Wi-Fi – технология, которая в 21 веке стала обыденной частью жизни человека. Трудно представить того, кто им не пользовался хотя бы раз. Несмотря на это, не каждый способен точно объяснить, что такое Wi-Fi, как он функционирует и подключается на устройствах.
Далее будет рассказано об упомянутой технологии более подробно. Информация, предложенная ниже, ориентирована на широкую публику. Она в равной степени подойдет как среднестатистическим пользователям, так и системным администраторам.
Определение
Названная ранее технология – это своеобразный тип связи, не требующий проводов. Беспроводное подключение к Сети, используемое почти на всех современных устройствах.
Wi-Fi – это технология локальной сети с оборудованием на основе стандарта IEEE 802.11. Простыми словами – это не Интернет, а возможность передавать данные и файлы между различными устройствами без проводов.
Историческая справка
Цифровые сети Wi-Fi были изобретены австралийским инженером Джоном О’Салливан еще в 1998 году в лаборатории CSIRO. Стандарт, по которому работают современные «беспроводные сети», (IEEE 802.11n) был утвержден в начале сентября 2009 года. Его использование значительно увеличило скорость передачи информации – почти в 4 раза.
В период с 2011 по 2013 годы велась разработка стандарта IEEE 802.11ac. Он принят в январе 2014. По сравнению с предыдущим стандартом этот еще более быстрый. Скорость передачи данных уже смогла достигать нескольких Гбит/с. Им в 2014 году пользовалась основная масса ведущих производителей оборудования в мире.
Еще в июле 2011 года Институт инженеров электротехники и электроники выпустил собственный официальный стандарт – IEEE 802.22. С ним оборудование и устройство стали принимать информацию и файлы со скоростью до 22 Мбит/с в радиусе 100 километров от ближайшей точки передачи.
В октябре 2018 года создатели сети Wi-Fi официально представили новые названия и значки для рассматриваемой технологии:
- 802.11n – WiFi 4;
- 802.11ac – WiFi 5;
- 802.11ax –WiFi 6.
А в 2020 году для обозначения оборудования со способностью работы на частотах 6 ГГц стала использоваться запись Wi-Fi 6 E. На данный момент технологии беспроводной передачи данных по Сети стремительно развиваются. Их история еще не закончилась. Аналогов у соответствующей технологии пока что нет.
Происхождение названия
Что значит Wi-Fi, понятно. Данный термин был придуман в качестве игры слов для привлечения внимания пользователей. Намек был сделан на Hi-Fi (high fidelity или «высокая верность»). В первых пресс-релизах с упоминанием рассматриваемой технологии передачи по Сети использовалось словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная верность»). На данный момент от соответствующей формулировки специалисты отказались. Теперь Wi-Fi – это термин, который характеризует беспроводную передачу информации и документов по Сети, но он никак не расшифровывается.
Аббревиатура WiFi произошла от слогана «The Standard for Wireless Fidelity», который продвигался разработчиками технологии в самом начале создания. Сокращение помогло сделать название беспроводной передачи файлов по Сети более лаконичным и хорошо запоминающимся.
Связанные понятия
Wi Fi – это термин, который может использоваться для обозначения различных понятий среди среднестатистических пользователей. Из-за этого может возникать некая путаница. Вот ключевые понятия, которые должен запомнить каждый пользователь при работе с Сетью и ее беспроводными концепциями:
- Сеть. В местах распространения (действия) Wi-Fi образуется локальная сеть. К ней могут подключаться различные пользователи.
- Роутер. Сетевое оборудование. Используется для раздачи беспроводного Интернета.
- Тип подключения. Для установления соединения с Сетью по беспроводным «каналам» на устройстве предстоит выбрать соответствующую опцию. Далее – указать конкретную Сеть из предложенного списка. Характеризует особенности работы подключения после установления соединения.
Wi-Fi – это не Интернет. Это лишь способ беспроводной передачи файлов по Сети между разнообразными устройствами.
Ключевые функции
Упомянутая технология имеет две основные функции:
- Подключение к Сети. Отсюда следует предоставление возможности посещения веб-сайтов и Интернет-сервисов.
- Создание локальной сети. Все устройства, подключенные к одной и той же точке доступа, смогут видеть друг друга, а также передавать файлы с одного оборудования на другое напрямую.
Из всего сказанного можно выделить еще одну функцию Wi-Fi – подключение беспроводных устройств: принтеров, джойстиков, холодильников и так далее. Спектр современных устройств, работающих по беспроводным технологиям, с каждым годом увеличивается.
Преимущества и недостатки
Wi-Fi – это не нечто совершенное. Несмотря на широкую распространенность в мире, технология беспроводного подключения к Сети имеет ряд преимуществ и недостатков.
Плюсы
К сильным сторонам Wi-Fi связи относят:
- Отсутствие проводов. Сеть будет действовать в пределах определенного радиуса покрытия устройства. Поймать ее получится из любого места соответствующего пространства.
- Область распространения. Она может достигать по площади от 20 до 100 метров. Этого достаточно не только для домашнего использования, но и для офисов, учебных заведений. Рассматриваемый стандарт поддерживает возможность усиления сигнала для увеличения области покрытия.
- Возможность одновременного подключения нескольких устройств. Они будут работать одинаково быстро и стабильно. Заметных ограничений по скорости обмена файлами в пределах зоны действия подключения не будет.
- Быстрый серфинг. Wi-Fi позволяет заниматься серфингом быстрее, чем при работе с мобильной сетью или по Bluetooth.
- Защита данных. В работе беспроводного подключения к Сети используются улучшенные протоколы безопасности.
Беспроводные технологии имеют широкое распространение. Они предоставляют доступ в Интернет с самого разного оборудования: компьютеров, ноутбуков, планшетов. Могут работать на телефоне, смарт-часах и других устройствах.
Минусы
К недостаткам Wi-Fi относят:
- Скачки пинга. Это распространенное явление при подключении к Интернету по беспроводным технологиям. Если для поиска информации задержки не критичны, то для игр онлайн они могут стать настоящей проблемой.
- Скорость загрузки в домашних условиях. Из-за особенностей беспроводного подключения к Сети скорость обмена документами может снижаться.
- Сбивчивость сигнала и его утрата. Это один из ключевых недостатков Wi-Fi. Сталкиваясь с препятствиями, сигнал может теряться или утрачивать стабильность. Из-за данной особенности иногда приходится тщательно продумывать грамотное расположение маршрутизатора.
- Помехи. Присутствует при работе в диапазоне 2.4 ГГц. Помехи в работе подключения возникают на фоне функционирования других приборов с поддержкой беспроводных технологий: контроллеры, камеры, радионяни и так далее.
Еще одним недостатком служит слабая степень безопасности старых протоколов защиты.
Стандартизация
Разные устройства могут выдавать различное качество Wi-Fi. Оно будет зависеть от поддерживаемых протоколов – стандартов.
Стандарты поддерживают разнообразные характеристики:
- радиус действия – расстояние, покрытое сетью;
- скорость обмена данными – то, сколько информации сможет передать Wi-Fi;
- диапазон – тип частоты радиоволн, используемых устройством;
- ширина канала – пропускные способности технологии;
- стабильность подключения.
Таблица, представленная ниже, демонстрирует основные стандарты Wi-Fi:
Кроме базовых стандартов поддерживаются дополнительные. Их функции – сервисные:
- 11e – отвечает за регулировку качества медиафайлов;
- 11i – обеспечивает защиту личных данных;
- 11k – дает возможность снятия нагрузки на канал;
- 11r – включает мобильный интернет при нахождении в пределах роуминга;
- 11s – делает из устройства (телефона) точку доступа.
Стандарты должны учитываться при попытках подключения устройств к Сети. Основная масса современного оборудования работает в режимах: b, g, n, ac.
Старые офисные устройства несовместимы с современными протоколами. Если необходимо работать с подобным оборудованием, рекомендуется выбирать роутеры со стандартом 802.11 b/g/n. У таких устройств есть существенный недостаток – они являются медленными.
Выше можно увидеть таблицу с поколениями Wi-Fi. С ее помощью сложные названия протоколов заменяются на более простые для запоминания. Это официальные «имена» стандартов, используемые во всем мире. Они чаще всего используются в описаниях оборудования.
Основные характеристики
Перед настройкой сетей Wi-Fi необходимо обратить внимание на две ключевые характеристики соединения. Они помогут обеспечить большую стабильность и эффективность работы рассматриваемой технологии.
Скорость
Самые быстрые роутеры поддерживают стандарты 802.22ac или 802.11ax. Скорость обмена данными составляет до 6,77 и 11 Гбит/с соответственно. Такие роутеры позволяют спокойно одновременно работать нескольким десяткам пользователей. Они смогут скачивать крупные документы, участвовать в конференциях по видеосвязи, общаться в чатах или по электронной почте, загружать информацию в CRM, пользоваться резервным копирование и так далее.
При выборе роутера необходимо учитывать, что заявленная скорость – это полная пропускная способность канала. Через него проходят не только пользовательская информация, но и техническая. Это приводит к тому, что фактическая скорость оказывается ниже номинальной (заявленной).
Скорость Интернета не всегда зависит от точки доступа. Современные роутеры с максимальной передачей данных, но с медленными модулями в смартфонах будут тормозить. На фактическую скорость обмена информацией в Сети оказывают влияние помехи от других роутеров и техники, находящихся в пределах зоны покрытия.
Радиус действия
Радиусом действия является зона, которую покрывает Wi-Fi. Чем дальше пользователь находится от точки доступа, тем слабее будет сигнал подключения. Показатели покрытия сети зависят от поддерживаемого роутером стандарта и его технических характеристик: мощности передатчика, коэффициентов усиления антенны.
При выборе места расположения роутера для обеспечения качественного сигнала подключения к Интернету по WiFi необходимо учитывать следующие особенности радиуса действия:
- Кирпичные стены и металлоконструкции создают серьезный барьер для сигнала. Дальность действия Wi-Fi снижается на 25 %.
- Радиус действия может снижаться из-за сигналов от других излучателей. Помехи создают не только роутеры, но и микроволновые печи.
- При раздаче Wi-Fi на улице препятствиями могут послужить деревья, туман и дождь. Все это поглощает электромагнитные излучения.
Рассматриваемая технология допускает расширение радиуса покрытия. Для этого необходимо сконструировать цепь из нескольких роутеров или воспользоваться более мощными антеннами.
Базовое представление технологии
При более детальном рассмотрении вайфай необходимо запомнить понятия, включенные в базовый набор представлений технологии:
- Частота. Это радиочастотный диапазон, на котором работает беспроводное подключение. Современные Сети характеризуются двухдиапазонным режимом: 2,4 ГГц и 5 ГГц. В последнее время к ним добавилась частота 6 ГГц. Чем выше этот параметр, тем быстрее скорость. Но рост частоты негативно сказывается на пропускных способностях каналов передачи данных.
- Каналы. На одной частоте работают несколько каналов (или частотных полос). Они образовывают канальную систему. Для основного диапазона 2.4 ГГц поддерживаются частотные полосы, работающие на 2.401-2.423 ГГц и 2.446-2.468 ГГц. Если каналы двух роутеров пересекутся, во время их работы возникнут помехи.
- Ширина канала. Сети по Wi-Fi поддерживает объединение частотных полос, увеличивая скорость обмена информацией. Один канал получает 20 МГц. Современные маршрутизаторы поддерживают увеличение частоты до 160 МГц включительно.
Теперь, когда стало понятно, что означает Wi-Fi, можно более подробно рассмотреть принципы его функционирования и подключения.
Принципы работы
Вайфай работает в зависимости от используемого клиентом оборудования. Далее будут представлены возможные схемы функционирования беспроводной связи.
На мобильных устройствах
На мобильной технике для дома действует следующий стандарт организации и работы технологии:
- Пользователь подключает у провайдера Интернет.
- Обычно провайдеры заранее прокладывают к домам кабели. Мастер выводит его из щитка в квартиру.
- Кабель подключается к роутеру.
- У соответствующего оборудования активируется беспроводная передача данных. С ее помощью Интернет будет раздаваться в радиусе зоны покрытия.
- Телефон или другое мобильное устройство подключается к Wi-Fi в настройках оборудования.
Второй вариант более простой в плане организации. Для него необходимо:
- Приобрести SIM-карту со специальным тарифом «для Интернета».
- Вставить SIM-карту в роутер или модем.
- Включить оборудование.
Через SIM-карту будет предоставляться доступ к Интернету с последующей его раздачей по вайфай. Это наиболее распространенные схемы организации беспроводной передачи данных. Существуют другие методы (в которых точками доступа выступают ноутбуки, планшеты или телефоны), но это более сложные концепции. Их осваивают уже опытные специалисты и пользователи.
На ПК и ноутбуке
Самый простой вариант подключения к Интернету по вайфаю – использовать сетевой адаптер. Допускается применение тех же технологий в отношении ноутбуков, что и при работе со смартфонами и планшетами.
Вайфай можно обеспечить не только через сетевой адаптер, но и при помощи USB-модема. Такое оборудование чаще всего работает от SIM-карт. Его предлагают операторы мобильной связи. USB-модемы последнего поколения поддерживают возможность использования WiFi. Такое оборудование может быть представлено в виде флеш-карты или Wireless-блока.
Для использования USB-модема при организации WiFi, потребуется:
- Приобрести соответствующее оборудование с SIM-картой.
- Включить USB-модем.
- На ПК или ноутбуке активировать WiFi.
- Открыть настройки Сети на компьютере и выбрать из списка вариант, соответствующий USB-роутеру.
- Ввести пароль доступа. Он по умолчанию предоставляется вместе с USB-модемом, но пользователи могут изменить его в настройках роутера.
В случае со «стационарными» роутерами подключение остается точно таким же. Проблемы с WiFi могут наблюдаться в частных домах и СНТ – провайдеры не всегда прокладывают там необходимые кабели. В этом случае придется договориться с соответствующей организацией об обслуживании. Мастер проложит кабель к дому, подключит его к роутеру и поможет настроить дальнейшее подключение.
Способы защиты подключений
Wi-Fi имеет больше уязвимостей, чем проводное подключение. Пример – вероятный перехват трафика с последующей кражей пользовательских/платежных данных и документов.
Чтобы защитить сеть, рекомендуется воспользоваться следующими советами:
- Придумывать сложные и длинные пароли доступа. На работоспособности дома или в офисе это никак не отразится, а вот злоумышленникам перехватить сигнал станет сложнее.
- Скрывать имя сети. Можно использовать неочевидные названия для подключений. Это необходимо для устранения уязвимостей, связанных с прошивками роутеров.
- Грамотно настраивать мощность сигнала. Она не должна быть максимальной. Достаточно ограничиться зоной покрытия в пределах офиса или квартиры.
- Ограничение доступа гостям к корпоративным ресурсам. В целях безопасности корпоративные и гостевые вайфай-сети рекомендуется разделить. Так «гости» не смогут просматривать «рабочие» документы и файлы.
Чтобы обеспечить безопасную работу вайфай, рекомендуется регулярно обновлять драйверы и прошивки используемого оборудования. Это создает помехи хакерам для поиска уязвимостей устройств.
P. S. Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus:
