Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети¶

Wi-Fi (произносится «ва́й-фай», от англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — семейство стандартов беспроводного обмена данными, объединённых под маркой Wi-Fi, разработанных институтом IEEE в рамках семейства стандартов IEEE 802.11. Технология обеспечивает передачу данных по радиоканалу в локальных сетях (WLAN) и является де-факто стандартом беспроводного доступа в интернет в жилых, офисных и публичных пространствах.

¶История

Разработка технологии началась в 1985 году, когда Федеральная комиссия связи США (FCC) открыла для свободного использования без лицензии радиочастотные диапазоны ISM — 900 МГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. Это позволило использовать их для беспроводной передачи данных без получения радиолицензии.

В 1985 году инженер компании NCR Corporation Джон О'Салливан вместе с коллегами разработал метод передачи данных с использованием ортогонального частотного разделения каналов (OFDM), который стал основой последующих стандартов Wi-Fi.

В 1990-е годы несколько компаний, в том числе Nortel, 3Com и Lucent, начали разработку совместимых продуктов. В 1997 году появился первый стандарт IEEE 802.11 с пропускной способностью до 2 Мбит/с. В 1999 году были приняты обновлённые версии 802.11a (5 ГГц, до 54 Мбит/с) и 802.11b (2,4 ГГц, до 11 Мбит/с). Тогда же была основана организация Wi-Fi Alliance, которая занимается сертификацией оборудования и продвижением торговой марки Wi-Fi.

¶Принцип работы

Сеть Wi-Fi строится на основе базовых станций (точек доступа, англ. access point) и клиентских устройств — адаптеров. Точка доступа транслирует радиосигнал в определённой зоне покрытия, и устройства с Wi-Fi-модулем (смартфоны, ноутбуки, планшеты, умные устройства) могут подключаться к ней и обмениваться данными.

Работа основана на методе CSMA/CA (несущая с множественным доступом с обнаружением столкновений и избеганием) — устройства «прослушивают» эфир и передают данные, убедившись, что канал свободен, что снижает вероятность коллизий.

¶Стандарты IEEE 802.11

С момента появления технологии стандарты развивались, увеличивая скорость передачи и используемые диапазоны:

Начиная с поколения Wi-Fi 6 маркетинговые названия поколений (Wi-Fi 4, 5, 6, 7) были введены Wi-Fi Alliance для упрощения идентификации для пользователей.

¶Диапазоны и каналы

Wi-Fi работает преимущественно в двух диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Диапазон 2,4 ГГц обеспечивает большее расстояние и лучшее проникновение сквозь стены, но более подвержен помехам (в нём же работают микроволновые печи, Bluetooth-устройства, радионяни). Диапазон 5 ГГц предлагает больше каналов и более высокую скорость, но меньший радиус действия. Стандарт Wi-Fi 6E добавил диапазон 6 ГГц, что ещё больше увеличило доступный спектр и снизило плотность каналов.

¶Безопасность

Исторически стандарты Wi-Fi критиковались за уязвимости. Первая спецификация защиты WEP (1997) была взломана к 2001 году. Ей на смену пришли WPA (2003) и WPA2 (2004) на основе протокола AES. В 2018 году была представлена спецификация WPA3 с усиленной защитой от перебора паролей.

¶Применение

Wi-Fi применяется повсеместно: в домашних сетях для доступа к интернету и объединения устройств, в корпоративных сетях, в гостиницах, аэропортах, кафе и транспорте. Технология стала основой для концепции «интернета вещей» (IoT), где миллиарды устройств — от датчиков до бытовой техники — подключены к сети по Wi-Fi.

В России Wi-Fi-оборудование производят компании «Сервис-Телеком» (серия «Кама»), «Инфотекс» и другие. Точки доступа Wi-Fi используются операторами связи для организации домашних сетей (домашние Wi-Fi-сети абонентов).

¶Интересные факты

• Торговая марка Wi-Fi принадлежит организации Wi-Fi Alliance; символ-логотип волны стал одним из самых узнаваемых в мире.
• В 2010 году в голландском городе Ньивегейн построили первый в мире дорожный светофор, работающий на Wi-Fi и взаимодействующий с автомобилями для повышения безопасности.
• В 2017 году в космос был запущен спутник с Wi-Fi-модулем для обеспечения связи на МКС.

¶Источники

• IEEE 802.11 Working Group — стандарты беспроводных сетей
• Wi-Fi Alliance — официальный сайт организации
• «Wireless Networking in the Developing World» — Handbook of Computer Networks, John Wiley & Sons
• O'Sullivan J. A. et al. — патенты и публикации по OFDM, 1980-е гг.
• Encyclopædia Britannica — статья «Wi-Fi»