Приветствую всех!
Сегодня я хочу поделиться с вами информацией о беспроводных сетях, их назначении и причинах такого названия. Из термина «беспроводные сети» сразу становится понятно, что передача данных осуществляется без проводов, а по воздуху с помощью радиоволн. Наиболее распространенным видом беспроводной сети является Wi-Fi, который мы используем на телефонах, планшетах и ноутбуках. Давайте рассмотрим эту тему более подробно.
ПОДСКАЗКА! Для полного понимания темы рекомендуется изучить дополнительные ссылки, которые я привел в статье. Если у вас возникнут вопросы, не стесняйтесь задавать их в комментариях — я обязательно отвечу.
Что же такое сеть в целом?
Мы уже пришли к некоторому пониманию термина «Беспроводной», но давайте теперь обратим внимание на другое слово — «Сеть». Часто можно услышать и более общее понятие — «Компьютерные сети». Давайте разберем это на примере локальной домашней сети — это поможет нам лучше понять. Если у вас дома есть маршрутизатор или роутер, то вы подключены к локальной домашней сети.
Про роутер (маршрутизатор), и для чего он нужен
Роутер предоставляет возможность подключения к нему компьютеров, ноутбуков, планшетов, телефонов, телевизоров, камер видеонаблюдения, принтеров и многого другого. Все эти устройства должны иметь поддержку Wi-Fi и прямого LAN-подключения.
Роутер обеспечивает эффективное взаимодействие всех подключенных к нему локальных сетей, независимо от того, подключены ли они по Wi-Fi или по проводу.
ПРИМЕЧАНИЕ! Роутер и маршрутизатор – это одно и то же.
Изображение показывает, что роутер также подключен к глобальной сети Интернет. В этом случае он является шлюзом, эффективно распределяющим информацию между локальной сетью и глобальной. Он также обеспечивает быстрое и надежное взаимодействие между этими двумя сетями, обычно работая по принципу «запрос-ответ».
К примеру, вы заходите на веб-сайт, идет запрос из вашей домашней сети в интернет. После этого приходит ответ, который доставляется на ваше устройство: компьютер, ноутбук, смартфон или планшет. Локальная сеть обозначается как «LAN», а глобальная — как «WAN».
Поэтому устройство роутера оснащено отдельным портом WAN, который используется для подключения кабеля, прокинутого провайдером внутрь квартиры. Остальные порты, как правило, являются LAN-портами для подключения локальных устройств и создания проводной сети.
Про беспроводные сети и соединения
Как мы уже утверждали, самым востребованным типом беспроводной связи является локальная сеть Wi-Fi, которую создает наш предпочтительный маршрутизатор. Wi-Fi позволяет путем использования радиоволн объединять все доступные устройства в локальную сеть. Многие люди путают Wi-Fi с интернетом, но в реальности это совершенно разные вещи!
Действительно, вы можете выходить в интернет через Wi-Fi, но фактически Wi-Fi не имеет прямого отношения к глобальной сети. Как мы уже поняли, Wi-Fi — это технология, которая позволяет подключаться к маршрутизатору с помощью радиоволн. Однако проблема заключается в том, что у вас может быть Wi-Fi дома, но при этом отсутствует доступ в интернет.
Например, если вышестоящий поставщик связи прекратит предоставление услуг из-за неоплаты, то Wi-Fi сигнал в вашем доме останется, так как роутер будет продолжать его передавать, но доступа в интернет не будет. В конечном итоге, Wi-Fi и интернет могут существовать независимо друг от друга, и связь между ними возможна только при наличии роутера, подключенного к глобальной сети.
Помимо Wi-Fi, многие люди также пользуются и другими видами беспроводной связи. Рассмотрим самые популярные виды беспроводных сетей и их технологии:
- Bluetooth – используется для беспроводной связи на короткие расстояния для передачи информации между устройствами. Например, беспроводные наушники, гарнитуры, мыши, клавиатуры, пульты дистанционного управления и многое другое. Bluetooth отличается от Wi-Fi своими частотами, стандартами и протоколами. Узнать больше…
- Для того чтобы обеспечить мобильную связь и доступ в интернет, применяются радиоволны, которые передают информацию на конечные устройства. Как правило, это стандартные средства связи, которые позволяют совершать звонки и выходить в интернет. Сюда относятся 2G, 3G, 4G и 5G интернет.
- WiMax — это технология, которая позволяет подключать большое количество пользователей, используя одну или несколько вышек. Очень востребованная форма подключения в сельской местности. В центре каждого поселка устанавливается вышка, к которой подключаются пользователи с помощью обычного роутера для доступа в интернет.
Радиоволны можно использовать для беспроводной связи не только в традиционной радиосвязи, но и в сфере спутникового телевидения, интернета и других видов связи, обеспечивая передачу данных на расстоянии без использования проводов.
Чуть подробнее про Wi-Fi
Wi-Fi – это технология беспроводной передачи данных в локальной сети, охватывающей небольшую площадь. В интернете можно найти утверждения о том, что радиус действия Wi-Fi может быть более 200-300 метров. Это в определенной мере соответствует действительности, но на практике такое большое покрытие встречается редко без применения специального оборудования. Например, если вы выходите за пределы дома, то соединение с вашим домашним роутером может вообще пропасть. Причина заключается в том, что радиоволны, подобно другим видам волн, подвержены затуханию. Это затухание происходит из-за следующих факторов:
- Препятствия – по сути, любое препятствие и окружающая среда, которая не является вакуумом, ослабляют сигнал. Самыми сильными «поглотителями» являются бетонные стены, деревья, стекло, зеркала, металлические поверхности и прочие.
- Конечно, затухание — чем дальше волна отходит от источника, тем она становится слабее.
Кроме того, волны любят отражаться от препятствий. В домашних условиях обычный роутер способен покрыть максимум 3-4 комнаты.
В настоящее время Wi-Fi использует две популярные частоты: 2,4 и 5 ГГц.
У обеих частот есть свои преимущества и недостатки:
- 2,4 ГГц – это более распространенный стандарт. Волны имеют более низкую частоту, но охватывают большее расстояние, чем 5 ГГц. Они также имеют более низкое поглощение сигнала от препятствий. Максимальная скорость передачи составляет до 300 Мбит в секунду. К недостаткам можно отнести ограниченное количество каналов — всего 11 из 13 доступных каналов. На практике используются всего 11 из-за ограничений в разных странах.
- Частота 5 ГГц обладает огромной скоростью, которую можно увеличить до нескольких гигабитов в секунду (почти 1000 Мбит). Она включает 165 каналов, что помогает избежать пересечений с другими роутерами. Однако у неё меньший радиус покрытия, и волны более подвержены затуханию от препятствий.
Давайте немного поговорим о каналах и частотах. У некоторых наверняка возник вопрос: как же все эти волны Wi-Fi, Bluetooth, WiMax и мобильной связи не мешают друг другу? На самом деле все эти технологии работают на различных частотах.
Давайте обсудим роутер и частоты 2,4 и 5 ГГц, о которых мы говорили, на примере. Если вы слышите о 2,4 и 5 ГГц, то это всего лишь округление, потому что если два устройства будут работать и передавать сигналы на одной и той же частоте, они будут мешать друг другу, и появится шум.
Вот живой пример: в многоквартирном доме уже не удивишь никого роутером. Обычно на одном этаже может быть несколько роутеров и Wi-Fi сетей. Роутер при включении ищет свободный канал. Если ваш сосед использует 2 и 5 канал, роутер может выбрать 9 или 10 и использовать их. Если два устройства будут на одном канале, они будут мешать друг другу, и связь будет хуже — будут теряться пакеты данных, скорость интернета будет падать, видео будет тормозить, а пинг в играх повысится.
Каналы используются для более точного использования выделенных частот.
Как упоминалось ранее, самой популярной частотой является 2,4 ГГц. Однако на практике используются следующие каналы:
- 1 канал – частота 2,412 ГГц
- 2 канал – 2,417 ГГц
- 3 канал – 2,422 ГГц
Всего 13 таких каналов на частоте 2,4 ГГц. Для частоты 5 ГГц:
- 34 канал – 5,170 ГГц
- 36 канал – 5,180 ГГц
- 38 канал – 5,190 ГГц
И так далее. Для того, чтобы все устройства работали в эфире и не мешали друг другу, используются разные каналы и частоты. Таким образом можно распределить различные беспроводные сети, мобильную связь, Bluetooth и другие устройства.
Помимо частот и каналов, у Wi-Fi есть собственные популярные стандарты, которые позволяют передавать больше информации. Рассмотрим некоторые из этих стандартов.
Частота 2,4 ГГц
- Стандарт 11b был популярен до 2010 года и обеспечивал скорость от 5 до 11 Мбит/c.
- Стандарт 11g пришел на смену «b» и повысил скорость до 54 Мбит в секунду.
- Стандарт 11n в настоящее время является самым популярным в мире, обеспечивая среднюю скорость до 150 Мбит в секунду и максимальную скорость до 600 Мбит в секунду при использовании технологии MIMO для передачи данных в несколько потоков.
Частота 5 ГГц
- Стандарт ac обеспечивает высокую скорость, большое количество каналов и меньшую подверженность воздействию соседских роутеров, достигая скорости выше 1 Гбит в секунду. Подробнее можно прочитать здесь…
- Стандарт 11ax имеет еще большую скорость и больше возможностей, чем Wi-Fi 5-го поколения. Рекомендую подробнее изучить эту информацию здесь.
