007 vezeték
nélküli hálózati szabvány módosításaként jelent meg.
A szabvány 900 MHz-es ingyenes ISM sávokat használ a kiterjesztett tartományú wifi
hálózatok kialakításához. A hagyományos wifi hálózatok a 2.4 GHz és az 5 GHz sávban
működnek.
Az IEEE 802.11ah wifi szabvány előnye az alacsonyabb energiafogyasztás, amely lehetővé
teszi olyan állomások vagy érzékelők nagy csoportjainak létrehozását, amelyek
együttműködnek a jelek megosztása terén, támogatva az IoT (Internet of Things - tárgyak
internete) koncepcióját.
A rádiójelek terjedése ezeken a frekvenciákon azt jelenti, hogy a jelek nagyobb távolságot
tudnak megtenni, és ez lehetőséget teremt az IoT használatához, ahol az érzékelők és a
vezérlőcsomópontok egymástól távolabb helyezkedhetnek el.
Az IEEE 802.11ah wifi alacsonyabb adatátviteli sebességet, de nagyobb hatótávot biztosít,
mint az 1 GHz feletti sávokban működő wifi szabványok, ahol az épületek és más tárgyak
abszorpciója (rádiójel elnyelő képessége) jelentősen növekszik. [29]
WiGig - Wireless
Gigabit Alliance
A Wireless Gigabit Alliance (WiGig Alliance) egy szakmai szövetség volt,
amely kifejlesztette a több gigabites másodperces sebességű WiGig vezeték
nélküli kommunikációs technológia alkalmazását az ISM 60 GHz-es
frekvenciasávon.
A szövetség 2013 márciusában beleolvadt a Wi-Fi Alliance-ba. [26]
802.11af
Az IEEE 802.11af, más néven White-Fi, Super Wi-Fi, egy vezeték nélküli számítógépes
hálózati szabvány a 802.11 termékcsaládban, amely vezeték nélküli helyi hálózat (WLAN)
működését teszi lehetővé a tévékészülékek által nem használt frekvenciasávokban (TV white
space - TVWS).
A 802.11af wifi szabvány által használt VHF és UHF frekvenciaásvok:
•
Európa: 54 MHz - 790 MHz közé éső tartomány
•
Egyesült Államok: a nem teljes 54 MHz - 698 MHz közé éső tartomány
A 802.11af wifi szabványt 2014 februárjában hagyták jóvá.
Az un. kognitív rádiótechnikát alkalmazza a nem használt TV-csatornákon történő
adattovábbításhoz, csökkentve az elsődleges felhasználók interferenciáját
(analóg TV, digitális TV, vezeték nélküli mikrofonok).
Ennek a technológiának sok területét még fejleszteni kell, de ennek ellenére nagyon ígéretes
lehetőséget kínál számos alkalmazás számára. [27]
A 802.11af wifi szabvány a legújabb fejlesztési technikákat alkalmazza:
•
MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output)
•
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
•
csatornakötés
A MU-MIMO technológia, drámai áttörést jelent a WLAN felhasználók
számára az elérhető teljesítmény és rugalmasság szempontjából. Az SU-
MIMO-ban egy eszköz egyszerre több térbeli adatfolyamot (stream)
továbbít, de egyszerre csak egy eszközre.
A MU-MIMO lehetővé teszi több térbeli adatfolyam (stream) hozzárendelését
a különböző eszközökhöz egyidejűleg, ezzel növelve a WLAN rendszer teljes
átviteli sebességét és kapacitását.
SU-MIMO és MU-MIMO [25]
A Qualcomm Incorporated 2015 január 5-én
bejelentette, hogy leányvállalata, a
Qualcomm Atheros, Inc., jelentős előrelépést ért el a Qualcomm® VIVE ™
megoldásainak a Qualcomm® MU-val történő elfogadásakor. Az EFX - több
felhasználós több bemenettel / több kimenettel (MU-MIMO) működő Wi-Fi®
technológia, amely akár háromszor gyorsabb 802.11ac kapcsolatot is
lehetővé tesz - megoldás kínálva az exponenciális növekedését mutató
csatlakoztatott eszközök számára a mai otthonokban és vállalkozásokban.
16-QAM (16 állapotú QAM)
konstellációs diagramja [24]
802.11e A szakirodalom IEEE 802.11e-2005 szabványként is hivatkozik rá. Megjelent 2005-ben.
A meglévő 802.11 szabványok - 802.11a, 802.11b, 802.11g - eltérő adatátviteli sebességet biztosítanak és különböző sávokon működnek. A wifi alkalmazások
továbbfejlesztésének legnagyobb akadálya az volt, hogy nem lehetett a szükséges szolgáltatásminőséget az adott alkalmazáshoz hozzárendelni. Az IEEE 802.11e az
IEEE 802.11 szabvány jóváhagyott módosítása, amely meghatározza a vezeték nélküli LAN-alkalmazások (wifi alkalmazások) szolgáltatásminőség (QoS - Quality of
Service) fejlesztéseinek sorozatát a médiahozzáférés-vezérlő (MAC) réteg módosításai révén. A szabvány kritikus jelentőséggel bír a késleltetés szempontjából
érzékeny alkalmazások esetében, mint például a Voice over Wireless LAN és a multimédia streaming.
A QoS a hálózatok és hálózati eszközök képessége az erőforrások meghatározott rend szerinti felosztására, ezáltal a garantált sávszélesség biztosására.
A QoS-t támogató hálózatokon a magas prioritású üzenetek előnyben részesíthetők alacsonyabb besorolású társaikkal szemben, és konkurrencia-helyzetben a
magasabb besorolású üzenetek továbbítása az alacsonyabb besorolásúak feltartóztatásával garantált sebességen biztosítható.
A hagyományos internetes szörfözési alkalmazásoknál, - e-mailek internetes küldése, webböngészés -, a válaszidők megnövekedése vagy az adatok küldésének
késése nincs jelentős hatással a szolgáltatás minőségére: ez lassú letöltést vagy kis késést eredményez. Ez zavaró tud lenni, de a lassúságnak nincs tényleges
hatása a nyújtott szolgáltatás tartalmára.
A lassúság a késleltetés szempontjából érzékeny alkalmazások esetében, mint a hang (Voice over IP - VoIP) vagy videoátvitel, multimédia streaming, sokkal
nagyobb negatív hatással bír. A késések miatt a hiányzó csomagokat a rendszer elveszíti és a szolgáltatás minősége gyenge lesz. Ennek megfelelően ezeknek az
időérzékeny alkalmazásoknak lehetővé kell tenni a forgalom rangsorolását. Ezt csak úgy lehet megtenni, ha a megfelelő prioritási szintet hozzárendeljük az elküldött
csomagokhoz. Mindezt az IEEE 802.11e szabvány kezeli.
802.11f A szakirodalom Inter-Access Point Protocol szabványként is hivatkozik rá, megjelent 2003-ban.
Az IEEE 802.11f egy olyan javaslat, amely az IEEE 802.11 opcionális kiterjesztését írja le a különböző gyártók rendszerei közötta a vezeték nélküli hozzáférési pontok
(wifi AP - wifi Access Point) kommunikációjának lehetővé tétele érdekében. Az IEEE 802.11f használatát kipróbálták, de az iparágban nem vették figyelembe, ezért
2006-ban visszavonták. [15]
Az új szabványt 2003 januárjától kezdvegyorsan
elfogadták a piacon - jóval a ratifikáció előtt -, a nagyobb
adatátviteli sebesség, valamint a gyártási költségek
csökkenése miatt. 2003 nyarára a legtöbb kétsávos
802.11a / b termék kétsávú / tri-mode üzemmódba
lépett, támogatva az a és b / g-t egyetlen mobil
adapterkártyán vagy hozzáférési ponton. Egy 802.11g
hálózatban egy 802.11b résztvevő tevékenysége
csökkenti a teljes 802.11g hálózat adatsebességét.
802.11g
802.11g wifi szabvány paraméterei
Fizikai réteg-technológia OFDM ( Orthogonal frequency-division multiplexing -
ortogonális frekvenciaosztásos nyalábolás ) modulációs technológia, visszafelé
kompatibilis a 802.11b-vel a DSSS (High-rate Direct-Sequence Spread Spectrum)
és a CCK (Complementary Code Keying) használatával. A 802.11b-vel való
kompatibilis üzemmódban átlagosan 20%-al csökken a 802.11g rendszer
sebssége a 802.11a-hoz képest.
Az IEEE a 802.11a és a 802.11b szabványt párhuzamosan fejleszette, majd 1 hónap eltéréssel
jelentette be. A 802.11b népszerűsége sokkal nagyobb lett, mint a 802.11a szabványé.
Magasabb költségei miatt a 802.11a az üzleti hálózatokban volt megtalálható, míg a 802.11b
jobban megfelelt otthoni használatra.
A 802.11a támogatja az akár 54 Mbps sávszélességet az 5 GHz körüli szabályozott frekvencia-
spektrumban. Ez a 802.11b-hez képest magasabb frekvencia csökkenti a 802.11a hálózatok
hatósugarát. A magasabb frekvencia azt is jelenti, hogy a 802.11a jelek nehezebben hatolnak
be a falakba és más akadályokba.
Mivel a 802.11a és a 802.11b eltérő frekvenciákat használ, a két technológia nem kompatibilis
egymással. Egyes gyártók hibrid 802.11a/b hálózati eszközöket kínálnak, de ezek a termékek a
két szabványt csak egymás mellett hajtják végre (mindegyik csatlakoztatott eszköznek vagy az
egyiket vagy a másikat kell használnia).
Frekvencia és hullámhossz
A frekvencia egy „ismétlődés gyakoriságát” jelenti, azaz hogy egy
esemény hányszor ismétlődik meg egységnyi idő alatt.
Jele: f
SI mértékegysége: Hz
A hullámhossz az a távolság, amekkora távolságonként a hullám
ismétlődik.
Általában a görög lambda (λ) betűvel jelölik.
Az amplitúdó időben változó mennyiségek legnagyobb eltérése az
egyensúlyi állapottól (a nyugalmi vagy kezdeti helyzettől számított
legnagyobb kitérés).
Jele: A
Fizikai réteg-technológia OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing -
ortogonális frekvenciaosztásos nyalábolás) modulációs technológia.
Az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Elektronikai és Villamos Mérnökök Intézménye) 802.11 szabvány írja le a vezeték
nélküli hálózati eszközök (wifi eszközök) kommunikációjának paramétereit. A wifi hálózat az ISM (Instrumentation, Scientific, and Medical
band) által kijelölt frekvenciasávokat használja az eszközök közötti adatátvitelhez. A wifi hálózat szinonímájaként a WLAN hálózat (Wireless
Local Area Network ) kifejezést is használják, amelynek jelentése vezeték nélküli helyi hálózat.
Az Apple iBook volt az első számítógép, amelyet 802.11b hálózati képességgel értékesítettek, AirPort néven.
A gyártók szívesebben használják a 2.4 GHz-es sávban működő eszközöket, hogy csökkentsék termelési költségeiket. Viszont a 802.11b eszközöket zavarják a 2.4
GHz-es sávban működő más termékek. A 2.4 GHz-es tartományban működő eszközök közé tartoznak: mikrohullámú sütők, Bluetooth-eszközök, bébimonitorok,
vezeték nélküli telefonok és néhány amatőr rádióberendezés.
Az interferencia és a felhasználói sűrűséggel kapcsolatos problémák a 2.4 GHz-es sávban a felhasználók számára komoly aggodalomra adnak okot. Ha a 802.11b
hálózati eszközt megfelelő távolságra helyezik más vezeték nélküli készülékektől, az interferencia könnyen elkerülhető.
802.11a wifi szabvány paraméterei
802.11a
A szakirodalom IEEE 802.11a-1999 szabványként is hivatkozik rá.
Előnye a nagy távolság és sávszélesség, viszont
jellemzően csak pont-pont (point-to-point)
kapcsolatra használják és az ehhez használható
eszközök általában drágábbak. Különösen
fontos az optikai rálátás a két pont között.
Eredetileg a vezeték nélküli kommunikáció
támogatására szolgált az engedély nélküli
nemzeti információs infrastruktúra (U-NII)
sávokban (5-6 GHz frekvenciatartományban).
802.11b
802.11b wifi szabvány paraméterei
802.11n, Wi-Fi 4 wifi szabvány paraméterei
802.11n
A szakirodalom IEEE 802.11n-2009 szabványként, vagy Wi-Fi 4 néven is
hivatkozik rá.
802.11k A szakirodalom IEEE 802.11k-2008 szabványként is hivatkozik rá. Megjelent 2008-ban.
A 802.11k az IEEE 802.11-2007 rádióforrás-kezelési szabvány (Radio Resource Management) módosítása. Meghatározza és közzéteszi a rádió- és hálózati
információkat a mobil vezeték nélküli LAN kezelésének és karbantartásának megkönnyítése érdekében. [16]
A szabvány kiterjeszti az RRM mechanizmusokat a vezeték nélküli helyi hálózatokra. Néhány javaslatot tartalmaz a WLAN teljesítményének optimalizálására.
Az IEEE 802.11k-t beépítették az IEEE Std. 802.11-2012-be. [17]
802.11j A szakirodalom IEEE 802.11j-2004 szabványként is hivatkozik rá. Megjelent 2004-ben.
A 802.11j az IEEE 802.11 szabvány módosítása, amelyet kifejezetten a japán piac számára terveztek. Lehetővé teszi a vezeték nélküli LAN működését a 4.9–5
GHz-es sávban, hogy megfeleljen a beltéri, kültéri és mobil alkalmazások rádiós működés japán szabályainak. Meghatározza azokat az egységes módszereket,
amelyek lehetővé teszik az útválasztók (AP-k) számára új frekvenciákra való áttérést vagy csatorna szélesség megváltoztatását a jobb teljesítmény vagy teljesítmény
érdekében - például azért, hogy elkerüljék az interferenciát más vezeték nélküli alkalmazásokkal.
A módosítást beépítették a közzétett IEEE 802.11-2007 szabványba.
802.11i A szakirodalom IEEE 802.11i-2004 szabványként is hivatkozik rá. Megjelent 2004 júniusban.
A 802.11i az eredeti IEEE 802.11 módosítása, amelyet Wi-Fi Protected Access II (WPA2) néven valósítottak meg. Ez a szabvány meghatározza a vezeték nélküli
hálózatok biztonsági mechanizmusait, helyettesítve az eredeti szabvány rövid hitelesítési és adatvédelmi záradékát egy részletes biztonsági záradékkal.
A biztonság a wifi eszközök számára komoly problémát jelent, mivel sok wifi hotspot nyilvános helyiségekben található, és lehetővé teszi a hackerek számára, hogy
nem kívánt hozzáférést szerezzenek a hotspotot használó emberek eszközeihez.
Az IEEE 802.11i szabványt a vezeték nélküli helyi hálózatok biztonságos, egymás közötti kommunikációjának megkönnyítésére használják. Az IEEE 80211i szabvány
javítja a vezeték nélküli hitelesítés, a titkosítás, a kulcskezelés mechanizmusait.
A wifi hozzáférési pontok (routerek, hotspotok) hirdetik jelenlétüket az SSID-t (az adott wifi hálózat nevét) tartalmazó jel időszakos kiküldésével. Ez lehetővé teszi a
leendő felhasználók számára, hogy azonosítsák a hozzáférési pontot (a wifi hálózatot), és megpróbáljanak csatlakozni hozzá. A felismerés után lehetőség van
csatlakozni a wifi hozzáférési ponthoz (wifi hálózathoz), és ezzel elindul a wifi hitelesítési eljárás. Az adott wifi hálózat eléréséhez általában egy biztonsági kulcsra
(jelszóra) van szükség.
A wifi bevezetése óta többféle biztonsági hitelesítési eljárást használtak:
•
WEP: A wifi-vel történő hitelesítés első formája a WEP (Wired Equivalent Privacy) volt. Sajnos könnyű volt feltörni.
•
WPA: (WPA - Wi-Fi Protected Access ). A WPA egy szoftver az adott wifi hálózati eszközben, a hálózati eszközt működtető operációs rendszer része. Ezt az
operációs rendszert nevezzük firmware-nek. A WPA első verziója WPA1 vagy WPAv1 néven is ismert.
•
WPA2: A WPA2 vagy a WPAv2 a WPA következő frissítése a wifi hálózati biztonság biztosítása érdekében. Jelentősen javítja a biztonságot a korábbi verziókhoz
képest.
802.11h A szakirodalom IEEE 802.11h-2003 szabványként is hivatkozik rá. Megjelent 2003-ban.
A vezeték nélküli technológia egyre népszerűbb és az elmúlt évtized során sok szabvány kidolgozására került sor. Ez vonatkozik a wifi szabványok által használt ISM
(Instrumentation, Scientific, and Medical band) sávokra (ipari, tudományos és orvosi), amelyek engedély nélküli és szabadon használhatók. A probléma a különböző
heterogén vezeték nélküli hálózatok együttélése. Az ezen sávok egymás melletti létezésével kapcsolatos problémák megoldása érdekében az IEEE létrehozta a
802.11h munkacsoportot, hogy ajánlásokat fogalmazzon meg a jövőbeli jobb együttélés érdekében. A szabvány olyan problémákat old meg, mint a műholdak és a
radar interferenciája ugyanazon az 5 GHz-es frekvenciasávot használva, mint az egyes wifi szabványok, érintve a wifi energiaszabályozást.
A szabvány dinamikus frekvenciaválasztást (DFS - Dynamic Frequency Selection) és átviteli teljesítményvezérlést (TPC - Transmit Power Control) biztosít a 802.11a
eszközök fizikai rétegéhez.
A módosítást beépítették a közzétett IEEE 802.11-2007 szabványba.
802.11ac, Wi-Fi 5 wifi szabvány paraméterei
Az IEEE 802.11ac wifi szabvány a következőket tartalmazza:
Bővített csatornakötés
•
20 MHz, 40 MHz, 80 MHz csatorna sávszélesség az állomások számára, opcionálisan
160 MHz
Több MIMO térbeli adatfolyam
•
támogatás akár nyolc térbeli adatfolyamhoz (stream)
•
downlink multi-user MIMO (MU-MIMO, legfeljebb négy egyidejű downlink MU-MIMO
klienst tesz lehetővé)
•
több STA, mindegyik egy vagy több antennával, független adatfolyamokat továbbít vagy
fogad egyszerre
•
Space-Split Multiple Access (SDMA): folyamok, amelyeket nem frekvencia választ el
egymástól, hanem térben oldják meg, analóg módon a 11n stílusú MIMO-val
Moduláció
•
256-QAM, 3/4-es és 5/6-os sebességgel, opcionális üzemmódokként hozzáadva
•
egyes gyártók nem-standard 1024-QAM módot kínálnak, 25% -kal magasabb
adatátviteli sebességet biztosítva a 256-QAM-hoz képest [21], [22]
Hibajavító kódolás
•
a chip gyártási technológia fejlődése lehetővé tette a feldolgozási teljesítmény további
növelését a 802.11 szabvány korábbi megvalósításához képest
•
érzékenyebb kódolási technikák alkalmazása, amelyek a vett finomabb jelek
megkülönböztetését teszik lehetővé
•
agresszívebb hibajavító kódok alkalmazása, amelyek kevesebb ellenőrző bitet
használnak ugyanannyi adatmennyiségre
Fizikai réteg-technológia: BPSK (Binary Phase-Shift Keying - bináris
fázisbillentyűzés), QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying - kvadratúra
fázisbillentyűzés), 16-64-256-QAM ( Quadrature Amplitude Modulation -
kvadratúra amplitúdómoduláció) modulációs technológia.
MIMO
A MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output,
egy módszer a vezeték nélküli kapcsolat
kapacitásának növelésére, több átviteli és
vételi antennát használva az adatátviteli
csatornák párhuzamos használatával. A MIMO eszköz egyszerre több
hálózati kapcsolatot épít ki az adó és a vevő között. Mivel teljesen
elkülönülő jelekről van szó, kevésbé zavarják egymást, és jelentősen
megnövekszik a hasznos sávszélesség.
A MIMO technológiával nagyobb hatótávolságát és sávszélességét lehet
elérni a hagyományos wifi hálózati eszközökhöz képest.
Egy MIMO kommunikációs rendszer a következőket tudja:
•
növeli a rendszer teljesítményét (kevesebb bithiba egy csomagban)
•
növeli az adatsebességet egy csatornán, tehát a rendszer kapacitását
•
növeli a lefedettséget
•
csökkenti a szükséges sugárzási energia mennyiségét
Szabványosította a MIMO technológiát, a keret összesítés és a biztonsági fejlesztések támogatását, többek között a 2.4 GHz és az 5 GHz frekvenciasávokban.
Ha a wifi hálózatban minden eszköz megfelel a 802.11n szabványnak, a visszamenőleges kompatibilitási funkció eltávolítható annak érdekében, hogy a maximális
adatátviteli sebességet biztosítsák. Amnt az n szabványnál korábbi eszközök belépnek a hálózatba, a visszamenőleges kompatibilitás bekapcsol és a korábbi
szolgáltatásokat is elindítják. A 802.11g-hez hasonlóan - amikor a korábbi eszközök a wifi hálózatba lépnek -, az egész hálózat működése jelentősen lelassul.
Ezért a hálózat 802.11n módban történő üzemeltetése jelentős előnyökkel jár.
Tekintettel a visszamenőleges kompatibilitással kapcsolatos tulajdonságokra, három üzemmódban működhet egy 802.11n AP (Access Point - hozzáférési pont):
•
Legacy (csak 802.11 a, b, g)
•
Vegyes (mind a 802.11 a, b, g, n)
•
Greenfield (csak 802.11 n) - maximális teljesítmény
A 802.11n wifi szabvány több antennát használ az adatátviteli sebesség növelésére. A
Wi-Fi Szövetség visszamenőleges hatállyal a szabvány technológiáját Wi-Fi 4-nek
jelölte. [18]
Az első wifi szabvány, amely bevezette a MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output -
több bemenet és több kimenet) támogatását. A 802.11n mind a 2.4 GHz, mind az 5
GHz sávban működik. 4 térbeli adatfolyam (stream) támogatás.
Fizikai réteg-technológia CCK (Complementary Code Keying), DSSS (High-
rate Direct-Sequence Spread Spectrum), OFDM ( Orthogonal frequency-division
multiplexing - ortogonális frekvenciaosztásos nyalábolás ) modulációs technológia
használatával. Visszafelé kompatibilis a korábbi wifi szabványokkal.
802.11s
Ez az IEEE 802.11 szabványmódosítás az un. mesh hálózat témájával foglalkozik. A mesh
elnevezés egy háló mintája szerint (mint egy térbeli mintázat) összekapcsolódott hálózati
eszközökra utal.
Az IEEE 802.11 wifi szabvány bemutatja, hogy a wifi eszközök hogyan tudnak
összekapcsolódni egy WLAN háló létrehozása céljából, amelyet nem-mobil topológiákhoz és
vezeték nélküli ad hoc hálózatokhoz lehet használni.
Az IEEE 802.11s munkacsoport egyetemi és ipari önkénteseket kért fel a lehetséges vezeték
nélküli mesh hálózati specifikációinak meghatározására és tervezési megoldásokajánlására. A
dokumentumot a véglegesítés előtt többször megismételték és felülvizsgálták.
802.11u
A szakirodalom IEEE 802.11u-2011 szabványként is hivatkozik rá.
Az IEEE 802.11u-2011 wifi szabvány az IEEE 802.11-2007 szabvány módosítása. A meglévő
szabványt kiegészíti a külső hálózatokkal való együttműködéshez használt funkciókkal.
Barangolásra, valamint a Hotspot2.0 kezdeményezésre használják.
802.11ac
E módosítás fő célkitűzései a hálózatok felfedezésének és kiválasztásának elősegítése, az információk továbbítása a külső hálózatoktól, a sürgősségi szolgáltatások
lehetővé tétele, valamint az előfizetési szolgáltatói hálózatok (SSPN) kapcsolódása az IEEE 802.11 hálózatokhoz, amelyek támogatják a külső hálózatokkal való
együttműködést. [19]
Az IEEE 802.11g készülékeket is zavarják a 2.4 GHz-es sávban működő más berendezések: mikrohullámú sütők, Bluetooth-eszközök, bébimonitorok, vezeték
nélküli telefonok és néhány amatőr rádióberendezés.
•
Shenzhen Academy of Information and Communications Technology (China)
•
State Radio Monitoring Center Testing Center (SRTC) (China)
•
TA Technology (China)
•
Telecommunications Technology Association (TTA) (Korea)
•
TÜV Rheinland Group (U.S.A., Japan, Korea)
•
Wipro Limited (India)
2000 óta a Wi-Fi Alliance® tanúsítási programokat és technológiákat fejlesztett ki, amelyek minőségi wifi élményt nyújtanak. A tagok több mint 45 000 tanusítvánnyal
rendelkeznek.
A Wi-Fi Alliance tanúsító programjai a következő kategóriákra terjednek ki: [13]
•
kapcsolódás: csak a Wi-Fi CERTIFIED ™ termékek kompatibilisek az azonos frekvenciasávban működő korábbi wifi verziókkal
•
biztonság: a már meglévő és bevezetés előtt álló wifi szabványoknak való megfelelést garantálja (WPA2, WPA3, Wi-Fi Enhanced Open)
•
hozzáférés: különböző technikai megoldások révén az eltérő wifi eszközökhöz való hozáférést garantálja (Passpoint®, Wi-Fi Easy Connect™, Wi-Fi Protected Setup™)
•
alkalmazások és szolgáltatások: az alábbi wifi szabványok támogatását jelenti: Miracast®, Voice-Enterprise, Voice-Personal, Wi-Fi Aware™, Wi-Fi Location™
•
optimalizálás: olyab wifi szabványok támogatását jelenti, amelyek fokozzák a wifi felhasználói élményt (pl. Wi-Fi Agile Multiband™, Wi-Fi EasyMesh™, Wi-Fi TimeSync™)
•
RF együttműködés: a CWG-RF teszt egy tesztterv arra, hogy vegyes hálózati (wifi és cellás) környezetben biztosítsanak részletes rádiófrekvenciás teljesítményprofilokat
•
további képességek: olyan wifi technikai megoldások megfelelésének tanusítása, mint az energiatakarékos szolgáltatások és a Wi-Fi Home Design™ szabvány
A következő független laboratóriumok akkreditáltak a Wi-Fi Alliance® tagjainak tanúsítási tesztelésére: [12]
•
Allion Labs, Inc. (Taiwan, China)
•
Bureau Veritas (Taiwan)
•
CETECOM (U.S.A.)
•
CTTL - Terminals (China)
•
DEKRA (Spain, China)
•
SGS Group (Taiwan, Japan, Korea)
A Wi-Fi CERTIFIED ™ a termékek nemzetközileg elismert minősítése, amely azt jelzi, hogy megfelelnek az iparág által elfogadott interoperábilis (egymással együttműködni
képes), biztonsági és számos alkalmazás-specifikus protokollnak.
Az a felfogás, miszerint a Wi-Fi márkanév rövidítése a Wireless Fidelity (vezeték nélküli hűség - mint utalás a Hi-Fi esetében is a magas hangzásminőségre), olyan
mértékben terjedt el, hogy még iparági vezető fórumok is erre hivatkoznak. Az igazság azonban teljesen más. [8]
1999-ben néhány iparági vezető alakított meg egy globális nonprofit szervezetet azzal a céllal, hogy "előmozdítsa a nagysebességű vezeték nélküli helyi hálózatok
egységes, világszerte elfogadott szabványának elfogadását". A szervezet neve Wireless Ethernet Compatibility Alliance - WECA (vezeték nélküli Ethernet kompatibilitási
szövetségnek) lett, majd később felvette a Wi-Fi Alliance nevet.
Mivel az IEEE 802.11 elnevezés nem a legalkalmasabb a hétköznapi használatra, a WECA egyik első feladata az volt, hogy egy könnyen megjegyezhető és felhasználóbarát
nevet találjon ki a vezeték nélküli szabvány számára. Ebből a célból felvették a kapcsolatot az Interbrand márkanév-tanácsadó céggel, amely ekkor már több globálisan
ismert márkanév megalkotója volt (pl. Celebrex, Mitsubishi Eclipse, Nissan Xterra, Compaq, oneworld, Imation).
Phil Belanger, a WECA (később a Wi-Fi Alliance) társalapítója szerint "Néhány név vidám és szörnyű volt…. A Wi-Fi nyert. Amikor megláttuk a yin-yang logóval, azt gondoltuk:
igen, ez jó." [9]
A yin-yang wifi logó tanusítja a termék interoperabilitását, más wifi termékekkel való együttműködési képességét.
Az ülések jegyzékeiben nincs nyoma annak, hogy a Wi-Fi elnevezés a Wireless Fidelity - vezeték nélküli hűség rövidítése lenne. A jelenlegi
zavart úgy tűnik az okozta, hogy a Wi-Fi Szövetség megalakulása elején volt egy rövid időszak, amikor egy sajnálatos címke sor került
hozzáadásra, amely kimondta: "A vezeték nélküli hűség szabványa". Ez nem része az eredeti névnek, és nem az Interbrand készítette, ám
utólagosan hozzáadták annak érdekében, hogy segítsék a felhasználóknak megérteni az új és kissé értelmetlen Wi-Fi szót.
Az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Elektronikai és Villamos Mérnökök Intézménye) egy különálló, de kapcsolódó
szervezet. Webhelyükön - szintén tévesen - kijelentették: "A WiFi a vezeték nélküli hűség rövid neve" [10]
A Wi-Fi nevet gyakran WiFi, Wifi vagy wifi formátumban írják, de ezeket a Wi-Fi Alliance nem hagyja jóvá.
Amplitúdóval (AM) és frekvenciával (FM) modulált
rádióhullámok közötti különbség
A wifi története 1970-ben kezdődik a Hawaii Egyetemen, ahol egészen 1976-ig kutatták, fejlesztették ezt
az újnak számító, vezeték nélküli technológiát. Az ALOHAnet-et Dr. Norman Abramson és munkatársai
tervezték és dolgozták ki a Hawaii Egyetemen, ahol Dr. Abramson az egyetem Információs és
Számítástudományi Tanszékének elnöke és az ALOHA System kutatási projekt igazgatója volt.
Mivel Hawaii sok kis szigetből tevődik össze - amelyeket nem lehetett vezetékekkel összekötni - a
szigetek közötti kapcsolatot földi telepítésű rádiós üzenetszórással tervezték megoldani.
1971 júniusában kezdte meg működését az ALOHAnet, és ez a vezeték nélküli csomagkapcsolt
adatátviteli hálózat első nyilvános bemutatója volt. Az ALOHA eredetileg az Additive Links On-line Hawaii
Area nevet jelentette. Az ALOHAnet a Hawaii-szigeteket egy un. UHF vezeték nélküli csomaghálózattal
kapcsolta össze.
1972. Dr. Norman Abramson az ALOHAnet-ben kifejlesztett koncepciókat sikeresen alkalmazta a
műholdas csatornakommunikációban. 1972. december 17-én egy IMP-t ( Interface Message Processor)
telepítettek, amely műholdas csatornán keresztül csatlakoztatta az ALOHA gazdagépet az ARPANET-
hez.
Az ALOHAnet a kísérletinek számító, rendkívül magas frekvencia (UHF) frekvenciasávot alkalmazta
működéséhez, mivel az 1970-es években a kereskedelmi alkalmazásokhoz, a számítógépek közötti
kommunikációhoz nem álltak rendelkezésre frekvencia hozzárendelések. Az ALOHA protokollt az 1970-
es években a kialakulóban lévő Ethernet kábel alapú hálózatban, majd a Marisat (ma Inmarsat)
műholdas hálózatban használták.
Az ALOHAnet és az ALOHA protokoll volt az Ethernet (1973) korai előfutára, amit később az IEEE 802.11
(1997) protokoll követett.
1974. Victor Hayes - a wifi atyja - csatlakozik az 1884-es alapítású NCR Corporation-höz (korábbi nevén
National Cash Register Company). Az NCR elődjét - National Manufacturing Company - az első
mechanikus pénztárgép gyártására és eladására hozták létre.
1985. évi határozata alapján az Egyesült Államok Szövetségi Hírközlési Bizottsága (U.S. Federal
Communications Commission) engedély nélküli felhasználásra kijelölte az ISM sávot - ez a 2.4 GHz-es
frekvencia.
1988. Az NCR Corporation és az AT&T Corporation kidolgozta az előzetes 802.11 szabványt, amelyet
pénztáras rendszerekben való felhasználásra szántak. Az első vezeték nélküli termékeket WaveLAN
névvel jelölték. A WaveLAN készülékeket a meglévő Ethernet és Token Ring rendszerek vezeték nélküli
alternatívájaként javasolja felhasználásra. A WaveLAN 900MHz vagy 2.4 GHz frekvencián működik, 1–2
Mbps sebességgel.
1989. Az NCR benyújtja a WaveLAN leírását az IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
(Villamos- és Elektronikai Mérnökök Intézete) - 802 LAN / MAN Szabványügyi Bizottságának.
1990. Vic Hayes, a wifi atyja, elnöklete alatt megalapítják az IEEE 802.11 vezeték nélküli LAN
munkacsoportot.
1996. Az ausztráliai Nemzetközösségi Tudományos és Ipari Kutatási Szervezet (CSIRO - Commonwealth
Scientific and Industrial Research Organization) szabadalmaztatja a John O'Sullivan által kifejlesztett
"orthogonal frequency division multiplexing" (OFDM) (ortogonális frekvenciaosztásos nyalábolás)
modulációs eljárást. Az OFDM csomagokra bontja az adatokat, hogy azok párhuzamosan továbbíthatók
legyenek különböző csatornákon, jelentősen megnövelve az adatátviteli sebességet és csökkentve az
interferenciát. Az IEEE szabványai - a 802.11a, 802.11g, 802.11n - az OFDM technológiát használják az
adatok továbbítására.
1997. Megjelent a 802.11 protokoll első verziója, amely 2 Mbps sebességű kapcsolati sebességet tett
lehetővé.
1998. Mark Goode megalkotja a hotspot kifejezést. A MobileStar vezeték nélküli internetszolgáltató
(alapítója Mark Goode és Greg Jackson) lesz az első olyan vállalat, amely wifi hotspot-ot biztosít a
repülőtereken, szállodákban, kávézókban, szerződéseket kötve az American Airlines, a Hilton Hotels és a
Starbucks társaságokkal.
1999. Megalakul a Wi-Fi Alliance, egy nonprofit szervezet, amely az egyetemes wifi kompatibilitás és a
minőségi wifi felhasználói élmény érdekében működik. A Wi-Fi Alliance birtokolja a wifi védjegyet, és ez
a szervezet igazolja a termékek interoperatibilitását, az egymással való kompatibilitást. A Wi-Fi nevet az
Interbrand márkanév-tanácsadó cég hozta létre.
1999. A Lucent technológiájának felhasználásával az Apple bevezeti a wifi slot használatát új iBook
számítógépeiben, AirPort néven. Az iBook az első olyan számítógép, amelybe integrált wifi képesség
került. Ezzel egyidőben az Apple kiadja AirPort bázisállomását otthoni wifi használatra.
1999. Jóváhagyják a 802.11b wifi szabványt, amely lehetővé teszi a 11 Mbps kapcsolati sebességet a 2.4
GHz-es frekvencián.
1999. A 802.11a wifi szabványt a 802.11b wifi szabvány elfogadása utáni hónapban hagyják jóvá. Nagyobb
sebességet kínál, mint a 802.11b (akár 54 Mbps), és az 5 GHz-es frekvenciát használja. Mivel a szükséges
hardver drágább és a hatótávolság kisebb, már megjelenésekor folyamatosan veszít a népszerűségéből.
2003. Megjelenik a 802.11g wifi szabvány, amely ötvözi a korábbi verziók nagyobb sebességét és
hatótávolságát, akár 54 Mbps sebességgel. Az útválasztókra és adapterekre alkalmazott szabvány
kiterjesztései akár 108 Mbps sebességet is lehetővé tesznek.
2009. Elkészül a 802.11n wifi szabvány, lehetővé téve mind a 2.4 GHz, mind az 5 GHz frekvenciasávok
használatát párhuzamos kettős sávú útválasztókkal, elérve a maximális 600 Mbps sebességet. A
szabványt visszamenőlegesen Wi-Fi 4 jelöléssel látta el a Wi-Fi Alliance.
2013. Jóváhagyják a 802.11ac wifi szabványt, amely 1 300 Mbps sebességet kínál az 5 GHz-es
frekvenciasávban. A szabványt visszamenőlegesen Wi-Fi 5 jelöléssel látta el a Wi-Fi Alliance.
2019. Bejelentik a 802.11ax wifi szabványt, amely akár 10 Gbps átviteli sebességet is képes támogatni a 2.4
GHz és 5 GHz sávokban. Mivel a Wi-Fi Alliance egyszerűsítette az elnevezési konvenciókat, a szabványt
átnevezte Wi-Fi 6 névre.
Norman Abramson
Dr. Norman Manuel Abramson mérnök és
számítógépes tudós, a legismertebb az
ALOHAnet rendszer kifejlesztéséről a vezeték
nélküli számítógépes kommunikáció
területén.
Született: 1932 április 1, Boston,
Massachusetts, Egyesült Államok.
Fizikusi alapdiplomát szerzett a Harvard Egyetemen (1953),
mesterképzésen fizikusi diplomát az UCLA-tól (1955) és Ph.D.
villamosmérnökként a Stanford Egyetemen (1958) végzett.
Norman Abramson részmunkaidős kutatómérnökként dolgozott a
Hughes Repülőgépgyártó társaságnál (Hughes Aircraft Company),
amikor csatlakozott a Stanford Egyetem karához (1955–65), a Berkeley
Kaliforniai Egyetemen vendégprofesszor volt (1966), majd a Hawaii
Egyetemen (1968–1994) tanított mint az elektrotechnika professzora és a
számítástechnika professzora, valamint az Aloha Systems igazgatója.
1994-ben Norman Abramson az Aloha Networks társalapítója volt San
Franciscóban, majd mint technológiai vezető (CTO) dolgozott ugyanitt.
[6]
Korai kutatása a radarjelek jellemzőire és a mintavételi elméletre,
valamint a frekvenciamodulációra és a digitális kommunikációs
csatornákra, a hibajavító kódokra, mintázatfelismerésre, valamint a gépi
tanulásra és a számítástechnikára vonatkozott a szeizmikus elemzéshez.
Az 1960-as évek végén az ALOHAnet-en dolgozott, és az 1980-as
években folytatta a szórt spektrumú technika fejlesztését.
Dr. Norman Abramson úttörőnek számít a vezeték nélküli és a helyi
hálózatépítés területén. A Hawaii Egyetemen töltött időszaka alatt
(1968–94) valósította meg az ALOHAnet-et, az első vezeték nélküli
csomaghálózatot, valamint kidolgozta a véletlen hozzáférésű ALOHA
csatornák elméletét.
Az ALOHA csatornák alkalmazása jelentős előrelépést hozott a vezeték
nélküli és a helyi számítógépes hálózatok területén. Az itt kidolgozott
verziók továbbra is használatban vannak az összes jelentős
mobiltelefon- és vezeték nélküli szabványokban. Ez a nagy horderejű
munka tartalmazza az Ethernet szabványban ma is megtalálható
alapkoncepciókat is. [7]
Norman Abramson jelentősebb publikációi
•
Norman Abramson: Information theory and coding (McGraw-Hill,
1963)
•
Norman Abramson and Franklin F. Kuo: Computer communication
networks (Prentice-Hall, 1973)
© 2009-2020 - Minden jog fenntartva
Egyedi rendszergazda szolgáltatások magánszemélyek, kis- és középvállalkozások részére
A wifi hálózat rádióhullámokat használ a számítógépek közötti adatátvitelhez. Wifi hálózat szinonímájaként a
WLAN hálózat (Wireless Local Area Network ) kifejezést is használják, amelynek jelentése vezeték nélküli
helyi hálózat.
A Wi-Fi az IEEE 802.11-es szabványra épülő technológiájának a neve, amely az ISM (Instrumentation,
Scientific, and Medical band) sávokat használja. Az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers -
Elektronikai és Villamos Mérnökök Intézménye) 802.11 szabvány írja le a vezeték nélküli hálózati eszközök
kommunikációjának paramétereit. A 802 protokollcsaládot úgy tervezték, hogy zökkenőmentesen
együttműködjön a vezetékes hálózat Ethernet protokolljával.
Szinte minden modern operációs rendszer biztosítja a wifi támogatást a személyi számítógépekhez,
útválasztókhoz, mobiltelefonokhoz, játékkonzolokhoz, okostévékhez. Ezenkívül különböző ipari
berendezések is rendelkeznek wifi támogatással.
A Wi‑Fi a Wi-Fi Alliance védjegye, amely a Wi-Fi tanúsítvánnyal rendelkező (Wi-Fi Certified) kifejezés
használatát olyan termékekre alkalmaza, amelyeket kölcsönösen interoperábilisnak minősítenek, még akkor
is, ha különböző gyártóktól származnak. Ez azt jelenti, hogy a különböző gyártók wifi berendezései képesek
egymással kommunikálni, egymással együttműködni.
1. Wifi történelem
The worldwide network of companies
that brings you Wi-Fi®
Világszerte működő vállalatok hálózata,
amelyik elhozza a Wi-Fi-t ®
A Wi-Fi Alliance egy világméretű vállalati hálózat, amely a
wifi-t, a világ egyik legértékesebb kommunikációs
technológiáját hozza el Önhöz. Célunk az, hogy mindenhol,
mindenkit és mindent összekapcsoljunk.
A Wi-Fi Alliance a globális wifi elfogadást és fejlődést segíti
gondolatvezetés, spektrum-képviselet és iparági
együttműködés révén. Munkánk hozzájárul annak
biztosításához, hogy a wifi eszközök és wifi hálózatok
biztosítsák a felhasználók számára az elvárható
interoperabilitást, biztonságot és megbízhatóságot. [1]
ALOHAnet 1971
Wifi védjegyek, jelölések
A hivatalos wifi logó
Wi-Fi - jelentése, működése
A wifi hullámok terjedése
A wifi hullámok elektromos impulzusokként vagy hullámokként terjednek a levegőben.
Wifi szabványok összehasonlítása
Egy wifi hálózat maximális elméleti sebességét a neki
megfelelő wifi szabvány írja le.
Nagyon fontos megjegyezni, hogy ezek a wifi szabvány
teljesítményadatok elméleti adatok.
Egy új szabvány megjelenése után a gyártási technológia
fejlődése egy idő elteltével általában megközelíti, vagy el
is éri a szabványban meghatározott elméleti maximális
teljesítményértékeket.
Azt sem szabad elfelejteni, hogy a wifi hálózatok
működését nagymértékben befolyásolja a környezet és az
egymással kommunikáló, egymástól eltérő eszközök
minősége és teljesítménye.
Wifi hálózat teljesítmény összehasonlítása
Wifi hálózatok tárgyalásakor állandóan előtérbe kerül a wifi kapcsolat minősége, a wifi hálózat teljesítmény, a wifi hálózat kiterjedése, hatósugara.
Annak bemutatására, hogy ez mennyire soktényezős probléma, álljon itt egy valós életből vett teszt és annak eredményei.
A teszt résztvevői:
Nagyon fontos szem előtt tartani, hogy a legveszélyesebb internetezési lehetőséget a hotspot kínálja. A hotspotot nagyon sok, a nyilvános használat veszélyeit nem ismerő
ember használja jóhiszeműen, megfelelő védelem nélkül az eszközein. A hotspot felhasználók kiemelt célpontot jelentenek mindazok számára, akik a hotspot felhasználók
személyes adatait akarják ellopni.
5 m
4 ms
3 ms
33.08 Mbps letöltés 48.29 Mbps feltöltés
69.3 Mbps letöltés 82.7 Mbps feltöltés
-56 dBm
-74 dBm
WI-FI BEVEZETÉS
1. WI-FI TÖRTÉNELEM
2. WI-FI ETIMOLÓGIA
3. WI-FI TANUSÍTVÁNYOK
4. WI-FI SZABVÁNYOK
5. WI-FI FELHASZNÁLÁSI TERÜLETEK
6. WI-FI TELJESÍTMÉNYADATOK
7. WI-FI ÉLETTANI HATÁSOK
8. FORRÁSOK
Készülék kompatibilitás
a 802.11n WiFi szabvány (Wi-Fi 4) 2009 óta létezik, így a vezeték nélküli technológiánk nagy részét a 2.4
GHz-es és az 5 GHz-es sávok támogatására gyártották
a 2009 előtti eszközök jó eséllyel csak a 2.4 GHz-es sávval kompatibilisek
a korábbi szabványokkal való kompatibilitási uzemmód csökkenti a rendszer teljesítményét
Wifi hálózati lefedettség
amikor a wifi lefedettségről vagy wifi hatósugaráról van szó, 2.4 GHz-es sáv hatósugara jócskán felülmúlja az 5
GHz-es sáv hatósugarát.
a 2.4 GHz-es sáv alacsonyabb frekvenciái könnyebben áthatolnak a szilárd tárgyakon, mint az 5 GHz-es rádiójelek
Wifi hálózati sebesség
a 2.4 GHz-es wifi nagyobb távolságot képes átfogni, alacsonyabb hálózati
sebességgel
az 5 GHz-es wifi kisebb hatósugárral rendelkezik (mint a 2.4 GHz-es), magasabb
hálózati sebesség mellett
a 2.4 GHz-es sáv támogatja a 450 Mbps és 600 Mbps közötti sebességet
az 5 GHz-es a 6.93 Gbps - 14 GBps sebességeket támogatja
hiába csúcsteljesítményű egy 802.11ac (Wi-Fi 5) vagy 802.11ax (Wi-Fi 6) router, ha a
korábbi szabványokkal való kompatibilitás módban üzemel az egész rendszer
teljesítménye elmarad a maximális lehetségestől
Hedy Lamarr
és George Antheil
A US 2292387 szabadalom