IEEE 802.11a-1999 или 802.11a был поправкой к спецификациям беспроводной локальной сети IEEE 802.11 , которая определяла требования к системе связи с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Первоначально он был разработан для поддержки беспроводной связи в нелицензируемых диапазонах национальной информационной инфраструктуры (U-NII) (в диапазоне частот 5–6 ГГц), как это регулируется в Соединенных Штатах Кодексом федеральных правил, раздел 47, раздел 15.407.
Первоначально описанный как пункт 17 спецификации 1999 года, теперь он определен в пункте 18 спецификации 2012 года и предоставляет протоколы, которые позволяют передавать и получать данные со скоростью от 1,5 до 54 Мбит/с. Он получил широкое распространение во всем мире, особенно в корпоративном рабочем пространстве. Хотя первоначальная поправка больше не действует, термин «802.11a» по-прежнему используется производителями беспроводных точек доступа (карт и маршрутизаторов) для описания взаимодействия своих систем на частоте 5,8 ГГц, 54 Мбит/с (54 x 10 6 бит в секунду).
802.11 — это набор стандартов IEEE , которые управляют методами передачи данных в беспроводных сетях. Сегодня они широко используются в версиях 802.11a, 802.11b , 802.11g , 802.11n , 802.11ac и 802.11ax для обеспечения беспроводного подключения дома, в офисе и некоторых коммерческих учреждениях.
IEEE802.11a — первый беспроводной стандарт, использующий пакетный OFDM, основанный на предложении Ричарда ван Ни [9] из Lucent Technologies в Ньювегейне. OFDM был принят в качестве проекта стандарта 802.11a в июле 1998 года после слияния с предложением NTT. Он был ратифицирован в 1999 году. Стандарт 802.11a использует тот же основной протокол, что и исходный стандарт, работает в диапазоне 5 ГГц и использует ортогональное частотное разделение мультиплексирования (OFDM) с 52 поднесущими и максимальной скоростью передачи данных 54 Мбит/с, что обеспечивает реалистичную чистую достижимую пропускную способность в середине 20 Мбит/с. Скорость передачи данных снижается до 48, 36, 24, 18, 12, 9, а затем до 6 Мбит/с, если требуется. Первоначально 802.11a имел 12/13 неперекрывающихся каналов, 12 из которых можно использовать внутри помещений, и 4/5 из 12, которые можно использовать в конфигурациях точка-точка на открытом воздухе. В последнее время многие страны мира разрешают работу в диапазоне от 5,47 до 5,725 ГГц в качестве вторичного пользователя, используя метод совместного использования, полученный в 802.11h . Это добавит еще 12/13 каналов к общему диапазону 5 ГГц, что позволит обеспечить значительную общую емкость беспроводной сети, что позволит использовать 24+ каналов в некоторых странах. 802.11a несовместим с 802.11b, поскольку они работают в разных диапазонах. Большинство точек доступа корпоративного класса имеют двухдиапазонный режим.
Использование диапазона 5 ГГц дает 802.11aa значительное преимущество, поскольку диапазон 2,4 ГГц используется до такой степени, что становится переполненным. Ухудшение, вызванное такими конфликтами, может привести к частым разрывам соединений и ухудшению обслуживания. Однако эта высокая несущая частота также приносит небольшой недостаток: эффективный общий диапазон 802.11a немного меньше, чем у 802.11b/g; сигналы 802.11a не могут проникать так далеко, как сигналы 802.11b, потому что они легче поглощаются стенами и другими твердыми объектами на своем пути, потому что потери на пути в силе сигнала пропорциональны квадрату частоты сигнала. С другой стороны, OFDM имеет фундаментальные преимущества распространения в среде с высокой многолучевостью, например, в помещении офиса, а более высокие частоты позволяют строить меньшие антенны с более высоким коэффициентом усиления радиочастотной системы, что компенсирует недостаток более высокой полосы работы. Возросшее количество используемых каналов (в странах FCC в 4–8 раз больше) и практически полное отсутствие других мешающих систем ( микроволновых печей , беспроводных телефонов , радионянь ) обеспечивают 802.11a значительные преимущества в совокупной пропускной способности и надежности по сравнению с 802.11b/g.
Разные страны имеют различную нормативную поддержку, хотя Всемирная конференция радиосвязи 2003 года улучшила координацию стандартов во всем мире. 802.11a был быстро одобрен нормативными актами в Соединенных Штатах и Японии , но в других регионах, таких как Европейский союз , ему пришлось ждать одобрения дольше. Европейские регулирующие органы рассматривали использование европейского стандарта HIPERLAN , но в середине 2002 года одобрили 802.11a для использования в Европе.
Продукты 802.11a начали поставляться с опозданием, отставая от продуктов 802.11b из-за того, что компоненты 5 ГГц было сложнее производить. Производительность продуктов первого поколения была низкой и сопровождалась проблемами. Когда продукты второго поколения начали поставляться, 802.11a не был широко принят в потребительском пространстве, в первую очередь потому, что менее дорогой 802.11b уже был широко принят. Однако позже 802.11a значительно проник в корпоративные сетевые среды, несмотря на первоначальные недостатки в плане стоимости, особенно для предприятий, которым требовалась повышенная емкость и надежность по сравнению с сетями только 802.11b/g.
С появлением на рынке менее дорогих ранних продуктов 802.11g, которые были обратно совместимы с 802.11b, преимущество полосы пропускания 5 ГГц 802.11a было устранено. Производители оборудования 802.11a отреагировали на отсутствие успеха на рынке, значительно улучшив реализации (технология текущего поколения 802.11a имеет характеристики дальности, почти идентичные характеристикам 802.11b), и сделав технологию, которая может использовать более одного диапазона, стандартом.
Двухдиапазонные или двухрежимные точки доступа и сетевые интерфейсные карты (NIC), которые могут автоматически обрабатывать a и b/g, в настоящее время распространены на всех рынках и по цене очень близки к устройствам, поддерживающим только b/g.
Из 52 поднесущих OFDM 48 предназначены для данных, а 4 — пилотные поднесущие с разделением несущих 0,3125 МГц (20 МГц/64). Каждая из этих поднесущих может быть BPSK , QPSK , 16- QAM или 64- QAM . Общая полоса пропускания составляет 20 МГц с занимаемой полосой пропускания 16,6 МГц. Длительность символа составляет 4 микросекунды , что включает защитный интервал 0,8 микросекунды. Фактическая генерация и декодирование ортогональных компонентов выполняется в основной полосе с использованием DSP, которая затем преобразуется с повышением частоты до 5 ГГц на передатчике. Каждая из поднесущих может быть представлена в виде комплексного числа. Сигнал временной области генерируется путем выполнения обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT). Соответственно, приемник преобразует с понижением частоты, делает выборки на частоте 20 МГц и выполняет FFT для получения исходных коэффициентов. Преимущества использования OFDM включают снижение эффектов многолучевого распространения при приеме и повышение спектральной эффективности. [10]