IEEE 802.11, 802.11a i 802.11b

Aby sieci WLAN zostały szeroko zaakceptowane, zaistniała potrzeba stworzenia wspólnego standardu zapewniającego kompatybilność i niezawodność urządzeń wytwarzanych przez różnych producentów. Dostarczył go Instytut Inżynierii Elektrycznej i Elektronicznej (IEEE). Oryginalny standard IEEE 802.11 został uznany standardem w 1997 r. Po nim, we wrześniu 1999 r. zostały przyjęte standardy: IEEE 802.11a oraz IEEE 802.11b. Oryginalny standard operował w paśmie częstotliwości radiowej (RF) wokół częstotliwości 2.4 GHz. Pozwalał on transmitować dane z szybkościami: 1 Mbps i 2 Mbps, oraz dostarczał podstawowych usług i metod sygnalizacji. Standardy IEEE 802.11a oraz IEEE 802.11b zostały zdefiniowane w pasmach odpowiednio: 5.8 GHz oraz 2.4 GHz. Definiują one dodatkowo nową warstwę fizyczną (PHY) dla szybkości transmisji od 5 Mbps, 11 Mbps do 54 Mbps w IEEE 802.11a. Standardy te operują w pasmach częstotliwości znanych jako przemysłowe, naukowe oraz medyczne. A oto typowe wartości: 902-928 MHz (szerokość pasma 26 MHz), 2.4-2.4835 GHz (dostępne 83.5 MHz) oraz 5.725-5.850 (dostępne 125 MHz), drugie pasmo zdefiniowane w standardzie IEEE 802.11a pozwala uzyskać wyższe wartości przepływności.

Standard definiuje dla komunikacji bezprzewodowej warstwę fizyczną (PHY) oraz warstwę sieciową (ang. MAC - Media Access Control). Warstwa jest po prostu grupą powiązanych funkcji, odseparowanych od innej warstwy powiązanych funkcji. Aby zrozumieć warstwy w naszym bezprzewodowym scenariuszu, najlepiej jest posłużyć się następującą analogią. Niech książka reprezentuje pakiet danych. Rozważmy przenoszenie tej książki z półki w jednej części pokoju na biurko znajdujące się w innej jego części. Warstwa sieciowa decyduje o sposobie podnoszenia książki, zaś warstwa fizyczna określa sposób kroczenia przez pokój.

Standard definiuje w warstwie fizycznej PHY dwa różne sposoby modulacji radiowej częstotliwości komunikacyjnej. Pierwszy to modulacja rozproszonego widma z bezpośrednim szeregowaniem bitów (ang. DSSS - Direct Sequence Spread Spektrum). Drugi to modulacja w widmie rozproszonym ze skokową zmianą używanego kanału (ang. FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum). Obydwie metody modulacji zostały zaprojektowane na potrzeby militarne by zapewnić niezawodność, integralność i bezpieczeństwo transmisji. Obydwie wykorzystują jedyne w swoim rodzaju metody transmisji danych.

Modulacja FHSS dzieli dostępne pasmo częstotliwości na oddzielne kanały i w sposób ciągły zmienia częstotliwość wąskopasmowej fali nośnej w 2-4 poziomowej sekwencji gaussowskiego kluczowania z przesuwem częstotliwości (GFSK). Innymi słowy: węzły sieci wysyłając i odbierając informację transmitują na częstotliwość zmieniającej się w sposób pseudolosowy. Dzięki temu warstwa fizyczna sieci jest w przyzwoity sposób zabezpieczona - haker w zasadzie nie będzie wiedział, na którą częstotliwość się przełączyć by odebrać cały sygnał. Jedną z zalet FSHH jest możliwość pracy we wspólnym paśmie wielu sieci, występujących na jednym terenie, bez wzajemnego zakłócania się.