Откуда произошло обозначение wi fi
Привет любителям беспроводных технологий! В прошлый раз мы провели для вас экскурсию по городу будущего, а сегодня хотим поговорить о том, благодаря чему существование такого города стало возможным.
Нас ждёт экскурс в историю Wi-Fi: мы проследим весь путь технологии 802.11 от момента её появления до выхода новейшего, шестого поколения. И посмотрим, как Wi-Fi проникал во все сферы нашей жизни и с чего вообще всё началось.
Когда начинают рассказывать о какой-нибудь технологии, в первую очередь приводят расшифровку её названия. С Wi-Fi это сделать не так-то просто. Дело в том, что аббревиатура Wi-Fi — это игра слов. Изначально её расшифровывали как Wireless Fidelity, т. е. беспроводная точность. Это был намёк на созвучие с Hi-Fi (High Fidelity — высокая точность). То есть название одной из известнейших ныне технологий — обычная шутка.
Создали технологию в 1998 году в радиоастрономической лаборатории в Канберре. И изобретателем технологии принято считать Джона О’Салливана. Однако во многих источниках вы можете встретить информацию, что Wi-Fi был придуман некой голливудской актрисой. Как так?
Чтобы понять смысл этой истории, нам надо немного углубиться в протокол 802.11, пока ещё без букв. В нём используются две технологии: псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ) и расширение спектра прямой последовательности.
Мы не будем углубляться в историю, просто уточним, что один из методов первого протокола 802.11 ППРЧ был изобретён Ламарр. А О'Салливан уже собрал всё воедино.
Что интересно, ППРЧ позже перекочевала в Bluetooth, а вот в новых стандартах Wi-Fi уже не использовалась.
- Можно было передавать данные со скоростями 1 или 2 мегабита в секунду.
- Передача осуществлялась через инфракрасные сигналы или частоту диапазона 2,4 ГГц.
Инфракрасная составляющая Wi-Fi как-то не прижилась, равно как и сама идея передачи информации по ИК, а вот радиоверсия накрыла весь мир.
Стандарт 802.11b у всех на слуху как устаревшее, но ещё поддерживаемое поколение Wi‑Fi. Но почему b? Где же a?
Стандарт 802.11a также существовал. Он вышел в 1999 году. Это была надстройка над 802.11, сильно опередившая своё время. Дело в том, что в 802.11a впервые включили в работу полосу 5 ГГц. Инженеры уже тогда предсказывали, что 2,4 ГГц забьют почти моментально и это вызовет проблемы с работой множества устройств в ограниченном пространстве.
Однако об это своё новаторство стандарт 802.11a и споткнулся. Существующие технологии не позволяли обеспечить нормальную связь на 5 ГГц, всё работало крайне нестабильно. А производство адаптеров для частоты 5 ГГц выходило дороже, чем для 2,4 ГГц. Стандарт пытались довести до ума, но параллельно с ним вышел 802.11b, который и забрал себе основную часть потребителей. 802.11a ещё какое-то время пожил в корпоративных сетях, а потом ушёл в прошлое окончательно.
А вот 802.11b стал настоящим хитом. Он работал в поддиапазоне 2,4 ГГц. Именно там появляется знакомая нам таблица из 13 частотных каналов с шириной в 5 МГц.
Псевдослучайную перестройку рабочей частоты заменили методом DSSS. Увы, детище Хеди Ламарр было не про скорость, поэтому ушло в прошлое практически сразу.
Однако скорость 802.11b была крайне скромной. Абсолютный максимум, практически недостижимый на практике, составлял всего лишь 11 Мбит/с. В случае ухудшения радиоусловий скорость соединения падала до 5,5, 2 или 1 Мбит/с. Но в начале нулевых у пользователей и запросы были скромнее. Такой полосы вполне хватало для комфортного сёрфинга, обмена файлами и просмотра почты. А вот возможность перемещаться с ноутбуком по дому или офису без проводов оценили моментально.
Опасения разработчиков 802.11a сразу не подтвердились. До 2007 года просто не было такого числа мобильных устройств, которые могли бы забить всю полосу 2,4 ГГц. Лишь с появлением iPhone и лавинообразным ростом смартфонов мы ощутили все прелести толкучки в эфире.
С этим же стандартом связаны первые попытки поставить беспроводной модуль куда-то помимо смартфонов и ноутбуков. Но чайники с Wi-Fi — это пока ещё диковинка для гиков, равно как и смарт-часы или детские игрушки.
Однако в сознании пользователей появляется сдвиг: жить без проводов куда удобнее и практичнее. Этот сдвиг порождает запрос рынку.
Рынок отвечает в 2003 году выходом стандарта 802.11g. Принципиальной новинки не получилось — скорее это было логичное развитие уже заложенных технологий. Максимальная скорость при этом возросла до 54 Мбит/с.
Повторим, ожидания пользователей тогда были куда скромнее. Увеличение средней скорости в 5 раз вполне устроило всех, и Wi-Fi продолжил своё победное шествие. Но пока это лишь дало возможность избавиться от проводов дома и в офисе. Все остальные кейсы были единичными и скорее нестандартными примерами использования технологии.
Это сегодня десять беспроводных гаджетов в каждой квартире — обычное дело. В первой половине нулевых далеко не в каждом помещении был хотя бы один. Самые частые пользователи беспроводки — ноутбуки. Следом за ними шли КПК — карманные персональные компьютеры, прародители современных смартфонов. Но КПК стоили дорого и считались устройствами крайне специфичными, для определённых людей и под определённые задачи.
В 2007 году расстановка сил на рынке резко изменилась. Выходит iPhone, который заставляет пользователей полностью пересмотреть своё отношение к телефону и взаимодействию с ним.
Отныне телефон — не просто звонилка с будильником и змейкой. Со временем он становится полноценной заменой компьютера. Появляются огромные смартфоны — планшеты. Резко растёт рынок умных гаджетов — плееров, часов, фотоаппаратов, которые тоже умеют пользоваться беспроводными технологиями.
И если у телефона ещё есть пусть и дорогой, но канал в сеть — мобильная связь, то гаджетам тут ловить вообще нечего.
Всем ясно: нужна технология, способная переварить относительно большое число устройств, дать им хорошую скорость и при этом не иметь помегабайтной тарификации.
Стандарт 802.11g идеально подходил на эту роль, пока объём трафика не начал расти в геометрической прогрессии.
Это не очередная надстройка над предыдущими поколениями. Тут уже появляются собственные наработки, которые серьёзно увеличивают скорость и стабильность в тех же радиоусловиях. Что же появилось?
- Теперь полосу частот можно склеивать вплоть до 40 МГц. В хорошем эфире это даёт значительный выигрыш в скорости.
- И наоборот, полосу можно сузить и получить выигрыш в стабильности.
- Появляется прообраз MU-MIMO, разделение пространственных потоков. Теперь мы можем вести передачу на двух каналах (или даже четырёх), разнесённых не по частоте, а физически.
- 802.11n умеет работать как в 2,4 ГГц, так и в 5 ГГц. Кому-то может показаться, что «пятёрка» не слишком прижилась в четвёртом поколении стандарта, но это не так. Жители частного сектора наверняка сталкивались с радиомостами от вышки до их крыши. Огромная часть таких радиомостов работала именно в 5 ГГц.
В совокупности всё это дало максимальную скорость соединения в 600 Мбит/с. Уже реально разогнаться быстрее Fast Ethernet! Радиомодуль круче кабеля!
Чипы четвёртого поколения стали появляться буквально везде. Один только умный дом от Xiaomi сколько шума наделал. Широчайшая линейка датчиков присутствия, затопления, системы управления светом, камеры. Производители бытовой техники активно встраивают чипы в стиральные машинки и холодильники. Дачников радуют системами контроля влажности почвы и автоматического полива. Nikon и Canon дают возможность управлять своими зеркалками без пульта и проводов. Радиомосты умудряются запихнуть на Крайний Север, где они помогают держать связь на отдалённых объектах. Торговые комплексы стремились оснастить свою территорию покрытием 802.11n, чтобы привлечь посетителей. Офисные комплексы стремительно избавлялись от проводов, позволяя сотрудникам использовать ноутбуки и даря свободу перемещения внутри помещений.
Новинку подхватили даже медики и промышленность. Первые активно внедряли консультации через видеосвязь. И неважно, о чём шла речь: об обычном приёме или о сложной операции. Промышленники же начали разворачивать сети датчиков для мониторинга станков и рабочих помещений. На заводах опыт был не всегда удачный, т. к. промышленность часто связана с серьёзными помехами в радиоэфире. И всё же куда могли — ставили. Очень уж удобно было. Даже камеры наблюдения — и те стали беспроводными. Подводить к ним простое питание удобнее, чем питание с линком. Появились вопросы, которые раньше почти не задавались. К примеру, возник огромный спрос на корпоративные решения. Скажем, большому выставочному комплексу требовалось бесшовное покрытие с единой авторизацией. Такая задача решалась уже через единый контроллер управления всеми точками.
А ещё стандарты b, g и n обладали огромным преимуществом обратной совместимости друг с другом. Да, появление старого устройства b в современной радиосети n сильно тормозило её пропускную способность. И всё же это было удобно. Древние ноуты спокойно цеплялись к современным точкам доступа. И это также был крайне важный фактор.
Прогнозы разработчиков 802.11а сбылись в четвёртом поколении Wi-Fi. Хотя n и работал в двух диапазонах, бóльшая часть пользователей знает его всё же по 2,4 ГГц. И вот эти частоты очень быстро закончились. Уже к 2015 году в среднем российском панельном доме можно было поймать 40–50 сетей. Пользователи толкались и роняли скорость друг друга. А старые устройства b и g подливали масла в огонь, ещё больше снижая ёмкость и так заполненного радиоэфира.
Стало ясно, что бесконечно расширять ёмкость 13 каналов в 2,4 ГГц не получится. Да, определённый задел по технологиям ещё оставался, но всё же разработчики решили вернуться к старой идее 5 ГГц и перевести часть пользователей туда. Благо развитие технологий передачи и производства уже позволяло это сделать.
Так родился стандарт 802.11ac. Он вышел в 2013 году. Из новинок в нём можно отметить более ёмкую модуляцию 256-QAM и развитие технологии MU-MIMO. И всё же главный финт ушами нового поколения — повторный уход в 5 ГГц и использование этого диапазона уже по полной.
Фокус удался. В эфире стало значительно свободнее. Ведь в 5 ГГц гораздо больше каналов, чем в 2,4 ГГц. Точная цифра каналов «пятёрки» зависит от страны и местной регуляторики, но это определённо больше 13.
Самый заштатный ТРК, расположенный в глубинке, считал своим долгом развернуть собственную Wi-Fi-сеть.
Гости на ресепшене гостиницы интересовались не наличием Wi-Fi в их номере, а лишь способом подключения к нему. Сам Wi-Fi в номере считался чем-то заложенным по умолчанию.
Стремительно начали развиваться технологии умного дома, огромная часть оборудования для которого производилась с Wi-Fi-модулями. Теперь это была уже не игрушка для гиков, миллионы людей буквально впитали все прелести удалённого контроля дома или квартиры, где даже розетку можно отключить из приложения с другого конца земного шара.
Конечно, для IoT 802.11ac ещё был слабоват. Интернету вещей не требовались космические скорости, а вот возможность работы тысяч датчиков на ограниченном пространстве ему была необходима. Кроме того, 802.11ac был весьма энергозатратным, устройствам с батарейным питанием он был противопоказан. Но даже тут находились решения, связанные с переводом передатчика в сон.
В 2018 году Wi-Fi Alliance понимает, что технология Wi-Fi ориентирована во многом на обычных людей. Эти люди начинают путаться в сложных обозначениях. Поэтому было принято решение упростить названия.
- 802.11n → Wi-Fi 4,
- 802.11ac → Wi-Fi 5,
- 802.11ax → Wi-Fi 6.
Ранее значок Wi-Fi на устройстве никак не сообщал о поколении. По задумке Wi-Fi Alliance, новые иконки сообщают пользователю, каким поколением он пользуется
Предполагалось, что простое обозначение поколения цифрой поможет пользователям лучше ориентироваться в происходящем. Новинка прижилась, хотя и старые обозначения b/g/n/ac/ax до сих пор используются в обиходе.
Нельзя сказать, что 5 ГГц так же быстро заполнился устройствами, как 2,4 ГГц. Но разработчики не стали ждать очередного обострения, и в 2019 году выходит новейший стандарт Wi-Fi 802.11ax, он же Wi-Fi 6.
У разработчиков накопился огромный опыт. Они прекрасно понимали все слабые места предыдущих поколений. И знали, что нужно исправлять в первую очередь.
На их стороне был рынок. Wi-Fi настолько прочно вошёл в жизнь людей, что была стопроцентная гарантия — технология взлетит.
И пожалуй, важнейшая причина. Технологии не стояли на месте. Обычная точка доступа сейчас может позволить себе впечатляющие вычислительные мощности вкупе с новейшими антеннами. Всё это позволило разработчикам сделать действительно потрясающую вещь. Кратко пройдёмся по новинкам.
Внедрена технология OFDMA. Раньше все пользователи занимали в эфире определённый временной слот и ждали своей очереди, если слот принадлежал не им. Это можно сравнить с проездом фур через узкие ворота. У каждой фуры своё время проезда, независимо от того, пустая она или полная. На этом терялась куча ёмкости. Ведь один пользователь мог качать торрент, а второй сёрфить в сети. Но каждому полагался свой временной слот, и часть из них использовалась неоптимально. OFDMA устранила эту проблему.
В качестве примера можно привести выставочный комплекс «Казань Экспо». Владельцы стендов представляют там множество новинок, которые завязаны на беспроводную сеть комплекса. Кто-то гонит VR, а кто-то лишь синхронизирует базу данных. Для поддержки такого объёма трафика на территории экспоцентра установили 337 высокоскоростных точек доступа с поддержкой Wi-Fi 6. Эта сеть позволяет держать до 4000 одновременных подключений с хорошей адаптивной скоростью. Такие числа — вынужденная мера, ведь площадь «Казань Экспо» примерно 143 тысячи м². Популярная конференция может пропустить через себя порядка 300 тысяч участников. К примеру, прошедшая в 2019 году конференция WorldSkills собрала 270 тысяч специалистов. И это не просто случайные гости, это люди, которым близки высокие технологии, это люди с мощными гаджетами и серьёзными запросами на полосу пропускания. Они создают дополнительную нагрузку плюсом к экспонентам. И если бы не Wi-Fi 6, трудно представить, как было бы возможно удовлетворить запросы такой публики
Полностью раскрыт потенциал технологии MU-MIMO. То есть теперь мы можем передавать информацию по разнесённым в пространстве потокам. И число этих потоков увеличилось до 8. Это позволяет разгонять беспроводную сеть до 9 Гбит/с. Преимущество оценили, в частности, в Национальной комиссии по водным ресурсам Мексики. В их кампусе была развёрнута сеть Wi-Fi 6 на основе точек доступа Huawei AirEngine 8760-X1-Pro. Она имеет 16 встроенных двухдиапазонных интеллектуальных антенн и поддерживает до 16 пространственных потоков. Такая точка может пропускать через себя максимальный трафик огромного числа пользователей. До прихода Wi-Fi 6 в кампусе работало четвёртое поколение, и специалисты отмечают, что на новом оборудовании сеть не только увеличила свою пропускную способность, но и стала значительно проще архитектурно. Ведь спланировать сеть четвёртого поколения для высоких нагрузок — та ещё задача.
Target Wake Time (TWT) позволяет не поддерживать постоянное соединение с точкой доступа, а передавать данные лишь тогда, когда в этом есть необходимость. Таким образом, бóльшую часть времени передатчик находится в режиме сна и не расходует драгоценный заряд батареи.
Наименование «Wi-Fi» (Вай-Фай) придумали изобретатели корпорации Alliance. Основанием для его образования послужила рекламная позиция «The Standard for Wireless Fidelity». По мере того, как технология совершенствовалась, произошло уменьшение первоначального слогана до «Wireless Fidelity». В последствии наименование ограничилось более краткой формой, известной пользователям как «Wi-Fi».
Как это работает и как им пользоваться?
В общих чертах обрисую, как интернет через Wi-Fi доставляется до вашего конечного потребителя – ноутбука, смартфона, планшета. Да, его можно через адаптеры подключить и на стационарный компьютер, но обычно последний все же цепляется по проводу.
Для подключения ПК к Wi-Fi всегда можно приобрести адаптер – хорошее устройство можно найти не более 10$.
А вот для мобильной техники дома это уже стандарт. Итак, смотрим.
- Вы подключаете услугу интернета у вашего интернет-провайдера (Ростелеком, или что там у вас).
- У провайдера обычно уже заведен кабель в ваш дом и даже подъезд. При подключении мастер лишь выводит его от щитка в вашу квартиру.
- В вашей квартире теперь имеется кабель, который подключается к устройству (тот самый роутер).
- У роутера активируется функция создания Wi-Fi сети. Через которую он и раздает всем интернет.
- Все устройства подключаются к ней и используют Интернет.
Другая возможная схема строится на использовании сетей сотовых операторов и их модемов:
- Вы покупаете SIM-карту мобильного оператора со специальным интернет-тарифом.
- «Симка» вставляется в модем.
- Модем создает подключение к Интернету через сим-карту и раздает вайфай.
Итого: ВАЙ-ФАЙ создает специальное устройство, работающее в режиме «Точка доступа»:
В общественных местах, кафе, отелях обычно все уже сделано за вас – там обычно стоят хорошие мощные маршрутизаторы. Достаточно всего лишь найти на своем устройстве правильную сеть, ввести пароль и наслаждаться бесплатным интернетом (бывает и платным – тут как повезет). Другое название публичных точек – хот-споты.
Эти 2 схемы самые частовстречаемые. Существуют и другие методы (точка доступа через ноутбук, планшет, телефон), но для нашего ознакомления этого более чем достаточно. Хочется узнать больше – смело пишем в комментарии)
Самая неожиданная версия
Изобретение Хэди Ламарр исключало риск перехвата информации за счет возможности изменения частоты. Количество частот данной системы соответствовало набору клавиш фортепиано (88 радиочастот). До начала 60-х годов патент на секретное изобретение не предавался огласке. И только в 1962 году возможности устройства Хэди Ламарр нашли применение в условиях подводных лодок США.
Благодаря исследованиям заинтересованных пользователей, история создания «Wi-Fi» обрела популярность. А в 1997 году Хеди Ламарр удостоилась Медали Чести Конгресса и награды IEEE.
Первые шаги развития
В большинстве исследовательских источников указано, что появился Вай-Фай в 1998 году в лаборатории радиоастрономии CSIRO, в австралийском городе Канберра. Протокол для обмена данными «по воздуху» был создан инженером Джоном О`Салливаном. Им же ещё в 1991 году была разработана первая версия протокола Wi-Fi, которая была фундаментом для дальнейшего совершенствования первого беспроводного оборудования.
Имеются сведения, что история создания Вай-Фай имеет свои истоки ещё в 1985 году. Тогда в Федеральном агентстве по связи США (Federal Communications Commission) одобрили возможность нелицензированного использования определённых частот радиоспектра любым желающим пользователям. Такому законодательному начинанию в США последовали государственные структуры других государств. Поэтому во всём мире приступили к активной разработке соответствующих устройств для беспроводных сетей.
Лишь в 1991 году голландские компании NCR Corporation и AT&T подготовили версию готовой для использования технологии беспроводной передачи данных. У их совместного продукта было наименование «WaveLAN». Он был предназначен для того, чтобы оптимизировать работу кассовых систем за счёт беспроводного соединения.
Основные функции, или для чего нужен Wi-Fi?
Итого у устройств, раздающих Wi-Fi, сейчас две основные функции:
- Подключение к Интернету – и посещение уже оттуда любимых сайтов и сервисов.
- Создание локальной сети – все устройства, подключенные к одной точке доступа, могут видеть друг друга и передавать те же файлы напрямую.
- Расширение предыдущего пункта – подключение беспроводных устройств. Принтер, джойстики, телевизионный пульт, холодильник – всего представить и невозможно.
Историческая справка. Технология была изобретена в 1991 году и применялась как раз для кассового оборудования.
Альтернативная история
Наиболее интересной версией при выяснении периода, когда появился Вай-Фай, считается история, уходящая корнями аж к 1940 году. Тогда свои права на изобретение запатентовала известная актриса Хеди Ламарр, но она так им никогда и не пользовалась. Это был патент на систему, при помощи которой можно было управлять торпедами.
Лишь в 1969 году в Гавайском университете была разработана беспроводная сеть, схожая с нынешней WLAN. Данная технология позволяла осуществлять беспроводное соединение между островами, где располагались разные здания университета.
В 1988 году компанию Lucent заинтересовала эта идея, и она выпускает WaveLan. Они были монополистами, потому что не делились какой-либо информацией о технологии. Wi-Fi – это было дорогое удовольствие, поэтому его использование не было общедоступным и повседневным.
В 1999 году компанией Apple был выпущен iBook. Он поддерживал технологию «Airport-Technologie», функционирующую вместе с базовой станцией. Стоимость на оборудование была уже более доступной.
О том, кто был создателем Вай-Фай, мы писали тут.
Видео про Wi-Fi
Технологии беспроводной передачи данных, которую мы знаем как WiFi, уже более 30 лет. В этой статье вспомним, почему WiFi называется именно так, как появился, какие были основные этапы развития и что ждет технологию в будущем.
Все это и немного больше — под катом.
С чего все началось
Наверное, не будет ошибкой сказать, что датой рождения технологии является 1985 год. Тогда Федеральная служба по связи США официально разрешила использовать определенные частоты радиоспектра без лицензии. Эту инициативу поддержали и другие страны, так что бизнес быстро понял — в этой нише можно заработать. Один за другим стали появляться проекты беспроводной связи, которые разные компании пытались коммерциализировать.
Лишь в самом конце прошлого века, в 1997 году, появились первые спецификации беспроводной связи WiFi. Первое поколение, 802.11, давало возможность передавать данные со скоростью в 2 Мбит/с, при том, что радиус действия модуля был очень небольшим. Да и стоимость оборудования, которое обеспечивало беспроводную передачу данных, была просто заоблачной.
Затем, где-то в 1999 году, появились прототипы двух редакций базового стандарта: 802.11b и 802.11a. Они обеспечивали невиданную скорость передачи данных по воздуху — вплоть до 11 Мбит/с. Радиодиапазон при этом использовался тот же, что и сейчас — 2,4 ГГц. Радиус действия был гораздо большим, чем у самого первого поколения WiFi. Радиооборудование становится все более доступным — его могут купить уже и обычные пользователи.
Чуть позже скорость увеличили до 54 Мбит/с, воспользовавшись диапазоном в 5 ГГц и назвав спецификацию 802.11a. Именно тогда и закрепилось название WiFi, которое сейчас является обозначением спецификации 802.11.
Кроме того, разработчики стали заботиться о безопасности передаваемых данных лучше, чем раньше. Так, на смену дырявому WEP пришел WPA (англ. — Wi-Fi Protected Access). Еще год спустя, в 2004, появился протокол WPA2, который стал весьма надежно защищать беспроводные сети.
Альтернативная версия
Согласно второй версии, имя инженера, который придумал изобретение Wi-Fi, – Вик Хейз. Голландский инженер являлся сотрудником корпораций NCR и Agere, но известность получил благодаря своим дипломатическим заслугам. Возглавлял рабочую группу IEEE 802.11 по разработке беспроводных сетей. Внес большой вклад в усовершенствование стандартов Wi-Fi.
Другие исследователи считают, что истоки создания единого стандарта Wi-Fi зародились в 1985 году. В этот период Федеральное агентство по связям США разрешило неофициально использовать определенные частоты. После обнародования данного решения, другие страны тоже заинтересовались в разработке и выпуске сетевых устройств для работы на радиочастотах.
В связи с недоступностью использования единого стандарта Wi-Fi, возникали проблемы по причине совместимости устройств. Такое обстоятельство создавало трудности при использовании сетевого оборудования и тормозило процесс развития технологий.
И только в 1997 году (через 6 лет после первых попыток внедрения технологий Wi-Fi), удалось разработать единый стандарт 802.11, который исправил ситуацию на предмет несовместимости сетевых устройств.
В 1999 году группа инженеров Института электроники зарегистрировала технологию Вай-Фай в рамках организации Wi-Fi Alliance. На протяжении последующего времени группа ученых активно занималась разработкой стандартов беспроводной связи.
Ура, новые технологии
В 2009 команда разработчиков из WiFi Alliance приняла новый стандарт — 802.11n. Это уже было новое поколение WiFi, без клонирования механизма передачи данных из одного диапазона в другой. При этом скорость передачи данных увеличилась во много раз — вплоть до 600 Мбит/с.
Такого резкого роста пропускной способности удалось добиться за счет использования многопотоковой передачи данных MIMO вместо SISO. Многопотоковая передача позволила использовать несколько потоков передачи данных, направляемых разными же антеннами. В самом начале стандарт давал возможность работать с 4 потоками, каждый из которых предоставлял пропускную способность в 150 Мбит/с.
При этом технология была «умной» — сигналы обрабатывались, а затем объединялись в единое целое, что давало возможность добиться пропускной способности в 600 Мбит/с, во всяком случае, в теории. В целом, MIMO и положила начало развитию современного WiFi — скоростного, надежного и дальнобойного.
Определение, или что это такое?
Итак, правильный ответ и единственный умный термин здесь:
Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11.
Суть для чайников – это ТЕХНОЛОГИЯ БЕСПРОВОДНОЙ передачи данных.
Именно сама технология, и именно без проводов. Другие известные технологии в этом же духе – Bluetooth, Инфракрасная передача (пульт телевизора, ИК-порт на старых телефонах), радио, технологии сотовых операторов. И вот где-то среди них и забегался Wi-Fi, а особенности его технологии как раз и описаны в стандарте из определения IEEE 802.11. Кто хочет – сам поищет его.
Происхождение слова
Другой вопрос – в значении самого термина «Wi-Fi». Действительно, из всего вышеизложенного этот вопрос остаётся открытым. Итак, это сокращение от:
WiFi – Wireless Fidelity – в переводе «беспроводная точность» или «беспроводная передача данных».
Происхождение аббревиатуры «Wi-Fi»
«Wi-Fi» – название, придуманное изобретателями корпорации Alliance. Образовано от рекламной позиции «The Standard for Wireless Fidelity». В процессе разработки технологий первоначальный слоган уменьшился до «Wireless Fidelity». Позже название приобрело еще более краткую форму и закрепилось в сознании пользователей как «Wi-Fi».
Неизвестные факты про Wi-Fi в следующем видео:
Почему именно “WIFi”?
Многие из нас принимают аббревиатуру, как должное, не задумываясь о том, почему технология называется именно так. Ларчик открывается просто — дело в том, что WiFi изначально продвигали со слоганом «The Standard for Wireless Fidelity», что можно перевести как «стандарт беспроводной точности».
Затем технология получила сокращенное название «Wireless Fidelity», что со временем было обрезано до WiFi. Частично сыграла свою роль и аббревиатура HiFi, которая расшифровывается как High Fidelity. Может быть, разработчики WiFi пытались сделать свою технологию узнаваемой как раз за счет HiFi — кто знает. Как бы там ни было, своего они добились.
Этапы происхождения
Большинство исследователей уверены, что Wi-Fi к нам пришел из Австралии, а имя инженера, который изобрел Wi-Fi – Джон О’Салливан. Это ученый радиоастроном из австралийского города Канберра.
Согласно этой теории, идея создания технологий Вай-Фай зародилась в недрах радиоастрономии. В ходе проведения эксперимента по регистрации мини-взрыва черной дыры возникла необходимость во внедрении беспроводной сети. Вынужденные условия и явились причиной разработки первого протокола Wi-Fi.
Скорость передачи данных на тот момент составляла 100 Мбит/с. Событие, положившее начало внедрению беспроводных технологий, произошло в 1991 году.
В этот же период австралийским инженером-электриком Джоном О’Салливан была разработана первая версия протокола Wi-Fi. Она и явилась фундаментом усовершенствования и выпуска первого беспроводного оборудования.
Ответственность за выпуск первенца Вай-Фай взяла на себя американская компания At&t. Сетевой аппарат работал на частоте 2,4 ГГц и назывался WaveLan. Скорость беспроводного соединения не превышала 2 Мбит/с.
Так выглядел логотип WaveLan:
Далее этапы, связанные с внедрением технологии беспроводной передачи, развивались следующим образом:
- 1997 год – разработана версия 802.11, по своим возможностям практически полностью соответствующая устройству WaveLan;
- 2000 год – выпуск новой версии 802.11a. Радиопередача осуществляется в диапазоне 5 ГГц, скорость соединения доходит до 54 Мбит/с;
- 2003 год – выпуск версии 802.11g. Передача данных ведется в диапазоне 2 ГГц, задействован протокол шифрования WPA, скорость передачи – 54 Мбит/с;
- 2004 год – ознаменован появлением WPA2. Уровень безопасности шифрования данных достигает новых высот;
- 2009 год – выпуск устройств, со стандартом 802.11n с возможностью передачи данных в двух диапазонах: 2 и 5 ГГц, до 600 Мбит/с. Современные смартфоны используют именно этот стандарт;
- 2014 год – выпуск устройств с поддержкой стандарта 802.11ac. Пропускная способность имеет скорость более 1 Гбит/с;
- 2016 год – разрабатывается стандарт 802.11ad. Устройства, поддерживающие этот стандарт, способны работать на частоте 60 ГГц с передачей информации на скорости от 7 Гбит/с.
И снова развиваемся
Технология беспроводной связи продолжила эволюционировать. Так, в 2015 году появилась новая ревизия — WiF 802.11 AC, где количество потоков MIMO было доведено до 8. Благодаря этому, а также другим техническим ухищрениям удалось добиться пропускной способности одного канала до 866 Мбит/сек. Правда, были некоторые сложности с достижением теоретического максимума, поскольку в узкой полосе частот 2,4 ГГц достаточно сложно добиться идеального приема из-за загруженности «эфира».
Те пропускной способности в 7 Гбит/с добиться удавалось исключительно редко. Но все же скорость огромная по сравнению с предыдущими поколениями. MIMO усовершенствовали, так что появилась технология MU-MIMO — мультиплексирование каналов. Точки доступа стали умными, их научили разбивать один канал на несколько подканалов, каждый из которых обменивается данными с абонентами. Это дало возможность оптимизировать работу точек доступа даже в очень высоконагруженных сетях.
Добиться этого удалось еще и за счет фазового сдвига сигнала таким образом, что интерференция становилась «конструктивной», так что радиоволны усиливались за счет взаимодействия.
Новые достижения
Недавно был принят новый стандарт — 802.11 AX, который называют еще Wi-Fi 6. Здесь появилось сразу несколько нововведений, включая добавление новой технологии OFDMA. Она позволила увеличить производительность одного канала с шириной спектра 40 МГц до 290 Мбит/с. Схему MU-MIMO усовершенствовали, теперь появился двухсторонний полноценный режим обмена данными.
В частности, разработчики ввели квадратурную амплитудную модуляцию (QAM) 1024, которая позволила повысить плотность модуляции и увеличить скорость передачи данных примерно на треть.
802.11ax позволяет работать в средах с высокой плотностью клиентов, передавая по воздуху тяжелый медиаконтент — например, видео с разрешением 4-8К. Количество точек доступа, находящихся поблизости друг от друга, практически не влияет на качество приема и передачи данных. Достоинство нового поколения связи еще и в том, что оно довольно энергоэффективное, так что батарей мобильных устройств хватает на более продолжительное время работы.
Преимущества и недостатки Wi-Fi
- Беспроводная сеть – никаких проводов, ходите по всему дому
- Покрытие 20-100 м – обычно этого хватает для дома, но можно и усиливать
- К одной точке доступа подключается много устройств – и обычно ограничения не заметны
- Скорость Wi-Fi обычно выше чем у интернета через операторов или же Bluetooth.
- Потребляем энергии меньше, чем на мобильном интернете – батарея смартфона проживет дольше.
- Безопасность актуальных протоколов.
- Возможны небольшие задержки в сети – пинг – может быть заметно в играх
- Возможно снижение скорости интернета – за счет ограничений скорости у технологии
- Возможны потери сигнала в помещении из-за препятствий – нужно грамотно размещать роутер дома
- Использование технологией частоты 2,4 ГГц может создавать помехи и с другими устройствами – пультами, микроволновкой и др.
- Слабая безопасность старых протоколов защиты.
Отмечу, что преимущества и недостатки здесь больше технические, и зависят от самого устройства. Так что все решаемо, все зависит от конкретной ситуации.
Спустя десять лет
Да, в течение десяти лет технология развивалась, но не очень быстро — пропускной способности канала вполне было достаточно для потребностей пользователей того времени. Но затем стало понятно, что дальше так продолжаться не может — нужен новый стандарт, который позволил бы передавать больше данных за единицу времени.
Основная причина в том, что качество фото и видео возросли, причем очень значительно, по сравнению с концом 20-го века. Стоит только посмотреть фотографии начала 2000-х, сравнив их с цифровым контентом более раннего времени, и все станет понятно.
В целом, технологии не стояли на месте, в 2003-м, например, появилась спецификация 802.11g. Но это не было чем-то принципиально новым — разработчики воспользовались технологией диапазона 5 ГГц, адаптировав ее для диапазона 2,4 ГГц. К слову, количество членов WiFi Alliance стало тоже расти, как на дрожжах. В 2003 году их стало более 100. Соответственно, все больше компаний разрабатывали оборудование, совместимое с беспроводным стандартом WiFI.
Стандарты
Стандартам Wi-Fi я посвящу отдельную статью. Речь идет о буквах на самих вайфай-устройствах. Возможно видели их: a, b, g, n… Это по сути версии стандартов. В этом ряду чем буква «старше», тем скорость передачи выше. Так, например, для стандарта IEEE 802.11:
- IEEE 802.11 – база стандарта, откуда «растут ноги».
- 802.11a – до 54 Мбит/с, рабочая частота 5ГГц – поэтому не совместим с другими версиями.
- 802.11b – до 11 Мбит/с, частота – 2,4 ГГц – современные устройства совместимы с ним.
- 802.11g – до 54 Мбит/с
- 802.11n (Wi-Fi 4) – до 300 Мбит/с, использует 2 диапазона – 2,4 ГГц и 5 ГГц.
- 802.11ac (Wi-Fi 5) – до 6,77 Гбит/c, именно здесь была добавлена полноценная частота 5 ГГц
- 802.11ax (Wi-Fi 6) – до 11 Гбит/с, новейшая разработка, рекомендую почитать особенности по предложенной ссылке
Версии стандарта старше «b» обратно совместимы. Для поддержки скорости нужна поддержка стандарта не только на передатчике, но и на приемнике. Например, телефон с «g» не сможет принимать интернет с полосой выше 54 Мбит/с с точки доступа на «n».
Сейчас еще появился некий стандарт Wi-Fi 6E, но в официальные списки его еще не занесли. Главное отличие от WI-Fi 6 – добавлена частота 6 ГГц (поддержки в России пока нет).
Другие стандарты для сравнения представлены в таблице:
Из интересных разработок отметим стандарт IEEE 802.22 (WRAN, региональная беспроводная сеть, не путать с обычным Wi-Fi): здесь скорость передачи становится ниже (22 Мбит/с), но зато дальность передачи увеличивается до 100 км. Для обычного домашнего вайфая нормальными показателями будут 10-100 м в зависимости от размещения.
В России использование этих каналов не требует дополнительного лицензирования. Но что-то в последнее время развивается в сторону регистрации домашних беспроводных точек доступа – на практике реализовать подобное почти невозможно, так что пока живем и дышим. В некоторых других странах накладываются ограничения на использование таких сетей – уточняйте по месту пребывания.
Центральная проблема
Пробежавшись по улице, на вопрос о том, что такое Wi-Fi, люди отвечают по-разному. Несколько вариантов оставляю ниже, привожу сами смыслы, а не дословные высказывания:
- Интернет – ну в плане вай-фай – это и есть сам интернет, в котором смотрят сайты, любимые вконтактики и ютубчики
- Роутер/Маршрутизатор – само устройство.
- Беспроводная передача информации – в значении именно технологии.
- Подключение смартфона/ноутбука – как одна из функций устройств.
Единицы людей просто «подвисали», видимо считая ответ то ли глупым, то ли не в то время у них это спрашивали) Ну да ладно. Все наслышаны про Вай-Фай. Но что же это такое на самом деле? У вас есть правильный ответ?
Кстати, у меня всегда открыты комментарии. Есть вопрос – задай его ниже, а там разберемся)
Развитие Wi-Fi или появление новых стандартов
Если хотите знать больше и понять, как работает беспроводная технология, смотрите следующее видео:
Модернизация на этом не остановилась, что выражается в дальнейшем внедрении технологии:
- В 1999 году создаётся не только Вай-Фай, но и два протокола 802.11b и 802.11a.
- 2000 год – появление в магазинах стандарта 802.11b.
- В 2002 году – членство Wi-Fi Alliance увеличено до 100 компаний-представителей.
- 2003 год – выходит стандарт 802.11g, где были совмещены достоинства двух предыдущих версий.
- 2004 – выход наиболее совершенного протокола безопасности WPA2.
- В 2005 году беспроводная технология уже поддерживается на некоторых игровых приставках и цифровых камерах.
- В 2007 году начинается тестирование стандарта 802.11n;
- 2009 – выход в продажу устройств с версией 802.11n с передачей данных в двух диапазонах (2,4 и 5 ГГц).
- 2010 – начинается широкое использование в устройствах функции Wi-Fi Direct.
- В 2014 году выходит оборудование, поддерживающее стандарт 802.11ac.
- 2016 год – появляются версии 802.11ah, 802.11ai.
- В 2018 году выходят протоколы 802.11aj, 802.11aq, 802.11ay.
- 2019 год – создание версии 802.11ax.
Частоты, каналы, ширина канала Wi-Fi
Озвученные термины – минимальный набор юного любителя технологии Wi-Fi (рекомендую изучать статьи по ссылкам):
-
. Основная радиочастота, на которой работает ваша домашняя сеть. Актуальные роутеры работают на двух частотах одновременно: 2.4 ГГц + 5 ГГц. Относительно недавно в неофициальный стандарт Wi-Fi 6E добавили новую частоту для мира Wi-Fi – 6 ГГц. На большей частоте выше скорость, но волна от препятствий (стен) затухает быстрее. . Частоты 2.4 ГГц и 5 ГГц – это лишь верхушка айсберга. На самом деле там выделен целый диапазон частот, которые и образуют систему каналов. Дескать на одной частоте можно разместить несколько роутеров по разным каналам, и они в теории не будут мешать друг другу. Правда, там не все так идеально, хотя тот же Wi-Fi 6 уже и ввел маркировку, подробности по ссылке. . Несколько каналов в технологии могут быть объединены. Т.е. можно одновременно задействовать 2 канала (в диапазоне два канал шире чем один) и получить, грубо говоря, удвоение скорости передачи. Базово один канал занимает 20 МГц в диапазоне. Современные роутеры позволяют объединять эти каналы (читаем как увеличивать общую ширину) до 160 МГц при использовании Wi-Fi 6.
Площадь действия радиосигнала
Оборудование, поддерживающее ранние стандарты, работали в секторе, не превышающем 35 метров (в помещении). Радиус действия оборудования на открытых пространствах составлял 100 м.
Современные устройства со стандартом 802.11n способны покрывать сигналом уже более обширные территории. Максимальный радиус действия в помещении составляет 75 м, а на открытых площадях достигает 250 м.
Внедрение новых технологий и усовершенствование технических возможностей сетевого оборудования – это непрерывные процессы деятельности ученых на протяжении восьми десятилетий. По мнению многих исследователей, именно Хэди Ламарр принадлежит право на изобретение беспроводных сетей.
Кто придумал Вай-Фай и мобильную связь? Посмотрите тематическое видео:
Статья обновлена и актуализирована под текущие реалии. Wi-Fi 6 и все новинки в комплекте. Приятного изучения! С уважением, ваши преданные друзья из чудесного ВайФайГида.
Wi-Fi… о сколько в этом звуке! А сколько эти звуки создали мифов в народе, что и представить страшно. Всем привет! Сегодня будет на нашем портале о беспроводных технологиях центральная статья про сам Wi-Fi. Только без особых премудростей, простыми словами, ну вы поняли) Поехали!
Подключение
Wi-Fi получила популярность в том числе и из-за своей простоты подключения. Ну правда же, почти любая бабушка в наше время может к нему подключиться и пользоваться благами интернета?! Но если вдруг вы не такая продвинутая бабушка, или просто путаете классический ключ безопасности (пароль) с WPS кодом, или просто хотите узнать о разных способах подключения к Wi-Fi сети, отправляю вас читать об этом подробнее в статье ниже. Вставлять всё это сюда не хочется, дабы не захламлять лишней информацией
Мифы и легенды – излучение
Главный миф о вайфайчике – опасность облучения. Да, Wi-Fi использует радиодиапазон. Самая частовстречаемая рабочая частота – 2,4 ГГЦ. На этой частоте работают и другая известная бытовая техника – вроде микроволновки. Но на самом деле, рабочее излучение Wi-Fi в десятки раз меньше влияния того же мобильного телефона. А уж не говоря о том, сколько других радиоволн проходит через наш дом…
Опасность для здоровья
Все подробности о вреде Вай -Фай для человека найдете тут.
Не буду разводить демагогию. Считается, что радиоволны, исходящие от беспроводного модуля, не несут никакого вреда человеку. Однако, ряд экспериментов в 2011 году подтверждает, что излучение негативно влияет на репродуктивную мужскую систему. Других официально подтвержденных данных о вреде Wi-Fi нет.
История происхождения беспроводных сетей «Wi-Fi» основана на предположениях нескольких источников. Сложно однозначно ответить на вопрос, касающийся имени инженера, который изобрел Wi-Fi. Факт непрерывного усовершенствования технологических разработок дает повод полагать, что одни и те же идеи из области беспроводных технологий -могли посещать сознание ученых разных стран и в различные периоды своей деятельности.
Что дальше?
В недалеком будущем нас ждет новый протокол беспроводной передачи данных WiFI 7 или IEEE 802.11be. Он будет работать с технологией CMU-MIMO, позволяющей поддерживать работу сразу 16 потоков данных. Помимо традиционных полос 2,4 ГГц и 5 ГГц, WiFi 7 также будет поддерживать полосу частот 6 ГГц. Все три полосы частот могут работать одновременно.
Теоретическая максимальная скорость передачи Wi-Fi 7 может достигать 30 Гбит/с, что в три раза превышает максимальную скорость 9,6 Гбит/с для Wi-Fi 6.
К сожалению, разработка основных механизмов работы технологии задерживается из-за эпидемии. Изначально планировалось, что все основные работы будут завершены до 2021 года, а стандарт будет одобрен в 2024 году. Но теперь, скорее всего, этот срок будет увеличен примерно на полгода, если не на год. Но в любом случае, разработка не прекратилась, она продолжается, хотя и в несколько замедленном темпе.
Дальность передачи
Другой миф о дальности передачи данных в радиоканале. Встречал и от минимальных в 5 метров и до сотен километров. Суть – все зависит от мощности передачи. Средние нормы передачи:
- 45 м – связь в помещении.
- 90 м – связь на открытом пространстве.
Стоит понимать, что железобетон в стенах может сильно гасить сигнал, вплоть до его отсутствия в соседних комнатах. Так что нужно грамотно продумать расположение точки доступа.
Есть и другие стандарты беспроводной сети с увеличенной дальностью на километры (читайте ниже).
Произношение
Ничего сложного нет: Wi-Fi читаем как [вай фай] – можно быстро в одно слово, можно чуть-чуть отделить.
Не надо произносить это слово как [ви фи] – совсем дикость.
Настройки
На страницах нашего портала мы со всех сторон попытались облизать возможности настройки Wi-Fi: и что-то специфичное в духе указанных разделом выше параметром, так и простой настройки Wi-Fi на всех устройствах. Если вам нужно настроить Wi-Fi, скорее всего вы просто почему-то попали не туда. Но успокою: “не туда” – значит просто не в ту статью. Рекомендую поискать на нашем сайте статью конкретно под свою модель устройства, и, скорее всего, она найдется.
Wireless Fidelity в России
Когда же появился Вай-Фай в России? Первым документом с упоминанием радиочастот было Постановление Правительства от 2004 года за номером 539. В 2007 вышло еще одно решение, где речь шла о выделении радиочастот для устройств малого радиуса действия. Постановление 2011 года за номером 837 позволяет использовать пользовательское оборудование без регистрации в Роскомнадзоре.
Вне зависимости от цели использования по всему миру, а также в России, увеличиваются возможности для выхода в сеть через Wi-Fi на бесплатной основе. Однако, несмотря на очевидную привлекательность безвозмездного доступа к интернету с помощью беспроводного соединения, настораживает то, что существует большая опасность при подключении к открытым точкам доступа.
Общедоступность бесплатных сетей позволяет хакерам похищать личные данные пользователей, в том числе их собственное видео, фото.
Безопасность
Wi-Fi в текущих реализация – это открытая сеть (даже если она скрыта), а значит априори создана для внешнего подключения. А раз технология доступна извне, то о супер-пупер безопасности тут и не поговоришь. Всё, что нужно для подключения к сети – пароль (имя самой сети мы ведь знаем).
А раз тут всё так просто, то злые дядьки скакнули далеко в этом направлении: старые WPS-коды и WEP-шифрование (да и первая WPA) имеет множество вариантов успешных атак. Внедрение WPA2 сильно затруднило подбор паролей для злоумышленников, и при хорошем пароле сегодня это вполне себе достойное решение, которое может противостоять даже handshake-атаке. С приходом Wi-Fi 6 набирает популярность WPA3 шифрование – а это улучшенная защита, но главное – для скрипт-киди (читаем как абстрактных в вакууме соседских школьников, жаждущих дорваться до вашего интернета) я ещё не видил достойных решений реализации атаки. Как вы понимаете, вопрос безопасности Wi-Fi сетей – это очень большая тема, поэтому снова отправляю вас в другую мою статью:
Статья по всем направлениям взлома Wi-Fi сетей и методам её защиты
Разбор путаницы
Ответы людей выше возникли из-за частоты использования в быту. Разберем их чуть подробнее и выявим отличия:
- Интернет. Wi-Fi как технология создает локальную сеть, к которой могут быть подключены другие устройства. А вот в сети у этих всех устройства может и не быть интернета вовсе. Правильнее в этом смысле понимать, что вы подключаетесь к устройству, которое раздает интернет, при помощи технологии Wi-Fi. Интернет же – это глобальная сеть, к которой все при помощи различных технологий пытаются подключиться.
- Роутер/Маршрутизатор. Это всего лишь устройства, и даже в наше время они могут быть без Wi-Fi, а выполнять свои функции по проводам. Более подробно про роутер читаем тут.
- Подключение смартфона/ноутбука – а бывает, что ноутбук подключают по проводу, а смартфон через технологии оператора. Суть в том, что Wi-Fi здесь не функция, но у них есть функция использования подключения по технологии Wi-Fi.
Все… бреда достаточно. Все мифы и легенды рассмотрели. Поехали больше нюансов.
У Zyxel тоже есть WiFi 6
Zyxel, как любой уважающий себя и своих клиентов производитель, представил широкий ассортимент точек доступа стандарта WiFi 6 и PoE коммутаторов к ним. Есть и бюджетные модели и навороченные точки с “квантовым подавителем гравитационного возмущения”. :-)
А если понравилось, заходите к нам и оставайтесь:
— Новостной канал в Telegram
— Телеграм-чат поддержки для специалистов
— Форум для специалистов
— Наш YouTube
Читайте также: