Сети и телекоммуникации (заочное обучение, бакалавриат)

ISM диапазон

Промышленный диапазон: промышленный диапазон в Америке — от 902 до 928
МГц. В Европе полоса частот 900 МГц частично используется для связи GSM.
Использование промышленных частот предотвращает помехи между различными
устройствами беспроводной связи в диапазоне 2,4 ГГц.
 Научный диапазон: полоса частот 2,4 ГГц является общей полосой ISM для всех
стран. Поэтому все беспроводные сети, WLAN, устройства Bluetooth и Zigbee, могут
работать на частоте 2,4 ГГц в диапазоне от 2,4 до 2,4835 ГГц.
 Медицинский диапазон: от 5,725 до 5,875 ГГц. Медицинский диапазон и частоты от
5,15 до 5,35 ГГц относятся к диапазону 5 ГГц. Стандарт 802.11 поддерживает
частотные диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц

Частотный диапазон 2,4 ГГц предназначен для беспроводной передачи на короткие
расстояния и используется странами во всем мире. Сети WLAN, работающие в
диапазоне 2,4 ГГц, имеют более широкое применение и мощную защиту от помех.
Поэтому этот диапазон широко применяется домашними пользователями и в
коммерческих целях. По сравнению с другими ISM-диапазонами диапазон частот
2,4 ГГц более широкий. Это позволяет повысить скорость передачи данных,
увеличить дальность передачи и усилить защиту от помех. Диапазон 2,4 ГГц
используется для все большего количества технологий, поэтому он более
перегружен.
 Так как диапазон 2,4 ГГц широко используется, стандарт 802.11a, который работает
на частоте 5 ГГц, характеризуется низким числом конфликтов в каналах. Однако
высокая частота имеет свои ограничения. Диапазон 5 ГГц передает сигналы лишь в
зоне прямой видимости; поэтому требуется больше точек доступа. При
использовании частоты 2,4 ГГц сигнал передаётся на более дальнее расстояние, по
сравнению с частотой 5 ГГц. Это связано с основными характеристиками волн и
происходит в результате того, что при высокой частоте волны затухают быстрее.

EEE 802.11b является одним из стандартов WLAN. Работает в диапазоне 2,4 ГГц на
скорости 11 Мбит/с. IEEE 802.11b — известный и широко используемый стандарт
WLAN. Диапазон ISM 2,4 ГГц предоставляет 14 каналов с полосой 22 МГц. IEEE
802.11g работает в диапазоне 2,4 ГГц. Если исходная скорость передачи данных
составляет 54 Мбит/с, то фактически данные передаются со скоростью 24 Мбит/с в
диапазоне 2,4 ГГц. Устройства 802.11g совместимы с устройствами 802.11b.
Стандарт 802.11g разработан для передачи данных на более высоких скоростях
Работает в диапазоне 2,4 ГГц и использует технологию CCK для обратной
совместимости с 802.11b. Кроме того, 802.11g обеспечивает скорости до 54 Мбит/с
и использует технологию мультиплексирования с ортогональным частотным
разделением каналов (OFDM).
 Стандарт IEEE 802.11a, утвержденный в 1999 году, является поправкой к
первоначальным стандартам 802.11. Стандарт 802.11a использует тот же базовый
протокол, что и первоначальные стандарты, работает в диапазоне 5 ГГц и
использует 52 поднесущих OFDM для передачи данных с исходной скоростью 54
Мбит/с. 802.11a поддерживает восемь скоростей передачи: 54 Мбит/с, 48 Мбит/с, 36
Мбит/с, 24 Мбит/с, 18 Мбит/с, 12 Мбит/с, 9 Мбит/с и 6 Мбит/с.
 IEEE 802.11n обеспечивает максимальную скорость 600 Мбит/с и более дальние
расстояния передачи для беспроводных сетей. Скорость передачи на физическом
уровне должна быть выше 600 Мбит/с. Для более высокой скорости передачи
данных 802.11n использует технологию многоканальный вход — многоканальный
выход (MIMO).

ID канала

Рабочая частота, определенная в Китае, FCC (Америка), IC (Канада) и ETSI
(Европа), находится в диапазоне от 2,4 до 2,4835 ГГц.
 Каналы с 1 по 13 могут использоваться в Китае и Европе.
 Каналы с 1 по 11 могут использоваться в Америке и Канаде.
 В Японии каналы с 1 по 14 могут использоваться для беспроводной локальной сети
2,4 ГГц. Из них канал 14 может использоваться только в 802.11b. На рисунке
показан частотный диапазон, установленный в этих странах или регионах. Полосы
частот, используемые в разных странах, отличаются друг от друга

Если два канала связаны, пропускная способность значительно увеличивается.
 В традиционном стандарте 802.11 радиоинтерфейсы работают в диапазоне 20 МГц.
Технология 802.11n позволяет связать два соседних канала 20 МГц, чтобы
сформировать канал 40 МГц и, следовательно, удвоить скорость передачи. В
реальной ситуации два связанных канала 20 МГц также могут использоваться как
два отдельных канала, один как первичный канал, а другой как вторичный канал.
Следовательно, канал 40 МГц или один канал 20 МГц можно использовать для
передачи и приема данных. Но, чтобы устранить помехи, в каждом канале 20 МГц
резервируется часть полосы. Если два канала 20 МГц связываются для
образования канала 40 МГц, зарезервированная полоса также может
использоваться для связи, что дополнительно увеличивает пропускную
способность.

Частотный диапазон 5Ггц

802.11n поддерживает полосы 20 МГц и 40 МГц, при этом полоса 20 МГц является
обязательной, а полоса 40 МГц — дополнительной.
 802.11ac поддерживает 20 МГц, 40 МГц, 80 МГц, 80 + 80 МГц (прерывистые,
неперекрывающиеся) и 160 МГц, где полосы пропускания 20 МГц, 40 МГц и 80 МГц
являются обязательными, а полосы 80+80 МГц и 160 МГц — дополнительными

Распределение частот 5 ГГц в Китае:
 Для диапазонов частот предусмотрено пять каналов с общей шириной полосы
125 МГц. Центр внешнего канала находится на расстоянии 20 МГц от края
полосы.
 Распределение частот U-NII в FCC (Америка):
 Восемь каналов предназначены для низкочастотных диапазонов U-NII и
среднечастотных диапазонов U-NII с общей шириной полосы 200 МГц. Для
высокочастотной полосы U-NII предусмотрено четыре канала с общей
шириной полосы 100 МГц. Для низкочастотных диапазонов U-NII и
среднечастотных диапазонов U-NII центр внешнего канала находится на
расстоянии 30 МГц от края полосы. Для высокочастотных диапазонов U-NII
расстояние составляет 20 МГц

Режим канала 40 МГц имеет более высокую эффективность использования полосы
частот, а пропускная способность в два раза выше, чем в режиме канала 20 МГц.
Однако из-за ограниченных ресурсов спектра в полосе 2,4 ГГц имеются проблемы с
режимом канала 40 МГц, и предоставить два канала 40 МГц без помех не
представляется возможным.
 Полоса частот 5 ГГц имеет богатые ресурсы спектра. FCC определяет 23
неперекрывающихся канала 20 МГц. В Китае пять неперекрывающихся каналов 20
МГц. Следовательно, для привязки с целью формирования каналов 40 МГц имеется
достаточное количество каналов.
 Режим каналов 40 МГц не рекомендуется в частотном диапазоне 2,4 ГГц. Обычно
режим канала 20 МГц используется в 802.11g/n для получения большего количества
ресурсов канала для зоны покрытия сотового сигнала.
 802.11n поддерживает полосы 20 МГц и 40 МГц, при этом полоса 20 МГц является
обязательной, а полоса 40 МГц — дополнительной. 802.11ac поддерживает 20 МГц,
40 МГц, 80 МГц, 80 + 80 МГц (прерывистые, неперекрывающиеся) и 160 МГц, где
полосы пропускания 20 МГц, 40 МГц и 80 МГц являются обязательными, а полосы
80+80 МГц и 160 МГц — дополнительными.

Устройства, создающие помехи 

Диапазон 2,4 ГГц является открытым ISM-диапазоном. Устройства, работающие в
диапазоне частот 2,4 ГГц: беспроводные телефоны, радионяни, микроволновые
печи, беспроводные камеры, устройства Bluetooth, инфракрасные датчики и
балласты для люминесцентных ламп.
 По сравнению с диапазоном 2,4 ГГц диапазон 5 ГГц имеет меньше помех. Все
больше устройств начинают использовать полосу частот 5 ГГц, например
беспроводные телефоны, радары, беспроводные датчики и цифровые спутники.