Как работает Wi-Fi?

Всего 15-25 лет назад для выхода в интернет приходилось тянуть к каждому устройству отдельный кабель, чаще всего это делали через разветвители. Возможно, кто-то даже помнит технологию ADSL — интернет подключался через кабель стационарного телефона, причем их одновременная работа была невозможна.
Сейчас все гораздо проще, в большинстве квартир стоит Wi-Fi роутер, который позволяет пользоваться сетью в любом месте помещения. Но самое забавное, что 95% использующих Wi-Fi даже не догадываются как он работает. Возможно, некоторые даже предполагают, что беспроводной интернет на их устройстве появляется магическим образом.
Но на самом же деле за названием «Wi-Fi» скрыта невероятно простая в применении, но очень сложная в работе технология, без которой большинство из нас до сих пор бы пользовались неудобными кабелями.

Краткая история появления Wi-Fi

Забавно, но Wi-Fi это не сокращение от какой-то суперсложной технологии. Это просто свободная торговая марка, которая была зарегистрирована в 1999 году. Еще забавнее, что многие сайты часто упоминают, что Wi-Fi было просто взято из названия компании Wi-Fi Alliance, которая и зарегистрировала торговую марку. Да вот только все благополучно забывают, что свое нынешнее название — Wi-Fi Alliance — компания получила в 2000 году, а в 1999 году она называлась WECA — Wireless Ethernet Compatibility Alliance. Если «Wi» еще можно расшифровать как «Wireless», то вот части «Fi» вообще ни в каком виде. Так что это тот редкий случай, когда была сначала основана торговая марка, а уже потом под торговую марку была зарегистрирована компания. Некоторые еще вспоминают, что в пресс-релизах WECA упоминалась фраза «Wireless Fidelity», и именно так расшифровывается Wi-Fi. Да вот только это все снова было до 2000 года, то есть до регистрации Wi-Fi Alliance. В пресс-релизах с 2000 года нет никаких упоминаний этой фразы.
Все это написано к тому, что Wi-Fi это никакой не термин и не сокращение, а лишь торговая марка, под которую подстроились все компании на рынке. И если уж пытаться расшифровать это название, то Wi-Fi — это стандарт связи IEEE 802.11.

Принцип работы

Беспроводная сеть передает все данные через радиоволны. По тому же принципу работают сотовые телефоны, телевизоры и радио. Фактически, Wi-Fi — двухсторонняя радиосвязь между устройством (роутер) и пользователем (компьютер, телефон, планшет и прочая техника).

Передача данных происходит следующим образом:

1. Роутер преобразует пакеты данных в радиосигнал.
2. С помощью антенн на устройстве радиосигнал передается пользователю.
3. Устройство пользователя получает сигнал и декодирует его обратно в пакеты данных.
4. Обратная передача данных происходит тем же способом, только отправителем становиться устройство пользователя, а получателем — роутер.

Большинство статей в этот момент переходят к всевозможным стандартам Wi-Fi, которых действительно очень много. Но, будем честны, это вообще не интересно, а единственная глобальная разница между стандартами для обычного человека — буквенное обозначение. Поэтому мы опустим почти все стандарты, и упомянем лишь самые главные, к которым приписывается определенное поколение Wi-Fi.
Краткий список стандарт – поколение – скорость работы:

• стандарт 802.11 – Wi-Fi 1 – от 1 до 2 Мбит/с;
• стандарт 802.11b – Wi-Fi 2 – 1, 2, 5.5, или 11 Мбит/с;
• стандарты 802.11a и 802.11g – Wi-Fi 3 – от 6 до 54 Мбит/с;
• стандарт 802.11n – Wi-Fi 4 – до 600 Мбит/с;
• стандарт 802.11ac – Wi-Fi 5 – до 6,77 Гбит/с;
• стандарт 802.11ax – Wi-Fi 6 – до 11 Гбит/с;
• стандарт 802.11be – Wi-Fi 7 – до 30 Гбит/с.

Первые три стандарта относят к Legacy-разработкам и уже почти не используют. Следующие три стандарта считаются актуальными. Последний стандарт находится на этапе разработки, реализовать его планируют в 2023 году. Это первое ответвление, которое с самого начала ориентировано на работу в диапазоне 6 ГГц.

О частотах и их различии

На данный момент 99% процентов всех роутеров работают в двух частотах — 2,4 ГГц и 5 ГГц. Основная разница в их работе — скорость передачи данных и покрытие. Причем, что довольно необычно, скорость в разы выше у диапазона 5 ГГц, а вот покрытие больше у 2,4 ГГц.
Также есть еще одно небольшое, но крайне раздражающее отличие — если в диапазоне 2,4 ГГц работает слишком много устройств, то качество передачи данных сильно портиться. Самый простой способ проверить этот факт — подключить Bluetooth-наушники к устройству, подключенному к роутеру в диапазоне 2,4 ГГц. После этого достаточно попробовать включить любое видео через интернет — оно будет виснуть. А если наушники отключить, то устройство продолжит нормально работать.
В любом случае, абсолютно все недостатки должна исправить новый диапазон частоты — 6 ГГц. Его начали внедрять еще в поколении Wi-Fi 6E, но полноценно устройства начнут работать в этом диапазоне только с 7 поколения. У диапазона 6 ГГц будет увеличенное покрытие сети и огромная скорость передачи данных.

Плюсы технологии

• Главный плюс — мобильность. Основная причина популярности Wi-Fi — не нужно тянуть кабель к каждому устройству. При этом, нельзя сказать, что роутеры полностью вытеснили кабельный интернет, так как долгое время главным минусом была низкая скорость.

  Кабельный интернет еще в начале нулевых достиг скорости в 10 Гбит/сек. Wi-Fi же достиг этих значений только в 2019 году. Также стоит отметить, что скорость передачи данных в кабелях разгоняют уже до нескольких Терабит/сек, хоть данные технологии и недоступны обычным людям. Разогнать скорость Wi-Fi до подобных значений невозможно даже в теории.

• низкая цена — даже 1 роутер позволяет подключаться к интернету нескольким устройствам, а при использовании кабельного интернета потребуется провести провод к каждому из них;
• легкая настройка — обычно работает «из коробки», но при необходимости можно всегда зайти в меню настройки роутера прописав в браузере «192.168.0.1» или аналог этого сайта у конкретной модели.

Некоторые еще любят выделять производительность и расширяемость. Грубо говоря, можно в большом здании установить по хорошему роутеру на каждом этаже, и тогда все здание будет подключено к интернету. Но все это применимо и к кабельному интернету, поэтому в отдельные плюсы выносить их глупо.

FAQ

Как проверить скорость?
— Способов сотни, если не тысячи. Можно просто вбить в поиске «проверить скорость интернета» и открыть любой сайт, предоставляющий данную услугу. Можно скачать какие-либо программы для проверки. Чисто теоретически посмотреть скорость интернета можно в стандартном диспетчере задач от Windows, правда для этого придется самостоятельно максимально нагрузить сеть. Для этого можно скачать любой файл с помощью различных торрент-клиентов, которые также показывают максимальную скорость интернета.
Насколько безопасно подключаться к общественным точкам?
—Вообще небезопасно. Если предварительно помолиться, пожертвовать несколько миллионов в детский дом и почистить карму, то шанс избежать проблем есть, но даже так он очень маленький. Главная проблема общественных точек — и роутер, и подключенные устройства ничем не защищены. То есть абсолютно любой пользователь этой сети может отправить остальным вредоносное ПО.
Подвижки в безопасности есть — многие компании перед подключением теперь просят ввести номер телефона, на который придет специальный код доступа, с помощью которого уже можно будет зайти в сеть. Это должно помочь найти злоумышленника. Правда к этому способу есть серьезный вопрос — что мешает злоумышленнику приобрести симку у третьих лиц или в Darknet, если он идет на преступление?
Влияют ли частоты на человека?
—Действительно, радиоволны опасны для организма человека, вызывают рак, влияют на репродуктивность и так далее. И здесь сразу набегут «свидетели секты вреда радиоволн», считающие, что абсолютно все радиоволны одинаковы и могут навредить. Только вот есть небольшая оговорочка, они опасны в определенных, крайне больших количествах. Роутер просто неспособен создать столько радиоволн, чтобы хоть как-то повлиять на организм человека. Этого не смогут сделать даже сотни устройств.