Počítačové sítě dělíme do čtyř hlavních skupin dle velikosti/dosahu. Od osobních sítí jako Bluetooth až po rozsáhlý internet. Dobře si proto zapamatujte následující zkratky.
| Typ | Zkratka | Použití |
| Personal area network | PAN | osobní sítě s krátkým dosahem (v řádu metrů) |
| Local area network | LAN | místní sítě (v řádu desítek až stovek metrů) |
| Metropolitan area network | MAN | městské/regionální sítě jako WiMAX (v řádu kilometrů) |
| Wide area network | WAN | rozsáhlé sítě, internet |
Klíčovým datem je 9. květen 1985, kdy americký telekomunikační úřad FCC (obdoba našeho ČTÚ) uvolnil část rádiového pásma o kmitočtu 2,4 GHz pro civilní účely a bez poplatku. Díky tomu mohly vzniknout bezdrátové sítě, které by fungovaly i bez explicitního schválení úřady, stačilo dodržovat jisté specifikace (maximální výkon antény apod.).
802.něco
Hlavní standardizační autorita Institute of Electrical and Electronics Engineers založila v únoru roku 1980 novou rodinu IEEE 802 (rok 80, 2. měsíc) pro lokální a metropolitní sítě. Jednotlivé standardy pak připravovaly pracovní skupiny označené 802.x. Běžné drátové sítě LAN a MAN spadají pod skupinu 802.3. Jejich bezdrátovou alternativou je 802.11 (doslova Wireless LAN) a 802.16 (MAN), často se ještě setkáte s bezdrátovými PAN spadajícími pod skupinu 802.15.
První zmíněnou 802.3 dobře znáte, jde o Ethernet. Do rodiny 802.15 spadá Bluetooth nebo jeho alternativa ZigBee. Standard 802.16 splňuje WiMAX. A nakonec 802.11, kam spadá naše milované Wi-Fi. Vývoj 802.11 začal v září 1990 (odtud ono 25. výročí), prvního hotového standardu jsme se ale dočkali až v roce 1997. Dnes ji označujeme 802.11-1997 a její maximální rychlost byla 2 Mb/s. Ethernet tehdy začínal na 10 Mb/s, takže o náhradě nemohla být řeč. Zajímavostí je, že kromě rádiového pásma 2,4GHz mohla síť 802.11-1997 využívat i infračervené záření.
" frameborder="0" height="360" width="640">
Už v roce 1999 přišly dva nové standardy, které se od první generace významně lišily jak rychlostmi, tak použitými modulacemi. Přímou náhradou byl 802.11b v pásmu 2,4 GHz s rychlostí až 11 Mb/s. Standard 802.11a fungoval v pásmu 5 GHz a dokázal pracovat s rychlostí až 54 Mb/s. V roce 2001 dorazil 802.11g, který rychlost 54 Mb/s přinesla i do 2,4GHz spektra. Revoluci přinesl až 802.11n z roku 2009, vyvíjel se dlouhých sedm let.
Zázrak jménem MIMO
Standard 802.11n fungoval ve spektru 2,4 GHz i 5 GHz. Šířka pásma mohla být až dvojnásobná (40 MHz) a hlavně bylo možné použít vícecestného vysílání (multiple-input multiple-output). MIMO dokáže pásmo efektivněji využít a za pomocí více antén násobit teoretickou rychlost přenosu. Zatímco s jedním 20MHz kanálem a jednou anténou bylo možné dosáhnout propustnosti až 150 Mb/s, se čtyřmi anténami (4×4 MIMO) až 600 Mb/s.
Aktuálně nejskloňovanějším standardem je 802.11ac, který byl schválen z roku 2013. Je ještě efektivnější než „nko“, dokáže zužitkovat až 160 MHz široké pásmo a vysílat/přijímat signál v osmi svazcích (8×8 MIMO). Teoreticky. Prakticky takové zařízení zatím neexistuje.
SU-MIMO versus MU-MIMO (foto: Qualcomm)
Koncová zařízení nejčastěji používají 80MHz pásmo a jednu anténu, což s modulací 256-QAM a kódováním 5/6 dává maximální rychlost 433 Mb/s. Novější telefony a tablety už podporují i 2×2 MIMO, takže rychlost stoupne na 867 Mb/s. Špičkové routery podporují rychlosti až 2165 Mb/s, využívají přitom čtyři antény (4×4 MIMO) a jinou modulaci (1024-QAM), kterou zase nemusí podporovat klientská zařízení. S obvyklou modulací 256-QAM je rychlost 1734 Mb/s.
Důležitá je ještě jedna věc. Standard 802.11ac podporuje nový režim „multi-user“ MU-MIMO, ale není povinný. Loňská generace routerů s podporou 802.11ac označovaná jako Wave 1 jej neumí, ale novější modely (D-Link nebo Asus už takové mají) spadající do rodiny Wave 2 si s MU-MIMO už poradí.
Asus RT-AC5300 slibuje rychlost až 2167 Mb/s a podporuje MU-MIMO (foto: Asus)
O co jde? Stávající MIMO, zpětně označované jako „single-user“ SU-MIMO, na routeru umožňuje komunikovat jen s jedním zařízením současně. Při připojení více klientů se požadavky vyřizují střídavě. To znamená, že pokud se k routeru s rychlostí až 1733 Mb/s připojí například mobil s teoretickou rychlostí 433 Mb/s, tři čtvrtiny kapacity zůstanou nevyužité. Trvá-li přenesení jednoho souboru 10 sekund, s jedním klientem router vyřídí komunikace za 10 s, se dvěma najednou za 20 s, se třemi 30 s atd.
MU-MIMO však dokáže najednou komunikovat s až čtyřmi zařízeními současně, takže umožní efektivněji využít pásmo. Ve stejném modelovém příkladu by čtyři zařízení dostaly každý svůj 433Mb/s podíl a router by veškerou komunikaci zvládl za 10 sekund, nikoliv 40.
Milníky rodiny 802.11 (foto: IEEE)
Kde se vzalo Wi-Fi?
Organizace IEEE stanovuje standardy, například zmíněnou rodinu 802.11, ale už se nijak nestará o to, jak je výrobci implementují. Když v roce 1999 přišel 802.11b, významní výrobci se dohodli, jak budou taková zařízení testovat a certifikovat, aby zákazníci věděli, že jejich produkty jsou navzájem kompatibilní. A tak vznikla neziskovka Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA).
Tuto značku naleznete na certifikovaných produktech (foto: Wi-Fi Alliance)
Ta ve stejné době hledala chytlavý název pro bezdrátovou síť, protože IEEE 802.11b nezní zrovna sexy. Konečným řešením byla obchodní značka Wi-Fi (Wireless Fidelity) jako variace na Hi-Fi. Samotná WECA se v roce 2002 přejmenovala na Wi-Fi Alliance. Dnes sdružuje přes 600 členů a certifikovala už 25 000 produktů. Wi-Fi se tak prakticky stalo synonymem rodiny 802.11.
Co dál?
Kromě zmíněných standardů už od roku 2012 existuje 802.11ad. Obchodně je pojmenovaný jako WiGig, funguje v nelicencovaném pásmo 60 GHz a slibuje teoretické rychlosti až 6,7 Gb/s. Toto pásmo má jen velmi krátký dosah, takže se s ním počítá pouze v domácnostech, kde by mělo sloužit pro bezdrátový přenos UHD videa. Jestliže je Wi-Fi bezdrátovou alternativou Ethernetu, WiGig je bezdrátovou náhradou HDMI. Prvních produktů bychom se měli dočkat už příští rok.
IEEE už pracuje také na 802.11ah s podporou 900MHz spektra využitelného pro internet věcí. Standard 802.11az má sloužit pro indoor navigaci. Pokračovatelem standardu AC bude AX a místo AD přijde AY. Očekávat můžeme další navyšování rychlostí.
Zdroj: Wi-Fi Alliance, IEEE
