Wi-Fi стал повсеместным и необходимым для домашних сетей, общедоступного Интернета или IoT. Вот что вы должны знать об этой теме.
Термин Wi-Fi был придуман более двух десятилетий назад, прежде всего, чтобы помочь широкой публике понять локальные беспроводные сети. Сегодня технология Wi-Fi распространена повсеместно, что приводит к экспоненциальному росту интеллектуальных устройств.
Что такое Wi-Fi?
Wi-Fi — это собирательный термин для нескольких технологий, использующих стандарт связи IEEE 802.11 для создания локальных сетей. Продукты с поддержкой Wi-Fi используют радиоволны для передачи. Первоначально технология использовала частоту 2,4 ГГц, но с тех пор была расширена за счет включения частотных диапазонов 5 ГГц, 6 ГГц и 60 ГГц (802.11ad).
Wi-Fi — не единственная технология беспроводной локальной сети, но она самая популярная. Как следует из названия, локальная сеть относительно невелика и охватывает дом, несколько этажей или (в более крупном масштабе) офисное здание. Таким образом, Wi-Fi стоит между технологиями персональных сетей, такими как Bluetooth и беспроводные глобальные сети, например, предоставляемые крупными операторами мобильной связи в виде общегородских сетей 4 и 5G.
Что такое 802.11?
Институт инженеров по электротехнике и электронике поддерживает ряд отраслевых стандартов.
• 802 — это семейство стандартов, регулирующих работу локальных сетей.
• 802.11 — это подсемейство, предназначенное для беспроводных локальных сетей.
Стандарты 802.11 подробно описывают, как устройства должны обмениваться данными по беспроводной сети. Устройства, соответствующие этим стандартам, могут взаимодействовать друг с другом. С момента введения первой версии стандарта 802.11 в конце 1990-х годов было опубликовано множество стандартов. Как ни странно, 802.11b был разработан до 802.11a, из которого затем вышли 802.11g, 802.11n и другие. Однако этот алфавитный суп совсем не удобен для потребителя.
Что означает Wi-Fi?
Когда стали доступны первые устройства, совместимые со стандартом 802.11, крупные производители устройств и сетевые компании, такие как 3Com, Lucent и Nokia, сформировали Альянс совместимости с беспроводным Ethernet (WECA). Чуть позже, после ребрендинга, его переименовали в Wi-Fi Alliance . Цель состояла в том, чтобы обеспечить совместимость всех устройств друг с другом. В 2000 году группа решила создать единый брендинг для совместимости.
На протяжении многих лет велись споры о том, является ли Wi-Fi сокращением от Wireless Fidelity. По словам Фила Белэнджера, одного из основателей Wi-Fi Alliance, который руководил процессом отбора, для брендинга была нанята компания Interbrand. В конечном итоге было принято решение использовать Wi-Fi, потому что номенклатура напоминала систему Hi-Fi. Глубокого смысла нет. По словам Беланджера, некоторые члены WECA какое-то время хотели продвигать лозунг «Стандарт беспроводной точности», но к тому времени решение о Wi-Fi уже было принято.
В апреле 2000 года альянс объявил о выпуске первой линейки сертифицированных продуктов Wi-Fi, начиная с IEEE 802.11b. По мере того, как технология распространялась на миллионы устройств, термин Wi-Fi стал синонимом общей технологии беспроводной локальной сети, а не сертификации совместимости, как предполагалось.
По данным Wi-Fi Alliance, сегодня во всем мире используется более 15 миллиардов продуктов Wi-Fi. На самом деле бренд Wi-Fi настолько тесно связан со стандартами 802.11, что IEEE начал использовать его в своих собственных версиях базовых стандартов. Например, технология, совместимая со стандартом 802.11ax, называется Wi-Fi 6.
Как работает Wi-Fi?
По сути, Wi-Fi работает по тому же принципу, что и радио или телевидение. Через антенну устройства Wi-Fi посылают друг другу радиоволны, но вместо передачи аналоговых аудио- или видеоданных эти волны кодируют цифровые сетевые пакеты, соответствующие интернет-протоколу (точно так же, как те, которые отправляются по проводным соединениям Ethernet).
Способ кодирования и декодирования этой информации различными устройствами чрезвычайно сложен и совершенствовался за последние два десятилетия с использованием таких методов, как формирование луча . Основная цель состоит в том, чтобы передавать данные быстрее и с меньшим потреблением энергии на большие расстояния.
К основным компонентам сети Wi-Fi относятся:
• Маршрутизатор, который управляет трафиком между устройствами в сети.
• Точка беспроводного доступа, обеспечивающая радиосвязь между маршрутизатором и локальными беспроводными устройствами.
• Модем, поддерживающий локальную сеть, подключается к интернету. Это не обязательно для работающей сети Wi-Fi. Однако без модема устройства в сети могут общаться только друг с другом, а не с внешним миром.
Домашние пользователи обычно получают эти три компонента в виде роутера, который они обычно получают от своего интернет-провайдера. Если вы хотите охватить большую площадь, вы можете использовать беспроводные удлинители, которые добавляют эхо к сетевому сигналу, чтобы достичь более дальних частей дома или офиса.
Для более сложных установок, особенно в профессиональных средах, можно развернуть ячеистую сеть , в которой несколько расширителей координируются для обеспечения оптимального покрытия.
Важно то, что одного Wi-Fi недостаточно, чтобы иметь возможность выходить в интернет. Для этого требуется модем, который может быть подключен к Интернету различными способами. Наиболее распространенные методы в настоящее время: кабель или оптоволокно.
Независимо от того, как вы подключаетесь, маршрутизатор играет основную роль посредника между всеми устройствами в вашей локальной сети и Интернетом. Даже если у вас много устройств, все они имеют общий IP-адрес с точки зрения внешнего мира. Задача маршрутизатора — направить весь входящий сетевой трафик на нужное устройство во внутренней сети.
Безопасные соединения Wi-Fi
По мере роста популярности Wi-Fi росла и привлекательность этой технологии для различных злоумышленников. Изначально большинство сетей Wi-Fi были открытыми, данные передавались незащищенными. Это было проблемой, особенно для компаний.
В ответ Wi-Fi Alliance наделил стандарт различными протоколами безопасности, называемыми Wi-Fi Protected Access (WPA). Текущий протокол безопасности Wi-Fi — WPA 3.
С Wi-Fi 7 в будущее
Еще одной причиной успеха технологии является экспоненциальный рост устройств, которые могут устанавливать Wi-Fi, включая бытовую технику, телевизоры, игровые приставки и смарт-часы, и это лишь некоторые из них. Рост Интернета вещей ( IoT ) стал возможен благодаря низкой стоимости, высокой производительности и надежности сетей Wi-Fi.
Спустя более двадцати лет после своего появления Wi-Fi продолжает развиваться: Wi-Fi Alliance в настоящее время работает над Wi-Fi 7 — стандарт ожидается в 2024 году. Благодаря большим каналам, улучшенной квадратичной амплитудной модуляции и работе с несколькими точками доступа новый стандарт обещает радикальное увеличение скорости передачи данных и пропускной способности.
Теоретическая максимальная скорость Wi-Fi 7 составляет ошеломляющие 46 Гбит/с, но даже реальная скорость 6 Гбит/с будет выше, чем у Gigabit Ethernet. Wi-Fi уже заменил проводную сеть в большинстве повседневных задач, и при таких скоростях он может полностью вытеснить Ethernet в будущем, даже для целей с большим трафиком, таких как подключение к облачным сервисам .
