Принцип работы вай фая. Wi-Fi: принцип работы, преимущества и недостатки беспроводной технологии

Как работает Wi-Fi. Какие преимущества дает беспроводная сеть. Какие недостатки есть у Wi-Fi. Как развивалась технология Wi-Fi. Какие существуют стандарты Wi-Fi.

Что такое Wi-Fi и как он работает

Wi-Fi — это технология беспроводной передачи данных, позволяющая устройствам обмениваться информацией без использования проводов. Принцип работы Wi-Fi основан на использовании радиоволн для передачи сигнала.

Основные компоненты Wi-Fi сети:

• Точка доступа (роутер) — устройство, создающее беспроводную сеть и управляющее ей
• Wi-Fi адаптеры — приемопередатчики в устройствах пользователей (ноутбуках, смартфонах и т.д.)

Процесс передачи данных по Wi-Fi происходит следующим образом:

1. Роутер преобразует данные в радиосигнал и передает его с помощью антенны
2. Wi-Fi адаптер устройства принимает сигнал и декодирует его обратно в данные
3. Для передачи данных от устройства процесс происходит в обратном порядке

Для работы Wi-Fi используются радиочастоты 2.4 ГГц и 5 ГГц. Сигнал может проходить через стены и перекрытия, обеспечивая связь в пределах определенной зоны покрытия.

Преимущества использования Wi-Fi

Технология Wi-Fi обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с проводными сетями:

• Мобильность — возможность подключаться к сети из любой точки зоны покрытия
• Простота развертывания — не требуется прокладка кабелей
• Масштабируемость — легко добавлять новые устройства в сеть
• Гибкость — можно организовать сеть там, где проводное подключение затруднено
• Экономичность — снижение затрат на кабели и монтажные работы

Как Wi-Fi повышает удобство использования устройств? Wi-Fi позволяет легко подключать к сети множество устройств — компьютеры, смартфоны, умные телевизоры, бытовую технику. Это обеспечивает удобный обмен данными и управление устройствами.

Недостатки и ограничения Wi-Fi сетей

Несмотря на преимущества, у Wi-Fi есть и определенные недостатки:

• Ограниченный радиус действия (обычно до 30-50 м внутри помещений)
• Возможность помех от других устройств, использующих те же частоты
• Более низкая скорость по сравнению с проводным подключением
• Риски информационной безопасности при слабой защите сети
• Нестабильность сигнала из-за препятствий (стены, перекрытия)

Как обеспечить безопасность Wi-Fi сети? Для защиты Wi-Fi необходимо использовать надежные протоколы шифрования (WPA3), сложные пароли, скрывать SSID сети, применять фильтрацию MAC-адресов устройств.

История развития технологии Wi-Fi

Развитие Wi-Fi прошло несколько ключевых этапов:

• 1991 г. — компания NCR Corporation разработала предшественника Wi-Fi для использования в платежных терминалах
• 1997 г. — принят первый стандарт IEEE 802.11 со скоростью передачи данных до 2 Мбит/с
• 1999 г. — создана организация Wi-Fi Alliance для продвижения технологии
• 2000-е гг. — появление более скоростных стандартов 802.11a, b, g
• 2009 г. — выпуск стандарта 802.11n с поддержкой MIMO
• 2014 г. — принятие стандарта 802.11ac с гигабитными скоростями

Кто считается создателем Wi-Fi? Основоположником технологии Wi-Fi считается голландский инженер Вик Хейз, возглавлявший группу IEEE по разработке стандарта 802.11. Также важный вклад внесли ученые из австралийской организации CSIRO.

Основные стандарты Wi-Fi

За время развития технологии было принято несколько стандартов Wi-Fi:

• 802.11a — частота 5 ГГц, скорость до 54 Мбит/с
• 802.11b — частота 2.4 ГГц, скорость до 11 Мбит/с
• 802.11g — частота 2.4 ГГц, скорость до 54 Мбит/с
• 802.11n — частоты 2.4 и 5 ГГц, скорость до 600 Мбит/с
• 802.11ac — частота 5 ГГц, скорость до 6.93 Гбит/с
• 802.11ax (Wi-Fi 6) — частоты 2.4 и 5 ГГц, скорость до 9.6 Гбит/с

Чем отличаются разные стандарты Wi-Fi? Основные отличия — в используемых частотах, максимальной скорости передачи данных, дальности действия, количестве одновременных подключений. Новые стандарты обеспечивают более высокую производительность.

Принципы работы Wi-Fi роутера

Wi-Fi роутер выполняет несколько ключевых функций:

1. Создание беспроводной сети — генерация и передача Wi-Fi сигнала
2. Маршрутизация — определение оптимальных путей передачи данных
3. Обеспечение доступа в интернет — подключение локальной сети к провайдеру
4. Распределение IP-адресов — назначение адресов устройствам в сети
5. Обеспечение безопасности — шифрование данных, межсетевой экран

Как выбрать Wi-Fi роутер? При выборе роутера следует учитывать поддерживаемые стандарты Wi-Fi, скорость передачи данных, количество антенн, зону покрытия, наличие дополнительных функций (USB-порты, принт-сервер и т.д.).

Перспективы развития Wi-Fi технологий

Технология Wi-Fi продолжает активно развиваться. Основные направления развития:

• Увеличение скорости передачи данных (технология Wi-Fi 7 со скоростью до 30 Гбит/с)
• Расширение частотного диапазона (освоение диапазона 6 ГГц)
• Повышение энергоэффективности для мобильных устройств
• Улучшение работы в условиях большого количества подключений
• Интеграция с технологиями 5G для бесшовного роуминга

Заменит ли Wi-Fi проводные сети? Полностью заменить проводные сети Wi-Fi в ближайшем будущем вряд ли сможет. Однако в определенных сценариях использования (умный дом, интернет вещей) беспроводные технологии будут доминировать.

Применение Wi-Fi в различных сферах

Wi-Fi находит широкое применение в различных областях:

• Домашние и офисные сети для доступа в интернет и обмена данными
• Публичные хот-споты в кафе, отелях, аэропортах
• Промышленный интернет вещей и автоматизация производства
• Системы умного дома и управления бытовой техникой
• Беспроводные камеры видеонаблюдения и системы безопасности
• Автомобильные мультимедийные системы и телематика

Как Wi-Fi меняет нашу жизнь? Wi-Fi делает доступ в интернет повсеместным, позволяет создавать более гибкие рабочие пространства, упрощает управление бытовой техникой, расширяет возможности для развлечений и коммуникаций.

Обзор технологии Wi-Fi

Обзор технологии Wi-Fi, принцип работы, преимущества и недостатки, примеры построения Wi-Fi-сетей
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11.

 

Любое оборудование соответствующее стандарту IEEE 802.11 может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Принцип работы
Обычно схема Wi-Fi-сети содержит не менее одной точки доступа (так называемый режим infrastructure и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения.

Преимущества Wi-Fi
Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями. Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.

Недостатки Wi-Fi
— Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, Белоруссия и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.

— В Украине использование Wi-Fi без разрешения Украинского государственного центра радиочастот(рус.) (укр. Український державний центр радіочастот) возможно лишь в случае использования точки доступа со стандартной всенаправленной антенной (

— Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.
— Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены.

Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало доступной более безопасную схему, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защиты от вторжения.

— Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний маршрутизатор Wi-Fi-стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 500 м снаружи. Микроволновая печь или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
— Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.

— Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.
— Уменьшение производительности сети во время дождя.

— Для уменьшения потери при условиях плохой погоды принято при расчете Wi-Fi-сети ставить оборудование с запасом в треть мощности передатчика.
— Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.
— Малая пригодность для работы приложений, использующих медиапотоки в реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии): качество медийного потока непредсказуемо из-за возможных высоких потерь при передаче данных, обусловленных целым рядом неконтролируемых пользователем факторов (атмосферные помехи, ландшафт и иное, в частности перечисленное выше). Несмотря на данный недостаток, выпускается масса VoIP оборудования на базе устройств 802.11b/g, которое ориентировано в том числе и на корпоративный сегмент: однако в большинстве случаев документация к подобным устройствам содержит оговорку, гласящую, что качество связи определяется устойчивостью и качеством радиоканала.

Разновидности стандартов WiFi
Некоторые из разновидностей Wi-Fi-стандартов, которые получили широкое распространение:

• Стандарт IEEE 802.11a – работает в стандартизированном частотном диапазоне 5 ГГц и обладает скоростью передачи данных в зоне прямой видимости до 54 Мбит/с.
• Стандарт IEEE 802.11b/g – работают на частоте диапазона 2,4 ГГц и обеспечивают максимальную скорость передачи данных в зоне прямой видимости до 11 Мбит/с и соответственно 54 Мбит/с.
• Стандарт IEEE 802.11 Super g являясь логичным продолжением стандарта IEEE 802.11g способен обеспечить максимальную скорость передачи данных до 108 Мбит/с.
• Стандарт IEEE 802.11n – имеет возможность работать с частотными диапазонами 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц и обеспечивает скорость передачи данных порядка 480 Мбит/с.

Одним из наиболее распространенным типом Wi-Fi-сетей является построение сети по типу Ad-hoc. Соединение типа точка – точка двух или более устройств в сеть посредством встроенного или же дополнительного Wi-Fi-адаптера.

что это такое, принцип действия и основные характеристики

Содержание

• 1 Использование
  • 1.1 Роутер
  • 1.2 Интерфейсы и возможности
  • 1.3 Разновидности
  • 1.4 SOHO
  • 1.5 Масштабируемость
• 2 Этимология
• 3 Как правильно пишется
• 4 История
  • 4.1 Гавайские острова
• 5 ALOHA
  • 5.1 Режим ad-hoc
  • 5.2 IEEE 802.11
  • 5.3 Отец Wi-Fi
  • 5.4 Родительский патент
  • 5.5 Развитие
• 6 Сертификация
• 7 Будущее

Wi-Fi – технология беспроводной передачи сетевых пакетов информации. Означает полный отказ от проводов, что очень удобно во многих ситуациях. Например, российские СМИ похвастались: отныне наземная трансляция телеметрии (бортовых параметров) ракет Союз-5 будет осуществляться посредством Wi-Fi (группа стандартов IEEE 802. 11). Система имитирует связку роутер-рабочая станция. Проект проходит стадию разработки конструкторской документации. Руководству космодрома надоели кабели, устилающие взлётную полосу. Новая система ощутимо повысит надёжность, удобство эксплуатации.

Беспроводная связь позволит подключить, собрать воедино буквально несовместимые иным образом устройства. Недавно инженеры Q-Stick предложили владельцам телевизоров оригинальное решение: сделайте аппарат полнофункциональным настольным компьютером. Неудивительно, умное устройство уже снабжено процессором, графическими ускорителями, операционной системой. Осталось немного оперативной памяти добавить, а встроенная точка доступа поможет наладить общение домашним гаджетам.

Использование

Ядром системы выступает широковещательный роутер (точка доступа, базовая станция). Чтобы стать участником сети, компьютер, телефон, должны быть оснащены беспроводными модулями. Указанную комбинацию оборудования принято называть станцией. Передача пакета центром происходит широковещательно. Приём несущей не гарантирует стопроцентную доставку. Многое определяется внешними условиями, уровнем сигнала.

Провайдеры, общественные заведения украшают стены характерными стикерами, предоставляя безлимитный, либо платный доступ. Дома ставят роутеры, настраивая условия использования ресурса самостоятельно.

Роутер

Эволюционно роутером стала базовая станция топологии звезда, использованной доисторическими гавайскими разработчиками (60-70-е годы XX века). Принцип широковещательной трансляции доныне эксплуатируется сетевым оборудованием. Причём не только эфирным. Удивительно, но сегодня изложение принципа действия роутера логично начинать кабельными вариантами. Радиоканал больше напоминает общественное мероприятие, где диктор, захвативший микрофон, доводит информацию аудитории. Соседние ряды слышат друг друга, и это стало технической подоплёкой внедрения концепции ad-hoc (связь без роутера), Однако голос диктора все-таки громче.

Маршрутизатором традиционно называют блок оборудования, занимающийся перенаправлением сетевых пакетов данных. Подразумевается наличие минимум двух компьютерных сетей. Домашний домен отделяется от внешнего значениями присваиваемых IP-адресов. Иногда (офис крупной компании) блок выступает приёмников услуг нескольких провайдеров, подразделений и т. п. Снаружи все ПК видятся наблюдателю имеющими одинаковый IP. Хотя mac различаются.

Беспроводной роутер характеризуется возможностью направлять информацию через эфир посредством использования радиоканала и электромагнитных волн.

Движение сетевого пакета часто представляют цепочкой передачи информации меж узловыми роутерами. Электроника считывает адрес пакета, передавая информацию в нужном направлении. Нисходящий беспроводной поток часто организуется широковещательно. Информацию передают одновременно всем участникам. Профессиональный маршрутизатор пользуется таблицей адресов, протоколом, подменяя адреса, однако домашние администраторы зачастую избегают сложной настройки.

Общеизвестные роутеры просто организуют шлюз меж домашним сегментом и тем, что находится снаружи (провайдер, интернет и так далее).

Интерфейсы и возможности

Отвечая запросам аудитории, производители непременно снабжают роутер беспроводным каналом. Входящий трафик минует физический канал Ethernet, либо оптическое волокно. Не исключены гибридные варианты, однако это касается больше крупных предприятий.

Внутренние таблицы позволят создавать плеяды подсетей, однако домашний пользователь редко оценивает полный спектр возможностей. Выходными интерфейсами чащи выступают кабели Ethernet и беспроводной канал Wi-Fi. Корпоративные версии, наподобие Cisco CRS-1, по-настоящему уникальны. Многие модели по-прежнему снабжены возможностью вещать протокол IEEE 802.11.

Разновидности

Часто роутеры набираются ветками древовидной структуры, где пропускная способность каналов понемногу снижается. Домашний интернет не является исключением. Абонентские модели принято обозначать ёмким термином SOHO. Согласно традиции сюда входит оборудование, обслуживающее 1-10 рабочих станций. Законодательство отдельных стран проводит дальнейшее уточнение, согласно которому закупается, выпускается оборудование. Например, новозеландцы считают малым офисом группу 6-19 служащих. Цифры ниже описывают термином «микро».

Модели каждого уровня древовидной структуры сильно отличаются. Выпускают специальные модели для домашних пользователей, организаций, провайдеров. Коммерческий успех технологии обеспечивается охватом максимальной целевой аудитории минимальными усилиями. Приходится сильно снижать цены, делая концепцию доступной широким массам.

SOHO

Ниже будет показано разнообразие беспроводных стандартов, как дань европейским традициям. Пока же отметим особенности аппаратной реализации роутеров, отвечающие историческим аспектам развития офисов на западе. Крупным достижением техники компьютерных коммуникаций конца XX века стала возможность территориального разнесения (деления) крупных отделов. Децентрализация зачастую сильно повышала производительность, вызывая необходимость производства роутеров SOHO.

Постепенно малогабаритные модели достигли частных домовладений. И сегодня ещё число каналов роутера ощутимо превышает среднестатистические запросы населения. Некоторые модели даже оснащены собственными операционными системами (Linux).

Масштабируемость

Типичные роутеры нацелены легко масштабировать сеть путём простой экспансии и использования центральной станции. Скорость периферии ощутимо падает, резко снижая пользу технологии. Отдельной строкой стоит безопасность. Сегодня считается доказанным вред излучения СВЧ-диапазона, включая 2,4 ГГц, используемые коммерческой связью.

Этимология

Коммерческое использование ныне существующего названия началось не ранее августа 1999 года. С Wi-Fi возилась американская рекламная компания Interband с британскими корнями. Среди детищ креативного гиганта 5-уровневый метод оценки экономической стоимости бренда. Годовой отчёт 2016 года содержит следующие первые 10 строчек:

1. Apple.
2. Google.
3. Coca-Cola.
4. Microsoft.
5. Toyota.
6. IBM.
7. Samsung
8. Amazon
9. Mercedes-Benz.
10. General Electric.

В августе 1999 года менеджеров компании нанял Фил Белангер придумать название благозвучнее, нежели «Прямая последовательность IEEE 802. 11b». Результат задуман пародией на hi-fi (акустическое оборудование высокой точности). Первый слог намекал на беспроводную (wireless) природу канала связи. Вдобавок компания предложила общеизвестный сегодня логотип, имитирующий китайскую мандалу борющихся противоположностей (инь и ян).

Рекламный слоган Альянса обыгрывал несуразное сочетание беспроводной чёткости. Остряки немедля окрестили объединение Альянс беспроводной чёткости Inc. Хотя IEEE частично подтверждал слухи, указанное словосочетание никогда не было официальным названием.

Как правильно пишется

Буквоеды организации придерживаются однотипного написания Wi-Fi. Учитывая специфику логотипа-мандалы (см. выше), можно усмотреть в этом противостояние понятия качества факту передачи информации беспроводным методом. Проще говоря, несовместимость этих двух понятий. Реально качество беспроводной передачи неуклонно повышается. Следующим написания считаются неправильными:

• WiFi
• Wifi
• wifi

История

Наверное, интересно, зачем люди создали миллиард беспроводных технологий. К Wi-Fi следует добавить:

1. Поколения мобильной связи (далеко не один стандарт).
2. Bluetooth.

Одно время наблюдалось серьёзное соперничество, однако победила высокая специализация. Каждый протокол решает узкий круг задач. Постановка вопроса вызывает привычное удивление отечественных специалистов. Российские вузы продолжают готовить кадры сравнительно широкой компетенции. Западные учебные заведения остро затачивают диплом под выделенный сегмент рынка рабочей силы. Продолжая аналогию, видим полное сходство разнообразия узкоспециализированных стандартов с легендарными монополиями времён начала промышленной революции. Возьмись СССР диктовать моду планете, все могло выглядеть иным образом.

Начало истории положила концепция интерфейсного компьютера, сформулированная (1966) Дональдом Дэвисом. Фактически машина выполняла работу роутера, перенаправляя пакеты. До этого могли общаться строго два узла сети, напрямую соединённые кабелем. Использованием маршрутизаторов сильно упрощало организацию коммуникаций. Изначально идею обозначали кратким терминов «врата», первой реализацией считают плату IMP, призванную обеспечить связь оборонных вычислителей США.

Гавайские острова

Середина 60-х наполнена страхами Холодной войны. Канады прорезали линии противовоздушной обороны, значительная протяжённость укреплений потребовала создания центральной координационной компьютеризированной системы, занимающейся вычислениями алгоритмов дальнейших действий союзников. Американцы быстро оценили преимущества зарождающихся цифровых технологий. Вопрос появления первых сетей стал делом времени. Вскорости (1969) супербольшие вычислители объединили кабельным хозяйство.

1974 год соединил канадские линии обороны сонмом информационных перемычек. Параллельно США, памятуя опыт Перл Харбор, задумали подключить Гавайи. Острова стали вещать (1971) материку, используя протокол ALOHA, заложивший основу будущего стандарта IEEE 802.11.

ALOHA

Тёплым июнем прошла демонстрация работоспособности. Видите? Новая технология могла стать доминирующей у сотовых операторов, поскольку покрывала океан, однако борьба стандартов создала иную картину. Выделенные частоты появились только в 1985 год.

Протокол ALOHA использовал новый способ доступа к среде (ресурсам канала). Беспроводная связь дублировала проводной и спутниковый каналы. ALOHA быстро опробовали в указанных двух категориях:

• Ethernet
• Marisat

Разработчики Университета Гавайи под командованием Нормана Абрамсона стартовали в сентябре 1968 года. Состав участников:

1. Томас Гаардер.
2. Франклин Куо.
3. Шу Лин.
4. Весли Петерсон.
5. Эдвард Велдон.

Планировалось приспособить сравнительно дешёвое коммерческое оборудование для локальной связи вычислителей островов. Июнь 1971 порадовал первыми успехами. Пакет, минуя эфир, затем посредством RS-232 (COM-порт 9,6 кБит/с) достиг терминала. Первая топология сильно напоминала звезды. Центральный хаб производил широковещательную передачу. Факт успешного приёма послания подтверждал утвердительный пакет. Станция при необходимости повторяла посылку. Технология вполне решала вопрос возникновения коллизий. Использование адресации упрощало решение любых конфликтов. Передача, приём велись одновременно: любая неудавшаяся попытка (коллизия) обязывала узел выждать, прежде чем начинать повторный сеанс.

ALOHA впервые применила широковещательную трансляцию, ныне выступающую основой создания сетей Ethernet. Первые правительственные коммуникации (ARPANET) посылали пакеты строго меж двумя узлами. Отсутствие необходимости захвата маркера (token) существенно упрощало как саму реализацию протокола, так и используемое оборудование.

• Канал получил название линии с произвольным доступом.

Новая технология быстро захватила умы разработчиков, послужив основой создания Ethernet, Wi-Fi, спутниковой связи, сетей ARDIS, CDPD, GSM, Mobitex. Существенным недостатком первой реализации называют неполное использование ресурса канала, поскольку отсутствует возможность предотвратить коллизии. Сотовым оператора концепция тоже понравилась. Сигнализация сетей 1G частично реализована с ALOHA.

Методика произвольного доступа знакома европейским разработчикам GSM, задававшим локальную моду мобильной связи. Вспомогательные каналы помогали передавать SMS (2G) и даже служили верным средством доставки пакетов интернет (GPRS).

Режим ad-hoc

Позже выпустили вариант протокола взаимодействия клиентов напрямую, минуя базовую станцию-центр звезды (Access Point). Впервые (1996) концепция предложена Чай То и реализована (IEEE 802.11a) модулем Lucent WaveLAN в линейке ThinkPads компании IBM. Первоначально предполагалось охватить радиус в одну милю. Попытка увенчалась успехом, отмеченным журналом Mobile Computing (1999).

Формально ad-hoc стал частью стандарта только в 2002 году. Сегодня технология готова составить серьёзную конкуренцию Wi-Fi Direct. Сети, лишённые роутеров, немедля полюбились геймерам. Соответствующие опции помогают «виртуальным» точкам доступа расшарить доступ в интернет.

Внимание! Излучение СВЧ наносит вред здоровью пользователя.

IEEE 802.11

Сегодня Wi-Fi использует несколько диапазонов:

1. 900 МГц.
2. 2,4 ГГц.
3. 3,6 ГГц.
4. 5 ГГц.
5. 60 ГГц.

Базовая версия датирована 1997 годом, однако протяжённость предшествующих наработок покрывает свыше 10 лет. Первые вариант IEEE 802.11a, используемый поныне, появился двумя годами позже. Засекреченные военные технологии не позволяли мирным гражданам пользоваться преимуществами наукоёмких концепций. Начавшаяся Перестройка СССР в 1985 году позволила комитету FCC выработать частотный план ISM band, допускающий эксплуатацию выделенных диапазонов медиками, промышленностью. Долгое время область ограничивалась специфическим использованием.

В 1991 году американские гиганты AT&T, NCR Corporation предложили Нидерландам использовать беспроводные кассовые аппараты. Технология передачи данных (1-2 Мбит/с) получила имя WaveLAN. Вариант IEEE 802.11 1997 года сильно напоминает магазинный вариант:

• Две скорости (1-2 Мбит/с).
• Технология опережающей коррекции ошибок.
• Три вариант реализации физического слоя: инфракрасный канал (только 1 Мбит/с), псевдослучайная перестройка частоты радиоканала, метод расширения спектра прямой последовательностью.

Устранение багов заняло 2 года, ныне возможности проекта 1997 года полностью устарели.

Отец Wi-Fi

Вик Хейз и до внедрения протокола IEEE 802.11a 10 лет занимал кресло члена стандартизирующей организации. Это позволяет историкам называть упомянутую личность отцом Wi-Fi. Главной фишкой стало внедрение ортогонального мультиплексирования с частотным делением. Первоначально был предложен диапазон 5,8 ГГц. Похожая технология описана разделом 18 релиза 2012 года, перекрывает отрезок скоростей 1,5 – 54 Мбит/с. Хотя первоначальная концепция существенно изменилась, производители поныне употребляют термин IEEE 802.11a, описывая характеристики оборудования 5,8 ГГц.

«Благодаря» ошибкам, реальная скорость первой реализации редко превышала 20 Мбит/с. Существенным плюсом стало использование малоценного диапазона частот, однако особенности распространения СВЧ сильно снизили радиус действия новых систем. Первая версия протокола сильно уступает b/g. Теоретически отмечается практически нулевая проницаемость через стены. Практически вариант b демонстрирует аналогичные недостатки. Подражая прочим беспроводным каналам, IEEE 802.11a подвержен влиянию интерференции. Недостаток компенсируется невысокой проницаемостью сигнала (значит, мало шансов пересечь соседский роутер).

Базисом создания канала выступают 52 ортогональные поднесущие. Поддерживаются скорости передачи данных: 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Мбит/с. Выделено 12-13 непересекающихся каналов. Реализация сильно зависит от законодательства страны. Некоторые государства допускают размещение свыше 24 каналов внутри полосы 5,47-5,725 ГГц. Совершенны исключены конфликты с b, поскольку порядок частот иной.

Родительский патент

Хотя Вика Чейза боготворя владельцы беспроводных устройств, новое изобретение стало возможным, благодаря наличию патентов 1992, 1996 годов. Австралийский астроном Джон О`Салливан и К (Грэхэм Дэниэлс, Теренс Персиваль, Джон Дин) разработали ключевой принцип, как часть неудачной программы CSIRO, описываемую специалистами, как:

• Провалившийся эксперимент обнаружения взрывающихся черных дыр размеров сопоставимых атомным.

Поэтому серьёзные исследователи все-таки отдают родительские права указанной группе исследователей космоса. На апрель 2009 года CSIRO получила свыше 1 млрд. долларов от 14 компаний, желающих заняться совершенствованием технологии. Сказанное стало причиной рейдерского захвата титула создателя технологии. Хочешь работать через Wi-Fi – нужен допуск монополиста. Поступление капитала продолжаются. Американские компании отстегнули родине кенгуру (2012) ещё 220 миллионов за право использовать технологию.

Это интересно! Локальная сеть Тест Бед выбрана участником национальной экспозиции Истории 100 мировых объектов.

Развитие

Поколение b впятеро перекрыло возможности кассовых аппаратов. Подключение обеспечило битрейт 11 Мбит/с. Именно такое положение вещей обеспечило массовый коммерческий успех, а 1999 считают годом создания всемирно известной организации Wi-Fi Alliance. Прибыль делили десяток крупных компаний:

1. 3Com.
2. Nokia.
3. Zebra Technologies.
4. Aironet.
5. Harris Semiconductor.

Затее помогали многочисленные спонсоры (более именитые): Apple, Samsung, LG, Microsoft, Qualcomm, Sony. Организация занималась сертификацией, тестированием. Фактически выступила законодателем отрасли. Отделившиеся в 1999 году члены IEEE стали называть себя WECA. Название Wi-Fi Alliance родилось в 2002 году. Ныне штаб находится в Остине (США), штат Техас, организация насчитывает свыше 550 компаний-участников.

Сертификация

Компания, желающая производить оборудование, предоставляет опытные образцы Альянсу. Участники Wi-Fi Alliance выступают полноправными правообладателями торговой марки и логотипа. Тестированию подвергаются электромагнитная совместимость, структура пакетов, протоколы безопасности, качество, режимы управления потреблением энергии. Оценивается взаимодействие с ранее сертифицированными устройствами. Происходит запуск набора стандартных приложений. Тремя китами получения положительной оценки выступают:

1. Успешное взаимодействие с любыми устройствами класса.
2. Наличие обратной совместимости. Необходимая мера обеспечения отсутствия необходимости постоянного апгрейда железа конечными пользователями.
3. Степень учёта инноваций. Комитет постоянно публикует последний писк моды. Преимуществом считается способность производителя правильно уловить глас прогресса.

Разделяют мандаторную и опциональную сертификацию. Кроме того организация занимается сопутствующими технологиями: Wi-Fi Direct, Wi-Fi Aware.

Будущее

Скорость передачи данных постоянно растёт. Вариант 2016 года совмещает базовые возможности сразу 5 реализацией:

1. ae
2. aa
3. ad
4. ac
5. af

Вариант ас впервые превзошёл технические возможности проводного Ethernet. Для этого используются несущая частота 5 ГГц, ширина канала – до 160 МГц, параллельная передача пакетов несколькими узлами (MIMO). Уровень модуляции достиг 256 QAM. Суммарная скорость реализации 2013 года (ширина канала 80 МГц, частота 5 ГГц) достигла 1,3 Гбит/с. Устройства, рассчитанные на полосу 160 МГц, поколения «второй волны» будут передавать одновременно 4 потока.

Ad введёт несущую 60 ГГц (миллиметровый диапазон). Поскольку значение значительно превышает стандартное, устоявшееся, продукты предполагается помечать стикером WiGig. Однако сертификацию проводит старый добрый Wi-Fi Alliance. Ожидается пиковая пропускная способность 7 Гбит/с. Первый коммерческий роутер анонсировал (январь 2016) TP-Link.

Реализация af задумала покрыть «белые пятна» телевизионного диапазона (54-790 МГц). Технологии когнитивного радио передадут базовой станции информации об уровне интерференции. Железо самостоятельно определит собственное местоположение, корректируя параметры трансляции согласно локальному законодательству.

Физический уровень сформирован ортогональным мультиплексированием с частотным делением. Протокол выступает логическим продолжением IEEE 802.11ac. Сравнительно низкие частоты телевизионного диапазона позволят существенно повысить дальность. Малая ширина каналов (6-8 МГц) позволит гибко подстраивать технические характеристики организуемого канала связи.

Диапазон характеризуется сравнительно низкими скоростями, однако применение одновременной передачи 4 частотных каналов четырьмя антеннами позволит достичь лимита 426-568 Мбит/с (зависит от ширины каналов).

Вдобавок к сказанному версия 2016 года устраняет отдельные устаревшие функции, иные – помечены как «лишние» (уберут позже). Информационная структура документа отличается высокой степенью упорядоченности.

Объяснение принципа и работы беспроводной сети CCNA TUTORIALS

Расчетное время чтения этой статьи составляет примерно 8 минут!

В этой статье я описываю принцип и работу беспроводной сети для экзамена CCNA. Беспроводная сеть относится к технологии связи Wi-Fi, которая очень распространена в современной жизни. Все компьютерные устройства работают по технологии Wi-Fi как дома, так и в офисе. Нам нужно настроить WAP (беспроводную точку доступа) один раз, и все современное оборудование может быть подключено к нему.

Все оборудование, такое как компьютер, ноутбук, смартфон, телевизор, принтер и т. д., может быть подключено к сети Wi-Fi. В основном в офисах сотрудники работают со своими ноутбуками, используя соединение Wi-Fi. В этой статье я описываю основы беспроводных сетей, включая принцип, работу, меры безопасности и т. д., связанные с экзаменом CCNA.

Подробное описание принципа и работы беспроводной сети

Адаптер Wi-Fi, используемый для подключения клиентов к сети. В некоторых устройствах, таких как ноутбук и смартфон, адаптер уже встроен. Wi-Fi расшифровывается как Wireless Fidelity. В некоторых устройствах, таких как компьютер, нам необходимо установить внешний адаптер вручную. Функция беспроводного адаптера заключается в передаче и приеме данных в виде радиоволн. Что обеспечивает беспроводную связь с сетью.

Принцип и работа беспроводных сетей очень похожи на радиоприемники и смартфоны. Устройства Wi-Fi передают и принимают радиоволну, содержащую данные в виде 1 и 0. Разница в том, что модуляция другого типа, это не амплитудная или частотная модуляция.

Рабочая частота 2,4 ГГц и 5 ГГц. Эти частоты являются частной частотой, такой как частный IP-адрес в сети. Далее в этой статье я опишу тип модуляции, используемый Wi-Fi в компьютерных сетях. Теперь давайте обсудим стандарты IEEE, используемые для связи Wi-Fi.

Стандарты IEEE для работы беспроводной связи.

Беспроводная связь работает по стандартам 802.11 IEEE. Но существует множество версий стандартов 802.11, в которых для беспроводной связи используются разные параметры.

Стандарты 802.11a для работы беспроводной связи

Стандарты 802.11a позволяют работать на частоте 5 ГГц со скоростью передачи до 54 Мбит/с. Тип модуляции стандарта 802.11a — OFDM. OFDM означает мультиплексирование с ортогональным частотным разделением, которое очень эффективно для различения сигнала данных формата 1 и 0. В основном устройства Wi-Fi работают по этому стандарту, или мы можем сказать, что этот стандарт поддерживается многими устройствами Wi-Fi. Это базовый стандарт связи Wi-Fi. Производство этого стандартного оборудования является немного дорогостоящим.

Стандарты 802.11b для работы беспроводной связи

Стандарты 802.11b — это дешевый стандарт связи Wi-Fi. Этот стандарт использовался в недорогом оборудовании. Максимальная скорость передачи данных стандарта 802.11b составляет 10 Мбит/с. В домашней или офисной технике используется этот стандарт из-за его стоимости производства и ограниченной скорости. Рабочая частота стандарта 802.11b составляет 2,4 ГГц, которая также используется обычными устройствами Bluetooth.

Стандарты 802.11g для работы беспроводной связи

Рабочая частота стандарта 802. 11g очень похожа на частоту 802.11b. Его рабочая частота составляет 2,4 ГГц. Разница с 802.11b заключается только в скорости, поскольку он может поддерживать скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Он также использовал модуляцию OFDM, аналогичную 802.11a.

Стандарты 802.11n для работы беспроводной связи

Стандарт 802.11n представляет собой комбинацию всех вышеуказанных стандартов a,b и g. Он поддерживает частоты как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Скорость обработки данных очень высокая, чем у других, так как она может обрабатывать скорость до 140 Мбит/с. Стоимость его оборудования немного дороже, чем у других. Наиболее важным фактором этого стандарта является то, что он может обрабатывать 4 пара одновременно, не мешая друг другу. В основном маршрутизатор Wi-Fi сделан в соответствии с этим стандартом в сегодняшнем сценарии.

Стандарты 802.11ac для работы беспроводной связи

802.11ac — новейший стандарт беспроводной связи. Этот стандарт следует предыдущему стандарту 802. 11n, который обеспечивает беспроводную связь на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц. Скорость беспроводной связи стандарта 802.11ac невероятна — до 450 Мбит/с.

Точки доступа в беспроводной связи

Устройство, которое обеспечивает подключение устройств по Wi-Fi, называется точками доступа. Точки доступа, используемые для предоставления доступа в Интернет в общественных местах, таких как аэропорт, железнодорожный вокзал, кафе и т. д. Точки доступа — это, по сути, WAP, доступный в общественных местах для доступа в Интернет. Нет никаких ограничений для устройств для подключения к общедоступной точке доступа.

Точки доступа также используются некоторыми организациями и позволяют работать с частным ноутбуком или компьютером без проводного подключения. В частной организации точка доступа соответствует некоторым требованиям безопасности, таким как привязка Mac, поэтому только ограниченное количество устройств может получить доступ к сети.

Современные устройства, такие как ноутбук и смартфон, также позволяют сделать их точкой доступа для других устройств для доступа в Интернет. Сам смартфон имеет возможность сделать его точкой доступа с собственным SSID и паролем.

Кратко о принципе и работе беспроводной сети Wi-Fi

Wi-Fi — это тип подключения, аналогичный проводному подключению. Wi-Fi — это беспроводное подключение устройств к сети. Wi-Fi обеспечивает высокоскоростное подключение к устройству в сети со скоростью не менее 10 Мбит/с. Для установления соединения Wi-Fi требуется адаптер Wi-Fi, точка доступа Wi-Fi и подключение к Интернету с магистралью к точке доступа. Работа аналогична радиосвязи на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Устройства передают радиосигнал для устройства Wi-Fi. Маршрутизатор Wi-Fi улавливает радиосигнал и извлекает из него информацию. Маршрутизатор работает аналогично этой информации, полученной от проводного устройства. Все протоколы маршрутизации и маршрутизации работают так же, как и проводные подключенные устройства.

Аналогично на стороне устройства полученный сигнал обрабатывается адаптером Wi-Fi и информация отправляется на компьютер для дальнейшей обработки. Все протоколы работают аналогично проводному соединению. Скорость передачи данных может варьироваться в зависимости от передачи и приема.

Фактор безопасности работы беспроводной связи

Безопасность является наиболее важным фактором работы беспроводной связи. Безопасность важна как для клиента, так и для сети. В отношении клиента безопасность заключается в обращении с отдельными или личными данными. Персональные данные означают пароли пользователей, учетные данные для входа в систему, финансовую информацию, банковские реквизиты и т. д.

Для защиты сети от несанкционированного доступа. Столько уровней безопасности поддерживается для работы беспроводной связи. Для защиты сети от несанкционированного доступа система аутентификации должна быть очень надежной. Мы можем ограничить скорость загрузки из точки доступа, чтобы никто не мог загружать данные, чтобы перекрыть пропускную способность Интернета.

В беспроводной точке доступа есть несколько встроенных функций безопасности. Они известны как WPA и WEP. WEP расшифровывается как Wired Equivalent Privacy, предполагается, что WEP обеспечивает конфиденциальность, очень похожую на проводное соединение. Очень меньше шансов перехватить информацию из типа безопасности WEP. Он обеспечивает 104-битное шифрование с ключом. Ключ обычно является паролем.

WPA означает защищенный доступ Wi-Fi. Это новый стандарт, в котором используется 104-битный ключ WEP. Отличие состоит в том, что он меняет ключ с каждым пакетом по технологии TKIP. T KIP расшифровывается как Temporal Key Integrity Protocol. TKIP предоставляет временный ключ каждый раз, когда пакет передается по соединению Wi-Fi.

SSID в сети Wi-Fi

SSID — это идентификация точки доступа, доступной в радиусе действия клиента. SSID означает идентификатор набора услуг. В беспроводных стандартах 802.11 SSID представляет собой набор нескольких точек доступа, доступных в диапазоне. SSID может быть определен сетевым администратором для идентификации сети.

Максимальная длина SSID может составлять до 32 символов с учетом регистра. Для установки SSID разрешены только символы. В имени SSID нельзя использовать никаких специальных символов. Итак, чтобы подключиться к любой сети Wi-Fi, в первую очередь вы должны знать SSID сети и пароль.

Возможно, несколько SSID имеют одинаковое имя. В этом случае вы должны выбрать свой SSID на основе силы сигнала. SSID не является фиксированным, вы можете изменить SSID, зайдя в консоль маршрутизатора Wi-Fi. Существует возможность установить новый SSID или изменить существующий SSID с типом безопасности WEP, WPA или WPA2.

Лучшая функция SSID в маршрутизаторе Wi-Fi — скрыть SSID. Это означает, что вы можете скрыть SSID для общего поиска. В этом случае пользователю необходимо ввести SSID вручную и помнить, что SSID чувствителен к регистру.

WEP Эквивалент шифрования конфиденциальности в беспроводной сети

WEP является очень простым и в основном используется для обеспечения безопасности Wi-Fi. Это первая версия безопасности в беспроводной связи. Он обеспечивает уровень безопасности, эквивалентный проводному соединению. Шифрование имеет тип 128 и 256 бит, доступный в шифровании WEP. Этот тип шифрования WEP кажется очень слабым с точки зрения безопасности.

Защищенный доступ WPA Wi-Fi при беспроводной связи.

WPA появился в 2003 году после истечения срока действия шифрования WEP. WPA-PSK является наиболее распространенным и безопасным шифрованием в беспроводной безопасности. Здесь PSK означает Pre Shared Key. Обычно PSK — это пароль, используемый для подключения любого устройства Wi-Fi. WPA использует шифрование 256 бит. Он также использует расширенный стандарт шифрования, известный как AES.

WPA2 Wi-Fi Protected Access 2 в беспроводной связи

WPA2 — это передовое и высоконадежное шифрование в беспроводной связи. В WPA использование AES является необязательным, но в последней версии WPA2 использование AES является обязательным. Технология TKIP заменена на CCMP. CCMP расшифровывается как Counter Cipher Mode с блочной цепочкой протокола кода аутентификации сообщений. Это новейший тип шифрования, который используется в современном оборудовании для беспроводной связи.

В этой статье я описываю принцип и работу беспроводной сети. Я надеюсь, что вы нашли эту статью полезной. По любому вопросу или предложению вы можете оставить комментарий ниже, чтобы связаться с нами. Мы всегда рады вашим предложениям по улучшению этого сайта.

сетевая безопасность, технология коммутации, Wi-Fi

Как работают беспроводные сети, преимущества и ограничения

Радиоволны используются в беспроводной сети точно так же, как в телевизорах, мобильных телефонах и радиоприемниках. Связь в беспроводной сети очень похожа на двустороннюю радиосвязь. По сути, сначала беспроводной адаптер компьютера преобразует данные в радиосигналы, а затем передает эти сигналы с помощью антенны. Затем беспроводной маршрутизатор получает сигнал и декодирует его. Затем он отправляет информацию через проводное соединение Ethernet в Интернет. Эта процедура также работает в обратном направлении, когда маршрутизатор получает информацию из Интернета и отправляет ее на компьютер.

Преимущества беспроводных сетей

Беспроводная сеть – это новейшая разработка в области сетевых технологий. Беспроводные технологии устранили препятствия для работы в любом удаленном районе с персональным цифровым помощником. Простота подключения к сети также способствовала появлению устройств с технологиями третьего и четвертого поколения. Беспроводные сети дешевы и просты в настройке. Вы можете получить доступ к Интернету с нескольких компьютеров, ноутбуков, карманных компьютеров и даже мобильных телефонов с Wi-Fi, просто установив беспроводной маршрутизатор дома или в офисе. Так что теперь вам не нужно ждать своей очереди, чтобы использовать Интернет, потому что его можно использовать одновременно на нескольких устройствах с помощью одного соединения. Наиболее очевидным преимуществом беспроводных сетей является то, что вам не нужно беспокоиться о том, чтобы запутаться в проводах, потому что проводов почти нет. Таким образом, вы можете перемещаться из одного места в другое, не беспокоясь о подключении и отключении проводов. Теперь многие рестораны, большинство отелей, аэропортов, квартир имеют доступ к Wi-Fi, что позволяет интернет-пользователям быть на связи в любое время. Преимущество беспроводной сети, которое большинство людей, похоже, упускают из виду, заключается в том, что, поскольку в ней нет проводов, вероятность споткнуться и получить травму минимальна или близка к нулю.

Установка беспроводного соединения

Можно сказать, что установление беспроводного соединения является технической и дорогостоящей задачей. Однако это не так в действительности. Создание беспроводной сети не требует большого количества технического персонала и машин. Это простая сеть для установки, так как в ней нет проводов. Человек должен установить программное обеспечение в большом количестве, и ему или ей просто нужно купить маршрутизатор. Если мы в целом сравним стоимость беспроводной сети со стоимостью проводной сети, беспроводная сеть будет сравнительно дешевле. Беспроводная сеть — это единоразовые расходы. В то время как проводная сеть нуждается в постоянном обновлении и мониторинге. Еще одним аспектом, влияющим на стоимость сети, является потребность в техническом персонале. Этот технический персонал в некоторых случаях является бременем для компании, беспроводная сеть не требует сетевого помощника и, таким образом, устраняет затраты на человеческие ресурсы в целом. Мы можем добавить больше станций в беспроводную сеть, так как нет проблем с проводами. Меньше разрушений при отключении электричества и стихийных бедствиях.

Простота переноса беспроводной технологии

Проводные технологии были безопасны и стабильны, но их трудно носить с собой из-за обширной проводной сети.