Как работает беспроводная связь

Содержание

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?

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:

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.
Читайте также:  Как правильно укоротить шторы

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!

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?

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:

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!

Беспроводная передача данных (беспроводная связь) — связь, которая осуществляется в обход проводов или других физических сред передачи. К примеру, беспроводной протокол передачи данных Bluetooth работает «по воздуху» на небольшом расстоянии; на замену ему может прийти NFC. Wi-Fi — еще один способ передачи данных (интернет) по воздуху. Сотовая связь также относится к беспроводной. Хотя протоколы беспроводной связи улучшаются год от года, по своим основным показателям и скорости передачи они пока не обходят проводную связь. Хотя большие надежды на этом поле показывает сеть LTE и ее новейшие итерации.

Еще одна причина, почему мы не должны колонизировать Марс

Строительство колонии на Марсе — это очень затратное и сложное мероприятие, на которое вот-вот отважится человечество. Несмотря на невероятный интерес научного мира к исследованию «Красной планеты», ученые в очередной раз отыскали новое доказательство того, что человечеству стоит повременить с организацией постоянного поселения в этом суровом месте. Так почему же мы не должны туда лететь на этот раз?

Читайте также:  Как делают военные корабли

Рыбы и пчелы научились общаться при помощи роботов-переводчиков

В это трудно поверить, но два совершенно разных вида живых существ, рыбы и пчелы, научились общаться между собой. Конечно, это слишком громко сказано, но они действительно могут обмениваться друг с другом информацией о своих действиях. Это стало возможно благодаря роботам-переводчикам, которые внедрены в каждую из двух групп — они анализируют действия окружающих созданий, делятся этой информацией друг с другом, и заставляют стаю повторять свои действия.

Как Samsung готовится к Новому году с 5G

В Новом 2019 году потребители смогут ощутить преимущества сетей 5G. Именно это уже вскоре станет одним из главных событий в индустрии высоких технологий. Разумеется, соединения пятого поколения будут доступны не везде. Кроме того, помимо технической возможности обеспечения соответствующей скорости операторами, необходимы также и телефоны, которые поддерживают сети пятого поколения. Новое сообщение указывает на ведущуюся компанией Samsung, являющейся одним из лидеров высоких технологий, подготовку к эпохе пятого поколения сотовых сетей и ее четвертый флагман Galaxy S10.

В США внедряют средства связи на основе костной проводимости

По большому счету, с развитием технологий системы двусторонней связи вроде раций изменились не сильно. Да, они стали меньше, увеличился их радиус действия, но чего-то принципиально нового не появлялось. И вот стало известно, что министерство обороны США заключило контракт на внедрение системы связи, в элементы которой для передачи звука будут использовать костную проводимость. Встречайте: Molar Mic.

Тайские спасатели использовали радио Heyphone, разработанное радиолюбителем в 2001 году

Heyphone — это система связи для проведения спасательных операций в пещерах. Ее использовали тайские спасатели, вызволяя 12 парней из тайской футбольной команды и их тренера, оказавшихся в ловушке в затопленной пещере Тхам-Луанг. Все бы ничего, только Heyphone была разработана в 2001 году, а ее создатель, англичанин-радиолюбитель Джон Хей, почил в 2016 году.

Как это работает? | Wi-Fi

Wi-Fi был создан в 1998 году в лаборатории радиоастрономии CSIRO в Австралии. Создателем беспроводного протокола обмена данными является инженер Джон О’Салливан. Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов с «намёком» на Hi-Fi (High Fidelity — высокая точность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» (или «беспроводная точность»), на данный момент такая формулировка не используется, и соответственно термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается. Как же работает стандарт беспроводной передачи данных — Wi-Fi? Об этом в сегодняшнем выпуске!

Использование терагерцевых частот способно повысить скорость передачи данных

Инженеры из Университета Тафтса создали высокоскоростной модулятор размером с обычный чип. Он может работать с терагерцевыми частотами при комнатной температуре. Являясь низковольтным устройством, он не требует постоянного тока. Новая разработка позволит передавать данные со скоростью, которая значительно выше возможной с использованием существующих на сегодняшний день технологий. Если подобная технология воплотиться в реальность, то доступ к Интернету с девайсов пользователей станет существенно быстрее.

Новая технология LoRa позволит обмениваться данным на больших расстояниях без участия точек доступа

Беспроводной передачей данных сегодня никого не удивишь. Более того, мало кого приводит в изумление и быстрая передача данных на огромные расстояния. Связавшись с другом из любой точки мира в любом более-менее продвинутом мессенджере, мы можем передать фотографии, видео, документы или просто написать сообщение, и наш друг получит эту информацию практически мгновенно. Все это возможно благодаря обширной сети радиокоммуникационных вышек, ретрансляторов, точек доступа и прочего. Группе исследователей из Японии этого показалось мало, и не так давно они представили устройство, благодаря которому возможно осуществлять передачу данных на огромные расстояния напрямую между устройствами, без участия «промежуточных звеньев».

Разработана технология, способная увеличить скорость беспроводных сетей до 1 терабита в секунду

Ученые из Университета Райс (Rice University) разработали передовую радиоимпульсную технологию на основе лазеров. На основе такой технологии будет возможно разработать беспроводные сети со скоростью передачи данных до 1 терабита (1 терабит равен 1 триллиону бит). Такая скорость примерно в 20 тысяч раз больше, чем та, которую обеспечивает LTE на данный момент.

Аэростаты будут раздавать защищённый Wi-Fi для российской армии

Объединенная приборостроительная корпорация (ОПК) выпустила аэростатный комплекс связи, который поможет с высокоскоростной передачей информации на сотни километров. Комплекс включает в себя аэростаты-ретрансляторы большого, среднего и малого объёма, оборудованные специальной аппаратурой. Каждый аэростат оснащён активной фазированной антенной решёткой, которая поможет обеспечить устойчивую связь между различными пунктами связи, подвижными и стационарными, например.