Как интернет передается по воздуху

Как работает Wi-Fi: все про работу беспроводной сети от WiFiGid!

Пользователь отличается от потребителя тем, что имеет представление о вещах, к помощи которым прибегает. Каждый, кто читает эти строки, может считать себя пользователем беспроводного интернета по технологии Wi-Fi. Если знает, как сеть работает. Тем, кто не относится к таким людям, предлагаем ознакомиться с материалом, где рассказано о принципах функционирования беспроводной связи Wi-Fi, её особенностях, преимуществах и недостатках.

История

Отправляться в путешествие длиной в полвека или более не станем, минуем все прототипы и наработки. «Отцом» Wi-Fi считается инженер австралийской астрономической лаборатории Джон О’Салливан. Под его руководством в 1997-1998 гг. появилось то, чем пользуется почти весь мир. Через 2 года зарегистрирован первый стандарт IEEE 802.11a, который и сейчас широко распространён.

Из-за высокого уровня интерференции волн был быстро разработан IEEE 802.11b, но главную проблему он не решил. Волны так же рассеивались и накладывались. Однако, это удалось исправить разделением диапазона рабочих частот на каналы.

После 10-летия развития появился стандарт IEEE 802.22, поддерживающий передачу данных на расстояния до 100 км по прямой. На 2019 год разработано 18 стандартов IEEE 802.11 с разной пропускной способностью и рабочими частотами.

Термин «Wi-Fi» является намёком на Hi-Fi, и никак не расшифровывается. Однако, принято считать, что слово происходит от Wireless Fidelity – беспроводная точность.

Про работу беспроводной технологии в формате видео:

Как работает?

Wi-Fi – это беспроводная технология передачи данных, беспроводная локальная сеть (WLAN). В принцип работы Wi-Fi положена передача зашифрованных сигналов посредством СВЧ-волн (сверхвысокочастотные волны) на небольшие (десятки метров) расстояния. Схема сети состоит минимум из двух элементов: точка доступа и клиент.

Есть схемы клиент-клиент – без применения точек доступа.

Точка доступа транслирует идентификатор (SSID, имя сети) посредством спецпакетов данных 10 раз в секунду со скоростью 100 Кбит/с. Это теоретически наименьшая пропускная способность беспроводного канала.

Как устроена работа Вай-Фай сети? При попадании в зону действия и обнаружении сигнала устройство-клиент делает вывод о возможности подключения к ней (разность технологий может стать тому помехой). Передатчик может и не передавать свой идентификатор, тогда сеть будет невидимой для клиентов. Подключиться к ней можно только посредством ввода SSID и пароля, если она защищена.

При наличии в одной зоне 2-3 сетей с идентичными SSID, устройство-приёмник подключается к той, у которой лучше сигнал.

Точкой доступа в домашних Wi-Fi сетях является преимущественно беспроводной маршрутизатор – роутер. Он и клиенты должны работать в одном режиме (частота, модуляция сигнала). Рассмотрим на примере раздачи интернета в частном доме.

Роутер получает трафик через сетевой кабель, преобразовывает его в радиоволны и распространяет их «по воздуху» в виде радиосигналов сверхвысокой частоты с определёнными параметрами. Приёмник «ловит» эти волны и декодирует их (расшифровывает, извлекает из них информацию, которая кодируется несущей частотой).

Алгоритмы «упаковки» данных описаны в соответствующих стандартах и отличаются от версии к версии. Аналогичным образом осуществляется и передача цифровых данных. Принцип Wi-Fi технологии схож с работой мобильной связи, если не вдаваться в технические подробности.

Интересные факты про Wi-Fi, которые вы не знали:

Частотные диапазоны

Работают Wi-Fi сети в двух частотных диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Первый диапазон (не статичная частота, а 13 частот от 2401 МГц до 2461 МГц с шагом 5 МГц) отличается от второго:

Стандарты

В 2019 году появилась 18-я спецификация Wi-Fi 6-го поколения – 802.11ax. Работает на частотах из диапазона 5 ГГц и обеспечивает максимальную пропускную способность до 11 Гбит/с. Все они отличаются скоростью, уровнем защиты, способом обработки сигнала, внедрением инновационных функций.

Стандарты имеют обратную совместимость: новые совместимы со старыми. Однако, старые устройства не поддерживают современные спецификации.

Разновидности точек доступа

Зачем нам нужен маршрутизатор? Ответ ищите в следующем видео:

Точки доступа, объединяющие в единую беспроводную Wi-Fi сеть, разделяются на:

Исходя из способа контроля радиоканалов, точки доступа распределены на:

По способу защиты точки доступа группируются на:

На этом разобрались, как работает Wi-Fi на уровне обывателя. Осталось определить плюсы и минусы технологии.

Достоинства и недостатки

Положительные стороны технологии:

Минусы беспроводных Wi-Fi сетей:

В наше время Wi-Fi роутер есть в практически в каждом доме, а беспроводной модуль втыкают даже в бытовую технику – пылесосы, холодильники, чайники и т. д. И с каждым годом использование беспроводной технологии все шире.

Ну что, ждем, когда станут общедоступны маршрутизаторы и сетевые устройства с поддержкой протокола Wi-Fi 6. И это можно обсудить! Пишите в комментарии, если нужна помощь или остались вопросы. А я прощаюсь, до встречи на WiFiGid!

Источник

Как работает Wi-Fi и как тяжело жить цифровым устройствам в аналоговом мире

Игорь Гладкобородов

Передача данных между компьютерами при помощи Wi-Fi работает примерно так же, как разговор людей, только речь передается по воздуху благодаря звуковым волнам, а компьютеры для этого используют радиоволны.

Выключатель света живет в цифровом мире, у него только два состояния: включен и выключен, нельзя наполовину включить свет. А кран в умывальнике аналоговый, воду можно открыть наполовину.

Компьютеры работают с цифровыми данными: с набором ноликов и единичек. Но мы живем в аналоговом мире. Отличие аналога от цифры, если сильно упростить, в том, что аналоговые значения могут меняться плавно, а цифровые — только скачками.

Радиоволны тоже имеют аналоговую природу, и для того, чтобы передавать с их помощью данные между компьютерами, надо научиться запаковывать в них данные в цифровом формате.

Для этого используют цифровую модуляцию: это когда на передатчике в равные промежутки времени меняют какую-то характеристику волны в зависимости от того, передаем мы 0 или 1. На приемнике мы сравниваем эталонную волну с тем, что пришло, и по этим данным восстанавливаем исходное сообщение.

Такими характеристиками могут быть:

Тот же принцип работает и с интернетом по телефонной линии, только волны передаются не по радио, а по проводам. Кто-то, может, застал компьютер ZX Spectrum, который читал программы с аудиокассет, данные запаковывались при помощи модуляции в аудиоволну. Этот звук забыть нельзя.

В разных стандартах беспроводной передачи данных, Wi-Fi, Bluetooth, Wi-Max, GSM, используются разные комбинации этих характеристик. Для увеличения скорости передачи используются сложные алгоритмы модуляции, которые упаковывают в волну как можно больше данных.

При помощи радиоволн можно одновременно передавать несколько независимых потоков данных. Волны накладываются друг на друга, но мы можем фильтровать радиоэфир и доставать из него волны нужной нам частоты. Для каждого канала будет своя частота, и они не будут мешать друг другу.

Источник

ПОЧЕМУ МЫ МОЖЕМ ПЕРЕДАВАТЬ ИНФОРМАЦИЮ “ПО ВОЗДУХУ”?

Больше века назад была осуществлена первая радиопередача, состоящая всего из двух слов: “Генрих Герц”, а сегодня мы способны за малое время обмениваться гигабайтами информации. Кажется, что речь идёт о разных технологиях, но базовые принципы беспроводной связи с тех пор не сильно изменились.

В основе всего — электромагнитные волны. Одна из ключевых характеристик электромагнитной волны — её длина. Всевозможные длины волн вместе составляют электромагнитный спектр. Так, например, видимый нашим глазам свет является частью этого спектра, в то время как невидимые волны рентгеновского излучения используются для выявления опасных онкологий. Однако для беспроводной передачи используют волны значительно длиннее волн видимого света. Эту часть спектра называют радиодиапазоном, а волны в нём — радиоволнами. С некоторыми из них мы сталкиваемся регулярно, например, в магазинах, банкоматах, турникетах метро, когда хотим провести бесконтактную оплату.

ЗАЧЕМ УВЕЛИЧИВАТЬ ЧАСТОТУ ВОЛНЫ?

Количество колебаний в секунду или частота волны — характеристика, обратная её длине. Чем длиннее волна, тем меньше частота. Это важный параметр, позволяющий понять, какое количество информации в секунду можно передать, используя различные волны электромагнитного диапазона.

Обычные радиоприемники работают на длинных волнах и небольших частотах, поэтому принимают эфир за несколько секунд. В то же время домашний WiFi, работающий в одних из самых высоких частот радиодиапазона — микроволновом (тот же диапазон, что используется в микроволновой печи), позволяет просматривать видео без задержки. Вполне логично, что в сегодняшнем мире, постоянно гонящимся за скоростью, спросом пользуются высокочастотные диапазоны передачи. Мобильные сети четвертого поколения (4G) уже достаточно близки к диапазону WiFi, а следующее поколение сотовых сетей должно его превзойти.

КАК ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ?

Частота определяет количество передаваемой информации, но как электромагнитные волны могут её передать? Для “записи” информации используют дополнительные характеристики электромагнитной волны, например, амплитуду.

Амплитуда — высота волны относительно состояния покоя — как волна на воде относительно её ровной глади. Принимая одно значение амплитуды за, например, логический ноль, а другое — за логическую единицу, возможно передать простейший бинарный код. Такой подход называется амплитудной модуляцией (AM — amplitude modulation), где модуляция — процесс записи информации. Большое распространение получила также частотная модуляция (FM — frequency modulation), когда источник сигнала определяет логические уровни информации значением частоты. Теперь смысл слов AM/FM радио для вас не просто сочетание букв.

Звуковые волны в чём-то сильно похожи на электромагнитные. Посмотрите, как изменится вид Нью-Йорка, если связать звучание октав из рапсодии Джорджа Гершвина с различными диапазонами электромагнитных волн!
На заре эпохи телевидения его эфир передавался через радиоволны, в то время как телефонная связь была исключительно проводная. Сегодня для нас всё равно наоборот. Смотрите замечательный фильм Леонида Парфенова про изобретение “иконоскопа”!
А интерактивно изучить радиоволны в Петербурге можно в центральном музее связи имени А.С. Попова.

Источник

Как интернет передается по воздуху

Беспроводной интернет подключается в тех случаях, когда проводное подключение или недоступно, или не обеспечивает надлежащего качества, как например ADSL, или непомерно дорого (тарифы или прокладка провода). Итак, мы рассмотрим 5 основных видов беспроводного интернета, их особенности, плюсы и минусы.

1. Wi-Fi мост

Популярным вариантом беспроводного подключения является организация Wi-Fi моста между объектом подключения и источником интернета (излучателем), который в свою очередь подключается к сети уже проводом. Тут стоит отметить, что важной особенностью является организация именно источника, т.е. установка оборудование, которое будет транслировать Wi-Fi сигнал в эфир. Если с принимающей стороной в принципе всё ясно, то вот с передающей могут возникнуть проблемы. Как правило, передающее Wi-Fi-оборудование устанавливается на многоэтажках на максимальной высоте, чтобы избежать возможных помех в передаче Wi-Fi сигнала. Такой объект ещё нужно найти, договориться с хозяевами, с ТСЖ, с управляющей компанией и т.д., при необходимости согласовать установку излучателя с другими организациями (пожарники, МЧС, телевизионщики, электрокомпании и т.д.). Далее необходимо обеспечить бесперебойное питание оборудование, а также надлежащую защиту от кражи и взлома. Кроме того, важным условием является выбор частного диапазона Wi-Fi для организации канала. Стандартный диапазон 2,4 ГГц, в особенности в многоэтажках, сильно загружен, что приводит к зашумлённости эфира, соответственно к снижению качества сигнала и скорости интернета. Использование диапазона 5 ГГц регламентируется Государственной Комиссией по Радиочастотам (ГРКЧ), соответственно нужно получить разрешение и зарегистрировать приёмо-передающее оборудование. Есть ещё специфические Wi-Fi диапазоны типа 3 ГГц, 6 ГГц, однако и в них тоже могут возникнуть сложности. Прежде всего с оборудованием, т.к. под специфические диапазоны не всегда можно найти приёмники, передатчики, антенны и другое оборудование. Кроме того, надо понимать, что чем выше частота, тем хуже проницаемость сигнала и соответственно дальность действия системы. Таким образом, в случае решения всех организационных задач, а также наличия изначального проводного канала, при организации Wi-Fi моста можно получить достаточно высокую скорость интернета на объекте. Расстояние от передающего до принимающего устройства может достигать 10-15 км (в случае прямой видимости).
➕ Высокая скорость (до 300 Мбит/с)
➕ Стабильность (соединение на зависит от других пользователей, т.к. канал является монопольным)
➕ Низкая абонентская плата (аналогичная тарифам на проводной интернет, т.к. фактически это он и есть с точки зрения провайдера)
➖ Высокая цена установки оборудования (30-80 тыс. руб.)
➖ Сложности в организации канала
➖ В случае несоблюдения предписаний ГКРЧ возможны крупные штрафы с демонтажем оборудования
➖ Ограниченное использование (только в городах, т.к. нужен источник проводного интернета и высотки для установки передающего оборудования)

2. Спутниковый интернет

Спутниковый интернет равно как и спутниковое телевиденье и спутниковая связь используются уже достаточно давно. Главным и по сути единственным преимуществом является доступность и независимость от местонахождения. Спутниковый интернет можно установить в горах, на острове, в лесу, в глухой деревне. При этом современное оборудование ещё и достаточно просто в настройке, примерно аналогично спутниковому телевиденью. Однако, есть и существенные недостатки.
➕ Доступность (спутниковый интернет можно установить практически везде)
➕ Независимость (разве что только от погодных условий)
➖ Высокая стоимость оборудования (20-40 тыс. руб)
➖ Низкая скорость (в среднем 5-10 Мбит/с)
➖ Отсутствие полностью безлимитных тарифов
➖ Высокая абонентская плата (до 5 тыс. руб. в месяц)

3. Радио-канал

Радио интернет по своей сути аналогичен Wi-Fi мосту, однако в качестве несущего канала используется не широко распространенный стандарт IEEE 802.11, а какой-то альтернативный или специфический. В принципе, по радиоканалу можно передавать любые данные, в том числе и интернет. Часто используется стандарт WiMAX, AirMAX и другие.
➕ Высокая степень защищённости
➕ Потенциально высокая скорость, однако зависит от реализации конкретным провайдером
➕ Низкая стоимость оборудования за счёт готовых комплектов у провайдеров
➖ Высокая абонентская плата
➖ Крайне низкая зона охвата территории
➖ Специфика оборудования

4. Беспроводный оптический канал связи (БОКС)

Передача интернета по оптическому беспроводному каналу (не путать с оптоволокном) похожа на лазерный луч. Есть передатчик луча и есть приёмник луча, они должны быть в прямой видимости без помех. Скорость передачи данных может достигать 10 Гбит/с. Однако, в практической реализации такая технология крайне редка при подключении конечных объектов. Связано прежде всего с высокой стоимостью оборудования и сложностью реализации канала.
➕ 100% защищённость канала
➕ Высокая скорость до 10 Гбит/с
➕ Стабильность соединения
➖ Крайне высокая стоимость оборудования (от 100-150 тыс. руб.)
➖ Для организации доступа в интернет необходим изначальный проводной канал
➖ Необходимость прямой видимости и отсутствия помех между передатчиком и приёмником

5. 3G/4G/5G интернет (сети общего пользования)

Однозначно самый популярный и востребованный способ беспроводного подключения к сети Интернет — это использование сетей 3G и 4G LTE операторов сотовой связи. Такие сети в нашей стране предлагают как операторы «большой четвёрки» (Мегафон, Билайн, МТС, Теле2), так и местные операторы типа Вайнах Телеком, ФрешТел, Летай и др. Неоспоримым преимуществом данного способа подключения интернета является универсальность оборудования, за счёт чего подключить интернет можно практически везде, кроме самых отдалённых районов, гор, крайнего севера, тайги и т.д. Однако, в этих районах и потребителей мало. В густонаселённых районах операторы активно развивают сети 4G LTE и приступают к реализации 5G, т.к. именно эти технологии сулит много преимуществ, прежде всего высокую скорость и стабильность соединения.
➕ Высокая степень доступности (около 90%)
➕ Высокая скорость (до 300 Мбит/с в сетях LTE-Advanced, в среднем около 20-50 Мбит/с)
➕ Безлимитный интернет (для абонентов БИТ.ОНЛАЙН)
➕ Низкая стоимость и универсальность оборудования
➕ Использование различных сетей 3G/4G для подключения
➖ Сложность самостоятельного монтажа и настройки оборудования

Компания БИТ.ОНЛАЙН специализируется на подключении беспроводного интернет в сетях 3G и 4G LTE операторов Билайн, Мегафон, МТС, Теле2. Мы предлагаем полностью безлимитные тарифы, высококачественное оборудование, установку, настройку и монтаж «под ключ». Наши опытные специалисты проведут замер сигнала различных операторов, подберут необходимое оборудование и подключат интернет в кратчайшие сроки. Звоните ☎️

Источник

Что такое беспроводной интернет.

Беспроводной интернет на самом деле существует уже много лет, хотя сейчас это становится последней вещью для всех новых компьютеров, которые производятся и продаются. Сотовые телефоны были оснащены беспроводным доступом в Интернет давно, но теперь вы можете освободить ваш ноутбук и настольный компьютер от шнуров, используя беспроводной доступ в интернет.

Беспроводной интернет работает так же,как это делают мобильные телефоны. Беспроводной сигнал посылается через Интернет в воздух,а беспроводное устройство его находит, что дает вам возможность просматривать веб-страницы без подключения к интернету через кабель. Беспроводной Интернет открыт для любого использования, но не каждый знает, как.

Как это работает?

Как это сделать? Для того чтобы перейти к беспроводному интернету, вам понадобится специальный беспроводной роутер, чтобы подключится к Интернету с существующим компьютером. Этот модем, как устройство будет подключаться к существующему модему (будь то кабель, DSL или широкополосный доступ). Маршрутизатор принимает сигнал от модема и отправляет его обратно в беспроводной сигнал на компьютер. К сожалению, наслаждаться беспроводной связью не так просто, как подключить всё по описаниям в Интернете.

Беспроводной маршрутизатор

Как я уже говорил, чтобы воспользоваться беспроводной связью на своём компьютере, сначала нужно приобрести беспроводной маршрутизатор. Это небольшое устройство принимающее сигналы из Интернет,что бы вы могли получать и преобразовывать их в беспроводной сигнал на компьютер.

Беспроводные маршрутизаторы широко доступны, так что вы не будете иметь проблем с поиском для его покупки. Эти маршрутизаторы предназначены для работы с кабелем, DSL и широкополосным подключением, или их комбинацией из всех трех. Маршрутизаторы также различаются по безопасности. Возможно, вы захотите купить маршрутизатор, который обеспечивает защищенное подключение к Интернету, а это означает, что никакие другие компьютеры не смогут использовать ваше соединение без вашего ведома. Поскольку беспроводные сигналы передаются через воздух, то возможен доступ и для других, чтобы подхватить этот сигнал. Покупка маршрутизатора, который предлагает функции безопасности помогают защитить ваши данные.

Использование маршрутизатора

Беспроводные преобразования

На данный момент,всё немного запутанно. Вы только что купили дорогую часть электроники, устройство, которое предназначено, чтобы помочь вашему компьютеру пользоваться беспроводным соединением. Так почему же вам будет предложено подключение компьютера, с помощью провода, к маршрутизатору?

Это кажется странным, но для начального соединения между компьютером, маршрутизатором и Интернетом, должен быть кабель, это необходимо для маршрутизатора и компьютера,что бы они «встретили» друг друга, так сказать. Просто следуйте инструкциям, предлагаемым на компакт-диске и выполните каждый описанный шаг в ней. Не отключайте компьютер от маршрутизатора пока не встретите указание сделать это.

Создание беспроводной работы

Называется он — адаптером беспроводного интернета, и сделан он для работы с большинством компьютеров. Эти устройства подключаются прямо в USB порт. Они сделаны для получения беспроводного сигнала и его передачи на компьютер таким образом, что ваш компьютер может использовать его. С этим устройством вы можете сделать свою беспроводную мечту.

Использование одного из этих адаптеров простое. Перед тем, как пройти через процесс загрузки беспроводного программного обеспечения на компьютер, сначала нужно п одключить его к компьютеру, пусть ваш компьютер признает, что это такое, и убедитесь, что адаптер,работает с вашей машиной. Теперь вы сможете получить беспроводной сигнал, и вы сможете приступить к настройке беспроводного маршрутизатора.

Беспроводные адаптеры интернета варьируются в цене и размеру. Некоторые адаптеры являются крупными,такие как модем, а некоторые из них вряд ли больше, чем маленький, компактный флэш-накопитель.

Вам нужна беспроводная технология?

Беспроводной Интернет является чем-то веселой новизной и может быть очень удобным, особенно для пользователей ноутбуков. Для этого Вы должны установить специальный беспроводной аккаунт, вам придется покупать новое оборудование, Вы должны пройти через трудоемкий процесс, чтобы все настроить правильно. Беспроводной интернет действительно стоит свеч? Другими словами … Вам действительно нужен беспроводной интернет?

Но,неограниченный или бесплатный доступ и Вы всегда будете подключены к Интернету (если что-то пойдет не так с некоторым оборудованием), и вы сможете получить доступ в Интернет с большей площади вашего дома (если не весь дом), подключение дополнительных удобств,может компенсировать небольшую потерю скорости соединения. Переход на беспроводной интернет, означает покупку оборудования и проходит в несколько этапов, чтобы выполнить все работы, и весь процесс (даже покупка) не должны занимать более нескольких часов. В один день, вы можете стать обладателем неограниченного доступа к инетрнет.

Сделайте беспроводное подключение далее

Источник