Компьютерная документация на каждый день

Технология Wi-Fi

Описание, схема подключения, оборудование

Технология Wi-Fi является самой распространенной на сегодняшний день технологией беспроводной передачи данных. По сравнению с ИК-связью увеличено максимальное расстояние между двумя соединяемыми устройствами для установления стабильного Wi-Fi подключения, а также отсутствует необходимость прямой видимости между соединяемыми устройствами, в разы возросла скорость передачи данных.


Название "Wi-Fi" является сокращением сочетания слов "Wireless Fidelity", что в переводе на русский означает "Беспроводная Точность", по аналогии с Hi-Fi . И это, в каком-то смысле отражает предназначение данного беспроводного интерфейса. Wi-Fi предназначен для объединения между собой двух и более устройств.


Типы Wi-Fi сетей


Существует два типа Wi-Fi сетей: Ad-hoc и Infrastructure.


Ad-hoc (Точка-точка). Соединение двух устройств напрямую с использованием встроенного или дополнительно установленного в каждом из них Wi-Fi адаптера. Такое подключение называется "Точка-точка". Этими устройствами могут быть любые электронные аппараты, например настольные ПК, ноутбуки, КПК, смартфоны и т.п. Wi-Fi сеть типа Ad-hoc аналогична обычной проводной локальной сети с топологией "линия", т.е. одноранговой сети, в которой первый компьютер соединен со вторым, второй с третьим и т.д.


Как я уже сказал, для организации соединения беспроводной сети такого типа применяются встроенные или устанавливаемые Wi-Fi адаптеры, наличие которого необходимо в каждом входящем в сеть устройстве. Со встроенными адаптерами все понятно: он установлен где-то внутри, и нам о нем необходимо знать только то, есть он там или нет. С устанавливаемыми адаптерами интереснее. Они могут подключаться к устройству по внутренним (PCI, PCI-E, mini-PCI) или внешним (USB, PCMCIA, CompactFlash, SD). К настольному компьютеру WiFi-адаптеры подключаются посредством интерфейсов PCI, PCI-E и USB. Последний удобнее в виду возможности горячего подключения (можно будет втыкать адаптер при включенном компьютере без риска сжечь оборудование) и более высокой скоростью передачи данных. На долю оставшихся двух интерфейсов приходятся случаи, когда в вашем распоряжении нет свободных USB-слотов. Лично я всегда стремлюсь использовать устройства, подключаемые к внутренним интерфейсам компьютера, если таковые в нем свободны. USB-порты все-таки больше подходят для переносных устройств. Например, если вам приходится пользоваться разными компьютерами, то можно купить USB Wi-Fi адаптер и, начиная работать с компьютером, подключать к нему адаптер по соответствующему интерфейсу. А если установка адаптера будет производиться на бессрочный период, то целесообразнее воспользоваться Wi-Fi адаптером, подключаемым к PCI или PCI-E, если таковые есть в наличии (а обычно так и бывает).


Infrastructure. Подключение сети типа Ad-hoc к интернету или другой сети Ad-hoc. Для организации этого подключения используется точка доступа (Wireless Access Point). Она оснащается одним разъемом LAN для подключения кабеля проводного доступа к интернету и, как правило, несколькими такими же разъемами для подлючения к ней компьютеров для образования проводной локальной сети. Точка доступа вполне может быть заменена компьютером (сервером) с установленными в нем сетевой картой и Wi-Fi картой. Первая будет служить для подключения сервера к интернету, вторая обеспечит связь с компьютерами по беспроводной локальной сети. По функциональности получим примерно одно и то же в обоих случаях.


Однако использование точки доступа предпочтительнее компьютера. Во-первых, ее приобретение обойдется намного дешевле. Во-вторых, она проще в настройке.


Протоколы Wi-Fi


802.11. Скорость передачи Wi-Fi по нему равна 1-2 Мб/с.


802.11a. Теоретическая скорость передачи Wi-Fi по этому протоколу может достигать 54 Мб/с. Реальная скорость обычно располагается в пределах 22-26 Мб/с. Wi-Fi частота данного протокола равна 5 ГГц. Передача данных осуществляется с помощью метода OFDM (мультиплексирование с ортогональным делением частот). В помещении скорость передачи Wi-Fi равна 54 Мб/с. При этом расстояние между устройствами сети должно быть не больше 12-15 м. Если удалить их друг от друга на 50-90 м, то скорость упадет до 6 Мб/с. На открытом пространстве дальнобойность растет: 54 Мб/с на 30-40 м, а 6 Мб/с - 250-350 м.


802.11b. Теоретическая скорость передачи Wi-Fi до 11 Мб/с. Реальная - 5-7 Мб/с. Wi-Fi частота - 2.4 ГГц. Передача данных осуществляется методом DSSS (прямая последовательность с разнесением сигнала по широкому диапазону). В замкнутом пространстве максимальная скорость передачи WiFi может дойти до 11 Мб/с, расстояние между устройствами 30-40 м, или 1 Мб/с на 80-100 м. На открытом пространстве скорость передачи Wi-Fi составляет 11 Мб/с, расстояние от 200-300 м и 1 Мб/с на 500-600 м.


802.11g. Наиболее распространенный протокол. Теоретическая скорость передачи Wi-Fi до 54 Мб/с. Реальная скорость составляет примерно 50% от теоретической, т.е. около 25 Мб/с. Для передачи данных использованы методы OFDM и FSSS. Wi-Fi частота 802.11g 2.4 ГГц. В закрытом пространстве скорость передачи Wi-Fi достигает 54 Мб/с, расстояние 30-40 м, и 1 Мб/с на 80-100 м. На улице дистанция увеличивается до 150-200 м и 400-500 м соответственно. Обратно совместим с протоколом 802.11b.


802.11i. Набирающий обороты протокол. Максимальная теоретическая скорость передачи Wi-Fi достигает 480 Мб/с. Wi-Fi частота 802.11i 2.4 — 2.5 или 5.0 ГГц.


Устройства, поддерживающие протокол 802.11i, способны работать в трех режимах:


- Legacy (наследуемый). Обеспечивается совместимость с 802.11b/g и 802.11a устройствами.


- Mixed (смешанный). К этому списку добавляются 802.11i устройства .


- «Чистый» режим. Возможно соединение только с 802.11i устройствами.


Преимущества и недостатки технологии Wi-Fi


Преимущества технологии Wi-Fi. Ну, отсутствие проводов в данном случае я считаю скорее не преимуществом, а свойством, из которого и вытекает немало плюсов беспроводного интерфейса. Во-первых, Wi-Fi сеть может быть полезна в случае, когда прокладка проводов просто недопустима. Например, здание, в котором расположиться сеть, имеет историческую ценность, и даже крупинка штукатурки не может упасть с его стен. А представляете, сколько строительных пыльных работ (например, сверление) нужно выполнить, чтобы просто протянуть кабель с улицы внутрь помещения. Во-вторых, в беспроводную сеть проще добавить новое устройство, нежели сделать тоже самое, имея проводную сетку. Как в первом, так и во втором случае новое устройство придется оснастить сетевым оборудованием (Wi-Fi адаптером или сетевой картой соответственно). Но вот в случае с беспроводной сетью далее необходимо произвести лишь программные настройки, а при работе с проводами придется этот самый провод сначала подготовить, а потом еще его и протащить куда надо. В третьих, если вы пользуетесь интернетом с носимых устройств, можно перемещаться по зоне покрытия вашей WiFi сети. Что нельзя себе позволить, если за вами повсюду будет тянуться провод локалки.


Теперь о недостатках данной технологии. Во-первых, чувствительность к помехам, таким, как, например, электромагнитные, излучаемые различной техникой, стоящей в зоне покрытия сети. Они влияют прежде всего на скорость соединения. Она может существенно упасть при попадании радиопотока в зону помех. В этом случае получим слабый сигнал Wi-Fi. Во-вторых, скорость кабельного соединения все равно остается выше чем скорость скорость wifi соединения. По крайней мере, на равных расстояниях между источником сигнала и потребителем сигнала.


Wi-Fi, где ты?


Теперь о том, как применяется технология Wi-Fi в повседневной жизни. В первую очередь, это конечно беспроводные локальные и, возможно так будет в будущем, глобальная сети. Например, сейчас в России наконец-то начали появляться места (их называют Wi-Fi кафе), оснащенные Wi-Fi точками доступа. Это могут быть кафе, бары, клубы, вокзалы, аэропорты и т.п. Подключение клиентского устройства, оснащенного Wi-Fi адаптером, может быть платным либо абсолютно безвозмездным в зависимости от заведения, в котором находится точка доступа. Также точки устанавливают в институты, университеты, библиотеки и пр. Сейчас появляются Wi-Fi телефоны. Вряд ли они могут полностью заменить своих GSM-собратьев. Ведь GSM-вышек сейчас не в пример больше, и количество точек доступа является по сравнению с GSM-антеннами не в пример меньше, то есть при использовании Wi-Fi роуминг значительно сузится. А вот применение Wi-Fi телефонов в заранее оговоренном пространстве весьма эффективно. Например, на территории какой-либо организации. Установил точки доступа, где необходимо, и готово дело, роуминг на нужной территории будет всегда и везде. Существует огромное количество и других применений технологии Wi-Fi, но, чтобы упомянуть их все, придется, наверное, занять весь интернет, поэтому сейчас, я думаю, мы не будем этим заниматься.


В заключение


Вот и закончили мы с вами обсуждение беспроводных технологий, вместе с которым завершился и цикл статей, посвященных разговору об инфракрасной связи, а также Bluetooth и Wi-Fi. Ни в одну из четырех статей я не старался впихнуть никаких очень уж сложных научных терминов, понятных лишь ограниченному кругу читателю. Они были написаны так, что бы быть удобоусваиваемыми для широкого круга читателей. Надеюсь, все было ясно и вам.