Побудова та принцип роботи Wi-Fi мережі (переваги і недоліки)
Розглянемо пристрій та принцип роботи Wi-Fi та WiMax. Здавалося б, що сьогодні кожен знає про цю технологію і немає сенсу писати подібний матеріал на цю тему. Але проаналізувавши, наскільки часто сьогодні люди шукають відповідь на подібне запитання, я дійшов висновку, що він розкритий не до кінця і актуальний досі. Як правило, це питання цікавить цікавих і початківців користувачів або людей, які цікавляться цифровими технологіями в цілому. Отже, насамперед ми з вами розглянемо що таке Wi-Fi?
Wi-Fi - це абревіатура, що походить від англійського словосполучення Wireless Fidelity, що означає "бездротова передача даних" або "бездротова точність". Це система короткої дії, що покриває десятки метрів і використовує не ліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Це протокол та стандарт на обладнання для широкосмугового радіозв'язку, призначеного для організації локальних бездротових мереж.
Іншими словами, Wi-Fi – це сучасна та перспективна бездротова технологія, яка використовує радіоканали для передачі даних. Дана технологія передбачає наявність точки доступу/маршрутизатора Wi-Fi (стандарти 802.11a/b/g/n), яка забезпечує стабільний доступ до мережі з певної області радіусом до 45 метрів у приміщенні та 90 метрів на відкритому просторі (радіус дії залежить від багатьох умов і у вашому випадку може змінюватись).
Основні стандарти Wi-Fi:
IEEE 802.11 – визначає набір протоколів для найнижчих швидкостей передачі даних та є базовим стандартом WLAN.
IEEE 802.11a - Протокол не сумісний з 802.11b і несе у собі вищі швидкості передачі ніж 11b. Використовує частотні канали у діапазоні 5GHz. Максимальна пропускна спроможність до 54Мбіт/c.
IEEE 802.11b – стандарт використовує більш швидкі швидкості передачі та вводить більше технологічних обмежень. Використовує частотні канали у діапазоні 2.4GHz. Максимальна пропускна спроможність до 11Мбіт/c.
IEEE 802.11g – стандарт використовує швидкості передачі даних еквівалентні 11а. Використовуються частотні канали у діапазоні 2.4GHz. Протокол сумісний із 11b. Максимальна пропускна спроможність до 54Мбіт/c.
IEEE 802.11n - на даний момент це найпередовіший комерційний Wi-Fi стандарт, який використовує частотні канали в спектрах 2.4GHz і 5GHz. Сумісний з 11b/11a/11g. Максимальна пропускна спроможність до 300 Мбіт/с.
Для більш детального представлення наводжу порівняльну таблицю стандартів бездротового зв'язку, в якій міститься докладна інформація про такі технології як: Wi-Fi, WiMax, Bluetooth v 1.1, Bluetooth v 2.0, Bluetooth v 3.0, UWB, ZigBee, інфрачервоний порт.
Працює все це в такий спосіб. До точки доступу підключаються пристрої-клієнти: планшет, Smart TV, комп'ютери, ноутбуки, КПК, смартфони та інші мобільні пристрої, які мають Wi-Fi адаптери (приймачі). І буквально за кілька секунд встановлюється з'єднання зі Всесвітнім павутинням або локальною мережею.
Спосіб підведення Інтернету до точки доступу неважливий. Точки доступу поділяються на публічні та приватні. Перші надають доступ до Інтернету безкоштовно або за гроші необмеженій кількості користувачів. Другі у принципі використовуються лише для потреб власників. Однак до них можна підключитися, якщо мережа не захищена паролем.
Публічні хот-споти (hot spot - точка підключення до бездротової мережі WLAN, а якщо дослівно то "гаряче місце", "гаряча точка") часто зустрічаються у місцях громадського користування: аеропортах, вокзалах, готелях, ресторанах, кафе, магазинах, бібліотеках. Підключитися до таких мереж можна вільно на території закладу або неподалік нього. У деяких потрібна авторизація, при цьому логін та пароль вам видадуть після того, як ви оплатите послуги цього закладу.
Деякі міста світу майже повністю охоплені Wi-Fi мережею: для доступу до неї достатньо оплачувати недорогий абонемент. До послуг споживачів представлені не лише комерційні послуги. Приватні особи, спільноти, муніципалітети активно будують вільні мережі Wi-Fi. Невеликі мережі, що забезпечують бездротовим Інтернетом житлові будинки, публічні заклади (бібліотеки, навчальні заклади), поступово укрупнюються, використовуючи спільну пірингову угоду для вільної взаємодії одна з одною та існуючи на основі пожертвувань, добровільної допомоги та інших джерел.
Міська влада нерідко підтримує подібні проекти. У Парижі, наприклад, OzoneParis пропонує вільний і необмежений доступ в Інтернет всім, хто надає дах свого будинку для монтажу Wi-Fi мережі. У Єрусалимі працює проект Unwire Jerusalem, у рамках якого вільні точки доступу встановлюються у великих торгових центрах міст. Багато західних університетів надають доступ до Інтернету для своїх студентів, працівників та відвідувачів. У країнах СНД ситуація гірша, проте кількість хот-спотів постійно зростає.
Переваги Wi-Fi:
Геть дроти. За рахунок відсутності проводів економить час та кошти на їх прокладання та розведення. Мережа можна розширювати практично нескінченно, збільшуючи кількість споживачів та геометрію мережі встановленням додаткових точок доступу. На відміну від прокладки провідних мереж, не потрібно спотворювати стіни, стелі та підлогу кабелями, штробити стіни і свердлити наскрізні отвори. Іноді дротову мережу не можна побудувати суто фізично.
Глобальна сумісність. Wi-Fi - це сімейство глобальних стандартів (незважаючи на деякі обмеження, що існують у різних країнах), тому за ідеєю пристрій, вироблений у США, має чудово працювати в країнах СНД. І навпаки.
Недоліки Wi-Fi:
Правовий аспект. У різних країнах по-різному підходять до використання частотного діапазону та параметрів передавачів/приймачів бездротового сигналу стандартів IEEE 802.11. В одних країнах, наприклад, потрібна реєстрація всіх Wi-Fi мереж, що працюють поза приміщеннями. В інших накладається обмеження на частоти або потужність передавача, що використовуються.
У країнах СНД використання Wi-Fi без дозволу на використання частот від Державної комісії з радіочастот (ДКРЧ) можливе для організації мережі всередині будівель, закритих складських приміщень та виробничих територій. Якщо ви хочете зв'язати радіоканалом два сусідні будинки, рекомендується звернутися до вищезазначеного органу нагляду.
Стабільність зв'язку. Стандартні домашні Wi-Fi маршрутизатори найпоширеніших стандартів 802.11Ь або 802.11g мають радіус дії близько 40-50 метрів у приміщенні та до 90 метрів зовні. Деякі електронні пристрої (мікрохвильова піч), погодні явища (дощ) послаблюють рівень сигналу. Також відстань залежить від робочої частоти та інших факторів. Більш детально дізнатися про фактори, які впливають на бездротовий зв'язок Wi-Fi ви можете тут.
Перехресні перешкоди. При великій щільності точок доступу можуть виникнути проблеми доступу до відкритої точки доступу за наявності поряд хотспоту, що працює на тому ж або сусідньому каналі і використовує шифрування.
Чинники виробництва. На жаль, виробники не завжди чітко дотримуються стандартів, тому деякі пристрої можуть працювати нестабільно або на менших швидкостях.
Енергоспоживання. Досить високе споживання енергії, що зменшує час життя батарей та підвищує температуру пристрою.
Безпека. Стандарт шифрування WEP, як і раніше, залишається одним з популярних і відносно зламуваних, а більш досконалий протокол WPA, на жаль, не підтримує багато старих точок доступу. Найнадійнішим і найдосконалішим на сьогодні вважається протокол WPA2.
Обмежена функціональність. Під час передачі невеликих пакетів даних до них приєднується велика кількість службової інформації, що погіршує якість зв'язку. Тому Wi-Fi не рекомендується використовувати для роботи в IP-телефонії, яка використовує протокол RTP: якість зв'язку не гарантована.
Який модуль Wi-Fi на ноутбук вибрати?
Якщо у вашому ноутбуці з будь-яких причин відсутній модуль бездротового зв'язку, можливі три варіанти:
1. MiniPCI. Цей адаптер встановлюється всередині ноутбука в порт Minipci, який є у всіх ноутбуках, випущених після 2004 року. У процесі роботи його не потрібно підключати та відключати. Але встановлення адаптера рекомендується виконувати тільки в сервісних центрах.
2. USB-адаптери. За розмірами – звичайна "флешка". Розрізняються, як і всі адаптери, такими параметрами: дальність прийому, швидкість передачі, стандарт, що підтримується. Мінус-адаптер виступає за габарити ноутбука, тому його можна ненароком зачепити при перенесенні та пошкодити USB-порт. Не підходить тим, хто має вільних USB-портів. Проте цей адаптер можна встановити в будь-який пристрій, що має USB-порт. Наприклад, у стаціонарний комп'ютер.
3. PCMCIA. Встановлюються у широко поширений PCMCIA-слот ноутбука. Цю операцію під силу виконати будь-якому користувачеві. При цьому адаптер лише трохи виступає за габарити ноутбука. Ми маємо вільний USB-порт та зайнятий – PCMCIA.
Підвівши межу можна сказати, що за вартістю всі типи Wi-Fi адаптерів відрізняються не сильно. Що вибрати собі вирішуйте самі. Майте на увазі, що для того щоб операційна система впізнала ваш пристрій, потрібно або встановити драйвер з диска, що поставляється в комплекті з адаптером, або сподіватися на те, що ваша ОС знайде драйвер у своїх надрах. Чим новіша ОС, тим більше шансів. А тепер розглянемо принцип роботи технології WiMax.
Як працює WiMAX?
Існує ще один стандарт бездротового зв'язку, що розвивається не менш швидкими темпами, ніж Wi-Fi. Однак багато в чому від нього відрізняється. Давайте розглянемо його основні особливості.
WiMax - це абревіатура розшифровується як Worldwide Interoperability for Microwave Access, що в перекладі означає "Міжнародна взаємодія для мікрохвильового доступу". Варто сказати, що WiMax не є більш небезпечним для здоров'я, ніж звичайний стільниковий зв'язок. Технологія використовує високий рівень захисту передачі даних, що ідеально підходить для ведення бізнесу. WiMAX використовується потрійне шифрування даних за допомогою алгоритму DES 3.
WiMAX базується на стандарті IEEE 802.16 (не плутати з IEEE 802.11). Мережа на основі цієї технології будується на основі базових та абонентських станцій та обладнання, що зв'язує між собою базові станції, з постачальником Інтернету та інших сервісів. Робочий діапазон, що використовується, від 1,5 до 11 ГГц. Швидкість теоретично може досягати 70 Мбіт/с. Не потрібна пряма видимість між базою та приймачем.
Для зв'язку між базами використовують частоти від 10 до 66 ГГц. Швидкість може досягати 120 Мбіт/с. Необхідна пряма видимість між базами та наявність хоча б однієї бази, підключеної до мережі Інтернет за допомогою дротових технологій. Радіус дії - 6-10 км для "статичних" абонентів і 1-5 км для "мобільних", що пересуваються на швидкості до 120 км/год.
Особливості Wi-Fi та WiMAX.
Аутентифікація підтримується як частина взаємного рівня цифрових сертифікатів Х.509 (РК1). Пристрої WiMAX мають унікальні сертифікати, один для цього типу пристроїв, один для цього виробника. По суті, досягається захист потоків даних, що заслуговує на повну довіру. Тому на базі WiMax навіть з'являються віртуальні приватні, конфіденційні мережі (VPN). Вони дають можливість сформувати захищені коридори, що служать передачі інформації як віддаленим користувачам, і зі співробітниками компанії.
В умовах міста та приватного сектора, не дивлячись на споруди, дерева і навіть погоду, WiMax здатний за допомогою радіоканалу передавати необхідні дані. Провайдер установивши передавачі WiMax у різних частинах міста відкриває величезну за нинішніми мірками можливість підключення до Інтернету у доступній зоні дії мережі.
Крім цього, WiMax може бути використаний для голосового та відео-зв'язку високої якості. Як ви розумієте, WiMax покликаний вирішити три основні вимоги до мережних з'єднань, високу пропускну здатність, надійність та мобільність. За технологією WiMax майбутнє тому що вона дає можливість виконувати роботу з проектів у будь-якому місці та відкриває доступ до всіх ваших бізнес-додатків.
На закінчення цієї посади скажу, що технологія Wi-Fi в першу чергу створювалася для корпоративних користувачів, щоб позбутися хитросплетіння проводів, але зараз вона стає популярною і в приватному секторі. Технології Wi-Fi і WiMax хоч і побратими, але покликані вирішувати зовсім коло завдань.
Все частіше у сім'ї з'являються додаткові мережні пристрої: планшет, Smart TV, ноутбук, мобільні девайси та ігрові консолі з підтримкою Wi-Fi. І кожному потрібний вихід в Інтернет. І бажано, жодних проводів, щоб можна було вільно пересуватися квартирою. У такому разі бездротовий Інтернет стане гарним вибором.