Ли Чхан Дон
- 1 year ago
- 0
- 0
Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11 . Логотип Wi-Fi является торговой маркой Wi-Fi Alliance . Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity , которое можно дословно перевести как «беспроводная верность» [ источник не указан 53 дня ] ) в настоящее время развивается 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) и 6 ГГц (5955-7115 МГц). Сигнал Wi-Fi может передаваться на километры даже при низкой мощности передачи, но для приема Wi-Fi-сигнала с обычного Wi-Fi-маршрутизатора на большом расстоянии нужна антенна с высоким коэффициентом усиления (например, параболическая антенна или WiFi-Пушка).
Wi-Fi был создан в 1997 году в лаборатории радиоастрономии CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) в Канберре , Австралия . Создателем беспроводного протокола обмена данными является инженер Джон О’Салливан.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. 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.
27 июля 2011 года 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» .
Имя | Год создания | Макс. скорость передачи | Средн. скорость передачи | Поколение |
---|---|---|---|---|
802.11 | 1997 | 1 и 2 Мбит/с | Wi-Fi 1 | |
802.11a | 1999 | до 54 Мбит/с | около 20 Мбит/с | Wi-Fi 3 |
802.11b | 1999 | до 11 Мбит/с | Wi-Fi 2 | |
802.11g | 2003 | до 54 Мбит/с | Wi-Fi 3E | |
802.11h | 2003 | |||
802.11i | 2004 | |||
2007 | ||||
802.11n | 2009 | до 600 Мбит/с (4 антенны) | до 150 Мбит/с (1 антенна) | Wi-Fi 4 |
2012 | ||||
802.11ad | 2012 | |||
802.11ac | 2013 | до 6,77 Гбит/с при 8x MU-MIMO-антеннах | Wi-Fi 5 | |
802.11af | 2014 | |||
2016 | ||||
802.11ah | 2016 | |||
2016 | ||||
2018 | ||||
2018 | ||||
802.11ay | 2018 | |||
802.11ax | 2019 | до 11 Гбит/с | Wi-Fi 6 | |
802.11ax | 2020 | до 11 Гбит/с | Wi-Fi 6E | |
802.11be | 2023 | до 30 Гбит/с | Wi-Fi 7 |
Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намёком» на Hi-Fi ( англ. High Fidelity — высокая верность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная верность») , на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается .
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:
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
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. [ источник не указан 745 дней ]
Устройства Wi-Fi предлагаются пока [ когда? ] 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 и обеспечивающим максимальную скорость 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 рекомендует использовать для межмашинного взаимодействия микросотовые сети стандарта 5G NR и распределённые сети стандарта DECT 5G.
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, таких как UMTS , CDMA или WiMAX .
Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO . Первые образцы оборудования появились уже в начале 2000-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году . Тогда такие компании, как Zyxel , , Samsung , Hitachi и многие другие, представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP ). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM 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 необоснованно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют весьма 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 .
Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая посредством сервисов интернет-телефонии . Например, клиент Skype давно существует в версиях как для смартфонов, так и для КПК.
Другая бизнес-модель состоит в соединении уже имеющихся сетей в новые. Идея состоит в том, что пользователи будут разделять свой частотный диапазон через персональные беспроводные маршрутизаторы , комплектующиеся специальным ПО . Например FON — испанская компания, созданная в ноябре 2005 года. Сейчас сообщество объединяет более 2 000 000 пользователей в Европе, Азии и Америке и быстро развивается. Пользователи делятся на три категории:
Таким образом, система аналогична пиринговым сервисам. Несмотря на то, что FON получает финансовую поддержку от таких компаний, как Google и Skype , лишь со временем будет ясно, будет ли эта идея действительно работать.
Сейчас у этого сервиса есть три основные проблемы. Первая заключается в том, что для перехода проекта из начальной стадии в основную требуется больше внимания со стороны общественности и СМИ . Нужно также учитывать тот факт, что предоставление доступа к вашему интернет-каналу другим лицам может быть ограничено вашим договором с интернет-провайдером . Поэтому интернет-провайдеры будут пытаться защитить свои интересы. Так же, скорее всего, поступят звукозаписывающие компании, выступающие против свободного распространения MP3 .
В России основное количество точек доступа сообщества FON расположено в московском регионе.
Израильская компания создала общую сеть социальной направленности [ источник не указан 4274 дня ] , с возможностью поиска сетей Wi-Fi и общения между пользователями. Программа и система в целом была создана под руководством Йосси Варди (Yossi Vardi), одного из создателей компании Mirabilis , и протокола ICQ .
Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города и частные лица строят свободные сети Wi-Fi, часто используя общее пиринговое соглашение для того, чтобы сети могли свободно взаимодействовать друг с другом.
Многие муниципалитеты объединяются с локальными сообществами, чтобы расширить свободные Wi-Fi-сети. Некоторые группы строят свои Wi-Fi-сети, полностью основанные на добровольной помощи и пожертвованиях.
Для получения более подробной информации смотрите раздел , где можно также найти список свободных сетей Wi-Fi, расположенных по всему миру (см. также ).
OLSR — один из протоколов, используемых для создания свободных сетей. Некоторые сети используют статическую маршрутизацию , другие полностью полагаются на OSPF . В Израиле разрабатывается протокол WiPeer для создания бесплатных P2P -сетей на основе Wi-Fi.
В Wireless Leiden разработали собственное программное обеспечение для маршрутизации под названием LVrouteD для объединения Wi-Fi-сетей, построенных на полностью беспроводной основе. Бо́льшая часть сетей построена на основе ПО с открытым кодом , или публикуют свою схему под открытой лицензией . (превращает любой ноутбук с установленным Wi-Fi-модулем в открытый узел Wi-Fi-сети). Также следует обратить внимание на netsukuku — Разработка всемирной бесплатной mesh-сети.
Некоторые небольшие страны и муниципалитеты уже обеспечивают свободный доступ к хот-спотам Wi-Fi и доступ к Интернету через Wi-Fi по месту жительства для всех. Например, Королевство Тонга и Эстония , которые имеют большое количество свободных хот-спотов Wi-Fi по всей территории страны. В Париже OzoneParis предоставляет свободный доступ в Интернет неограниченно всем, кто способствует развитию Pervasive Network, предоставляя крышу своего дома для монтажа оборудования Wi-Fi. Unwire Jerusalem — это проект установки свободных точек доступа Wi-Fi в крупных торговых центрах Иерусалима . Многие университеты обеспечивают свободный доступ к Интернету через Wi-Fi для своих студентов, посетителей и всех, кто находится на территории университета.
Некоторые коммерческие организации, такие как Panera Bread, предоставляют свободный доступ к Wi-Fi постоянным клиентам. Заведения McDonald’s Corporation тоже предоставляют доступ к Wi-Fi под брендом McInternet. Этот сервис был запущен в ресторане в , Иллинойс ; он также доступен во многих ресторанах в Лондоне , Москве .
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 хот-споты Wi-Fi и . Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.
Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм ) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных хот-спотов, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы (такие хот-спот зоны, например, уже находятся на станциях метро в различных городах мира, таких как: Лондон, Париж, Нью-Йорк, Токио, Сеул, Сингапур, Гонконг. В Москве хот-споты расположены непосредственно в вагонах метро и прочих видах общественного транспорта), где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и места общественного питания, где для подключения необходимо попросить карточку доступа с паролем у персонала, и даже просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей.
Стандартами Wi-Fi не предусмотрено шифрования передаваемых данных в открытых сетях. Это значит, что все данные, которые передаются по открытому беспроводному соединению, могут быть прослушаны злоумышленниками при помощи программ- снифферов . К таким данным могут относиться пары логин/пароль, номера банковских счетов, пластиковых карт, конфиденциальная переписка. Поэтому при использовании бесплатных хот-спотов не следует передавать в Интернет подобные данные.
Первые хот-зоны в Московском метрополитене , охватывающие поезда Кольцевой линии , были запущены совместно с оператором сотовой связи « МТС » 23 марта 2012 года. Первые месяцы интернет работал в тестовом режиме со скоростью 7,2 Мбит/с . В 2013 году Московский метрополитен провел конкурс при поддержке Правительства Москвы на установку соединения Wi-Fi на всех станциях метрополитена . Конкурс выиграла компания ЗАО «Максима Телеком» и вложила в создание беспроводной сети в метрополитене 1,8 млрд рублей . Эта Wi-Fi-сеть называется MT_Free. Ежедневно этой сетью пользуется 1,2 млн человек. В начале 2015 года к сети Wi-Fi в метро подключилось более 55 млн уникальных пользователей. Поезда Московского метрополитена, в отличие от других стран мира, где точки доступа в интернет находятся только на станциях или в туннелях, оснащены индивидуальным Wi-Fi-роутером . В 2015 году Wi-Fi стал появляться не только в вагонах электропоездов, но и на эскалаторах , переходах и в вестибюлях станций метро . В 2015 году хот-зоны с длительностью сессии интернет-соединения в 25 минут появились на более чем 100 остановках общественного транспорта в Москве . Сеть подключения называется Mosgortrans_Free. Скорость интернет-соединения составляет 10 Мбит/с. За 2015 год на остановках вышло в сеть более 70 тысяч уникальных пользователей . После принятия ФЗ-№ 97 от 5 мая 2014 года для подключения к Wi-Fi на остановках общественного транспорта или в метрополитене нужно пройти идентификацию с помощью портала Госуслуги или SMS . На конец 2015 года было оборудовано беспроводным интернетом ещё 300 остановок .
Увеличение количества точек доступа Wi-Fi обеспечивает избыточность сети, лучший диапазон, поддержку быстрого роуминга и увеличение общей пропускной способности сети за счет использования большего количества каналов или путем определения меньших ячеек. За исключением наименьших реализаций (таких как домашние или небольшие офисные сети), реализации Wi-Fi перешли к «тонким» точкам доступа, причем большая часть сетевого интеллекта размещается в централизованном сетевом устройстве, отбрасывая отдельные точки доступа на роль «тупых» приёмопередатчиков. Наружные приложения могут использовать сетчатые топологии. Когда развертывается несколько точек доступа, они часто настраиваются с тем же SSID и параметрами безопасности, чтобы сформировать «расширенный набор сервисов». Клиентские устройства Wi-Fi обычно подключаются к точке доступа, которая может обеспечить самый сильный сигнал в этом наборе сервисов.
Разрешенные частоты для использования Wi-Fi оборудованием различаются в разных странах.
В США диапазон 2,5 ГГц разрешается использовать без лицензии, при условии, что мощность не превышает определённую величину, и такое использование не создаёт помех тем, кто имеет лицензию.
Для оборудования сетей беспроводной передачи данных в закрытых помещения с использованием устройств малого радиуса действия можно использовать диапазоны 2,4 ГГц (2400—2483,5 МГц, каналы 1—13), 5 ГГц (5150—5350 и 5650—5850 МГц, каналы 32—68 и 132—169), а также 60 ГГц (57—66 ГГц, каналы 1—25) . Согласно «Правилам применения оборудования радиодоступа для беспроводной передачи данных в диапазоне от 30 МГц до 66 ГГц» и «Правилам регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств», использование беспроводной сети Wi-Fi для организации фиксированного беспроводного доступа к данным в закрытых помещениях и на воздушных судах возможно без оформления индивидуальных разрешений ГКРЧ на использование частот и без регистрации радиоэлектронных средств в Роскомнадзоре при использовании передатчиков мощностью до 100 мВт (20 дБм) в полосах 2400—2483,5 МГц (стандарты IEEE 802.11, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ax) и мощностью до 200 мВт (23 дБм) в полосах 5150—5350 МГц и 5650—5850 МГц (стандарты 802.11a/n/ac/ax) с шириной канала до 160 МГц и спектральной плотностью до 10 мВт/МГц, а также диапазона 57—66 ГГц (стандарты IEEE 802.11ad/ay WiGig ) при мощности передатчика до 10 Вт (40 дБм) и ширине канала 2160 МГц . Правила использования были приняты в 2010 году, тогда же было разрешёно использование диапазона 6 ГГц ( Wi-Fi 6E , IEEE 802.11ax), в дополнение к диапазонам 2,4 и 5 ГГц [ уточнить ] ; в 2015—2016 гг. в этих диапазонах было одобрено использование технологий 802.11ac и 802.11ad , а в июле 2020 года — технологии 802.11ax .
Для внеофисного использования беспроводной сети Wi-Fi (например, организации радиоканала между двумя соседними домами), а также для использования в закрытых помещениях части диапазона 5 ГГц (5470—5650 и 5850—5990 МГц, каналы 96—128 и 171—196) и диапазона 6 ГГц (диапазон U-NII-5, 5945—6425 МГц, каналы 1—93), необходимо проведение экспертизы об электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования с действующими и планируемыми радиосетями и получение разрешения на использование частот в Роскомнадзоре .
За нарушение правил 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) ; Россвязьохранкультуры опубликовала обзор прессы, разъясняющий правила регистрации радиоэлектронных средств, использующих протокол Wi-Fi [ нет в источнике ] .
Согласно законодательству Украины использование Wi-Fi без разрешения ( укр. 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 использования внешней антенны необходимо регистрировать передатчик и получить разрешение на эксплуатацию радиоэлектронного средства от ДП УДЦР. Кроме того, для деятельности по предоставлению телекоммуникационных услуг с применением WiFi необходимо получить лицензию от (НКРЗІ) .
В Белоруссии действует специализированная Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) ( белор. Дзяржаўная камісія па радыёчастотах (ДзКРЧ) ). На основе (рус.) оборудование Wi-Fi не требует регистрации, при условии, что их параметры удовлетворяют следующим требованиям:
В 2011 году были опубликованы результаты эксперимента по изучению влияния Wi-Fi на качество спермы . Целью эксперимента была проверка возможного влияния ноутбука, размещённого на коленях мужчины, на его репродуктивную систему, однако дизайн исследования и его результаты не позволяют сделать никаких выводов о вреде Wi-Fi.
Ранее утверждалось, что Wi-Fi не наносит вреда здоровью человека , так, один из английских профессоров из университета Ноттингема ( Nottingham University ) считал достаточными следующие меры предосторожности при работе с Wi-Fi:
«Некоторые люди, правда, держат ноутбук на коленях, и, на мой взгляд, мы должны напоминать детям о том, что когда они долго работают в сети (Wi-Fi), они должны класть ноутбук на стол, а не держать его на коленях».
— Лори Челлис (Lawrie Challis).