Походження уже звичного абревіатури Wi-Fi в деяких джерелах спочатку велося від англійської фрази Wireless Fidelity, яку можна перевести - «висока точність безпровідної передачі даних». У ній полягає якась гра слів для залучення споживачів співзвучністю з іншим відомим скороченням Hi-Fi (High Fidelity - висока точність). На сьогоднішній день від такого формулювання відмовилися і термін «Wi-Fi» не має офіційної розшифровки. Скорочення Wi-Fi використовується для позначення торгової марки Wi-Fi Alliance і позначає технологію бездротових мереж, побудованих з використанням стандарту IEEE 802.11. Під цим позначенням розвивається цілий набір стандартів передачі цифрових даних по каналах радіозв'язку. Для відповідності стандарту IEEE 802.11 обладнання повинно бути протестовано в Wi-Fi Alliance з подальшим отриманням відповідного сертифіката і права використання логотипу Wi-Fi.
Принцип дії Wi-Fi
Принцип роботи бездротової мережі побудований на використанні радіохвиль, а сам обмін даними багато в чому нагадує переговори з використанням радіозв'язку:
- Адаптер бездротового зв'язку трансформує інформацію в радіосигнал і передає його в ефір через антену.
- Бездротовий маршрутизатор приймає і робить зворотне перетворення сигналу. Далі інформація направляється в мережу Інтернет по кабелю.
- Схожим чином здійснюється і прийом інформації. Після отримання інформації з Інтернету маршрутизатор перетворює її в радіосигнал і відправляє через антену на адаптер бездротового зв'язку пристрою.
Застосовувані в мережах Wi-Fi приймачі і передавачі нагадують пристрої, що використовуються в стільникових телефонах і дуплексних портативних радіостанціях. Вони передають і приймають радіохвилі, а також перетворюють цифровий сигнал в радіохвилі і навпаки. Відмінність пристроїв Wi-Fi від аналогічних пристроїв полягає в тому, що вони використовують частоти 2,4 ГГц або 5 ГГц, які істотно вище, що створює враження більшого числа даних.
У мережах Wi-Fi використовуються кілька модифікацій стандарту 802.11:
- Стандарт 802.11a передбачає передачу даних на частоті 5 ГГц зі швидкістю до 54 Мбіт / сек. Використовується мультиплексування з ортогональним поділом частот (orthogonal frequency-division multiplexing OFDM) і більш ефективний алгоритм кодування, що передбачає розбиття вихідного сигналу на кілька подсігналов на стороні передавача, що зменшує вплив перешкод.
- Стандарт 802.11b - найповільніший, але має найменшу вартість, завдяки якій він набув широкого поширення на деякий час. Зараз, у міру здешевлення, йому на зміну приходять стандарти з більш високою швидкістю. 802.11b використовує частотний діапазон 2,4 ГГц, а швидкість передачі даних становить не більше 11 Мбіт / сек при використанні маніпуляції з доповнюючим кодом CCK (complementary code keying).
- Стандарт 802.11g працює в діапазоні 2,4 ГГц і забезпечує значно більшу швидкість передачі інформації - до 54 мегабіт в секунду. У зв'язку з перевантаженнями мережі реальна швидкість, як правило, не перевищує 24 мегабіт в секунду. Збільшення швидкості стало можливим завдяки використанню такого ж принципу кодування OFDM, який використовується в 802.11a.
- Найбільшого поширення набув стандарт 802.11n, в якому істотно збільшена швидкість обміну інформацією (140 мегабіт в секунду) і розширено частотний діапазон. Стандарт був затверджений Інститутом інженерів з електротехніки та електроніки IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) відносно недавно - 11 вересень 2009 року.
Інші стандарти сімейства 802.11 розроблені для спеціалізованих сфер застосування бездротових мереж. Зокрема, для використання в регіональних мережах WAN (wide area network), а також внутрішніх мережах транспортних засобів або технологіях, що забезпечують перемикання з однієї бездротової мережі в іншу.
Приймач мереж Wi-Fi розраховані на роботу в одному з трьох частотних діапазонів, причому можливо швидке переключення з одного діапазону в інший. За рахунок застосування такого способу вдається знизити вплив перешкод і одночасно використовувати бездротовий зв'язок декількома пристроями. Так як всі такі пристрої обладнані адаптерами бездротового зв'язку, для зв'язку з мережею Інтернет кількох пристроїв може використовуватися один маршрутизатор. Така організація зв'язку дуже зручна, практично невидима і досить надійна, проте при виході з ладу маршрутизатора або при одночасній спробі великої кількості користувачів мережі скористатися широкосмуговим зв'язком можливе виникнення взаємних перешкод або навіть несподіваний розрив зв'язку.
Традиційна схема мережі з технологією Wi-Fi містить як мінімум одну точку доступу і одного клієнта. Можлива комутація двох абонентів в режимі точка-точка (Ad-hoc). При цьому точка доступу відсутній, а клієнти з'єднуються безпосередньо через мережеві адаптери. Для передачі свого ідентифікаційного номера в мережі SSID кожні 100 мс точка доступу посилає спеціальні сигнальні пакети на швидкості передачі даних 0,1 Мбіт / сек, яка є мінімальною для мереж Wi-Fi. Дізнавшись SSID, клієнт визначає можливість підключення до даного пункту доступу. Якщо приймач виявляється в зоні дії 2-х точок доступу з однаковим SSID, він має право вибрати одну з них за рівнем сигналу. Технологія Wi-Fi надає клієнту свободу при визначенні критеріїв для з'єднання.
Переваги Wi-Fi
Технологія бездротової передачі даних має певні переваги:
- Можливість розгортання мережі без використання кабелю, що зменшує вартість організації та / або подальшого розширення мережі. Це особливо важливо в місцях, де відсутня можливість прокладки кабель.
- Надання доступу до мережі мобільних пристроїв.
- Широке поширення на ринку Wi-Fi-пристроїв, а також їх гарантована сумісність завдяки обов'язковій сертифікації обладнання Wi-Fi Alliance.
- Мобільність клієнтів і можливість користування Інтернетом в будь-якій обстановці.
- Можливість підключення до мережі в зоні дії Wi-Fi декількох користувачів з різних пристроїв - телефонів, комп'ютерів, ноутбуків і т.п.
- Низький рівень випромінювання Wi-Fi-пристроями в момент передачі даних (в 10 разів менше, ніж у мобільного телефону).
Недоліки Wi-Fi
Серед недоліків технології слід відзначити:
- Частотний діапазон 2.4 GHz використовують багато інших пристроїв, що підтримують Bluetooth , А також мікрохвильові печі, що може створювати певні перешкоди.
- Виробники обладнання вказують швидкість на L1, однак реальна швидкість передачі на L2 в мережі Wi-Fi залежить від наявності фізичних перешкод між пристроями, наявності перешкод від інших електронних пристроїв, взаємного розташування пристроїв і завжди нижче заявленої, що створює враження завищення швидкості виробником.
- У різних країнах частотні діапазони і експлуатаційні обмеження відрізняються. Так, в деяких європейських країнах дозволено використання двох додаткових каналів, в той час, як в США вони заборонені. В Японії використовується ще один канал у верхньому сегменті діапазону. У деяких країнах (наприклад, Росії, Білорусії, Італії) обов'язковою є реєстрація всіх зовнішніх мереж Wi-Fi або реєстрація Wi-Fi-оператора.
- У Росії також підлягають обов'язковій реєстрації точки бездротового доступу і адаптери Wi-Fi з потужністю випромінювання, що перевищує 100 мВт.
- Навіть при правильній конфігурації алгоритм шифрування WEP може бути відносно легко зламаний. Тому нові пристрої сумісні з більш досконалим протоколом шифрування даних WPA і WPA2, чому сприяло прийняття в червні 2004 року стандарту IEEE 802.11i (WPA2). Обидва протоколу вимагають більш стійкий пароль. У багатьох організаціях для захисту від вторгнення використовується додаткове шифрування (наприклад, VPN).
- У режимі ad-hoc доступна лише швидкість 11 Мбіт / сек (802.11b) і легко зламував алгоритм шифрування WEP.
Автор: MC,
10.03.2013 р
