Wi-Fi – что это такое, как работает, как пользоваться, все про вай-фай

Статья обновлена и актуализирована под текущие реалии. Wi-Fi 7 и все новинки в комплекте. Приятного изучения! С уважением, ваши преданные друзья из чудесного ВайФайГида.

Wi-Fi… о сколько в этом звуке! А сколько эти звуки создали мифов в народе, что и представить страшно. Всем привет! Сегодня будет на нашем портале о беспроводных технологиях центральная статья про сам Wi-Fi. Только без особых премудростей, простыми словами, ну вы поняли) Поехали!

Центральная проблема

Пробежавшись по улице, на вопрос о том, что такое Wi-Fi, люди отвечают по-разному. Несколько вариантов оставляю ниже, привожу сами смыслы, а не дословные высказывания:

• Интернет – ну в плане вай-фай – это и есть сам интернет, в котором смотрят сайты, любимые вконтактики и ютубчики
• Роутер/Маршрутизатор – само устройство.
• Беспроводная передача информации – в значении именно технологии.
• Подключение смартфона/ноутбука – как одна из функций устройств.

Единицы людей просто «подвисали», видимо считая ответ то ли глупым, то ли не в то время у них это спрашивали) Ну да ладно. Все наслышаны про Вай-Фай. Но что же это такое на самом деле? У вас есть правильный ответ?

Кстати, у меня всегда открыты комментарии. Есть вопрос – задай его ниже, а там разберемся)

Определение, или что это такое?

Итак, правильный ответ и единственный умный термин здесь:

Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11.

Суть для чайников – это ТЕХНОЛОГИЯ БЕСПРОВОДНОЙ передачи данных.

Именно сама технология, и именно без проводов. Другие известные технологии в этом же духе – Bluetooth, Инфракрасная передача (пульт телевизора, ИК-порт на старых телефонах), радио, технологии сотовых операторов. И вот где-то среди них и забегался Wi-Fi, а особенности его технологии как раз и описаны в стандарте из определения IEEE 802.11. Кто хочет – сам поищет его.

Происхождение слова

Другой вопрос – в значении самого термина «Wi-Fi». Действительно, из всего вышеизложенного этот вопрос остаётся открытым. Итак, это сокращение от:

WiFi – Wireless Fidelity – в переводе «беспроводная точность» или «беспроводная передача данных».

Произношение

Ничего сложного нет: Wi-Fi читаем как [вай фай] – можно быстро в одно слово, можно чуть-чуть отделить.

Не надо произносить это слово как [ви фи] – совсем дикость.

Разбор путаницы

Ответы людей выше возникли из-за частоты использования в быту. Разберем их чуть подробнее и выявим отличия:

• Интернет. Wi-Fi как технология создает локальную сеть, к которой могут быть подключены другие устройства. А вот в сети у этих всех устройства может и не быть интернета вовсе. Правильнее в этом смысле понимать, что вы подключаетесь к устройству, которое раздает интернет, при помощи технологии Wi-Fi. Интернет же – это глобальная сеть, к которой все при помощи различных технологий пытаются подключиться.
• Роутер/Маршрутизатор. Это всего лишь устройства, и даже в наше время они могут быть без Wi-Fi, а выполнять свои функции по проводам. Более подробно про роутер читаем тут.
• Подключение смартфона/ноутбука – а бывает, что ноутбук подключают по проводу, а смартфон через технологии оператора. Суть в том, что Wi-Fi здесь не функция, но у них есть функция использования подключения по технологии Wi-Fi.

Все… бреда достаточно. Все мифы и легенды рассмотрели. Поехали больше нюансов.

Как это работает и как им пользоваться?

В общих чертах обрисую, как интернет через Wi-Fi доставляется до вашего конечного потребителя – ноутбука, смартфона, планшета. Да, его можно через адаптеры подключить и на стационарный компьютер, но обычно последний все же цепляется по проводу.

Для подключения ПК к Wi-Fi всегда можно приобрести адаптер – хорошее устройство можно найти не более 10$.

А вот для мобильной техники дома это уже стандарт. Итак, смотрим.

1. Вы подключаете услугу интернета у вашего интернет-провайдера (Ростелеком, или что там у вас).
2. У провайдера обычно уже заведен кабель в ваш дом и даже подъезд. При подключении мастер лишь выводит его от щитка в вашу квартиру.
3. В вашей квартире теперь имеется кабель, который подключается к устройству (тот самый роутер).
4. У роутера активируется функция создания Wi-Fi сети. Через которую он и раздает всем интернет.
5. Все устройства подключаются к ней и используют Интернет.

Другая возможная схема строится на использовании сетей сотовых операторов и их модемов:

1. Вы покупаете SIM-карту мобильного оператора со специальным интернет-тарифом.
2. «Симка» вставляется в модем.
3. Модем создает подключение к Интернету через сим-карту и раздает вайфай.

Итого: ВАЙ-ФАЙ создает специальное устройство, работающее в режиме «Точка доступа»:

• Через роутер
• Через модем

В общественных местах, кафе, отелях обычно все уже сделано за вас – там обычно стоят хорошие мощные маршрутизаторы. Достаточно всего лишь найти на своем устройстве правильную сеть, ввести пароль и наслаждаться бесплатным интернетом (бывает и платным – тут как повезет). Другое название публичных точек – хот-споты.

Эти 2 схемы самые частовстречаемые. Существуют и другие методы (точка доступа через ноутбук, планшет, телефон), но для нашего ознакомления этого более чем достаточно. Хочется узнать больше – смело пишем в комментарии)

Основные функции, или для чего нужен Wi-Fi?

Итого у устройств, раздающих Wi-Fi, сейчас две основные функции:

• Подключение к Интернету – и посещение уже оттуда любимых сайтов и сервисов.
• Создание локальной сети – все устройства, подключенные к одной точке доступа, могут видеть друг друга и передавать те же файлы напрямую.
• Расширение предыдущего пункта – подключение беспроводных устройств. Принтер, джойстики, телевизионный пульт, холодильник – всего представить и невозможно.

Историческая справка. Технология была изобретена в 1991 году и применялась как раз для кассового оборудования.

Преимущества и недостатки Wi-Fi

• Беспроводная сеть – никаких проводов, ходите по всему дому
• Покрытие 20-100 м – обычно этого хватает для дома, но можно и усиливать
• К одной точке доступа подключается много устройств – и обычно ограничения не заметны
• Скорость Wi-Fi обычно выше чем у интернета через операторов или же Bluetooth.
• Потребляем энергии меньше, чем на мобильном интернете – батарея смартфона проживет дольше.
• Безопасность актуальных протоколов.

• Возможны небольшие задержки в сети – пинг – может быть заметно в играх
• Возможно снижение скорости интернета – за счет ограничений скорости у технологии
• Возможны потери сигнала в помещении из-за препятствий – нужно грамотно размещать роутер дома
• Использование технологией частоты 2,4 ГГц может создавать помехи и с другими устройствами – пультами, микроволновкой и др.
• Слабая безопасность старых протоколов защиты.

Отмечу, что преимущества и недостатки здесь больше технические, и зависят от самого устройства. Так что все решаемо, все зависит от конкретной ситуации.

Мифы и легенды – излучение

Главный миф о вайфайчике – опасность облучения. Да, Wi-Fi использует радиодиапазон. Самая частовстречаемая рабочая частота – 2,4 ГГЦ. На этой частоте работают и другая известная бытовая техника – вроде микроволновки. Но на самом деле, рабочее излучение Wi-Fi в десятки раз меньше влияния того же мобильного телефона. А уж не говоря о том, сколько других радиоволн проходит через наш дом…

Дальность передачи

Другой миф о дальности передачи данных в радиоканале. Встречал и от минимальных в 5 метров и до сотен километров. Суть – все зависит от мощности передачи. Средние нормы передачи:

• 45 м – связь в помещении.
• 90 м – связь на открытом пространстве.

Стоит понимать, что железобетон в стенах может сильно гасить сигнал, вплоть до его отсутствия в соседних комнатах. Так что нужно грамотно продумать расположение точки доступа.

Есть и другие стандарты беспроводной сети с увеличенной дальностью на километры (читайте ниже).

Стандарты

Стандартам Wi-Fi я посвящу отдельную статью. Речь идет о буквах на самих вайфай-устройствах. Возможно видели их: a, b, g, n… Это по сути версии стандартов. В этом ряду чем буква «старше», тем скорость передачи выше. Так, например, для стандарта IEEE 802.11:

• IEEE 802.11 – база стандарта, откуда «растут ноги».
• 802.11a – до 54 Мбит/с, рабочая частота 5ГГц – поэтому не совместим с другими версиями.
• 802.11b – до 11 Мбит/с, частота – 2,4 ГГц – современные устройства совместимы с ним.
• 802.11g – до 54 Мбит/с
• 802.11n (Wi-Fi 4) – до 300 Мбит/с, использует 2 диапазона – 2,4 ГГц и 5 ГГц.
• 802.11ac (Wi-Fi 5) – до 6,77 Гбит/c, именно здесь была добавлена полноценная частота 5 ГГц
• 802.11ax (Wi-Fi 6) – до 11 Гбит/с, новейшая разработка, рекомендую почитать особенности по предложенной ссылке
• 802.11be (Wi-Fi 7) – до 46 Гбит/с, объединение диапазонов, официальные 6 ГГц без 6E.

Версии стандарта старше «b» обратно совместимы. Для поддержки скорости нужна поддержка стандарта не только на передатчике, но и на приемнике. Например, телефон с «g» не сможет принимать интернет с полосой выше 54 Мбит/с с точки доступа на «n».

Сейчас еще появился некий стандарт Wi-Fi 6E, но в официальные списки его еще не занесли. Главное отличие от WI-Fi 6 – добавлена частота 6 ГГц (поддержки в России пока нет). Обновление. Использование частоты в России разрешили, а в стандарте Wi-Fi 7 она уже включена в основном перечне.

Другие стандарты для сравнения представлены в таблице:

Из интересных разработок отметим стандарт IEEE 802.22 (WRAN, региональная беспроводная сеть, не путать с обычным Wi-Fi): здесь скорость передачи становится ниже (22 Мбит/с), но зато дальность передачи увеличивается до 100 км. Для обычного домашнего вайфая нормальными показателями будут 10-100 м в зависимости от размещения.

В России использование этих каналов не требует дополнительного лицензирования. Но что-то в последнее время развивается в сторону регистрации домашних беспроводных точек доступа – на практике реализовать подобное почти невозможно, так что пока живем и дышим. В некоторых других странах накладываются ограничения на использование таких сетей – уточняйте по месту пребывания.

Частоты, каналы, ширина канала Wi-Fi

Озвученные термины – минимальный набор юного любителя технологии Wi-Fi (рекомендую изучать статьи по ссылкам):

• Частота. Основная радиочастота, на которой работает ваша домашняя сеть. Актуальные роутеры работают на двух частотах одновременно: 2.4 ГГц + 5 ГГц. Относительно недавно в неофициальный стандарт Wi-Fi 6E добавили новую частоту для мира Wi-Fi – 6 ГГц. На большей частоте выше скорость, но волна от препятствий (стен) затухает быстрее.
• Каналы. Частоты 2.4 ГГц и 5 ГГц – это лишь верхушка айсберга. На самом деле там выделен целый диапазон частот, которые и образуют систему каналов. Дескать на одной частоте можно разместить несколько роутеров по разным каналам, и они в теории не будут мешать друг другу. Правда, там не все так идеально, хотя тот же Wi-Fi 6 уже и ввел маркировку, подробности по ссылке.
• Ширина канала. Несколько каналов в технологии могут быть объединены. Т.е. можно одновременно задействовать 2 канала (в диапазоне два канал шире чем один) и получить, грубо говоря, удвоение скорости передачи. Базово один канал занимает 20 МГц в диапазоне. Современные роутеры позволяют объединять эти каналы (читаем как увеличивать общую ширину) до 320 МГц при использовании Wi-Fi 7.

Что есть по своей сути Wi-Fi

Бородач

Сенсей по решению проблем с WiFiем.
Обладатель оленьего свитера, колчана витой пары и харизматичной бороды.
Любитель душевных посиделок за танками.

Задать вопрос

Решил разбавить этот занудный сетевой текст задорной физикой. Тем кто уснул - срочно пробудиться.

С одной стороны Wi-Fi – это беспроводная локальная сеть, которую раздает роутер (маршрутизатор). Но как так получается передавать информацию без проводов по воздуху? – для этого используется всем известные радиоволны.

Радиоволны используются практически везде – это и телевидение, мобильная связь в виде 4G/5G, радио, это и микроволновка, которая разогревает нам еду, ну и не забываем про Bluetooth, спутниковую навигацию GPRS и т.д.

Итак, мы поняли, что Wi-Fi – это радиоволна. Ранее мы уже говорили, что роутеры чаще всего используют частоты 2,4 ГГц и 5 ГГц. Но что такое радиоволна? Радиоволна – это электромагнитное излучение, которое существует в определенном отрезке частот. Но ведь солнечный свет, который мы видим тоже является электромагнитной волной. Причем свет имеет характеристики как волны, так и мелких частиц. Напомню, что свет состоит из фотонов. Значит и радиоволны состоят из фотонов? – на самом деле этого пока никто не знает.

Но что, если я вам скажу, что электромагнитные волны – это также микроволны, инфракрасные волны, видимый свет, ультрафиолет, рентген и гамма-излучение. Не спешите надевать шапочку из фольги, несмотря на то что с точки зрения физики все это можно сказать «одно и тоже» – из-за разной длины волны и частоты – все эти виды электромагнитных волн обладают разными свойствами и по-разному влияют на живые и неживые организмы. То есть гамма-излучение – не то же самое, что и свет.

Обратите внимание на картинку выше, и вы всё сразу поймете. Как мало оказывается человек видит своим обычным глазом. Кстати, некоторые насекомые и животные могут видеть куда больший спектр, куда попадают ультрафиолет и инфракрасное излучение.

Спектр радиочастот начинается с длины волны в 10 000 м (частота 30 кГц) и заканчивается 0.1 мм (3 000 ГГц). Для того, чтобы у вас это все уложилось в голове, и вы смогли это представить, то надо быстро разобрать такие определения – как «Частота» и «Длина волны». Для этого без каких-либо понятий – просто посмотрите на картинку ниже.

Сразу становится понятно, что длина – это расстояние от двух верхних или нижних гребней волны. А вот частота – это количество этих волн за 1 секунду. И в итоге мы получаем, что радиочастоты начинаются с длины волны в 10 000 м, а заканчиваются 0,1 мм.

Теперь давайте подумаем – а что же такое волна? У многих людей в голове сразу же возникает представление волн, бегущих по ровной глади воды. И на самом деле у подобных волн и радиоволн есть много общего. Например, если одновременно кинуть два камня в воду, то две волны будут почти беспрепятственно распространятся дальше. Конечно, есть небольшие помехи, но они незначительные.

Аналогично и много радиоисточников могут работать недалеко друг от друга и почти не мешать. Конечно, если их будет слишком много – у радиоприемника могут появиться определенные шумы или погрешности в передаваемом сигнале.

Также радиоволны могут поглощаться, отражаться, проникать (или огибать препятствие) и затухать с «пройдённым» расстоянием. Ну и всякие интерференции, дифракции и другие страшные слова, которые можно услышать. Их мы разбирать не будем, так как для понимания самой природы радиоволны нам это не понадобится.

Хорошо, примерно вроде стало понятно. Но что есть само по себе «электромагнитная волна». Тут мы встречаем два слова:

• Электричество.
• Магнит.

Если говорить грубо, то в данном случае – переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле (и наоборот). В итоге электромагнитная волна – колеблется в определенной зоне электрического и магнитного поля. Некая чехарда, в которую мы часто играли в детстве. Все это движется со скоростью света (299 792 458 м/с). Поле – это такая некая область, в которой действуют определённые силы.

Один важный момент – волна на самом деле не распространяется в среде. Представим себе, что мы рыбачим и кидаем поплавок в воду. Если по воде пойдет волна, то поплавок останется на месте, так как в данном случае волна – это колебание водной глади, а не её распространение. То есть поплавок будет просто то подниматься, то опускаться. Именно так происходит и в случае электромагнитных волн – они не распространяются, а колеблются в своем поле. Можно сказать, что волна – это передача энергии без передачи вещества.

Тут сразу же возникает вопрос у многим – вот мы подключили в розетку пылесос, утюг, холодильник, по проводам течет электричество, а значит, что должна излучаться радиоволна, ведь так? На самом деле электричество, проходящее через провода, не будут излучать радиоволны, так как в розетке у нас:

230 V (Вольт)
50 Гц

А мы помним, что радиоволны начинаются с частоты в 30 кГц или 30 000 Гц, что в почти в 600 раз больше частоты выдаваемой нашей розеткой. А давайте попробуем подумать – а как, например, отправляются радиоволны через далекий космос на спутники, которые находятся очень далеко в пределах или даже за пределами солнечной системы?

В космосе есть вакуум, ну или практически вакуумная среда. И даже в этой среде мы можем колебать электромагнитное поле и передавать информацию с помощью радиоволн. По идее она же не должна распространятся в вакууме – ведь там ничего нет, ни электрического ни магнитного поля?! Но радиоволны там распространяются.

Или мы пока просто чего-то не знаем и все же в вакууме что-то да есть?! Или это тёмная материя, эфир или что-то из разряда теории струн, а быть может это колебание гравитационных волн, которые искажают пространство по теории Эйнштейна?! К сожалению, но точного понимания, что такое электромагнитная волна, из чего она состоит и в какой среде распространяется – пока нет. Есть только огромное множество теорий ученых и физиков. Кстати, до сих пор нет четкого объяснения – а что же такое гравитация и откуда эта сила (или это не сила) берется.

Я уже говорил, что радиоволны могут почти свободно распространяться сразу из нескольких источников, находящиеся рядом друг с другом. Но понятное дело, при большом количестве роутеров, которые работают на одной частоте, в передаче информации возникают погрешности, некоторые волны шумят, затухают и немного мешают друг другу.

Именно поэтому в нашей ситуации маршрутизатор использует каналы. Что такое канал? Канал – это выделенная частота, на которой осуществляется передача данных от роутера до приемника. Мы не будем рассматривать это подробно – ссылку на подробный разбор, мы уже оставляли в главе «Частоты, каналы, ширина канала Wi-Fi» выше. Просто посмотрите на картинку ниже. Вы можете заметить, что каждый канал занимает свое место в частотном диапазоне 2,4 ГГц. И каналов у нас аж 14, хотя в некоторых прошивках маршрутизаторов вы увидите только 13 каналов.

ПРИМЕЧАНИЕ! В некоторых странах 14 канал используется спецслужбами, поэтому его нельзя выбрать в настройках роутера.

Настройки

На страницах нашего портала мы со всех сторон попытались облизать возможности настройки Wi-Fi: и что-то специфичное в духе указанных разделом выше параметром, так и простой настройки Wi-Fi на всех устройствах. Если вам нужно настроить Wi-Fi, скорее всего вы просто почему-то попали не туда. Но успокою: “не туда” – значит просто не в ту статью. Рекомендую поискать на нашем сайте статью конкретно под свою модель устройства, и, скорее всего, она найдется.

Остальным же рекомендую к изучению общую универсальную инструкцию по настройке Wi-Fi.

Подключение

Wi-Fi получила популярность в том числе и из-за своей простоты подключения. Ну правда же, почти любая бабушка в наше время может к нему подключиться и пользоваться благами интернета?! Но если вдруг вы не такая продвинутая бабушка, или просто путаете классический ключ безопасности (пароль) с WPS кодом, или просто хотите узнать о разных способах подключения к Wi-Fi сети, отправляю вас читать об этом подробнее в статье ниже. Вставлять всё это сюда не хочется, дабы не захламлять лишней информацией

Классная статья про подключение к Wi-Fi

Безопасность

Wi-Fi в текущих реализация – это открытая сеть (даже если она скрыта), а значит априори создана для внешнего подключения. А раз технология доступна извне, то о супер-пупер безопасности тут и не поговоришь. Всё, что нужно для подключения к сети – пароль (имя самой сети мы ведь знаем).

А раз тут всё так просто, то злые дядьки скакнули далеко в этом направлении: старые WPS-коды и WEP-шифрование (да и первая WPA) имеет множество вариантов успешных атак. Внедрение WPA2 сильно затруднило подбор паролей для злоумышленников, и при хорошем пароле сегодня это вполне себе достойное решение, которое может противостоять даже handshake-атаке. С приходом Wi-Fi 6 набирает популярность WPA3 шифрование – а это улучшенная защита, но главное – для скрипт-киди (читаем как абстрактных в вакууме соседских школьников, жаждущих дорваться до вашего интернета) я ещё не видил достойных решений реализации атаки. Как вы понимаете, вопрос безопасности Wi-Fi сетей – это очень большая тема, поэтому снова отправляю вас в другую мою статью:

Статья по всем направлениям взлома Wi-Fi сетей и методам её защиты

Видео про Wi-Fi