Как работает Wi-Fi: все про работу беспроводной сети от WiFiGid!

Пользователь отличается от потребителя тем, что имеет представление о вещах, к помощи которым прибегает. Каждый, кто читает эти строки, может считать себя пользователем беспроводного интернета по технологии Wi-Fi. Если знает, как сеть работает. Тем, кто не относится к таким людям, предлагаем ознакомиться с материалом, где рассказано о принципах функционирования беспроводной связи Wi-Fi, её особенностях, преимуществах и недостатках.

История

Отправляться в путешествие длиной в полвека или более не станем, минуем все прототипы и наработки. «Отцом» Wi-Fi считается инженер австралийской астрономической лаборатории Джон О’Салливан. Под его руководством в 1997-1998 гг. появилось то, чем пользуется почти весь мир. Через 2 года зарегистрирован первый стандарт IEEE 802.11a, который и сейчас широко распространён.

Из-за высокого уровня интерференции волн был быстро разработан IEEE 802.11b, но главную проблему он не решил. Волны так же рассеивались и накладывались. Однако, это удалось исправить разделением диапазона рабочих частот на каналы.

После 10-летия развития появился стандарт IEEE 802.22, поддерживающий передачу данных на расстояния до 100 км по прямой. На 2019 год разработано 18 стандартов IEEE 802.11 с разной пропускной способностью и рабочими частотами.

Термин «Wi-Fi» является намёком на Hi-Fi, и никак не расшифровывается. Однако, принято считать, что слово происходит от Wireless Fidelity – беспроводная точность.

Про работу беспроводной технологии в формате видео:

Как работает?

Как работает Wi-Fi: все про работу беспроводной сети от WiFiGid!

Wi-Fi – это беспроводная технология передачи данных, беспроводная локальная сеть (WLAN). В принцип работы Wi-Fi положена передача зашифрованных сигналов посредством СВЧ-волн (сверхвысокочастотные волны) на небольшие (десятки метров) расстояния. Схема сети состоит минимум из двух элементов: точка доступа и клиент.

Есть схемы клиент-клиент – без применения точек доступа.

Точка доступа транслирует идентификатор (SSID, имя сети) посредством спецпакетов данных 10 раз в секунду со скоростью 100 Кбит/с. Это теоретически наименьшая пропускная способность беспроводного канала.

Как устроена работа Вай-Фай сети? При попадании в зону действия и обнаружении сигнала устройство-клиент делает вывод о возможности подключения к ней (разность технологий может стать тому помехой). Передатчик может и не передавать свой идентификатор, тогда сеть будет невидимой для клиентов. Подключиться к ней можно только посредством ввода SSID и пароля, если она защищена.

При наличии в одной зоне 2-3 сетей с идентичными SSID, устройство-приёмник подключается к той, у которой лучше сигнал.

Точкой доступа в домашних Wi-Fi сетях является преимущественно беспроводной маршрутизатор – роутер. Он и клиенты должны работать в одном режиме (частота, модуляция сигнала). Рассмотрим на примере раздачи интернета в частном доме.

Как работает Wi-Fi: все про работу беспроводной сети от WiFiGid!

Роутер получает трафик через сетевой кабель, преобразовывает его в радиоволны и распространяет их «по воздуху» в виде радиосигналов сверхвысокой частоты с определёнными параметрами. Приёмник «ловит» эти волны и декодирует их (расшифровывает, извлекает из них информацию, которая кодируется несущей частотой).

Алгоритмы «упаковки» данных описаны в соответствующих стандартах и отличаются от версии к версии. Аналогичным образом осуществляется и передача цифровых данных. Принцип Wi-Fi технологии схож с работой мобильной связи, если не вдаваться в технические подробности.

Интересные факты про Wi-Fi, которые вы не знали:

Частотные диапазоны

Работают Wi-Fi сети в двух частотных диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Первый диапазон (не статичная частота, а 13 частот от 2401 МГц до 2461 МГц с шагом 5 МГц) отличается от второго:

Как работает Wi-Fi: все про работу беспроводной сети от WiFiGid!

  • площадью покрытия сигнала – он охватывает большую территорию;
  • скоростью – она ниже, чем при 5 ГГц;
  • низшим коэффициентом затухания (уровень сигнала на частоте 5 ГГц снижается приблизительно в 1,5 раза, в зависимости от обстоятельств, при прохождении препятствий в виде стен, мебели);
  • большей дальностью распространения радиоволны;
  • более загруженный – большинство устройств работает при 2,4 ГГц;
  • меньшим числом каналов (13 против 17).

Стандарты

В 2019 году появилась 18-я спецификация Wi-Fi 6-го поколения – 802.11ax. Работает на частотах из диапазона 5 ГГц и обеспечивает максимальную пропускную способность до 11 Гбит/с. Все они отличаются скоростью, уровнем защиты, способом обработки сигнала, внедрением инновационных функций.

Стандарт IEEEЧастотный диапазон, ГГцТеоретическая скорость (макс.), Мбит/с
802.11 b2,411
802.11 a554
802.11 g2,4108
802.11 n2,4300
5450
802.11 ac5670
802.11 ax51100

Стандарты имеют обратную совместимость: новые совместимы со старыми. Однако, старые устройства не поддерживают современные спецификации.

Разновидности точек доступа

Зачем нам нужен маршрутизатор? Ответ ищите в следующем видео:

Точки доступа, объединяющие в единую беспроводную Wi-Fi сеть, разделяются на:

  • автономные – самостоятельные;
  • контролируемые или централизованные;
  • бесконтроллерные.

Исходя из способа контроля радиоканалов, точки доступа распределены на:

  • статические (каналы);
  • адаптивные или динамические – автоматический выбор оптимального, наиболее свободного канала из диапазона;
  • многослойные.

По способу защиты точки доступа группируются на:

  • публичные или открытые – незащищённые, предоставляющие доступ до интернета всем, нередко ограниченному количеству одновременно подключенных клиентов;
  • закрытые или частные – сигнал шифруется, и для доступа до сети нужно ввести пароль.

На этом разобрались, как работает Wi-Fi на уровне обывателя. Осталось определить плюсы и минусы технологии.

Достоинства и недостатки

Как работает Wi-Fi: все про работу беспроводной сети от WiFiGid!

Положительные стороны технологии:

  • не требует кабелей, что снижает себестоимость и скорость построения сетей;
  • в сеть могут входить различные устройства: ноутбуки, компьютеры, смартфоны и другие мобильные гаджеты на различных платформах;
  • простота в настройке сети;
  • обеспечение интернетом большого количества пользователей в общественных местах: метро, строительная площадка, пляж;
  • интенсивность излучения на порядок ниже, чем у сотовых телефонов;
  • не требует сертификата для использования частоты.

Минусы беспроводных Wi-Fi сетей:

  • новые стандарты не совместимы со старыми;
  • сигнал очень чувствителен к преградам;
  • помехи при работе двух передатчиков в зоне достижимости друг друга, особенно на одной частоте;
  • при получении информации устройства с точкой доступа работают последовательно;
  • тяжело контролировать пропускную способность каждого клиента;
  • сеть работает на скорости самого медленного клиента;
  • доказано губительное воздействие СВЧ излучения для живых организмов;
  • различные частотные диапазоны в странах;
  • во многих странах устройства с мощностью излучения выше 100 мВт требуют обязательной регистрации;
  • лёгкий взлом всех криптографических алгоритмов, кроме, пока ещё не вышедшего в массы, WPA3;
  • нет четкой зоны распространения сигнала;
  • при расширении частотной полосы канала интерференция волн усиливается;
  • с увеличением числа клиентов повышается оверхед (задержка до выполнения операции) ответа на запрос клиента роутером;
  • защита сети находится на уровне самого слабого клиентского устройства;
  • низкий уровень безопасности публичных точек доступа.

В наше время Wi-Fi роутер есть в практически в каждом доме, а беспроводной модуль втыкают даже в бытовую технику – пылесосы, холодильники, чайники и т. д. И с каждым годом использование беспроводной технологии все шире.

Ну что, ждем, когда станут общедоступны маршрутизаторы и сетевые устройства с поддержкой протокола Wi-Fi 6. И это можно обсудить! Пишите в комментарии, если нужна помощь или остались вопросы. А я прощаюсь, до встречи на WiFiGid!

Хомяк
Автор статьи
Хомяк 378 статей
Первый в мире автор-хомяк. Админ нашего паблика ВК. Домашний питомец пропавшего WiFi Гида и обладатель большой семьи. Треш, зерно и AC/DC - никакой слабости.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
WiFiGid
Комментариев: 3
  1. Аватар
    Эльвира

    Нам по домашнему заданию задали рассказать, про беспроводные технологии. спасибо за разъяснение)

  2. Аватар
    Том

    Оказывается, всё так замудрённо, даже завораживает немного

  3. Аватар
    Коля

    Ничего не понял, почему роутер и маршрутизатор одно и тоже….

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:
Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector