Preview only show first 10 pages with watermark. For full document please download

The Wlan Roadmap

   EMBED


Share

Transcript

Feature The WLAN Roadmap  Wireless Local Area Networking (WLAN) is a simple  More reading:  concept, but one that entails a wide, sometimes  The IEEE, and the 802.11 standards themselves  confusing, variety of standards, implementations, and  http://www.ieee.org/portal/index.jsp  future plans for development. This article provides a map,  http://www.ieee.org.groups/802/11/  so you can understand what the current standards are,  how they relate to one another, and how they will develop  Wi­Fi Alliance  http://www.wi­fi.org/OpenSection/index.asp  Toshiba "Technology trends" into the standards and implementations of the future.  u  What exactly is WLAN?  Simply stated, wireless LAN is a local network of  to assist in the set­up and configuration of wireless  devices that send and receive data via radio frequency  networks (such as Toshiba’s ConfigFree).  (RF), thus no longer requiring network cabling. Users  benefit by gaining flexibility and mobility, though there  is a trade­off in terms of performance as today’s  A word about bandwidth and throughput  wireless 802.11 standards offer a maximum of 54  Bandwidth and throughput are two different  Mbps as compared to standard wired Ethernet rates of  things. In the world of wired networking, the  100 Mbps. Enhanced and emerging WLAN standards  differences between them in performance  aim to boost speeds and WLAN performance, thus  terms are not nearly as dramatic as in the  boosting wireless productivity even more.  wireless world.  Fundamentally, WLAN configurations consist of two  The bandwidth of a network represents the  essential network components: an access point (AP),  maximum performance offered by  and a station (STA). Access points act as network hubs  connections—you can think of it as the “size of  and routers. Typically, at the “back end”, an access  the pipe” through which data can flow.  point connects to a wider LAN, WAN, or even the  The throughput of a network represents the  Internet itself. At the “front end” the access point acts  as a contact point for a flexible number of stations. A  station moving into the effective broadcast radius of an  actual performance offered by connections—  the rate of actual data flowing “through the  pipe”.  access point can then connect to the local network  Thus, the throughput rate can never be greater  served by the AP (all the other local stations and  than a system’s bandwidth; and, in nearly all  resources in the LAN) as well as the wider network  cases, throughput is significantly less than the  connected to the AP’s “back end”.  bandwidth (because of radio­interference, data  The flexible (even ad­hoc) nature of WLAN  congestion, the number of stations vying for an  configurations means that managing them can be  APs resources, and so on).  much more complex than wired connections where you  essentially configure­once­and­forget. To enhance  wireless usage, some vendors provide software tools  “The WLAN Roadmap”  Page 1 of 5  FEA­2004­10­WLAN­roadmap­1057 Feature u  WLAN standards today  WLAN standards in use today basically divide into  three general groupings; foundational, leading­edge  and enhanced. Next, we take a look at how these  standards evolved.  WLAN Standard  Description  802.11  Original, foundational networking  Transfer  method  Frequency  range  Supported  Bandwidth  Typical  Throughput  FHSS, DSSS,  2.4 GHz, IR  2 Mbps  < 1 Mbps  2.4 GHz  11 Mbps  ~4 Mbps  5 GHz  54 Mbps  ~22 Mbps  infrared  standard  802.11b  Foundation networking standard, most  DSSS, HR­  DSSS  popular in home/business  802.11a  Leading edge high­speed networking  OFDM  standard, most popular in  medium/large business  ~22 Mbps, ~4  802.11g  Leading­edge, high­speed networking  DSSS, HR­  standard, gaining acceptance in  DSSS, OFDM  Mbps when  2.4 GHz  54 Mbps  interoperating  with 802.11b  home/business  components  Atheros  Performs on top of the existing  Enhanced wireless performance,  802.11 standard employed in  108 Mbps  ~60 Mbps based on the existing 802.11  the network.  standards.  “The WLAN Roadmap”  Page 2 of 5  FEA­2004­10­WLAN­roadmap­1057 Feature u  Foundational WLAN standards  u  Leading­edge WLAN standards  There are two foundational WLAN standards: 802.11,  Although ratified at the same time as 802.11b, 802.11a  and 802.11b. The original 802.11 standard is, today,  faced a much slower deployment, despite the fact that  almost entirely obsolete. Once equipment  it offered much greater performance (modern 802.11a  implementing 802.11b was made more widely  systems afford a five­factor increase upon the  available, it quickly moved into use and propelled  performance of 802.11b in optimum situations). Several  growth of the WLAN industry itself. The cost of 802.11  factors limited widespread adoption: equipment was not attractive for the bandwidth it  · supported: 2 megabits per second (2 Mbps)  products were slower to come to market,  starting in about 2001 bandwidth, with an effective throughput of half that, or  · less.  acceptance was much delayed in Europe  (especially the UK) where 802.11a’s operation in  802.11b increased the available bandwidth, and  the regulated 5 GHz band could have caused  throughput, by a factor of five with only a marginal  problems with military and government  difference in cost. 802.11b equipment quickly made its  communications way into small businesses and homes: the flexibility of  · WLAN combined with the useful data rates now  operating in the regulated 5 GHz band rather  available made it very attractive for people to set up  than the unregulated 2.4 GHz band meant  small­use networks. For the most part, small­  higher costs for 802.11a equipment businesses and home networks have adopted and  · a tighter broadcast radius (more access points  continue widely to use 802.11b. Reasons for the  required, hence more expensive to implement  continued popularity of 802.11b include: over a larger area) · ratified in 1999, 802.11b networks are widely  · poorer penetration through walls and floors.  implemented already In the wide­open spaces of the modern office building  · satisfactory performance used by medium to large­sized companies, 802.11a  · economical price systems proved popular, particularly because: · a system designed to cope with the  · higher as to be a deterrent architectural space (lots of walls and floors  · cost was less of an issue and not so much  between APs and STAs) · the architecture of the space suited the system widely available, meaning that mobile  · high performance was very important.  connectivity with this standard is easily  One of the primary leading edge WLAN standards in  accessible.  use today is 802.11g (ratified in 2003). This standard  This despite the drawback that 802.11b’s use of the  achieves high­performance by using the transmission  2.4 GHz band places the networks in a situation where  protocols (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,  it must cope with interference from other devices  or OFDM) employed by 802.11a; however, it also uses  inhabiting the same band (Bluetooth devices, cordless  the 2.4 GHz band and underlying protocols of (Direct  phones, microwave ovens, for example).  Sequence Spread Spectrum, or DSSS), and is “The WLAN Roadmap”  Page 3 of 5  FEA­2004­10­WLAN­roadmap­1057 Feature constructed to be fully backwards compatible with  u  Mapping WLAN into the future  802.11b equipment.  The future of WLAN performance has many aspects; in  As a result of this compatibility and price­  this section, we describe some of the most important  competitiveness with 802.11a equipment, 802.11g  standards you should know about to understand the  solutions are swiftly achieving wide­spread  map of WLAN’s future directions.  acceptance. Home and business users are adopting  the 802.11g components piece­meal, replacing their  existing 802.11b. Vendors have made this transition  802.11e provides Quality of Service (QoS)  As the need for high­speed, asynchronous data  transfers increases, a standard for determining QoS in  especially easy with the falling prices of wireless  routers (access points) and including WLAN capability  the network also becomes increasingly important. QoS  is particularly important for real­time, streaming video  in a wider and wider range of computer offerings  and audio data. Ensuring consistent performance is  (desktops and laptops) and peripheral components  especially important for the viewer/listener. Whether for  (printers and scanners). Purchasers can buy an  a VoWLAN telephone call or a high­definition video  802.11g AP that can support their existing 802.11b  computers, knowing that sometime in the near future,  streamed wirelessly, it is important that the experience  be seamless.  they can replace their computers at their natural  obsolescence point with one that supports the higher­  802.11e describes standards for APs and STAs to  performance AP. Finally, some vendors are offering  determine the quality of a wireless connection. APs and  802.11a/g dual­mode devices. Dual­mode APs and  STAs can then use this data to dynamically adjust their  STAs can support connections to both 802.11a and  connections to optimize behaviour. For example,  802.11g (and therefore 802.11b) networks, ensuring  detecting a high rate of errors in packet transmission,  wireless connectivity for all of today’s standards.  the system could slow down the attempted transfer  rate and switch to a slower, but more effective, system  u  Enhanced WLAN standards  of error checking and re­transmission.  A number of vendors build on the existing 802.11  802.11h makes 802.11a safe in Europe  standards providing various kinds proprietary  extensions to provide performance enhancements.  The 802.11h standard enhances 802.11a, adding  Atheros’ SuperG™ system is a useful example of this:  specifications for support of Transmission Power  SuperG™ components are fully compatible with  Control (TPC) and Dynamic Frequency Selection (DFS).  standard 802.11 components, but in combination with  These extensions ensure that 802.11h equipment can  other Super G™ components, they employ a series of  function in the 5 GHz band without interfering with  European government and military communications.  techniques to offer much greater performance.  For example, Super G™ components can provide  802.11i provides more robust security  data­compression in the networking hardware, so that  One of the knocks against the foundational 802.11  more data can be sent over the network in the same  systems was their attention to network security.  time. Super G™ systems can also bond two network  Complex configuration combined with relatively weak  channels together and use them both in a single AP­  ciphering on the connections themselves resulted in a  STA connection, achieving twice the effective  widespread problem of insecure wireless LANs (for  bandwidth over plain 802.11g or 802.11a systems.  example, leading to the practice of “war driving”:  roaming around with wireless equipment looking for “The WLAN Roadmap”  Page 4 of 5  FEA­2004­10­WLAN­roadmap­1057 Feature vulnerable wireless systems whose network connection  resources could be appropriated).  802.11i describes fundamental standards for  implementing robust network security on top of 802.11  WLAN Standard  Description  networks, and will doubtless become important in the  802.11e  future. However, 802.11i will require adjustments to the  wireless hardware; it cannot be implemented solely in  Quality of  Service  software, and will therefore be phased in more slowly  802.11h  as people will have to replace their equipment.  802.11n offers another five­factor increase in  performance  Although still in very early stages, 802.11n represents  Mitigation  measures for  802.11a  802.11i  Security  802.11n  the next generation in wireless networking. The  shapers of this standard hope that this new standard  will provide a basis for another five­fold increase in  performance: effective throughput in excess of 100  Faster WLAN  (throughput in  excess of 100  Mbps)  Ratification  Date  Anticipated  Benefit  Pending (some  time in 2005)  Improved voice  and video over  wireless  (VoWLAN)  September  2003  Safer operation  of 802.11a in  European 5 GHz  band.  June 2004  Enhanced  wireless security  Currently only in  proposal phase;  expected  ratification not  yet sets  Greatly  enhanced  throughput to  support rich  media data Mbps, with bandwidths over 200 Mbps. Current  estimates place equipment in the field in a year or two,  and this would mean a performance improvement of  ©2004. Toshiba Europe GmbH. While Toshiba has made every effort at the time of publication to ensure the accuracy of the information provided herein, product specifications, configurations, prices, system/component/options availability are all subject to change without notice. For the most up-to-date product information about your computer, or to stay current with the various computer software or hardware options, visit Toshiba’s Web site at pcsupport.toshiba.com. two orders of magnitude over the initial 802.11  standard in ten years’ time.  Currently, discussions are still ongoing as to exactly  what protocols and technologies will form 802.11n.  However, everyone seems to be agreed that one  technique used will be “Multiple Input, Multiple Output”  (MIMO): the employment of multiple antennae and  multiple channels to increase the effective bandwidth  of a connection. One immediate and obvious  disadvantage to MIMO systems is the increase in  spectrum used which implies an increase in the  number of components used, the complexity of the  components, and the power those component use.  Since WLAN and portable computing are a natural fit,  vendors are working hard to improve MIMO systems to  simplify them, reducing cost, complexity, and power  consumption so that future generations of portable  devices can continue to drive WLAN development as  they have to this point.  “The WLAN Roadmap”  Page 5 of 5  FEA­2004­10­WLAN­roadmap­1057