Технология беспроводной передачи данных Wi-Fi
Стрельников, А. Ю. Технология беспроводной передачи данных Wi-Fi / А. Ю. Стрельников, С. А. Страмоусова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 9.4 (113.4). — С. 67-69. — URL: https://moluch.ru/archive/113/29345/ (дата обращения: 18.07.2023).
В современном информационном мире достаточно много различных информационных технологий, которые широко используются в различных сферах деятельности. Одна их таких технологий Wi-Fi. Трудно себе представить современные сети без данной технологии. Если обратиться к истории, то технология Wi-Fi зародилась в 1985 году, когда в США Федеральное агентство по связи (англ. –Federal Communications Commission) разрешило нелицензированное использование определенных частот радиоспектра всеми желающими. Данным решением заинтересовались многие государственные структуры в других странах, а в дальнейшем и различные компании, которые в коммерческих целях начали разрабатывать устройства для налаживания беспроводных сетей [1].Через шесть летдве голландские компании NCR Corporation и AT&T первыми представили миру готовую к использованию технологию беспроводной передачи данных, данный совместный продукт этих компаний назвали WaveLAN и предназначался только для оптимизации работы кассовых систем посредством беспроводной передачи информации на скорости от 1 до 2 Мбит/с [1].
Название технологии Wi-Fi берется от английской фразы Wireless Fidelity, которая переводится как «высокая точность беспроводной передачи данных».Сокращение Wi-Fi используется для обозначения торговой марки Wi-Fi Alliance (альянс совместимости беспроводного оборудования Ethernet) и обозначает технологию беспроводных сетей, построенных с использованием стандарта IEEE 802.11(Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт Инженеров Электротехники и Электроники)[2].
Принцип действия технологии Wi-Fi достаточно прост. Для организации сети необходимо иметь специальное оборудование, а именно — точка доступа, то есть роутер, подключенный к проводной сети Интернет и устройство, которое нужно подключить к беспроводной Wi-Fi сети, оснащенное радиомодулем. Роутер оборудован точно таким же радиомодулем, который выполняет функции приема и передачи беспроводного сигнала. Эти модули могут быть от разных производителей, и отличаться между собой конструкцией чипа, но благодаря единому стандарту Wi-Fi обеспечивается полная их совместимость, что означает возможность подключения различных устройств к сети Wi-Fi[3].То есть для того, чтобы подключиться к Интернету через Wi-Fi сеть, недостаточно лишь иметь модуль Wi-Fi в ноутбуке или смартфоне. На сегодняшний день, многие общественные места вкрупных городахимеют платную или бесплатную сеть Wi-Fi, с помощью которой можно подключиться к Интернету, имея лишь устройство с поддержкой стандарта Wi-Fi.На рисунке 1 представлена схема работы Wi-Fi маршрутизатора [3].
Рис. 1. Схема работы Wi-Fi маршрутизатора.
Применяемые в сетях Wi-Fi приемники и передатчики напоминают устройства, используемые в сотовых телефонах и дуплексных портативных радиостанциях. Они передают и принимают радиоволны, а также преобразовывают цифровой сигнал в радиоволны и наоборот. Отличие устройств Wi-Fi от аналогичных устройств состоит в том, что они используют частоты 2,4 ГГц или 5 ГГц, которые существенно выше, что позволяет передавать больше данных [2].
Как и любой другой способ передачи данных через Интернет, технология Wi-Fiимеет свои отличительные стороны. В таблице 1 представлены основные преимущества, а также отрицательные стороны использования беспроводной сети Wi-Fi.
Достоинства и недостатки технологии Wi—Fi
Достоинства Wi-Fi
Недостатки Wi-Fi
Организация, использование и расширение сети без использования кабеля.
Помехи в использовании сети, т.к. частотный диапазон 2.4 GHz используют многие другие устройства, поддерживающие Bluetooth.
Возможность предоставления доступа к сети мобильным устройствам.
Ограничения на использование частотных диапазонов.
Большой выбор на рынке Wi-Fiустройств и их совместимость благодаря обязательной сертификации оборудования Wi-FiAlliance.
Обязательная регистрация точки беспроводного доступа и адаптераWi-Fi с мощностью излучения, превышающей 100 мВт в РФ.
Мобильность клиентов и возможность пользования интернетом в любой обстановке.
Информационная безопасность, т.е. алгоритм шифрования WEP (WiredEquivalentPrivacy) может быть взломан.
Возможность использования одной точки доступа несколькими пользователями.
Исходя из приведенных данных можно увидетьогромное преимущества данной технологии, поэтому со временем Wi-Fi будет только совершенствоваться в плане надежности, безопасности, скорости передачи данных. По оценкам авторитетных аналитических агентств, его объёмы ежегодно увеличиваются на 60-100% [1].В ближайшем будущем технология Wi-Fi перейдет от коммерческого использования к бесплатному. Во многих городах уже ведется работа в этом направлении, где инициаторами бесплатной сети выступают городские власти, молодежные организации, библиотеки и т.п., которые позволяют всем желающим использовать свои точки доступа в сеть Интернет. Поэтому в ближайшее время на территории многих стран будут появляться города, районы, в которых можно будет бесплатно подключиться к сети Интернет с помощью Wi-Fi, как например, Иерусалим — первый город на планете, жители и гости которого могут бесплатно подключаться к сети с помощью Wi-Fi устройств.
Если рассматривать статистику точек доступа Wi-Fi в мире, то по данным компании iPass сейчас в мире более 47,7 млнхотспотов [5]. Если анализировать данные, предоставленные данной компании, то из диаграммы видно, что самый большой рост точек доступа в Северной Америке. На втором месте Россия. Страны Африки пока имеют наименьшее количество хотспотов, но они в самом начале пути. Почти на одном уровне оказалась Европа и Латинская Америка. Данные представлены на рисунке 2.
Рис. 2. Использование Wi-Fi в мире.
Компания InformaTelecoms&Media по заказу WirelessBroadbandAlliance провела статистические исследования в плане использования устройств пользователями для выхода в Интернет. По данным исследования видно, что почти половина пользователей 48% продолжает использовать ноутбуки для выхода в Интернет через точку доступа Wi-Fi, более трети 36% используют смартфоны, и только около 10% используют планшетные компьютеры [4].
Рис.3. Устройства для использованияWi-Fi.
В заключении можно сказать, что технология Wi-Fi имеет широкое использование во всем мире. Достоинствами данной технологии является простой и быстрый доступ к сети Интернет, возможность подключения к сети в любой момент, меньшая стоимость организации по сравнению с другими способами выхода в Интернет, но в то же время огромным недостатком является негарантированная защищенность соединения. Иными словами, использование точки доступа — самый удобный вариант подключения к Интернету в пределах своего дома за счет своей особенности подключения сразу нескольких устройств.
- Как появился Wi-Fi // Seoded.ru. URL: http://www.seoded.ru/istoriya/internet-history/wi-fi.html (дата обращения: 16.03.2016).
- Технология Wi-Fi–принципы работы, преимущества и недостатки // Mobi-city.ru. URL: http://www.mobi-city.ru/articlereview/wi-fi_technology (дата обращения: 16.03.2016).
- Как работает Wi-Fi // Рос-Кит. URL: http://www.it.ros-kit.ru/help/internet/kak-rabotaet-wi-fi (дата обращения: 16.03.2016).
- Статистика использования публичных хотспотов Wi-Fi // Простые беспроводные решения.URL:https://simplewireless.wordpress.com/2011/11/15/wifi_hotspot_statistics_2011 / (дата обращения: 16.03.2016).
- Карта роста точек доступа Wi-Fi в мире – Россия прирастает вчетверо быстрее Европы // Telekomza. URL: http://telekomza.ru/2014/11/07/karta-rosta-tochek-dostupa-wi-fi-v-mire-rossiya-prirastaet-vchetvero-bystree-evropy/ (дата обращения: 16.03.2016).
Основные термины (генерируются автоматически): Интернет, сеть, устройство, IEEE, NCR, WEP, бесплатная сеть, возможность подключения, данные, схема работы.
Беспроводные сети wifi
Для построения беспроводной сети используются Wi-Fi – адаптеры и точки доступа. Адаптер (рисунок 3.1.1) представляет собой устройство, подключающееся через слот расширения PCI, PCMCI, CompactFlash. Существуют также адаптеры с подключением через порт USB 2.0. Wi-Fi–адаптер выполняет ту же функцию, что и сетевая карта в проводной сети. Он служит для подключения компьютера пользователя к беспроводной сети. Благодаря платформе Centrino все современные ноутбуки имеют встроенные адаптеры Wi-Fi, которые совместимы со многими современными стандартами. Wi-Fi- адаптерами, как правило, снабжены и КПК (карманные персональные компьютеры), что также позволяет подключать их к беспроводным сетям. 
Рисунок 3.1.1. Адаптеры Для доступа к беспроводной сети адаптер может устанавливать связь непосредственно с другими адаптерам. Такая сеть называется беспроводнойодноранговой сетью или AdHoc (в переводе «к случаю»). Адаптер может также устанавливать связь через специальное устройство – точкудоступа. Такой режим называется инфраструктурой. Для выбора способа подключения адаптер должен быть настроен либо на использование Ad Hoc, либо инфраструктурного режима. Точка доступа (рис. 3.1.2) представляет собой автономный модуль со встроенным микрокомпьютером и приемно-передающим устройством. Через точку доступа осуществляется взаимодействие и обмен информацией между беспроводными адаптерами, а также связь с проводным сегментом сети. Таким образом, точка доступа играет роль коммутатора. 
Рис. 3.1.2 Точка доступа Точка доступа имеет сетевой интерфейс (uplink port), при помощи которого эта точка может быть подключена к обычной проводной сети. Через этот же интерфейс может осуществляться и настройка точки. Точка доступа может использоваться как для подключения к ней клиентов (базовый режим точки доступа), так и для взаимодействия с другими точками доступа для построения распределенной сети (Wireless Distributed System, WDS). Это режимы беспроводного моста «точка-точка» и «точка-много точек», беспроводный клиент и повторитель. Доступ к сети обеспечивается путем передачи широковещательных сигналов через эфир. Принимающая станция может получать сигналы в диапазоне работы нескольких передающих станций. Станция-приемник использует идентификатор зоны обслуживания (service set indentifier, SSID) для фильтрации получаемых сигналов и выделения того, который ей нужен. Зоной обслуживания (service set, SS) называются логически сгруппированные устройства, обеспечивающие подключение к беспроводной сети. Базовая зона обслуживания (basic service set, BSS) – это группа станций, связывающихся одна с другой по беспроводной связи. Технология BSS предполагает наличие особой станции, которая называется точкой доступа (access point). Для более подробного понимания работы беспроводных устройств обратимся к следующему разделу.