При помощи чего передаются сигнал в wi fi

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:

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.

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:

Исходя из способа контроля радиоканалов, точки доступа распределены на:

По способу защиты точки доступа группируются на:

На этом разобрались, как работает Wi-Fi на уровне обывателя. Осталось определить плюсы и минусы технологии.

Достоинства и недостатки

Положительные стороны технологии:

Минусы беспроводных Wi-Fi сетей:

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!

Источник

Разбираемся, как работает Wi-Fi, почему не нужен мощный роутер и что реально влияет на работу сети

реклама

Примечание: сразу уточню – речь идет о типичном «домашнем» применении Wi-Fi роутеров или точек доступа, а не о специализированных решениях, требующих дальней связи и т.п.

Сила есть – ума не надо?

Темная сторона силы

реклама

Итак, пусть изначально у нас есть некий стандартный роутер/точка доступа с официально разрешенными для нашей страны параметрами по мощности сигнала, который работает «в полную силу», то есть на мощности передатчика 100%. Напоминаю, это 23 дБм / 200 мВт в диапазоне 5ГГц или 20 дБм / 100 мВт в диапазоне 2,4 ГГц.

Примечание: единица измерения мощности беспроводного сигнала измеряется в дБм или мВт.

В то же время беспроводной клиент, который обычно представляет собой мобильное устройство, имеет задачу не только подключиться к сети, но и подольше проработать от батареи. Поэтому клиент не «выбрасывает» напрасно энергию в эфир. Мощность передатчика клиентов обычно находится на уровне 11-17 дБм (12.5-50 мВт). То есть, эта мощность в от 8 до 2 раз меньше, чем мощность сигнала роутера, если говорить об устройствах в 2,4 ГГц диапазоне.

реклама

В целом для роутера и клиента можно руководствоваться простым правилом: при прочих равных условиях, сигнал теряет 6 дБ мощности (т.е. в 4 раза) при увеличении расстояния от передатчик в 2 раза.

Однако, как было сказано выше, мощность сигнала роутера/ТД обычно в 2-8 раз выше, чем на клиентах. И с отдалением от роутера/ТД неизбежно возникнет ситуация, когда клиент будет слышать сигнал роутера хорошо, а вот роутер будет слышать более слабый сигнал клиента на «грани» возможностей или не слышать вообще (так как уровень сигнала клиента будет опускаться за порог слышимости CCA Threshold). И возникнет странная ситуация, когда сигнал Wi-Fi от роутера на клиентском устройстве вроде бы ловится, но связи нет или она постоянно «отваливается».

реклама

То есть, в каналах беспроводной связи уже при типичных стандартных параметрах работы роутеров/ТД возникает существенная проблема со связью, вызванная асимметрией мощностей Wi-Fi излучателей. И если дополнительно поднять мощность сигнала на одной стороне (роутере/ТД), то проблема только усугубится. Перемещаясь с мобильными клиентами, вы все более часто будете сталкиваться с ситуацией, когда Wi-Fi роутер «теряет» устройства, и именно потому, что у него существенно более сильный сигнал. Клиент «услышит» роутер/ТД, а роутер клиента – нет. Вот почему серьезные производители оборудования не рекомендуют использовать Wi-Fi роутеры и точки доступа на максимальной мощности. Привожу в доказательство фрагмент презентации Cisco (с полной презентацией можно ознакомится здесь).

Даже наоборот, для устранения асимметрии и получения стабильной связи рекомендуется понизить мощность Wi-Fi передатчика в роутере/ТД.

Но если не мощность сигнала, то что же тогда определяет скорость и надежность Wi-Fi соединения?

Скорость подключения, которая ни о чем не говорит.

Скорость подключения по Wi-Fi определяют три параметра: тип модуляции, количество потоков (зависит от количества антенн) и ширина радиоканала.

Но «теоретическая» скорость подключения на основе вышеуказанных параметров имеет мало общего с реальной скоростью работы беспроводной сети. Что же оказывает влияние на эту скорость?

Интерференция и шум

Причиной коллизий из-за интерференции в Wi-Fi сетях являются беспроводные устройства, работающие на том же или близком канале. Это вполне могут быть соседские Wi-Fi устройства, а не ваши, и повлиять на их работу вы не сможете.

Примечание: в частности, поэтому рекомендуется использовать непересекающиеся каналы для соседних Wi-Fi роутеров; непересекающиеся каналы помогают избегать интерференции (хотя полностью проблему, конечно, не решают – проблемы растут по мере удаления от передатчиков).

Итак, интерференция – это помеха, вызываемая радиоволнами соседних Wi-Fi устройств.

Источником шума в беспроводных сетях являются не Wi-Fi устройства, использующие для работы тот же радиочастотный диапазон, что и Wi-Fi оборудование. Это различные Bluetooth устройства, 2,4ГГц и 5 ГГц ресиверы, радиотелефоны, микроволновые печи и другое оборудование.

Примечание: впрочем, поврежденные пакеты Wi-Fi и сигналы от устройств за пределами порога CCA Threshold тоже считаются шумами. Сигналы от Wi-Fi устройств, работающих отдаленно от роутера на том же канале, не считаются интерференцией, поскольку сигналы таких устройств не могут быть демодулированы.

Как уменьшить интерференцию и шум в Wi-Fi сети? Для домашнего пользователя я вижу только два варианта действий: перейти на другой канал и провести деагрегацию каналов. Так как объединение каналов уже само по себе ухудшает SNR: каждый дополнительный 20 MГЦ канал отнимает примерно 3dB у показателя SNR.

Примечание: уменьшение ширины канала в 10 раз увеличивает соотношение сигнал-шум в те же 10 раз. Вот почему в стандарте 802.11ax реализована идея разделения канала на дополнительные поднесущие. Сужение канала повышает соотношение сигнал/шум, что и дало возможность использовать прогрессивную кодировку 1024 QAM.

Но решающее влияние на быстродействие вашей сети будет оказывать не соотношение сигнал/шум, не интерференция как таковая, не мощность беспроводного сигнала, и уж тем более не количество беспроводных сетей вокруг, как ошибочно думают многие. Быстродействие вашей беспроводной сети будет в значительной степени определяться утилизацией канала. Ну, если вы живете не в тайге среди медведей, конечно. Там Wi-Fi каналы утлилизировать будет некому, кроме вас.

Проблемы утилизации

Примечание: утилизация важна потому, что в Wi-Fi сетях доступ эфирному диапазону реализован по протоколу CSMA/CA (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий), согласно которому беспроводные устройства периодически «слушают» свою частоту на канале, и если она занята, передача данных откладывается, а затем через некоторое время устройство снова делает попытку прослушивания частоты.

Отметим, что утилизация канала никак не влияет на отображаемую в системе скорость беспроводного подключения, но в то же время имеет огромное влияние на реальную практическую производительность беспроводной сети.

Живой пример: стоит одному из беспроводных пользователей поставить на закачку какой-нибудь крупный файл (не говоря уже о торрентах), не выставив разумных ограничений на темп загрузки, как скорость работы всех остальных пользователей на используемом таким юзером Wi-Fi канале существенно упадет, именно из-за утилизации канала. Причем неважно, подключены пользователи к этой же сети, или же к ближайшим сетям использующим тот же Wi-Fi канал. Более того, эффект негативно скажется и на соседних Wi-Fi каналах тоже.

Какой уровень утилизации канала может быть приемлем? Компания Cisco полагает что при утилизации канала более 80%, «ловить» в сети уже нечего. Нет, сеть, конечно, будет работать и при такой утилизации. Но о работе в чем-то близком к реалтайму речь уже не идет.

Примечание: для устранения конфликтов с соседними сетями Wi-Fi сейчас введен идентификатор BSS Color (Base Service Station), который помечает каждый пакет, что позволяет роутерам и клиентам определить, какие пакеты передаются от соседних сетей, и просто игнорировать их. Это снижает интерференцию от соседних беспроводных сетей и ускоряет передачу данных, но эта возможность доступна только в новейшем стандарте 802.11ах.

Итог

Как видим, использование роутера с большой мощностью Wi-Fi сигнала вовсе не означает, что ваша сеть будет работать лучше, станет надежнее или «дальнобойнее». Скорее наоборот. Чем более мощный Wi-Fi роутер/ТД и чем больше радиус его покрытия – тем больше интерференции и шумов такое устройство наловит, тем больше будет утилизация беспроводных каналов и меньше – производительность сети. Да еще и соседям такой гаджет будет создавать лишние помехи. Как-то так.

Ну а если вам есть что прибавить к вышесказанному – прошу в комментарии.

Источник

Что такое вай фай (Wi-Fi)? Технология, фото и применение

Wi-Fi (вай-фай) – это самая популярная, доступная и востребованная технология передачи данных в беспроводных компьютерных сетях. При наличии подключения к интернету технология Wi-Fi позволяет распределить интернет-трафик между максимально возможным числом пользователей и/или устройств. В нашей статье мы рассмотрим самые частые вопросы о вай-фай, интернете и беспроводной связи.

WiFi в нашем окружении

Для чего нужен вайфай

Начнем с определения. Wi-Fi – это технология беспроводной передачи данных в рамках локальной сети, осуществляемой устройствами на основе стандарта IEEE 802.11. В текущем современном мире технология передачи данных окутывает всё большее число устройств: ТВ, телефон, пылесос, холодильник и даже чайник может уже использовать технологию Wi-Fi.

История

Wi-Fi – это беспроводные сети, по которым передаются данные в сети интернет. Предшественником вай-фая действительно является радио, а ближайшим современником – технология Bluetooth. Как в отсутствие радиосигнала невозможно передать звук, так и в отсутствие интернета не будет работать ни одна беспроводная сеть.

Впервые такие сети начали работать в 1990-х. Сегодня они охватывают весь мир.

Происхождение слова

Аббревиатура Wi-fi расшифровывается на английском как wireless fidelity – буквально, «беспроводная точность». Подразумевается, что благодаря этой технологии данные в целости и сохранности, соблюдая приватный характер, передаются от отправителя к получателю.

Произношение

Аббревиатура произносится на русском как «вай фай». Пользователи интернета обычно имеют хорошее чувство юмора, поэтому иногда можно услышать и fi wi (фай вай) или «вай вах» как ошибочное название.

«Есть вайфай» – что это значит

Выражение «есть вайфай» обозначает, что на какой-то территории (от квартиры до чистого поля) существует беспроводная сеть, к которой теоретически можно подключиться. Правда, для этого она должна быть открытой, то есть не защищенной паролем.

Вред излучения правда или миф

Поскольку Wi-Fi работает по тому же принципу, что и все другие волны, существует мнение, что излучение от беспроводной сети вредно для здоровья. В реальности это излучение не вреднее волн, исходящих от мобильных телефонов, с которыми мы сегодня не расстаемся. Между тем, если разобраться, как именно работает вай фай, то и эти волны перестанут вызывать страх у пользователей.

Как устроен и как работает Wi-Fi

Основные функции и характеристики вай фай

Вкратце, у этой технологии два применения:

Принцип работы Wi-Fi, как уже говорилось, повторяет передачу радиоволн. В нашем случае речь идет о передаче зашифрованного сигнала через СВЧ (сверхвысокочастотные) волны на короткие расстояния (до нескольких десятков метров). Нужно понимать, что, хотя беспроводные сети охватывают весь земной шар, передача данных из Москвы в Нью-Йорк будет идти по разным сетям, а не одной.

Важной характеристикой беспроводных сетей являются их стандарты. Сегодня широко распространен стандарт IEEE 802.11n. Стандарт 11n появился в 2009 году. Он рассчитан на два диапазона, о которых пойдет речь ниже, а также поддерживает технологию MIMO, которая повышает скорость и пропускную способность вай фай. Этот стандарт соответствует поколению Wi-Fi 4.

Представление сигнала

Поскольку технология Wi-Fi разработана для предоставления сигнала интернета, рассмотрим технические характеристики сетей поколения Wi-Fi 4.

Диапазоно и каналы работы Wi-Fi

Диапазон 2.4 ГГц

В этот диапазон входят 13 частот, от 2401 МГц до 2461 МГц, и сравнивать его можно с диапазоном 5 ГГц, на котором работают сети поколения Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6. Диапазон 2.4 Ггц:

Диапазон 5 ГГц

Указанный диапазон используется сетями Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6. Его отличают:

Ширина канала Wi-Fi

Говоря о вайфай, часто обсуждают ширину канала. Для Wi-Fi 4 стандартная ширина составляет 20 МГц, но может доходить и до 40 МГц. Простое определение гласит, что ширина – это пропускная способность канала, поэтому логично предположить, что при 40 МГц интернет будет «летать». Однако это верно, только если у нас нет соседей, поскольку при ширине в 20 МГц имеются три независимых канала, благодаря которым можно «развести» различные подключенные устройства. При ширине 40 МГц это невозможно, а значит, будут помехи, которые отрицательно повлияют на итоговую скорость.

Радиус действия

Как и с шириной, радиус действия сети зависит от ее стандарта. Для IEEE 802.11n, при максимальной скорости 600 Мбит/с, максимальный радиус действия в помещении составляет 70 м, а на открытой местности – 250 м.

Как подключить устройство к Wi-Fi

Теперь давайте разберемся, как подключить к беспроводной сети различные устройства.

Как подключить беспроводной интернет на компьютере и ноутбуке

Для подключения к Wi-Fi сети с компьютера или ноутбука понадобится роутер. Ноутбуки обычно оснащены встроенной сетевой картой, а вот компьютеру нужно либо обновлять сетевую плату (дорого), либо купить Wi-Fi адаптер.

Порядок подключения:

Можно отметить такую сеть галочкой и подключаться в дальнейшем по умолчанию.

Как им пользоваться на смартфоне

Для того чтобы подключиться к Wi-Fi на смартфоне, необходимо:

Если вы еще ни разу не подключались к такой сети:

Обязательно отметьте возможность подключаться по умолчанию, если вы планируете и дальше пользоваться этой сетью.

От чего зависит скорость

Скорость соединения зависит от ряда факторов, как со стороны провайдера и пользователя, так и со стороны самой технологии. Перечислим некоторые из них.

Со стороны провайдера:

Со стороны пользователя:

Если новейшие гаджеты поддерживают «старые» конфигурации сети, то вот старое, хоть и работающее, устройство может и не «подружиться» с продвинутой сетью.

Со стороны беспроводного интернета:

Преимущества и недостатки Wi-Fi

Как и любая технология, вайфай имеет плюсы и минусы.

Плюсы:

Минусы:

Как настроить сеть вай фай в доме

Роутер, или маршрутизатор – главный способ настроить сеть вай фай у вас дома. Ниже рассмотрим все аспекты выбора роутера и задачи, которые он будет выполнять.

Подключение роутера

Для начала сам роутер необходимо подключить к сети интернет. Это делается при помощи специальных кабелей, которые могут подсоединить роутер не только к компьютеру или ноутбуку, но игровой консоли или ТВ-приставке.

Как зайти в роутер

Зайдя в роутер, можно сменить пароль, название сети, настроить роутер или изменить его настройки. Для этого требуется открыть в браузере компьютера или телефона специальный цифровой IP-адрес и ввести указанные на задней панели роутера логин и пароль. Зачастую это адреса 192.168.1.1, или 192.168.0.1 и совпадающие логин и пароль admin.

Логин и пароль роутера – это не данные для подключения к сети Wi-Fi!

Настройка Wi-Fi при первом включении

При первом подключении Wi-Fi необходимо:

Можно оставить название сети «MGTS_GPON_5752», можно переименовать в «Home», а можно придумать и свой, экзотичный, вариант.

В дальнейшем именно к этой сети будет подключен роутер и все другие устройства.

Индикаторы роутера полезнейшая информация для настройки и использования

На роутере есть несколько индикаторов, которые передают ценную информацию о состоянии устройства и подключения:

Обобщая, можно сказать, что, если функция работает, то индикатор или горит зеленым светом, или мигает. Если функция не работает, индикатор не мигает, либо, как в случае с WAN, горит оранжевым светом.

Основные настройки сети Wi-Fi

К основным настройкам беспроводной сети относятся:

Алгоритмы защиты сети Wi-Fi

Для защиты сети Wi-Fi от взлома выделяют три основных алгоритма:

Большинство пользователей выбирают первый вариант. Однако стоит заметить, что такие предосторожности не всегда целесообразны и могут создать дополнительные сложности при эксплуатации Wi-Fi сети. Подробнее о защите беспроводных сетей можно прочитать здесь.

Как выбрать роутер для Wi-Fi критерии и параметры

Напоследок давайте рассмотрим, как выбрать роутер для раздачи Wi-Fi, и на что обратить особое внимание.

Что такое Wi-Fi роутер и для чего он нужен

Подытоживая уже сказанное, Wi-Fi роутер нужен:

Разновидности роутеров

Современные роутеры делятся на разные группы по параметрам и функциям:

Цена домашнего роутера

В зависимости от комплектации и функционала цена роутера начинается от 1000 рублей (иногда ниже) и доходит до нескольких десятков тысяч. Однако для домашнего использования средняя цена колеблется от 2500 до 6000 рублей, даже если пользователи предпочитают сетевые игры.

Роутер Huawei WS5200

Сколько нужно антенн

Обычно у роутера антенны либо встроенные, либо внешние. В зависимости от модели и функционала их может быть одна или четыре. Вид и число антенн улучшает качество беспроводного подключения, но никак не влияет на стандарт Wi-Fi или количество интернет-трафика согласно тарифному плану.

Главное отличие роутеров с точки зрения вида антенн в следующем:

Роутеры по типу подключения

По типу подключения роутеры делятся на проводные и беспроводные.

Роутеры по типам портов и разъемов

По типам портов и разъемов роутеры делятся на 5 типов:

ADSL-роутеры: принимают сигнал по телефонному кабелю. Имеют крайне низкую по современным параметрам скорость приема и передачи данных.

Ethernet-роутеры: имеют порт WAN и различаются по протоколу IEEE. Самый распространенный сегодня тип.

3G/4G роутеры: используют пакетную передачу данных. Качество работы зависит от покрытия, которое предоставляет оператор.

Роутеры с подключением к оптическим сетям PON: в качестве WAN-порта здесь используется оптический пигтейл SC. Их главный недостаток – недостаточная защита от перехвата данных.

Универсальные роутеры: соединяют несколько технологий, обычно ADSL + Ethernet, либо Ethernet + 3G. Также оснащены дополнительными портами и встроенными модулями связи.

Выбор стандарта сети Wi-Fi

Сегодня большинство роутеров рассчитаны на работу со стандартами Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6. При выборе модели роутера следует помнить, что стандарты имеют обратную совместимость. Иначе говоря, роутер с характеристикой более нового стандарта (5 или 6) будет раздавать стандарт Wi-Fi 4, а вот роутер Wi-Fi 4 может и не настроиться на новейший стандарт.

Посмотреть видео, что такое Wi-Fi и как он работает

И напоследок – видео для чайников для пущей наглядности. Теперь вы точно запомните, что такое Wi-Fi и как он работает.

Источник