Принцип действия и характеристики Wi-Fi. Что такое Wi-Fi сеть и как её настроить дома. Руководство от А до Я Wifi связь

Доброго времени суток.

Сегодня любой современный пользователь имеет представление о том, что такое вай фай. Но все ли вы о нем знаете? В этой статье вы найдете объяснение данного термина, информацию о его появлении, стандартах, преимуществах и недостатках.

Wi-Fi: что это?

Wi-Fi - это способ передачи данных через интернет на небольшие дистанции без использования проводов. Говоря более точно, Wi-Fi является стандартом на оборудование широкополосной связи, на базе которой организовываются локальные сети Wireless LAN.

Если глубоко разобраться, данный термин не является интернетом, коим многие его считают. Он отображает торговую марку компании, которая придумала эту технологию - Wi-Fi Alliance. Она разработана на основе стандарта IEEE 802.11, и любое устройство, ему соответствующее, может быть протестировано в данной компании, вследствие чего - получить сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Расшифровка термина

Аббревиатура Wi-Fi является производной от Hi-Fi, что на английском расшифровывается как High Fidelity - высокая точность. Сокращения схожи по звучанию и сути, так что, по мнению разработчиков, у пользователей должна возникать положительная ассоциация при знакомстве с новым термином.

Первые две буквы в нем скрывали под собой уже упомянутое слово Wireless, что в переводе - беспроводная. Однако сейчас понятие Wi-Fi настолько прижилось в нашем обществе, что больше не считается аббревиатурой, а является самостоятельным термином.

Сфера использования

Технология была придумана для проведения интернета там, где нет возможности тянуть провода: к примеру, отдаленные от города дома, здания исторической ценности и пр. Однако сейчас Wi-Fi используется повсеместно. С его помощью различные компании и заведения предлагают бесплатный доступ в интернет для привлечения клиентов и показания своей современности.

Большинство людей ставят такую точку доступа дома. Так как она позволяет подключаться к сети с разных гаджетов, находясь в зоне покрытия. Таким образом, благодаря Wi-Fi нет привязки к одному месту, как в случае со стационарным компьютером, к которому подведен интернет-кабель.

Отвечая на вопрос, что такое вай фай — важно понимать. Вай фай — это не интернет как вид, а лишь способ подключения к устройству у которого уже есть доступ в интернет. Технология вай фай похожа на (связь с помощью радиоволн). Работает примерно одинаково, но применяется в другом направлении.

Организация беспроводной сети

Чтобы вы могли пользоваться беспроводным интернетом, вам понадобится устройство с соответствующим приемником (смартфон, планшет, ноутбук, модем для обычного компа), роутер, и налаженная связь с поставщиком услуг.

Их предоставляют отдельные организации или мобильные операторы. Подписав с ними договор, вы устанавливаете дома или в другом месте роутер, в который встроен радиомодуль, принимающий и отдающий сигнал. Аналогичный прибор должен быть в гаджете, с которого вы будете выходить в интернет.

Как правило, к провайдер подводит кабель. Но в местах, где это невозможно, поставщики услуг передают интернет к точке доступа клиента тоже по Wi-Fi. Но для этого в близлежащей местности должен располагаться их роутер. Который намного мощнее тех, что устанавливают обычные пользователи.

Кстати, вместо роутера вы можете использовать свой смартфон, который будет выступать в качестве модема, если вы пользуетесь интернетом мобильного оператора. Такое соединение называется тетеринг или тизеринг.

Сеть без роутера

Отдельно стоит выделить стандарт подключения Wi-Fi Direct. Который позволяет взаимодействовать двум и более устройствам без посредничества маршрутизатора. При первом соединении гаджеты сами определяют, какой из них будет точкой доступа.

Данная технология актуальна в тех случаях, когда вам, к примеру, нужно с компьютера передать документ принтеру на распечатку. Или вы хотите посмотреть фотографии с телефона на большом мониторе без помощи провода. Таким образом, с помощью Wi-Fi Direct вы можете организовать беспроводную домашнюю сеть.

Плюсы и минусы Wi-Fi

Преимущества таковы:

• Отсутствие проводов позволяет расширить сферу действия интернета и уменьшить стоимость подключения.
• Нет привязки к одному месту.

• Можно выходить в Сеть не только со стационарного компьютера, но и с мобильного устройства.
• Несколько пользователей сразу могут подсоединяться к интернету.
• Широкое распространение и большой ассортимент устройств, сертифицированных Wi-Fi Alliance.
• Запрос пароля при подключении нового устройства, что обеспечивает безопасность соединения.

Теперь о недостатках:

• Привязки к месту нет — это да. Но есть привязка к источнику сигнала.
• Из-за того, что на частоте 2,4 GHz, присущей стандарту IEEE 802.11, работают также устройства с функцией Bluetooth, микроволновые печи и другое оборудование, может быть ухудшено качество связи.
• Хоть сигнал и проникает сквозь мебель и стены, все же преграды несколько снижают его мощность.
• Плохие погодные условия также ухудшают производительность сети.

Как вы уже знаете, базовым стандартом Wi-Fi-соединения является IEEE 802.11, определяющий набор протоколов для наиболее низкой скорости передачи данных. Он имеет много подвидов, так что все перечислять долго.

Назову основные:

• 11b. Появился в 1999 году. Описывает более высокую скорость, чем базовый, но все же недостаточную по нынешним меркам - 11 Мбит/с. Безопасность стандарта тоже на низком уровне. Защищен протоколом шифрования WEP, который не отличается хорошей функциональностью. Работает на частоте 2,4 ГГц. Сейчас практически не используется, разве что для оборудования, не поддерживающего другие стандарты.
• 11a. Выпущен в том же году, что и «b», но отличается частотой (5 Ггц) и скоростью (максимум 55 Мбит/с).
• 11g. Пришел на смену двум предыдущим вариантам 2003 году. Является более совершенным. Его средняя скорость составляет 55 Мбит/с, а при использовании устройств с поддержкой технологий технологии SuperG или True MIMO может достигать и 125 Мбит/с. Уровень безопасности тоже повышен благодаря протоколам WPA и WPA2.
• 11n. Наиболее современный стандарт, появившийся в 2009 году. Работает на частоте как 2,4 ГГц, так и 5 ГГц, поэтому совместим со всеми указанными выше вариантами. Отличается высоким уровнем безопасности, так как шифруется теми же протоколами, что и «g».

На этом всё, что касается того, что такое вай фай.

Приятного вам интернет-серфинга.

Наличием Wi-Fi в различных устройствах сейчас уже никого не удивить. Производители стараются максимально соответствовать запросам потенциальных покупателей. Однако далеко не все используют весь технологический потенциал современных устройств. Кому-то без надобности, кто-то просто не знает как. Сегодня мы рассмотрим, откуда он взялся на нашу голову, зачем он нужен и как пользоваться Wi-Fi сетями. Чем больше знаем - тем лучше наша жизнь. Рекомендации о том, как использовать Wi-Fi, могут быть полезными всем, кто делает первые шаги в этом направлении.

Начнем сначала. Wi-Fi (произносится вай-фай) - это способ передавать данные без использования проводного подключения. Его второе название - стандарт IEEE 802.11. Буквы b/g/n означают Изначально создавался для обслуживания кассовых систем. Сейчас широко распространен и массово используется в офисах, публичных местах (кафе, вокзалы, библиотеки, аэропорты), в частных домах для беспроводного доступа в интернет. Это если очень кратко.

Зачем он нужен. Большинство современных устройств: компьютеры, ноутбуки, планшеты, коммуникаторы, смартфоны - имеют «на борту» модуль Wi-Fi. Мало того, Wi-Fi сейчас активно начинают использовать в принтерах, фотоаппаратах, системах видеонаблюдения и прочих устройствах, которым необходим надежный канал для передачи данных без помощи проводов. Это удобно.

Можно принять/передать любую информацию. Радиус действия локальных сетей зависит от мощности передатчика и наличия помех на пути сигнала (стены, здания, деревья, рельеф местности). Домашняя точка доступа обеспечивает отличный уровень сигнала в пределах любой квартиры. Это дает возможность избавиться от проводов и наладить полноценную работу сразу нескольких пользователей.

Как пользоваться Wi-Fi?

Этот способ передачи данных сейчас, в основном, используется для доступа в интернет. Специальное устройство (маршрутизатор/роутер) создает локальную сеть и «раздает» интернет по беспроводному протоколу. Доступ к локальной сети может быть свободный для всех желающих (небезопасная сеть), и защищенный с помощью пароля (безопасная сеть). К этой сети можно подключиться с помощью Wi-Fi модуля на вашем устройстве. После подключения вы получаете полноценный доступ в сеть интернет. Скорость вашего доступа будет зависеть от скорости входящего соединения и общего количества подключенных устройств.

Сети Wi-Fi: как пользоваться владельцам мобильных устройств

Несмотря на «многА букАфф» в предыдущих абзацах, для пользователя все выглядит просто и удобно. Включаете Wi-Fi у себя на устройстве (ноутбук, планшет, смартфон) и ваш гаджет автоматически обнаруживает все сети, которые есть в пределах доступа. Для подключения нужно выбрать сеть из списка. Для подключения к защищенной сети потребуется пароль (спросить у владельца/администратора сети), незащищенная сеть пароля не требует.

Как пользоваться Wi-Fi в общественных местах

Не зря открытая для общего пользования сеть так и называется - небезопасная сеть. Это значит, что другие пользователи могут видеть данные, которые вы передаете. Этот момент нужно обязательно держать в фокусе, если вы вводите пароли для доступа к своим аккаунтам, платежным документам или просто не хотите никого впускать в свою личную жизнь. Это не значит, что все, что вы написали, сказали или просмотрели, сразу же станет достоянием злоумышленников. Но такая вероятность есть.

Как пользоваться Wi-Fi в домашних условиях

Если вы хотите пользоваться благами прогресса дома - позаботьтесь о том, чтобы вместе с вами/вместо вас этими благами не пользовались любители «халявы». Обязательно защитите паролем свою сеть. В противном случае к вашей домашней сети легко сможет подключиться любой желающий, и вам придется из своего кармана оплачивать весь трафик «незваного гостя». Даже если у вас безлимитный доступ в интернет, вы рискуете потерей скорости и даете доступ к своей конфиденциальной информации.

Есть такая поговорка: предупрежден - значит, вооружен. Это, конечно, не повод становиться параноиком и везде видеть шпионов в компании с вредителями. Очевидно одно: понимание потенциальных рисков и минимальные меры предосторожности сберегут вам нервы и деньги, а также позволят чувствовать себя в безопасности.

Большая часть городского населения пользуется доступом в интернет и многие говорят у нас вай-фай дома, мы через него на сайты выходим и интернет подключение нам не нужно. Из этого можно сделать вывод, такие люди, к сожалению, не понимают о чем говорят.

В этой статье я подробно расскажу о том, что такое wi-fi и устраню «бреш» в знаниях таких людей.

Что такое Wi-fi?

Рад приветствовать тебя дорогой читатель, в этой статье мы будем разбираться с современным понятием – «интернет подключение через wi-fi». Огромное количество пользователей использует такое подключение, но не всегда понимают, что это вообще такое и уж тем более каким образом работает вай-фай.

Wi-fi – это возможность передачи данных без проводов и все… Никогда не путайте интернет и вай-фай – это совершенно разные процессы и разное оборудование. Вы сможете без труда их различать, если внимательно дочитаете статью до конца.

Под понятием интернет можно представить соединение, возможность выхода, доступа к любым сайтам. А если это интернет соединение пропустить через специальное оборудование можно получить так называемую wi-fi сеть, которая будет передавать все этот же интернет, но без проводов и с возможностью подключения к нему сразу нескольких устройств, например, одновременно «доставит» ваш доступ в интернет на мобильный и ноутбук.

То есть вай фай – это сеть, которая раздает доступ в интернет без проводов, по радиоканалам. Кому интересно работает она на базе стандартов IEEE 802.11, но сама сеть, доступа в интернет не предоставляет. Давайте разберемся, как же заставить её работать?

Переходим к интересному и очень важному, понимая как работают сети вай-фай вы сможете грамотно формулировать свои мысли о интернет соединениях. Итак, для того чтобы у вас появилась дома Wi-fi сеть нужно сначала провести домой интернет.

После, кабель интернета необходимо подключить к специальному оборудованию – роутеру.

Роутер — это устройство, которое принимает сигналы из сети интернет, преобразует их в так называемую сеть wi-fi и передает их на конкретные устройства (телефон, компьютер, телевизор).

Как подключить Wi-fi дома?

Как я уже говорил ранее первое, что нужно сделать, это провести интернет в дом, квартиру, офис, процесс не сложный, вам необходимо узнать какие провайдеры работают с вашим домом, позвонить им или посетить офис, где они примут заявку на прокладку интернет кабеля в вашу квартиру.

Как правило, вам на выбор дадут несколько дат, выбираете наиболее удобную для себя, когда сможете находиться дома, в назначенное время приедет мастер и проведет интернет кабель в нужное вам место.

Кстати, за прокладку кабеля денег не берут, компания, которую вы выбрали делает это за свой счет, вы оплачиваете только выбранный тариф интернет подключения, обычно от 300 до 1000 рублей в месяц.

Ежемесячная плата (тариф) будет зависеть от скорости подключения, которую вы выберете.
Для комфортного доступа выбирайте скорость от 30 Мб/с, примерно 400-500 руб/мес.

После того как кабель провели вы уже можете его подключить к компьютеру и пользоваться интернетом, но наша цель создать вай-фай сеть, поэтому идем дальше. Нужно приобрести роутер (некоторые компании предоставляют свои роутеры), именно к нему вы потом подключите интернет кабель, после этого роутер создаст активную wi-fi сеть, а уже к ней вы сможете подключиться без всяких проводов хоть с ноутбука, хоть с телефона и вот он комфортный доступ в интернет из любой точки квартиры или дома.

Совет 1: Когда будете обсуждать условия подключения интернет кабеля, поинтересуйтесь какой вам лучше приобрести роутер, ведь выбор в магазинах в наше время достаточно большой. Правильный совет по приобретению нужного роутера сэкономит ваши деньги и время.

Совет 2: Роутер при подключении нужно будет настроить (один раз), если вы не имеете ни малейшего понятия как это делается, то рекомендую попросить мастера, который придет прокладывать интернет кабель. Пусть он сразу все вам настроит (могут потребовать отдельную плату за настройку, около 500 руб.)

Совет 3: Заблаговременно позаботьтесь о безопасном подключении, установите антивирус на все компьютеры, с которых будет осуществляться выход в интернет.

Альтернативный вариант, если ваш дом или квартира по каким-то причинам не обслуживается не одной из компаний провайдеров, обычно с этим сталкиваются жители поселков, деревень, загородных парков, ну нет там возможности пока кабель провести.

Нужно выяснить какой из операторов связи (мтс, билайн, мегафон) нормально ловит на этой территории. После этого посетить офис одной из этих компаний и купить модем, который обеспечит выход в интернет, а уже для модемов продаются отдельные роутеры, которые смогут преобразовать сигнал с модема в сеть wi-fi.

Кстати, сейчас активно развиваются модемы с уже встроенным вай-фай модулем, возможно, вы сможете найти себе такой – это в несколько раз упростит условия подключения.

NCR Corporation/AT&T (впоследствии - Lucent и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды . Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Вик Хейз (Vic Hayes ) - создатель Wi-Fi - был назван «отцом Wi-Fi » и находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b , 802.11a и 802.11g. В Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года .

Принцип работы

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа 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. Так что 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 . Более подробно с принципом работы можно познакомиться в официальном тексте стандарта .

Преимущества Wi-Fi

• Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля , может уменьшить стоимость развёртывания и расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
• Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
• Wi-Fi - это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.

Недостатки Wi-Fi

Коммерческое использование Wi-Fi

Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе , аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:

Беспроводные технологии в промышленности

Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi решения для своих контроллеров , такие как SIM-карты и радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как CDMA.

Тем не менее, Wi-Fi идеален для использования SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 90-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда компании Zyxel , UT Starcomm, Samsung , Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi телефоны по «разумным» ценам. В 2005 ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок - услуг VoIP. GSM телефоны с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок , и потенциально они могут заменить проводные телефоны .

В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка .

Международные проекты

Тем не менее, есть и третья подкатегория сетей, созданных сообществами и организациями, такими как университеты, где свободный доступ предоставляется членам сообщества, а тем, кто в него не входит, доступ предоставляется на платной основе. Пример такого сервиса - сеть Sparknet в Финляндии . Sparknet также поддерживает OpenSparknet - проект, в котором люди могут делать свои собственные точки доступа частью сети Sparknet, получая от этого определённую выгоду.

В последнее время коммерческие Wi-Fi провайдеры строят свободные Wi-Fi хотспоты и хотзоны. Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.

Российский Wi-Fi Альянс

Стикер Бесплатного Wi-Fi

• 5 октября 2008 года был создан Российский Wi-Fi Альянс (Wi-Fi Alliance), объединяющий всех Wi-Fi провайдеров , предоставляющих эту услугу на бесплатной основе. Главным отличием проекта является объединение только бесплатных Wi-Fi хотспотов.
• Все провайдеры и операторы, состоящие в Wi-Fi Альянсе помечают свои зоны специальным стикером «Бесплатный Wi-Fi здесь» .
• Информацию по точкам доступа в разных городах можно найти на официальном сайте

Wi-Fi и ПО

• GNU/Linux : Начиная с версии 2.6, поддержка некоторых Wi-Fi устройств появилась непосредственно в ядре Linux . Поддержка для чипов Orinoco, Prism, Aironet, SourceForge.net. Atheros поддерживается через открытые проекты. Поддержка других беспроводных устройств доступна при использовании открытого драйвера NDISwrapper, который позволяет Linux-системам, работающим на компьютерах с архитектурой Intel Microsoft Windows для прямого использования. Известна по крайней мере одна коммерческая реализация этой идеи. FSF создало , более подробную информацию можно найти на сайте Linux wireless .

• В ОС семейства Microsoft Windows поддержка Wi-Fi обеспечивается, в зависимости от версии, либо посредством драйверов , качество которых зависит от поставщика, либо средствами самой Windows.
  • Ранние версии Windows , такие как Windows 2000 и младше, не содержат встроенных средств для настройки и управления, и тут ситуация зависит от поставщика оборудования.
  • Microsoft Windows XP поддерживает настройку беспроводных устройств. И хотя первоначальная версия включала довольно слабую поддержку, она значительно улучшилась с выходом Service Pack 2 , а с выходом Service Pack 3 была добавлена поддержка WPA2 .
  • Microsoft Windows Vista содержит улучшенную по сравнению с Windows XP поддержку Wi-Fi.
  • Microsoft Windows 7 поддерживает все современные на момент её выхода беспроводные устройства и протоколы шифрования. Помимо прочего в windows 7 создана возможность создавать виртуальные wi-fi адаптеры, что позволяет подключаться не к одной wi-fi сети, а к нескольким сразу, что может быть полезно при использовании компьютера в локальной wi-fi сети и, одновременно, в wi-fi сети подключённой к Интернет.

Законный статус

Законный статус Wi-Fi различен в разных странах. В США диапазон 2.5 ГГц разрешается использовать без лицензии, при условии, что мощность не превышает определенную величину, и такое использование не создает помех тем, кто имеет лицензию.

В России использование Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий . Для легального использования внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (например, радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот. Действует упрощенный порядок выдачи разрешений на использование радиочастот в полосе 2400-2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g), для получения такого разрешения не требуется частное решение ГКРЧ. Для использования радиочастот в других диапазонах, в частности 5 ГГц (стандарт 802.11a), необходимо предварительно получить частное решение ГКРЧ . В 2007 году ситуация изменилась с выходом документа: "Постановление от 25 июля 2007 г. N 476 О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. # 539 «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств» . Вкратце постановление изложено тут: , где из списка оборудования, подлежащего регистрации шестнадцатым пунктом исключено: Пользовательское (оконечное) оборудование радиодоступа (беспроводного доступа) в полосе радиочастот 2400-2483,5 МГц с мощностью излучения передающих устройств до 100 мВт включительно. Но, манипулируя неявным определением «оконечное оборудование » (так как оконечным оборудованием так же может считаться и сетевой концентратор конечной магистральной точки) некоторые представители региональных ГКРЧ, являясь одновременно и провайдерами услуг связи в отдельных регионах РФ, обращают изменения Постановления N 476 в удобную себе сторону.

За нарушение порядка использования радиоэлектронных средств предусматривается ответственность по статьям 13.3 и 13.4 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях (КоАП РФ) . Так, в июле 2006 года несколько компаний в Ростове-на-Дону были оштрафованы за эксплуатацию открытых сетей Wi-Fi (хот-спотов) . Совсем недавно Федеральная служба по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия издало новое разъяснение использования и регистрации всех устройств, использующих Wi-Fi . Позднее оказалось, что существует комментарий Россвязьохранкультуры , который частично опровергает недоразумения, развитые сетевыми СМИ.

На территории Украины использование Wi-Fi без разрешения УДЦР (Український державний центр радіочастот) возможно лишь в случае использования точки доступа со стандартной всенаправленной антенной (<6 Дб, мощность сигнала ≤ 100 мВт на 2.4 ГГц и ≤ 200 мВт на 5 ГГц) для внутренних (использование внутри помещения) потребностей организации (Решение Национальной комиссии по регулированию связи Украины № 914 от 2007.09.06) В случае сигнала большей мощности либо предоставления услуг доступа в Интернет, либо к каким-либо ресурсам, необходимо регистрировать передатчик и получить лицензию УДЦР.

Сети Wi-Fi играют важную роль в современном технологическом мире: к сетям Wi-Fi подключены миллиарды устройств. Уже сегодня большинство подключений к Интернету в мире происходят именно через беспроводные сети. По данным Juniper Research, к 2019 г. через них будет проходить 60 % мобильного трафика. Глобальный рынок Wi-Fi вырастет с $14,8 млрд в 2015 г. до $ 33,6 млрд к 2020 г. С распространением интернета вещей и автомобильных хотспотов сети Wi-Fi станут основным связующим звеном информационного пространства. Для большинства пользователей слово Wi-Fi — это синоним подключения к Интернету. Но на самом деле Wi-Fi является стандартом беспроводного подключения к локальной сети. Проще говоря, Wi-Fi — это связующее звено, способное объединять множество устройств с маршрутизатором (роутером), который может быть подключен к Интернету. При этом не нужны провода и есть возможность подключения "на лету", например во время пешеходной прогулки или езды на велосипеде.

Разные принципы, общая цель

Wi-Fi-сети могут строиться по разным принципам, в зависимости от задач, которые решает та или иная беспроводная сеть. Есть три основных принципа, по ним строится большинство Wi-Fi-сетей всех масштабов.

Точка доступа (Access Point, или сокращенно AP) является наиболее распространенным типом соединения. Используется дома или в офисах в виде сочетания беспроводной точки доступа и маршрутизатора. Обычно такие сети Wi-Fi предназначены для доступа в Интернет, но могут выполнять и другие задачи, например организовывать локальную сеть без доступа во Всемирную паутину. Точка доступа похожа на театр: множество зрителей (клиентских устройств) получают информацию от одного актера (точки доступа).

Фото 1: Принцип построения точки доступа Wi-Fi

Подключение имеет следующую структуру:

• маршрутизатор назначает IP-адреса и обеспечивает брандмауэр между сетью и Интернетом;
• беспроводная точка доступа (AP) создает беспроводной мост между маршрутизатором и устройствами пользователей;
• устройства пользователей — планшеты, смартфоны, ПК.

В небольших сетях маршрутизатор и точка доступа часто объединены в одном устройстве. Доступ в Интернет осуществляется с помощью кабеля или мобильных сетей 3G, 4G. В больших офисах используется множество точек доступа для равномерного покрытия беспроводной сетью всей площади офисного помещения. Также точки доступа могут иметь специальное исполнение для установки на улице, транспорте.

(Point to Point, P2P) используется для беспроводной связи двух маршрутизаторов, когда нужно объединить две локальные сети или два ПК. Такое соединение можно использовать, например для соединения двух домов на расстоянии больше 100 м.

Фото 2: Рядовое оборудование для сетей точка-точка можно использовать для расстояний около 100 м в зоне прямой видимости

Обычно соединение точка-точка применяется для связи двух компьютеров или двух точек доступа на большом расстоянии. Для дальности свыше 500 м используются секторные, параболические или панельные направленные антенны. При стоимости примерно $300 такие антенны обеспечивают дальность передачи беспроводного сигнала в 5-10 км на частоте 5 ГГц (в режимах FDD, TDM).

Фото 3: . Устройства с направленными антеннами и мощными передатчиками позволяют организовать соединение точка-точка на расстоянии более 1 км

Соединение точка-точка может состоять из цепочки приемников и передатчиков. Таким образом можно передавать сигнал Wi-Fi на большое расстояние в условиях, когда прокладка кабелей затруднительна. Примером может служить Wi-Fi-сеть Napo Network в Перу. Она имеет протяженность 445 км и связывает 15 медицинских учреждений в сельской местности, окруженной джунглями. В таких ретрансляционных сетях (радиомостах) из-за больших задержек при передаче данных неприменим обычный сетевой метод доступа CSMA-CD, поэтому используются специальные режимы работы передатчика и приемника сигнала. Так, режим FDD имеет частотное разделение сигнала: приемник и передатчик работают на разных частотах и не мешают друг другу. В режиме TDM передатчик и приёмник работают на одной частоте в режиме полудуплекса (передача и приём разделены временными интервалами). Для избежания коллизий в TDM-радиомостах требуется чёткая синхронизация времени, часто для этого используется сигнал от GPS.

Фото 4: Сеть Napo Network, Перу

Радиомосты, размещенные на крыше зданий, используются только для передачи сигнала к другим домам в пределах прямой видимости. Обычно они не могут обеспечить качественный Wi-Fi-сигнал внутри зданий из-за несовместимости технологий и существенного затухания сигнала. Соединение точка-мультиточка (Point to Multipoint, P2MP) использует один мощный передатчик, который транслирует сигнал Wi-Fi множеству пользователей. Обычно такая схема подключения используется провайдерами для предоставления услуг доступа в Интернет. Подключение точка-мультиточка имеет следующую структуру:

• модем с доступом в Интернет;
• точка доступа с мощной всенаправленной антенной для трансляции сигала Wi-Fi;
• клиентские принимающие устройства, которые передают сигнал на беспроводную точку доступа пользователя.

Фото 5: Соединение точка-мультиточка позволяет подключить к сети множество пользователей на значительной площади

Соединение точка-мультиточка широко применяется в условиях города, например для организации сети видеонаблюдения, в которой видеокамеры могут быть удалены от операторского центра на километры. Чаще всего соединение P2MP используется для беспроводного доступа в Интернет и IP-телефонии.

Количество абонентов в сети точка-мультиточка зависит от характеристик оборудования и требуемой скорости подключения у каждого из конечных пользователей. Количество абонентов ограничено пропускной скоростью базовой станции, подключенной к основному сетевому ресурсу (сервер, Интернет). Рост количества абонентов ведет к снижению скорости доступа в сеть у каждого из абонентов, подключенного к своей точке доступа. Также скорость доступа снижается вместе с падением уровня сигнала.

Небольшие точки доступа оборудованы низкопроизводительным чипсетом поэтому обычно обеспечивают скорость около 50 Мбит/с и обслуживают 10-15 абонентов.

Когда нужно обеспечить связью большее количество абонентов или обеспечить надежную связь на сложном рельефе местности, применяют производительные точки доступа с секторными антеннами. Они направляют все излучение точки доступа в сторону абонентов в пределах сектора от 30 до 180 градусов. Это позволяет повысить качество связи при той же или меньшей мощности передатчика. Например, точка доступа Edimax EW-7303APn V2 со встроенной секторной антенной обеспечивает скорость до 150 Мбит/сек (802.11n, 2,4 ГГц). Усиление антенны 15 дБм обеспечивает устойчивый приём сигнала в секторе 90 градусов на дальности до 500 м.

Фото 6: Точка доступа Edimax EW-7303APn V2 со встроенной секторной антенной

Сети точка-мультиточка с секторными антеннами и множеством точек доступа способны обслуживать до 1000 абонентов. Часто, такие сети развёртывают для обеспечения общественного доступа в Интернет в торговых центрах, аэропортах, вокзалах. Для повышения пропускной способности применяются принцип «микросоты» — увеличивается плотность установки точек, работающих на пониженной мощности.

Высокая пропускная способность Wi-Fi может использоваться операторами мобильной связи для разгрузки сетей (Wi-Fi-offload). Передача данных со смартфонов производится через Wi-Fi сеть, а весь радиодиапазон GSM/3G резервируется под «голос». Регистрация смартфонов в сети осуществляется по протоколу SIM-EAP (на основе номера сим-карты). Такой подход распространён в Европе, однако при проектировании такой Wi-Fi сети приходится сталкиваться со сложностями организации биллинга.

Сеть MESH - это концептуально новый подход к Wi-Fi. По-сути - это схема подключения мультиточка-мультиточка. MESH не требует проводов, точки доступа подключают друг к другу по радио. Таким образом, можно быстро и не дорого «накрыть» сетью Wi-Fi большие пространства. Существуют разные подходы к проектированию такой сети. Наиболее популярный — это использование Wi-Fi точек с 2-мя или 3-мя независимыми радиоинтерфейсами. Один из них (чаще 2,4 ГГц) используется для подключения клиентских устройств. Второй (5 ГГц) — для поддержания транспортной сети, связи с другими точками доступа MESH. Маршрут к Интернет-шлюзу может быть задан жёстко администратором или могут использоваться динамические протоколы маршрутизации (802.11k, RIP, OSPF) для выбора оптимального маршрута с учётом динамической загруженности каналов.

Фото 7: Один из примеров смешанной сети, построенной на устройствах в режиме Ad-Hoc

Примером может служить сеть, которая основана на беспроводных узлах, установленных на крышах зданий. Эти узлы разделяют все ресурсы, такие как местные серверы, приложения и подключения к Интернету. Узлы могут подключаться к ПК, маршрутизаторам, точкам доступа внутри и вне зданий. Пользователи могут получить доступ к ресурсам сети из любого места, куда "добирается" сигнал Wi-Fi. В реальных условиях для проектирования крупной Wi-Fi-сети обычно приходится применять гибридные решения, которые используют несколько принципов построения беспроводных сетей. Спроектировать и развернуть такую сеть сложно, поэтому для создания надежной Wi-Fi-сети всегда пользуются услугами специалистов.

Старые стандарты Wi-Fi-сетей

Беспроводная связь Wi-Fi получила зеленый свет в 1985 г., когда частоты 900 МГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц были открыты для свободного использования без лицензии.

Фото 8: Поколения стандартов Wi-Fi

Стандарт 1-го поколения IEEE 802.11 обеспечивал скорость до 2 Мбит/с на дальности до 20 м внутри помещений. Основным недостатком было использование частот 2,4 ГГц, на которых присутствуют помехи от бытового и промышленного оборудования. Стандарт 802.11b: та же частота 2,4 Ггц, но скорость выросла до 11 Мбит/с. Это был первый массовый стандарт, который вывел Wi-Fi на глобальный рынок. Стандарт 802.11a/g работает в диапазоне 2,4 ГГц, как 802.11b, но при этом использует более быстрое OFDM стандарта 802.11a. Скорость выросла до 54 Мбит/с. Современный стандарт 802.11n имеет скорость до 600 Мбит/с и дальность внутри помещений до 70 м. Использует антенные системы MIMO, работает на частоте 2,4 ГГЦ. Опционально он может работать на 5 ГГц, что экономит ресурс батарей у мобильных устройств. На его базе был создан стандарт IEEE 802.11ac-2013.

Будущие стандарты Wi-Fi-сетей — больше устройств, выше скорость

В мае 2015 г. Минкомсвязи РФ утвердило стандарт 802.11ac, который имеет канал шириной 80 МГц и обеспечивает скорость беспроводной передачи до 1300 Мбит/с.

Фото 9: Точка доступа дальней связи Edimax WAP1750 3x3 MIMO. Стандарт 802.11ac

Весной 2015 г. на рынке появились первые устройства стандарта 802.11ac Wave 2. Этот стандарт имеет скорость передачи данных до 3,47 Гбит/сек, более широкий канал связи (160 МГц) и использует программную технологию Multi-User MIMO. Алгоритмы MU-MIMO обеспечивают передачу нескольких потоков данных разным пользователям, а не последовательно от пользователя к пользователю, как в обычной технологии SU-MIMO. Поскольку исчезают очереди на доступ, а данные обрабатываются одновременно, MU-MIMO резко повышает эффективность использования частоты. В отличие от старых технологий, MU-MIMO не делит общую скорость канала на количество клиентских устройств, а позволяет обеспечить максимальную скорость канала для всех устройств. MU-MIMO требует более сложных алгоритмов обработки данных и больше вычислительных ресурсов, но максимально реализует преимущества многоантенных систем. В конечном итоге стандарты Wi-Fi с MU-MIMO позволят увеличить масштаб беспроводных сетей и увеличить их пропускную способность. Это особенно важно для Интернета вещей.

По прогнозам зарубежных экспертов, массовый переход на решения 802.11ac Wave 2 состоится в течение нескольких лет, когда появится множество клиентских устройств с поддержкой MU-MIMO.

Многообразие принципов построения Wi-Fi -сетей, множество стандартов и наименований оборудования требуют профессионального участия при проектировании и развертывании беспроводных коммуникаций. Без квалифицированных специалистов велик риск ошибиться при выборе оборудования и потерять время и деньги.

Мне нужна консультация. Свяжитесь со мной.