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?
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.
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:
- 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 IEEE | Частотный диапазон, ГГц | Теоретическая скорость (макс.), Мбит/с |
| 802.11 b | 2,4 | 11 |
| 802.11 a | 5 | 54 |
| 802.11 g | 2,4 | 108 |
| 802.11 n | 2,4 | 300 |
| 5 | 450 | |
| 802.11 ac | 5 | 670 |
| 802.11 ax | 5 | 1100 |
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
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!
Wi-Fi va uning qanday ishlashini tushunish
- by Melanie Pinola
Wi-Fi butun dunyo bo’ylab ishlatiladigan simsiz tarmoq protokoli
Ta’rif: Wi-Fi — simsiz tarmoq protokoli , qurilmalar internet kabeli bo’lmasdan muloqot qilish imkonini beradi. Texnik jihatdan 802.11 IEEE tarmoq standartiga asoslangan simsiz mahalliy tarmoq (LAN) protokoli turini ifodalovchi sanoat atamasi.
Wi-Fi — ma’lumotni simsiz aloqa o’rnatishda eng mashhur vosita. Wi-Fi alyansi, simsiz LAN texnologiyalari va mahsulotlari bilan shug’ullanadigan xalqaro kompaniyalar uyushmasining savdo belgisi.
Eslatma: Wi-Fi odatda «simsiz ulanish» uchun qisqartma sifatida yanglishdir. U ba’zan WiFi, WiFi, WiFi yoki Wi-Fi deb nomlanadi, biroq ularning hech biri Wi-Fi Alliance tomonidan rasman tasdiqlanmagan. Wi-Fi ham «simsiz» so’zi bilan sinonim sifatida ishlatiladi, biroq simsiz haqiqatdan ancha keng.
Wi-Fi namunasi va qanday ishlashi
Wi-Fi-ni tushunishning eng oson yo’li o’rtacha uy yoki ishni ko’rib chiqish, chunki ularning ko’pchiligi Wi-Fi-ni qo’llab-quvvatlaydi. Wi-Fi-ning asosiy talabi — simsiz signalni router , telefon yoki kompyuter kabi uzatuvchi qurilmadir.
Odatda, yo’riqnoma tarmoqdan tashqaridan kelgan bir internet- provayderga o’xshash internet-provayderni ISP sifatida taqdim etadi va xizmatni simsiz signallarga yeta oladigan yaqin-atrofdagi qurilmalarga etkazib beradi. Wi-Fi-dan foydalanishning yana bir usuli Wi-Fi hotspot bo’lib, telefon yoki kompyuter simli yoki simli internet-ulanishni, yo’riqchining ishlashiga o’xshash tarzda bo’lishishi mumkin.
Wi-Fi qanday ishlatilayotganidan qat’iy nazar, yoki ulanishning manbasi qanday bo’lishidan qat’i nazar, natija har doim bir xil bo’ladi: boshqa qurilmalar aloqa uchun asosiy transmitterga ulanish imkonini beradi, masalan, fayllarni uzatish yoki ovozli xabarlarni uzatish.
Wi-Fi, foydalanuvchi nuqtai nazaridan, telefon, planshet yoki noutbuk kabi simsiz qurilmadan internetga kirishdir. Ko’pgina zamonaviy qurilmalar Wi-Fi tarmog’ini qo’llab-quvvatlaydi, shunda internetga ulanish va tarmoq resurslarini ulash uchun tarmoqqa kirish mumkin.
Wi-Fi har doim bepulmi?
Wi-Fi tarmog’iga kirish uchun tonnada joylar mavjud , masalan, restoranlarda va mehmonxonalarda , lekin Wi-Fi Wi-Fi bo’lgani uchun bepul emas. Xizmatingiz ma’lumotlarning qopqog’iga ega ekanligini yoki yo’qligini belgilaydi.
Wi-Fi-ning ishlashi uchun signalni uzatuvchi qurilma internetga ulangan bo’lishi kerak, bu esa bepul emas. Misol uchun, sizning uyingizda Internet mavjud bo’lsa, ehtimol siz uni oylik saqlash uchun oylik ish haqi to’laysiz. Agar siz iPad va Smart TV internetga ulanishi uchun Wi-Fi dan foydalansangiz, ushbu qurilmalar internet uchun alohida to’lovlarni amalga oshirishlari shart emas, lekin Wi-Fi tarmog’i ishlatiladimi-yo’qligiga qaramasdan kiruvchi liniya uyga hali ham sarflanadi .
Biroq, ko’pgina uy Internet-ulanishlarida ma’lumotlar koplari mavjud emas, shuning uchun har oyda yuz gigabaytlik ma’lumotni yuklab olish muammo emas. Biroq, odatda telefonlar telefon qopqoqlariga ega, shuning uchun Wi-Fi ulanish nuqtalari qidirib topishingiz va ulardan foydalanishingiz mumkin.
Agar telefoningiz faqat bir oyda 10 Gbaytdan foydalansa va Wi-Fi hotspot o’rnatilsa, boshqa qurilmalar telefoningizga ulanishi va internetdan xohlagancha foydalanishi mumkin bo’lsa, ma’lumot kaplaması hali ham mavjud 10 gigabaytga o’rnatiladi va u asosiy qurilmada harakatlanuvchi har qanday ma’lumot uchun qo’llaniladi. Bunday holda, Wi-Fi qurilmalari orasida 10 GB dan ortiq narsa rejani chegaradan oshirib, qo’shimcha ish haqi to’laydi.
Joylashuvingiz atrofida bepul Wi-Fi orqali kirishni ta’minlash uchun bepul Wi-Fi tarmog’idan foydalaning.
Wi-Fi-ulanishni sozlash
Agar uyingizda o’z Wi-Fi- ni o’rnatmoqchi bo’lsangiz, simsiz yo’riqnoma va Wi-Fi kanali, parol, tarmoq nomi va hokazo kabi mos sozlamalarni sozlash uchun routerning administrator boshqaruv sahifalariga kirishingiz kerak.
Simsiz qurilmani Wi-Fi tarmog’iga ulanish uchun sozlash juda oson. Ushbu qadamlar orasida Wi-Fi ulanishi yoqilganligini va ulanishni amalga oshirish uchun tegishli SSID va parolni taqdim etish uchun yaqin atrofdagi tarmoqni qidirishni o’z ichiga oladi.
Ba’zi qurilmalarda o’rnatilgan simsiz adapter yo’q, bu holda o’z Wi-Fi USB adapterini xarid qilishingiz mumkin.
Kompyuteringizdan simsiz ulanish nuqtasini yaratish uchun internet aloqangizni boshqa qurilmalar bilan bo’lishishingiz mumkin. Xuddi shu narsa Hotspotio Android ilovasi kabi mobil qurilmalardan ham amalga oshirilishi mumkin.