Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11. Логотип Wi-Fi является торговой маркой Wi-Fi Alliance. Термин Wi-Fi считается сокращением слов Wireless Fidelity, что дословно можно перевести как «беспроводная правильность» или «беспроводная точность». Но чаще термин никак не расшифровывается. При этом один из основателей «Wi-Fi Alliance» заявил, что буквосочетание Wi-Fi было придумано как маркетинговое название новой технологии, оно изначально не было аббревиатурой и ничего не означало.
В настоящее время обозначение «Wi-Fi» объединяет целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам. Основными диапазонами Wi-Fi считаются 2,4 ГГц (2412—2472 МГц), 5 ГГц (5160-5825 МГц), 6 ГГц (5955-7115 МГц). Сигнал Wi-Fi может передаваться на километры даже при низкой мощности передачи, но для приёма Wi-Fi-сигнала с обычного Wi-Fi-маршрутизатора на большом расстоянии нужна антенна с высоким коэффициентом усиления (например, параболическая антенна или WiFi-пушка).
История Принцип радиосвязи, лежащий в основе Wi-Fi, был разработан группой учёных под руководством Джона О’Салливана в лаборатории радиоастрономии австралийского Государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO, Канберра). Изобретение было запатентовано в США в 1996 году.
Широкое применение новой технологии началось после того, как в 1999 году Apple Inc. установила Wi-Fi в штатную комплектацию ноутбуков iBook. Это был первый массовый потребительский продукт, предлагающий подключение к сети Wi-Fi, хотя Apple использовали собственное название «AirPort». Это было сделано в сотрудничестве с той же группой, которая помогла создать стандарт: Вик Хейс, Брюс Тач, Кис Линкс, Рич МакГинн и другими из Lucent.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён . Его применение позволило повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с) при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n; теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.
С 2011 по 2013 разрабатывался стандарт IEEE 802.11ac, стандарт принят в январе 2014 года, скорость передачи данных при использовании 802.11ac может достигать нескольких Гбит/с. Большинство ведущих производителей оборудования уже анонсировало устройства, поддерживающие данный стандарт.
Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22. Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволяют принимать данные на скорости до 22 Мбит/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика.
В октябре 2018 года «Wi-Fi Alliance» представил новые названия и значки для Wi-Fi: 802.11n — «Wi-Fi 4», 802.11ac — «Wi-Fi 5», 802.11ax — «Wi-Fi 6». 3 января 2020 года представлено обозначение для устройств, способных работать на частоте 6 ГГц — «Wi-Fi 6E».
+Поколения Wi-FiИмяГод созданияМакс. скорость передачиСредн. скорость передачиПоколение802.1119971 и 2 Мбит/сWi-Fi 1802.11b1999до 11 Мбит/сWi-Fi 2802.11a2001до 54 Мбит/соколо 20 Мбит/сWi-Fi 3802.11g2003до 54 Мбит/сWi-Fi 3E802.11h2003802.11i2004802.11-20072007802.11n2009до 600 Мбит/с (4 антенны)до 150 Мбит/с (1 антенна)Wi-Fi 4802.11-20122012802.11ad2012802.11ac2013до 6,77 Гбит/с при 8x MU-MIMO-антеннахWi-Fi 5802.11af2014802.11-20162016802.11ah2016802.11ai2016802.11aj2018802.11aq2018802.11ay2018802.11ax2019до 11 Гбит/сWi-Fi 6802.11ax2020до 11 Гбит/сWi-Fi 6E802.11be2023Представлен первый мире роутер с поддержкой Wi-Fi 7 — компания H3C с роутером Magic BE18000 // Ferra.ru, 8 июля 2022до 30 Гбит/сWi-Fi 7
Происхождение названия Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намёком» на Hi-Fi ( — высокая точность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная точность»), на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается.
Принцип работы Обычно схема сети Wi-Fi содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), 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. Поэтому 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 принцип работы описан в официальном тексте стандарта.
Однако стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.
По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные) Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные) Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
Со статическими настройками радиоканалов С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов
Характеристики и скорость
Преимущества Wi-Fi Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями. Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам. Устройства Wi-Fi широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi. Мобильность. Вы больше не привязаны к одному месту и можете пользоваться интернетом в комфортной для вас обстановке. В пределах зоны Wi-Fi в интернет могут выходить несколько пользователей с разных устройств.
Излучение от устройств Wi-Fi в момент передачи данных на порядок (в 10 раз) меньше, чем у сотового телефона.
Недостатки Wi-Fi В диапазоне 2,4 ГГц работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающие Bluetooth, и др., и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость. Производителями оборудования указывается скорость на L1 (на физическом уровне OSI), в результате чего создаётся иллюзия, что производитель оборудования завышает скорость, но на самом деле в Wi-Fi весьма высоки служебные «накладные расходы». Получается, что скорость передачи данных на L2 (на канальном уровне OSI) в сети Wi-Fi всегда ниже заявленной скорости на L1 (OSI). Реальная скорость зависит от доли служебного трафика, которая зависит уже от наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств относительно друг друга и т. п.Александр Скуснов, «Тестирование точек доступа: беспроводной Интернет в каждую квартиру», компьютерный еженедельник «Upgrade», № 44 (186), 2004 г. Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах не одинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, Беларусь и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора. Как было упомянуто выше, в России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрацииРешение ГКРЧ № 04-03-04-003 от 6 декабря 2004 года утверждает основные технические характеристики внутриофисных РЭС (приложение № 1) и содержит список РЭС, подлежащих регистрации в упрощённом порядке, то есть без оформления разрешения на использование радиочастот (приложение № 2).. Старый стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Современные устройства поддерживают более стойкие протоколы шифрования данных WPA и WPA2. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало возможным применение более безопасной схемы связи. Обе схемы требуют более стойкого пароля, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например, VPN) для защиты своих сетей от вторжения. На данный момент основным методом взлома WPA2 является подбор пароля и активные атаки KRACK, поэтому рекомендуется использовать сложные цифро-буквенные пароли для того, чтобы максимально усложнить задачу подбора пароля. В режиме точка-точка (Ad-hoc) стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b)Ad-hoc wireless connections limited to 11mbps — The Test Bed. Шифрование WPA(2) недоступно, только устаревший WEP.
Беспроводные технологии в промышленности Wi-Fi применяется для создания беспроводных сетей для промышленного использования (IWLAN), например для управления движущимися объектами, в складской логистике, а также на удалённых или опасных производственных объектах, где нахождение оперативного персонала связано с повышенной опасностью или вовсе затруднительно, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet.
Использование устройств Wi-Fi на предприятиях обусловлено высокой помехоустойчивостью, что обуславливает их применение на предприятиях с множеством металлических конструкций. В свою очередь Wi-Fi-приборы не создают существенных помех для узкополосных радиосигналов.
Устройства Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц, с максимальной скоростью передачи 54 Мбит/с.
Альтернативой Wi-Fi являются технологии межмашинного взаимодействия (Machine-to-Machine), использующие общедоступные сети GSM, приватные сети LTE и распределённые сети DECT ULE. Стандарт IMT-2020 рекомендует использовать для межмашинного взаимодействия микросотовые сети стандарта 5G NR и распределённые сети стандарта DECT 5G.
Wi-Fi и телефоны сотовой связи
Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие глобального роуминга, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение сотовых сетей с другими стандартами беспроводных сетей, такими как UMTS, CDMA или WiMAX.