Принцип работы Wi-Fi

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity -- «беспроводная точность») -- торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11.

Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

1. История

Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T в Ньивегейн, Нидерланды. Изначально предполагались для систем кассового обслуживания. Были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с.

Создатель Wi-Fi -- Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке стандартов IEEE 802.11.

В 2003 году Вик ушёл из NCR Corporation(Agere Systems). Agere Systems не смогла конкурировать в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.

11 сентября 2009 года был утверждён стандарт IEEE 802.11n . Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с). Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.

2. Принцип работы

Схема сети Wi-Fi может содержать не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с. Поэтому 0,1 Мбит/с -- наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа, с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними.

Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения.

Однако, стандарт не описывает все аспекты построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.

По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:

Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные). Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)

Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)

По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:

Со статическими настройками радиоканалов

С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов

Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов

3. Преимущества Wi-Fi

Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания или расширения сети.

Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.

Wi-Fi устройства широко распространены на рынке.

Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на два порядка меньше, чем у сотового телефона.

4. Недостатки Wi-Fi

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 Россия, Беларусь и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.

Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. Принятие стандарта IEEE 802.11i(WPA2) в июне 2004 года 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.

5. Беспроводные технологии в промышленности

Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с.

Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети

6. Wi-Fi и телефоны сотовой связи

Некоторые считают, что Wi-Fi со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования в корпоративных сетях или в среде SOHO(бизнес).

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.

Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая путём сервисов интернет-телефонии. Например, клиент Skype

7. Международные проекты

Другая бизнес-модель состоит в соединении уже имеющихся сетей в новые. Идея состоит в том, что пользователи будут разделять свой частотный диапазон через персональные беспроводные маршрутизаторы, комплектующиеся специальным ПО(например FON).

Сейчас сообщество объединяет более 1.000.000 пользователей в Европе, Азии и Америке и быстро развивается. Пользователи делятся на три категории:

linus -- выделяющие бесплатный доступ в Интернет,

bills -- продающие свой частотный диапазон,

aliens -- использующие доступ через bills.

Несмотря на то, что FON получает финансовую поддержку от таких компаний, как Google и Skype, лишь со временем будет ясно, будет ли эта идея действительно работать.

Сейчас у этого сервиса есть три основные проблемы. Первая заключается в том, что для перехода проекта из начальной стадии в основную требуется больше внимания со стороны общественности и СМИ. Нужно также учитывать тот факт, что предоставление доступа к вашему интернет-каналу другим лицам может быть ограничено вашим договором с интернет-провайдером. Поэтому интернет-провайдеры будут пытаться защитить свои интересы. Так же, скорее всего, поступят звукозаписывающие компании, выступающие против свободного распространения MP3.

В России основное количество точек доступа сообщества FON расположено в московском регионе.

Израильская компания WeFi создала общую сеть социальной направленности, с возможностью поиска сетей Wi-Fi и общения между пользователями. Программа и система в целом была создана под руководством д-ра Варди, одного из создателей компании Mirabilis, и протокола ICQ.

8. Wi-Fi в игровой индустрии

Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа или в режиме точка-точка.

Все игровые консоли седьмого поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi.

9. Некоммерческое использование Wi-Fi

Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города, и частные лица строят свободные сети Wi-Fi.

Многие муниципалитеты объединяются с локальными сообществами, чтобы расширить свободные Wi-Fi-сети. Некоторые группы строят свои Wi-Fi-сети, полностью основанные на добровольной помощи и пожертвованиях.

Некоторые коммерческие организации предоставляют свободный доступ к Wi-Fi постоянным клиентам. Заведения McDonald's Corporation тоже предоставляют доступ к Wi-Fi под брендом McInternet. Этот сервис был запущен в ресторане в Оук-Брук, Иллинойс; он также доступен во многих ресторанах в Лондоне, Москве и Киеве.

В университетах свободный доступ предоставляется членам сообщества, а тем, кто в него не входит, доступ предоставляется на платной основе.

В последнее время коммерческие Wi-Fi-провайдеры строят свободные Wi-Fi зоны. Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.

10. Бесплатный доступ к Интернету через Wi-Fi

беспроводной интернет сеть

Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных хот-спотов, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала и, даже, просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей.

11. Wi-Fi и ПО

ОС семейства BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD) могут работать с большинством адаптеров, начиная с 1998 года. Драйверы для чипов Atheros, Prism, Harris/Intersil и Aironet (от соответствующих производителей Wi-Fi устройств) обычно входят в ОС BSD начиная с версии 3. В OpenBSD 3.7, было включено больше драйверов для беспроводных чипов, включая RealTek RTL8180L, Ralink RT25x0, Atmel AT76C50x, и Intel 2100 и 2200BG/2225BG/2915ABG. Благодаря этому частично удалось решить проблему нехватки открытых драйверов беспроводных чипов для OpenBSD. Возможно некоторые драйверы, реализованные для других BSD-систем, могут быть перенесены, если они ещё не были созданы. NDISwrapper также доступен для FreeBSD.

Mac OS. Адаптеры производства Apple поддерживались с системы Mac OS 9, выпущенной в 1999 году. С 2006 года все настольные компьютеры и ноутбуки Apple Inc. (а также появившиеся позднее телефоны iPhone, плееры iPod Touch и планшетные компьютеры IPad) штатно оснащаются адаптерами Wi-Fi.

Linux: Начиная с версии 2.6, поддержка некоторых Wi-Fi устройств появилась непосредственно в ядре Linux. Поддержка для чипов Orinoco, Prism, Aironet, Atmel, Ralink включена в основную ветвь ядра. Поддержка других беспроводных устройств доступна при использовании открытого драйвера NDISwrapper, который позволяет Linux-системам, работающим на компьютерах с архитектурой Intel x86, «оборачивать» драйвера производителя для Microsoft Windows для прямого использования.

Существует довольно большое количество Linux-based прошивок для беспроводных роутеров, распространяемых под лицензией GNU GPL. К ним относятся так называемая «прошивка от Олега» Как правило, они поддерживают гораздо больше функций, чем оригинальные прошивки. Необходимые сервисы легко добавляются путём установки соответствующих пакетов. Список поддерживаемого оборудования постоянно растёт.

В ОС семейства Microsoft Windows поддержка Wi-Fi обеспечивается, в зависимости от версии, либо посредством драйверов, качество которых зависит от поставщика, либо средствами самой Windows.

12. Юридический статус

Юридический статус Wi-Fi различен в разных странах. В США диапазон 2.5 ГГц разрешается использовать без лицензии, при условии, что мощность не превышает определённую величину, и такое использование не создаёт помех тем, кто имеет лицензию.

Россия

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 необходимо получение разрешения на использование частот. Действует упрощённый порядок выдачи разрешений на использование радиочастот стандартов 802.11b и 802.11g, для получения такого разрешения не требуется частное решение ГКРЧ. Для использования радиочастот в других диапазонах необходимо предварительно получить частное решение ГКРЧhttp://ru.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi - cite_note-11. В 2007 году ситуация изменилась с выходом документа: «Постановление от 25 июля 2007 г. № 476 О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539 «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств».

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.

13. Технологии Wi-Fi

Краска, не пропускающая Wi-Fi сигналы

Исследователи Токийского университета (University of Tokyo) объявили о создании специальной краски, не пропускающей радиосигналы беспроводных устройств. Это означает, к примеру, что пользователи домашних Wi-Fi сетей могут с помощью данной краски эффективно защитить свои сети от несанкционированного доступа соседей без применения шифрования сигнала. Достаточно будет покрасить стены своей квартиры.

Краска, созданная японскими учеными, содержит железно-алюминиевый оксид, который резонирует на той же частоте, что и сигналы Wi-Fi и другие радиоволны. Таким образом, передаваемые в эфир данные поглощаются и блокируются. При этом покрытие из этой краски, нанесенное на стены помещения, поглощает как радиосигналы, поступающие извне, так и исходящие из помещения.

Данное изобретение наверняка заинтересует спецслужбы и службы безопасности компаний и организаций, стремящиеся предотвратить нежелательные утечки информации. Ведь в помещении с таким покрытием окажутся бесполезны самые совершенные радиомикрофоны. Тем более что стоимость этой краски, по словам ее создателей, со временем может опуститься до 10 фунтов стерлингов за килограмм.

Размещено на Allbest.ru