Обзоры и статьи / Что такое Wi-Fi – технология и с чем ее едят.

Что такое Wi-Fi – технология и с чем ее едят.


Wi-Fi – технология


Wi-Fi - (англ. аббревиатура от Wireless Fidelity - беспроводная высокая точность) – это набирающий обороты формат передачи цифровых данных по радиоканалам. Технология Wi-Fi постоянно совершенствуется, что позволяет передавать больший поток данных, обеспечивает более надежную связь и защиту. Последнее время Wi-Fi технологиями снабжаются ноутбуки, сотовые телефоны, КПК, игровые приставки и даже компьютерные мыши.

История создания технологии Wi-Fi


Wi-Fi был создан в 1991 NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Инициатором и координатором работ выступил комитет по стандартизации локальных сетей IEEE 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineers). В 1990 году по указанию комитета была организована специальная рабочая группа, в задачи которой входила разработка первого полноценного стандарта беспроводных локальных сетей. Wi-Fi - технология изначально разрабатывалась для систем кассового обслуживания.
На создание готового продукта потребовалось целых семь лет, и лишь в 1997 году новоиспеченный стандарт IEEE 802.11 был представлен широкой публике. Впрочем, потребители встретили первую версию Wi-Fi без особого энтузиазма - проблема заключалась в том, что на разработку технологии ушло непростительно много времени, и к моменту презентации стандарт успел заметно устареть. Помимо весьма низкой пропускной способности, не превышающей 2 Мбит/с (что тогда уже было просто смешно для локальной сети), мало кого могло устроить посредственное качество связи, чрезмерная медлительность и весьма низкая дальнобойность стандарта, при этом цена на оборудование могла запросто зашкаливать за несколько тысяч долларов.
Однако сама идея беспроводного доступа в Интернет и к ресурсам локальной сети внутри офиса, гостиницы, вокзала или аэропорта была большинством оценена по достоинству. В любом случае, разработчики не собирались прекращать доведение технологии до ума, и осенью 1999 года выпустили сразу две новые спецификации, названные 802.11a и 802.11b, и обеспечивающие максимальную пропускную способность в 54 Мбит/с и 11 Мбит/с соответственно. Первым на прилавки поступило Wi-Fi оборудование, совместимое с 802.11b, и на этот раз народного признания не пришлось долго ждать. В рекордно короткие сроки технологии Wi-Fi удалось выйти на мировую арену и составить серьезную конкуренцию классическим способам организации локальной сети, таким как Ethernet. Этому способствовало резкое падение цен на Wi-Fi оборудование, и, конечно же, избавление от множества "юношеских" проблем технологии Wi-Fi, присущих первой спецификации.
Реальные устройства, поддерживающие стандарт 802.11a, появились в продаже лишь в 2001 году, однако рынок был уже настолько заполнен оборудованием 802.11b, что даже несмотря на практически пятикратно возросшую пропускную способность, первое время новая спецификация оставалась в тени. Следующий виток эволюции технологий Wi-Fi начался летом 2003 года, когда разработчики закончили следующую версию стандарта - 802.11g, совмещающую в себе преимущества предыдущих двух редакций. На данный момент большая часть современного оборудования, ориентированного на работу по Wi-Fi, оснащается модулями 802.11g, и при этом готовится к выходу очередная спецификация - 802.11n. В ней обещают как минимум двукратное увеличение максимальной скорости по сравнению с 802.11a и 802.11g, а также введение совершенно новых технологий.

Что такое Wi-Fi – технология и с чем ее едят.


Методы передачи сигнала Wi-Fi


Первая спецификация Wi-Fi - 802.11 предусматривала передачу сигнала на выбор тремя различными способами. В двух из них использовались радиочастоты в диапазоне от 2400 МГц до 2483 МГц, в частности, один основывался на методе частотных скачков FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), а другой - на методе прямой последовательности DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). В третьем же задействовался инфракрасный диапазон, причем между точкой доступа и клиентами не требовалось прямой видимости, так как сигнал должен был передаваться отраженным от потолка!
Однако не будем останавливаться на этом подробнее, ведь сейчас уже непросто найти сети, работающие по этому стандарту. В спецификации 802.11b от былых трех методов остался всего один - DSSS. А для стандартов 802.11a и 802.11g был избран новый метод - OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), при этом сигнал расщепляется на множество меньших, которые пересылаются одновременно по нескольким частотам. При этом спецификация 802.11a отличается от всех остальных тем, что задействуется другой диапазон частот: 5150-5825 МГц.
Еще одной особенностью Wi-Fi является то, что весь спектр используемых частот условно разделяется на несколько каналов (узких полос частот), частично перекрывающих друг друга. Однако для нормальной работы сети необходимо, чтобы разные каналы не использовали общие частоты, поэтому одновременно в одном месте может работать не более трех каналов в сети 802.11b/g и не более восьми каналов в сети 802.11a.
Кстати, далеко не во всех странах разрешается использовать Wi-Fi на безлицензионной основе - иногда для установки Wi-Fi точки требуется получить соответствующее разрешение, а в некоторых странах и вовсе запрещается занимать определенные частоты, поэтому для этих стран выпускается оборудование Wi-Fi с урезанным диапазоном.
Для всех Wi-Fi спецификаций 802.11 максимальное расстояние уверенного приема сигнала находится в районе 300-400 метров для открытых помещений, и 90 метров - для закрытых. Данное ограничение не является строгим, и при использовании направленных антенн, в случае прямой видимости, возможно поймать сигнал на расстоянии порядка нескольких километров. Впрочем, не стоит рассчитывать на то, что максимальная скорость передачи данных будет обеспечиваться на любом расстоянии - при отдалении от точки доступа пропускная способность снижается пропорционально расстоянию. Кстати, электромагнитные волны в диапазоне 2.4 ГГц весьма болезненно реагируют на прохождение через различные препятствия, поэтому в сильно заставленных помещениях с большим количеством перегородок зона охвата точек доступа резко снижается. В диапазоне 5 ГГц дела обстоят заметно хуже, поэтому для покрытия того же помещения приходится или увеличивать количество точек доступа, или стараться подбирать им оптимальное размещение, например, ближе к потолку, а также оборудовать качественными антеннами. Еще одним фактором, мешающим работе беспроводной сети Wi-Fi, может оказаться другое оборудование, работающее в том же диапазоне частот. Самым ярким примером служат микроволновые печи, которые излучают электромагнитные волны как раз с частотой порядка 2.4 ГГц - на которой и работает большинство приёмо-передатчиков Wi-Fi сетей (802.11a и 802.11b).

Безопасность в сети Wi-Fi


Одной из основных проблем, присущих беспроводным сетям, остается слабая защищенность. Первые годы после появления Wi-Fi большинство беспроводных сетей, построенных по этому стандарту, находились практически в свободном доступе для любого желающего. Для того чтобы свободно подключиться ко всем сетевым ресурсам, достаточно было просто оказаться неподалеку от точки доступа, при этом даже не обязательно заходить внутрь здания, так как сигнал обычно без проблем преодолевает внешние стены. А при использовании хорошей направленной антенны злоумышленник мог "подслушать" сигнал, находясь и на весьма отдаленной позиции.
Изначально основная надежда на обеспечение безопасности лежала на механизме шифрования WEP (Wired Equivalent Privacy) с длиной ключа 64 или 128 бит, однако он довольно быстро доказал свою несостоятельность, причем дальнейшее увеличение длины ключа не привело к какому-либо улучшению. Также для обеспечения безопасности можно было установить уникальный код доступа (SSID), который запрашивался у каждого Wi-Fi клиента перед подключением к сети, и настроить список доступа ACL, где строго задать список MAC-адресов устройств, для которых разрешен доступ к сети. Впрочем, все эти методы сложно назвать серьезной защитой.
Естественно, из-за столь низкого уровня безопасности многие компании были вынуждены отказаться от использования беспроводных Wi-Fi сетей исключительно из соображений сохранения конфиденциальности информации. Поэтому перед разработчиками Wi-Fi встала наиважнейшая задача - в кратчайшие сроки поднять защищенность Wi-Fi на кардинально новый уровень. Как временная мера, на смену WEP был предложен стандарт безопасности WPA (Wi-Fi Protected Access), который, впрочем, закрывал лишь известные бреши WEP, в основном за счет введения протокола временной целостности ключей TKIP. А на создание принципиально нового стандарта безопасности, названного 802.11i, потребовалось весьма продолжительное время, и он был полностью завершен только к лету 2004 года. Среди нововведений, появившихся в 802.11i, можно отметить замену стандартного способа аутентификации на более совершенный и введение нового механизма шифрования, построенного по алгоритму AES (Advanced Encryption Standard). В целом, новой системе удалось создать серьезную проблему для злоумышленников. Конечно, некоторые проблемы с безопасностью до сих пор остаются, но и их планируется ликвидировать в следующих версиях.

Wi-Fi и телефоны сотовой связи


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 роуминга и возможностей аутентификации (см. 802.1x, SIM-карты и RADIUS), ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS или CDMA.
Тем не менее, Wi-Fi идеален для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования были доступны уже в начале 90-х, однако не поступали в коммерческую эксплуатацию до 2005 года. Тогда компании Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi телефоны по «разумным» ценам. В 2005 ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. GSM телефоны 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 нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень 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.

Wi-Fi в игровой индустрии


Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа. Все игровые консоли седьмого поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi IEEE 802.11g. Sony PSP имеет поддержку беспроводной сети, которая включается нажатием одной кнопки, для соединения с Wi-Fi хотспотами или других беспроводных соединений.

Преимущества технологии Wi-Fi


Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
Устройства Wi-Fi невелики по размерам и просты в эксплуатации: базовая станция размером с книгу, плата-антенна для ноутбука - меньше кредитной карточки. Ясное дело, что при организации внутриофисной сети гораздо быстрее и удобнее установить пару точек доступа и снабдить компьютеры соответствующими Wi-Fi картами, чем сверлить стены и тянуть через помещение сотни метров проводов, а потом еще и следить за работоспособностью всего этого хозяйства. К тому же цена комплекта Wi-Fi сравнима с затратами, необходимыми на организацию обычной внутриофисной компьютерной сети.
Wi-Fi сети поддерживают роуминг, поэтому клиентская станция может перемещаться в пространстве, переходя от одной точки доступа к другой.
Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.

Недостатки технологии Wi-Fi


К сожалению, в своей нынешней спецификации протокол Wi-Fi не имеет поддержки звука, а потому не может считаться серьезным конкурентом Bluetooth, с точки зрения использования в бытовых устройствах, вроде радио-наушников для сотового телефона. Другой недостаток является следствием увеличения радиуса действия беспроводной связи: устройства Wi-Fi требуют для своей работы гораздо больше энергии по сравнению с Bluetooth.
Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы; во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Италия, требуют регистрации всех Wi-Fi сетей, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
Довольно высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.
Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан[источник?] даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 сделало доступной более безопасную схему, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защиты от вторжения.
Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний Wi-Fi маршрутизатор стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи. Микроволновка или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.
Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.
Уменьшение производительности сети во время дождя.
Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.
Малая пригодность для работы приложений использующих медиа-потоки в реальном времени (например протокол RTP, применяемый в IP-телефонии): качество медийного потока непредсказуемо из-за возможных высоких потерь при передаче данных, обусловленных целым рядом неконтролируемых пользователем факторов (атмосферные помехи, ландшафт и иное, в частности перечисленное выше). Несмотря на данный недостаток, выпускается масса VoIP оборудования на базе устройств 802.11bg, которое ориентировано в том числе и на корпоративный сегмент: однако в большинстве случаев документация к подобным устройствам содержит оговорку, гласящую, что качество связи определяется устойчивостью и качеством радио канала.
Есть и еще одна особенность Wi-Fi, которую можно отнести как к недостаткам (с точки зрения владельца сети), так и к достоинствам стандарта (с точки зрения пользователя, любящего дармовщинку). Дело в том, что из-за достаточно большого радиуса действия Wi-Fi устройств к корпоративным точкам доступа без всяких проблем может подключиться "чужак", примостившийся вместе со своим ноутбуком где-нибудь на скамейке в соседнем парке. В первое время проникать в чужие сети было совсем просто, поскольку они по большей части не имели и намека на безопасность. Хотя, справедливости ради надо сказать, специальный защищенный протокол WEP существовал с момента возникновения стандарта. Однако вопросы безопасности первых владельцев беспроводных точек доступа интересовали мало, и даже возникло мнение, будто бы Wi-Fi и вовсе конструктивно не защищен от постороннего доступа. Сейчас же отношение корпораций к "чужакам" меняется, поскольку стало ясно - беспечность может выйти боком. И дело даже не в дополнительном трафике, хуже, если тайный гость рассылает через корпоративную сеть спам. Для компании, на чьей сети он паразитирует, это может обернуться судебными разбирательствами. Однако даже сейчас, когда объемы постороннего присутствия в беспроводных сетях достигают заметного размаха, защищенными, по самым оптимистичным подсчетам, являются едва ли 40% всех Wi-Fi сетей.

Законный статус


Законный статус Wi-Fi различен в разных странах. В США диапазон 2.5 ГГц разрешается использовать без лицензии, при условии, что мощность не превышает определенную величину, и такое использование не создает помех тем, кто имеет лицензию.
В России использование Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий. Для легального использования внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (например, радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот. Действует упрощенный порядок выдачи разрешений на использование радиочастот в полосе 2400—2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g), для получения такого разрешения не требуется частное решение ГКРЧ. Для использования радиочастот в других диапазонах, в частности 5 ГГц (стандарт 802.11a), необходимо предварительно получить частное решение ГКРЧ. В 2007 году ситуация изменилась с выходом документа: "Постановление от 25 июля 2007 г. N 476 О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. # 539 «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств». Вкратце постановление изложено тут:, где из списка оборудования, подлежащего регистрации шестнадцатым пунктом исключено: Пользовательское (оконечное) оборудование радиодоступа (беспроводного доступа) в полосе радиочастот 2400—2483,5 МГц с мощностью излучения передающих устройств до 100 мВт включительно. Но, манипулируя неявным определением «оконечное оборудование» (так как оконечным оборудованием так же может считаться и сетевой концентратор конечной магистральной точки) некоторые представители региональных ГКРЧ, являясь одновременно и провайдерами услуг связи в отдельных регионах РФ, обращают изменения Постановления N 476 в удобную себе сторону.
За нарушение порядка 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). Совсем недавно Федеральная служба по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия издало новое разъяснение использования и регистрации всех устройств, использующих Wi-Fi. Позднее оказалось, что существует комментарий Россвязьохранкультуры, который частично опровергает недоразумения, развитые сетевыми СМИ.
На территории Украины использование Wi-Fi без разрешения УДЦР (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 сигнала большей мощности либо предоставления услуг доступа в Интернет, либо к каким-либо ресурсам, необходимо регистрировать передатчик и получить лицензию УДЦР.

Системные требования: Нет данных
Как бесплатно качать с файлообменников

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
  1. Цитата: CuperDMB
    зачётно,яб ещё чо небудь подобное почитал на пример про WiMAX и Bluetooth...

    Чуть позже сделаю.
  1. все интересно blink сенк
  1. зачётно,яб ещё чо небудь подобное почитал на пример про WiMAX и Bluetooth... thumbup
  1. Картинок мало, не интересно
  1. Цитата: simfeo
    Простите, но статья устарела ещё несколько лет назад.

    Да это понятно, смысл в том, что кому интересно - ознакомится, если не интересно - никто же не заставляет читать.
  1. Простите, но статья устарела ещё несколько лет назад.