Что такое вай фай / wi-fi ? простыми словами!

Плюсы и минусы

Однозначно ответить, что лучше – кабельный интернет или Вайфай – нельзя, так как много зависит от устройств и требований пользователя.

У Wi-Fi выделяют такие преимущества:

• Для использования не нужно прокладывать кабель;
• Можно подключать мобильные устройства к домашнему интернету;
• Повышается уровень мобильности, так как вы больше ограничены длинной интернет-кабеля и можете выходить в интернет из любой точки, входящей в зону покрытия;
• В пределах зоны покрытия интернетом могут пользоваться сразу несколько пользователей;
• Все сетевое оборудование, прошедшее сертификацию у Wi-Fi Alliance, полностью совместимо друг с другом;
• Зона покрытия Wi-Fi сигнала может быть расширена при необходимости.

Из недостатков Wi-Fi выделяют:

• Большинство роутеров работает только с частотой 2,4 GHz. В этой же частоте работаю мобильные телефоны, Bluetooth, микроволновые печи и другие роутеры. Устройства могут перекрывать сигнал друг друга, создавая помехи. Современные роутеры поддерживают другие частоты, позволяя минимизировать этот недостаток.
• Реальная скорость практически всегда ниже скорости, указанной производителем и скорости при подключении через кабель. Это связано с тем, что на скорость беспроводной сети виляет множество факторов.
• К Wi-Fi, даже если он защищен паролем, легко подключиться. Хорошо, если кто-то просто будет пользоваться вашей точкой доступа бесплатно, но иногда хакеры могут взламывать Wi-Fi сети для своих нужд. Обычно это случается с общественными сетями, а не частными.
• В некоторых странах законодательно могут накладываться ограничения на точки беспроводного доступа. Например, в России Wi-Fi, работающий вне помещения, требуется обязательно регистрировать.

Точка доступа и роутер

Сначала рассмотрим определения каждого из этих устройств.

Роутер (маршрутизатор) — специальное сетевое устройство, имеющее несколько интерфейсов. Он позволяется обмениваться данными между разными устройствами в сети. Маршрутизатор способен раздавать вай фай для всех устройств, находящихся поблизости.

Что общего имеют маршрутизатор и точка доступа? Ответ довольно простой. Большая часть современных роутеров имеет функцию создания новой беспроводной сети. Точки доступа действуют по похожей системе. Это позволяет пользоваться wi-fi всем домашним устройствам.

Но точка доступа обладает дополнительными функциями. Она позволяет создать вай фай соединения на основе уже имеющегося. Это нужно в тех случаях, когда маршрутизатор не может раздавать интернет на нужном расстоянии самостоятельно. Также с помощью нее можно сократить нагрузку на роутер. Применений можно найти большое множество.

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.

Написание

Кроме того, если вы действительно обнаружите недостаток, первые несколько букв будут заглавными, а пара букв «i» — строчными. То есть написание типа «WI-FI» в корне неверно. Дело в том, что буквы уходят корнями в словосочетание «Wireless Fidelity», которое дословно можно перевести как «Wireless Fidelity».

Для сокращения были придуманы эти 4 буквы. Поскольку используются ровно два слова, а не 4, прописные буквы используются только для ведущих символов. В общем, стандарт беспроводной связи был изобретен Wi-Fi Alliance. Также неправильно писать это имя по-русски:

• Вай фай;
• Вай фай.
• Вай фай;

Однако это не наше слово и должно быть написано строго по-английски. Еще одна ошибка — писать как «WiFi», т.е вместе. Обязательно по центру ставить прочерк. Если вы напишете заголовок в документации, было бы серьезной ошибкой также вставлять пробелы до и после дефиса. Пробелов быть не должно. Также неправильно писать все буквы с маленького.

Стандарты сетей

Институтом инженеров электротехники и электроники, или IEEE, на сегодняшний момент разработаны следующие стандарты Wi-Fi сетей:

• IEEE 802.11 – основной стандарт с низкой скоростью передачи данных;
• IEEE 802.11b позволяет возможной передачу информации на частоте 2.4 GHz со скоростью 11 Мбит/сек;
• IEEE 802.11a – стандарт, работающий в частотном спектре 5 GHz с макс. скоростью 54 Мбит/сек;
• IEEE 802.11g аналогичен предыдущему стандарту, но совместим с IEEE 802.11b и использует частотный диапазон 2.4 GHz;
• IEEE 802.11n – наилучший для коммерческого использования стандарт, работающий в спектрах 20 MHz и 40 MHz и поддерживающий до 4-х передатчиков (максимальная скорость – 600 Мбит/сек, по одной антенне – 150 Мбит/сек);
• IEEE 802.11ac – новейший стандарт, который работает на частотах 2.4 GHz и 5 GHz, обеспечивая максимально возможную скорость передачи информации на сегодня.

Это основные стандарты, помимо которых имеются и другие, дополнительные (от d до w). Каждый из них служит своей цели. Например, 802.11s используется для реализации полносвязных сетей (Wireless Mesh), а 802.11n – для реализации локальных беспроводных сетей (WLAN).

Как выбрать подходящий канал

После сканирования сети, уже имеем некоторое представление о загруженности сети. И стоит внимательно оценить полученные результаты

Беспроводные сети созданные точкой доступа с мощностью ниже -85dBm, можно опустить, большая часть находится достаточно далеко для того что бы использовать эти каналы повторно, с мощностью  от -50dBm до -40dBm бороться практически бесполезно, остается отступить от них и выбрать промежуток доступный для использования, на данном примере это 7,8,9 каналы, так же можно рассмотреть 10 и 11 каналы.

Какой выбрать подходящий канал для диапазона 2.4 ГГц

• Не стоит выбирать канал мощность которого самая высокая, за исключением если там меньше всего точек доступа
• Номер канала должен отличается на 5, например самый занятый 1 канал, значит вы должны выбрать минимум 6 канал или выше
• Лучшие каналы для 2.4ГГц – это /1,6,11/, в режиме авто роутеры выбирают именно эти каналы. Так же стоит рассмотреть и другие наборы /2,7/, /3,8/, /4,9/, /5,10/
• 12,13 и 14 каналов стоит избегать, некоторые устройства могут с ними не работать, так же выше 11 канала не доступна ширина 40 МГц
• Если вся сеть «занята», стоит выбрать канал где наименьшая мощность, либо наименьшее число точек доступа

Какой выбрать подходящий канал для диапазона 5 ГГц

• Не стоит выбирать канал мощность которого самая высокая, за исключением если там меньше всего точек доступа
• Лучшие каналы для 5 ГГц
  • с шириной 20Мгц любой доступный канал
  • с шириной 40Мгц без DFS 36, 40, 44, 48, 149, 153, 157
  • с шириной 40Мгц c DFS 52, 56, 60
  • с шириной 40Мгц с DFS и RADAR 104, 108, 112, 116, 132, 136
  • с шириной 80Мгц без DFS 40, 44, 48, 149, 157
  • с шириной 80Мгц c DFS 52, 56
  • с шириной 80Мгц c DFS и RADAR 108, 112, 116
  • с шириной 160Мгц без DFS 44 и 48
  • с шириной 160Мгц с DFS 52, 56
  • с шириной 160Мгц с DFS и RADAR 108, 112, 116
• Если вся сеть «занята», стоит выбрать канал где наименьшая мощность, либо наименьшее число точек доступа
• На территории России каналы 100-128 запрещены, несмотря на это многие устройства могут их использовать, но некоторые производители не будут использовать эти каналы для подключения

­

Wi-Fi

Стандарт беспроводной передачи данных Wi-Fi был создан специально для объединения нескольких компьютеров в единую локальную сеть. Обычные проводные сети требуют прокладки множества кабелей через стены, потолки и перегородки внутри помещений. Также имеются определенные ограничения на расположение устройств в пространстве. Беспроводные сети Wi-Fi лишены этих недостатков: можно добавлять компьютеры и прочие беспроводные устройства с минимальными физическими, временными и материальными затратами. Для передачи информации беспроводные устройства Wi-Fi используют радиоволны из спектра частот, определенных стандартом IEEE 802.11. Существует четыре разновидности стандарта Wi-Fi (табл. 4). 802.11n поддерживает работу сразу в двух частотных диапазонах одновременно на четыре антенны. Суммарная скорость передачи данных при этом достигается 150–600 Мбит/с.

Плюсы и минусы

Сформулируем некоторые ключевые особенности стандарта Wi-Fi. К его достоинствам относятся:

• высокая скорость передачи данных;
• компактность;
• большое разнообразие модулей под разные задачи;
• высокий уровень стандартизации и совместимость между устройствами Wi-Fi разных производителей;
• защита передаваемых данных.

Основные недостатки таковы:

• большое энергопотребление и невозможность работы в течение длительного времени от автономных источников питания;
• относительно высокая стоимость (по сравнению с Bluetooth и ZigBee).

Области применения

Характерные особенности стандарта Wi-Fi диктуют основные области его применения. Это:

• Автомобильная электроника. Модули Wi-Fi могут применяться в системах мониторинга автотранспорта и в бортовых автомобильных системах, поскольку тут практически отсутствуют ограничения по потреблению энергии.
• Системы удаленного управления и телеметрии. Модули Wi-Fi могут применяться наряду с модулями технологий Bluetooth, ZigBee, Short Range RF 434/868 МГц. Главные преимущества — высокая скорость передачи данных и высокий уровень стандартизации.
• Компьютерная и офисная техника. Построение компьютерных сетей для обмена большими потоками данных с высоким уровнем безопасности.

Все перечисленные применения в одинаковой мере актуальны для России и других стран с достаточным уровнем технического оснащения.

Устройства Wi-Fi

Одним из наиболее популярных в России производителей модулей Wi-Fi является тайваньская компания WIZnet. В линейке ее продукции присутствует четыре их основных разновидности (табл. 5). Модуль WIZ610wi  был одной из первых разработок компании. В нем имеется богатый функционал, предоставляемый встроенным стеком Wi-Fi высокого уровня с поддержкой командного интерфейса. Но модуль имел некоторые технические проблемы: очень высокое энергопотребление, сильный нагрев во время работы и большое время загрузки после включения питания. Большинство этих проблем было устранено в модуле WIZ620wi , который, по сути, представляет собой улучшенную и усовершенствованную версию модуля WIZ610wi. Кроме того, WIZ620wi стал поддерживать Wi-Fi 802.11n (2,4 ГГц), на что не был способен его предшественник.

Модуль WizFi210  — самый новый и самый перспективный в линейке. Функционал его ограничен только поддержкой режима работы Serial–Wi-Fi, благодаря чему удалось значительно снизить энергопотребление устройства. Добавлены режимы пониженного энергопотребления (в режиме Standby всего 5 мкА). По этим показателям модуль приближается к некоторым разновидностям модулей Bluetooth и даже ZigBee. Это еще один пример попытки нескольких беспроводных стандартов Short Range RF вступить в конкуренцию.

Модуль WizFi220 — полный аналог модуля WizFi210, но с увеличенной выходной мощностью. Дальность связи может достигать нескольких сотен метров, что позволит ему в ряде случаев конкурировать с модулями, поддерживающими радиосвязь в частотных диапазонах 434/868 МГц и с Bluetooth-модулем WT41 компании Bluegiga (табл. 3).

Радиус действия

Средний радиус действия Wi-Fi покрытия зависит от модели роутера и того, какие помехи на его пути возникнут. Например, в чистом поле радиус может быть до нескольких сотен метров, но в многоквартирном доме или офисе сокращается до 30-40 метров. Сигнал заглушают стены и другие устройства, в том числе и другие роутеры.

Есть маршрутизаторы с большим количеством антенн и улучшенной конструкцией, что позволяет добиться увеличенной зоны действия. Дополнительно ее можно расширить за счет установки репитеров (повторителей сигнала) или роутеров, которые будут выполнять роль репитера. Правда, в этом случае качество сигнала все равно будет падать с расстоянием.

Что такое Wi-Fi

Для того чтобы открыть сайт на компьютере или отправить картинку на смартфоне, нужно каким-то образом подключиться к интернету. Вай-фай это одна из наиболее популярных технологий, позволяющих это сделать.

Wi-Fi (расшифровка от английского Wireless Fidelity – беспроводная привязанность) – это торговое название технологии, которая передаёт сигнал WLAN (от английского Wireless Local Area Network — беспроводная локальная сеть) с помощью радиоволн. С практической точки зрения она позволяет подключить пользовательское устройство к интернету, не используя при этом каких-либо проводов. Чаще всего Wi-Fi используется в смартфонах, планшетах и ноутбуках.

Каждая Wi-Fi сеть – это локальная сеть, которая может иметь доступ к интернету или быть полностью обособленной от него. Чтобы создать такую сеть, требуется устройство для передачи беспроводных сигналов. Это может быть маршрутизатор (роутер), смартфон или компьютер. Созданная сеть распространяется на расстояние до 100 метров, хотя гораздо чаще встречаются ограничения до 10-35 метров. Точный радиус действия и скорость подключения к интернету зависят от мощности самого устройства, окружающей среды(в том числе стен), количества подключенных устройств и конкретной удалённости от источника.

Как настроить режим b/g/n Wi-Fi роутера

Чтобы выбрать нужные параметры режима Wi-Fi, нужно зайти в настройки маршрутизатора. Для этого потребуется перейти по адресу IP, который указан на оборотной стороне устройства (пример TP-Link панель управления TL-MR3220).

Задача — установить комбинированный режим. Такой вариант настройки устройства сможет самостоятельно выбирать нужный режим.

Когда проводят настройку, маршрутизатор подключают к ноутбуку. Для этого в комплекте с роутером предусмотрен сетевой кабель. По завершению работы в настройках кабель отключают.

Обратите внимание! Рекомендуется зафиксировать параметры настроек, которые будут изменены. Это поможет при необходимости вернуть данные в исходное состояние

Алгоритм изменения параметров в настройках:

1. Слева, как показано на рисунке ниже, расположена вкладка Wireless, следует перейти на страницу Wireless Settings.
2. Третий по списку пункт — Mode. Рядом есть выпадающий список, где есть возможность подобрать нужный режим. Установить стандарт — 11bgn mixed.
3. Сохранить изменения. Опция Save.
4. Перезагрузить устройство.

Для ранних моделей компьютеров и ноутбуков, когда такая настройка не дает результата, следует установить 11bg mixed или 11g only.

В панели управления других моделей роутеров алгоритм работы такой же. При этом могут отличаться названия опций.

Так, в меню устройства ASUS в общих параметрах справа нужно найти раздел «Беспроводная сеть» и слева в пункте «Режим беспроводной сети» выбрать нужную опцию.

Меню настройки роутера Zyxel предложит свою визуализацию меню. Здесь следует на верхней панели перейти в раздел «Точка доступа», далее подобрать режим из выпадающего списка в пункте «Стандарт». Для сохранения данных использовать кнопку «Применить».

Обратите внимание! Принцип настройки параметров режима у всех маршрутизаторов одинаковый. Различие в подаче интерфейса меню

Изменить стандарт нужно в разделе с названиями: Wireless, «Беспроводная сеть», Wi-Fi.

Варианты настройки n only или legacy Wi-Fi — что это и для чего используется? Для работы модулей вай-фай, встроенных в современную технику, подойдут три режима:

1. Legacy — n only или наследуемый. Обеспечивает поддержку стандартных режимов 802.11b/g.
2. Mixed — смешанный. Используется стандартами 802.11b/g, 802.11n.
3. 802.11n — «чистый» режим. Когда дальность передачи информации требует высокой скорости, этот режим справляется с задачей.

Обратите внимание! При работе в диапазоне 5 ГГц рекомендуется выбрать смешанный режим «n/ac» или «Авто». Варианты беспроводного режима для Wi-Fi представлены в меню, какой из них выбрать, поможет определить тестирование работы устройства

Варианты беспроводного режима для Wi-Fi представлены в меню, какой из них выбрать, поможет определить тестирование работы устройства.

5G в России тоже нет

Несмотря на то, что частота 6 ГГц может быть задействована в российских сотовых сетях 5G, самих этих сетей в России пока нет, и в обозримом будущем их появление не планируется, хотя ГКРЧ разрешила строить такие сети еще в марте 2020 г. Притом разрешение распространялось как на обычные сети, так и на специализированные – технологические и корпоративные.

Разрешение Комиссия предоставила на строительство сетей только в диапазоне 24,25–24,5 ГГц, тогда во многих других странах, где строятся 5G-сети, операторам был выделен так называемый «международный» диапазон – 3,4-3,6 ГГц. В России он занят средствами связи отечественных госструктур, которые не очень спешат высвобождать его.

В середине декабря 2020 г. стало известно, что ГКРЧ может рассмотреть возможность реализации сетей 5G на частотах сетей 4G, построенных в России. Причина все та же – нежелание властей высвобождать «международный» диапазон. Проект такого решения может быть рассмотрен комиссией в течение 2021 г.

Но сетей 5G в России нет не еще и по причине отсутствия необходимого для них оборудования. Поначалу предполагалось, что строить сети можно будет как на отечественном, так и на иностранном «железе», но все изменилось в середине июня 2020 г., когда Минцифры России выступило с предложением по кардинальному изменению федерального проекта «Информационная инфраструктура» из состава нацпрограммы «Цифровая экономика», в рамках которого и производится строительство новых сотовых сетей.

Министерство предложило идею отложить строительство сетей 5G в России до 2024 г. и создавать их исключительно на российском оборудовании, которое пока никем не производится. Операторы связи сразу же воспротивились этому – они раскритиковали эту идею, сославшись на то, что четырехлетняя задержка приведет к отставанию России от мировых лидеров во многих отраслях экономики.

Первая российская базовая станция для сетей 5G увидела свет лишь в конце сентября 2020 г. – ее представила госкорпорация «Ростех». На ее производство нужно около 40 млрд руб., и сроки запуска конвейера пока не установлены.

Какую защиту ставить на Wi-Fi роутере?

Используйте WPA2 — Personal с шифрованием AES. На сегодняшний день, это лучший и самый безопасный способ. Вот так настройки защиты беспроводной сети выглядит на маршрутизаторах ASUS:

Подробнее в статье: как установить пароль на Wi-Fi роутере Asus.

А вот так эти настройки безопасности выглядят на роутерах от TP-Link (со старой прошивкой).

Более подробную инструкцию для TP-Link можете посмотреть здесь.

Инструкции для других маршрутизаторов:

• Настройка защиты Wi-Fi сети и пароля на D-Link
• Защита беспроводной сети на роутерах Tenda
• Инструкция для Totolink: установка метода аутентификации и пароля

Так как WPA2 — Personal (AES) старые устройства (Wi-Fi адаптеры, телефоны, планшеты и т. д.) могут не поддерживать, то в случае проблем с подключением устанавливайте смешанный режим (Авто).

Не редко замечаю, что после смены пароля, или других параметров защиты, устройства не хотят подключаться к сети. На компьютерах может быть ошибка «Параметры сети, сохраненные на этом компьютере, не соответствуют требованиям этой сети». Попробуйте удалить (забыть) сеть на устройстве и подключится заново. Как это сделать на Windows 7, я писал здесь. А в Windows 10 нужно забыть сеть.

Что нового в Wi‑Fi 6 и чем этот стандарт лучше предыдущего?

Мы рассмотрим 4 основных улучшения:

1. Скорость подключения.
2. Стабильность соединения при подключении большого количества устройств.
3. Работа в местах с множеством соседних сетей (где сильные помехи).
4. Энергоэффективность.

Скорость в сетях Wi‑Fi 6

Конечно же всех в первую очередь интересует скорость подключения. Wi-Fi 6 дает возможность беспроводного подключения на скорости до 11 Гбит/с. Но нужно понимать, что реальная скорость соединения будет намного ниже. Конечно, прирост в скорости по сравнению с 802.11ac будет заметный (почти в 2 раза). Но здесь есть еще один важный момент – скорость подключения по тарифу вашего интернет-провайдера. Если у вас по тарифу до 100 Мбит/с, то там стандарта 802.11ac более чем достаточно. Если до 1 Гбит/с, то переход на Wi-Fi 6, конечно, может увеличить реальную скорость соединения, так как используя оборудование которое работает на 802.11ac вряд ли получится выжать этот гигабит по беспроводной сети.

Скорость удалось увеличить за счет изменения алгоритма кодирования информации. Если предыдущий стандарт использовал 8‑битное кодирование информации, то новый стандарт использует 10‑битное кодирование.

Важный момент, что стандарт 802.11ax может работать в диапазоне 2.4 ГГц и 5 ГГц.

Улучшенная работа при подключении большого количества устройств

Чем больше устройств подключено к роутеру и чем активнее они используют соединение – тем ниже скорость и стабильность подключения. В Wi‑Fi 6 эта ситуация сильно улучшилась. Роутеры с поддержку более старых стандартов Wi-Fi могут одновременно обмениваться данным максимум с несколькими устройствами. Благодаря технологии OFDMA, которая появилась в Wi‑Fi 6, появилась возможность вести параллельный обмен данными с большим количеством устройств. Идет передача более коротких пакетов, но большему количеству устройств. Графика с сайта TP-Link:

Так устройства получают пакеты данных одновременно, а не ждут своей очереди. Это значительно увеличивает пропускную способность сети и скорость подключения. Особенно при подключении к роутеру большого количества устройств.

Улучшенная работа в местах с большим количеством Wi-Fi сетей

Если не все, то многие знают, что соседние Wi-Fi сети создают помехи и сети пересекаются между собой. Это негативно влияет на скорость и стабильность подключения. С появлением поддержки диапазона 5 ГГц удалось немного разгрузить сети. Но так как роутеры с поддержкой диапазона 5 ГГц пользуются большой популярностью, в этом диапазоне так же могут возникнуть проблемы с помехами.

Функция BSS Color, которая появилась в Wi-Fi 6 подписывает каждый пакет данных цифровой подписью конкретной сети. То есть роутер/приемник может различать пакеты данных от соседних сетей и просто игнорировать их. Это снижает влияние соседних сетей, даже если они находятся на одном канале с вашей сетью.

Wi‑Fi 6 так же поддерживает диапазон 6 ГГц (Wi‑Fi 6E). Но проблема в том, что у диапазона 6 ГГц длина волы еще меньше по сравнению с 5 ГГц. А это сильно влияет на прохождение сигнала сквозь препятствия. Проще говоря, покрытие сети в этом диапазоне будет еще меньше. А мы знаем, что если сравнивать диапазон 2.4 ГГц и 5 ГГц, то последний уступает именно по радиусу действия сети. Так в случае с 6 ГГц ситуация еще хуже.

Уменьшенное потребление энергии

Target Wake Time – это функция, которая сообщает устройствам (клиентам) когда им нужно пробуждаться для обмена данными с точкой доступа. То есть устройства не всегда находятся в режиме ожидания и тратят энергию, а только когда это необходимо. Это в первую очередь актуально для мобильных устройств.