Trådløst internet | |
---|---|
Niveau (ifølge OSI-modellen ) | Fysisk |
Oprettet i | 21. september 1997 |
Udvikler | Trådløst internet |
Mediefiler på Wikimedia Commons [1] |
Wi-Fi er en trådløs lokalnetværksteknologi med enheder baseret på IEEE 802.11-standarderne . Wi-Fi-logoet er et varemærke tilhørende Wi-Fi Alliance . Under forkortelsen Wi-Fi (fra den engelske sætning Wireless Fidelity [2] , som bogstaveligt kan oversættes til "wireless precision"), er en hel familie af standarder for transmission af digitale datastrømme over radiokanaler i øjeblikket ved at blive udviklet. De vigtigste Wi-Fi-bånd er 2,4 GHz (2412 MHz-2472 MHz), 5 GHz (5160-5825 MHz) og 6 GHz (5955-7115 MHz). Et Wi-Fi-signal kan transmitteres kilometervis, selv ved lav sendeeffekt, men for at modtage et Wi-Fi-signal fra en almindelig Wi-Fi-router over lang afstand, skal du bruge en højforstærkningsantenne (såsom en parabolantenne eller Trådløst internet .
Wi-Fi blev oprettet i 1997 på CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) radioastronomilaboratorium i Canberra , Australien [3] . Skaberen af den trådløse dataudvekslingsprotokol er ingeniør John O'Sullivan.
IEEE 802.11n-standarden blev godkendt den 11. september 2009. Dens brug har øget dataoverførselshastigheden med næsten fire gange sammenlignet med 802.11g-enheder (hvis maksimale hastighed er 54 Mbps), forudsat at den bruges i 802.11n-tilstand med andre 802.11n-enheder; teoretisk set er 802.11n i stand til at levere dataoverførselshastigheder på op til 600 Mbps [4] .
Fra 2011 til 2013 blev IEEE 802.11ac- standarden udviklet , standarden blev vedtaget i januar 2014 [5] [6] , dataoverførselshastigheden ved brug af 802.11ac kan nå flere Gbps. De fleste førende hardwareproducenter har allerede annonceret enheder, der understøtter denne standard.
Den 27. juli 2011 udgav Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) den officielle version af IEEE 802.22 [7] standarden . Systemer og enheder, der understøtter denne standard, giver dig mulighed for at modtage data med hastigheder på op til 22 Mbps inden for en radius på 100 km fra den nærmeste sender.
I oktober 2018 introducerede Wi-Fi Alliance nye navne og ikoner til Wi-Fi: 802.11n - "Wi-Fi 4", 802.11ac - "Wi-Fi 5", 802.11ax - "Wi-Fi 6" [ 8 ] [9] . 3. januar 2020 introducerede betegnelsen for enheder, der er i stand til at fungere ved en frekvens på 6 GHz - "Wi-Fi 6E" [10] [11] .
Navn | skabelsesår | Maks. transmissionshastighed | Gns. transmissionshastighed | Generation |
---|---|---|---|---|
802.11a | 1999 | op til 54 Mbps | omkring 20 Mbps | WiFi 2 [12] |
802.11b | 1999 | op til 11 Mbps | WiFi 1 [12] | |
802,11 g | 2003 | op til 54 Mbps | WiFi 3 [12] | |
802.11h | 2003 | |||
802.11i | 2004 | |||
802.11-2007 | 2007 | |||
802.11n | 2009 | op til 600 Mbps (4 antenner) | op til 150 Mbps (1 antenne) | WiFi 4 |
802.11-2012 | 2012 | |||
802.11ad | 2012 | |||
802.11ac | 2013 | op til 6,77 Gbps med 8x MU-MIMO-antenner | WiFi 5 | |
802.11af | 2014 | |||
802.11-2016 | 2016 | |||
802.11ah | 2016 | |||
802.11ai | 2016 | |||
802.11aj | 2018 | |||
802.11aq | 2018 | |||
802.11ay | 2018 | |||
802.11ax | 2019 | op til 11 Gbps | WiFi 6 | |
802.11be | 2023 [13] | op til 30 Gbps | WiFi 7 [14] |
Udtrykket "Wi-Fi" blev oprindeligt opfundet som en leg med ord for at tiltrække forbrugerens opmærksomhed med et "hint" af Hi-Fi ( engelsk High Fidelity - high fidelity). På trods af det faktum, at nogle WECA-pressemeddelelser i begyndelsen indeholdt udtrykket "Wireless Fidelity" ("wireless fidelity") [15] , er denne formulering i øjeblikket blevet opgivet, og udtrykket "Wi-Fi" er ikke dechifreret på nogen måde [16] .
Et Wi-Fi-netværkslayout indeholder typisk mindst ét adgangspunkt og mindst én klient. Det er også muligt at forbinde to klienter i punkt-til-punkt (Ad-hoc) tilstand , når adgangspunktet ikke bruges, og klienterne er forbundet via netværksadaptere "direkte". Adgangspunktet sender sin netværksidentifikator ( SSID ) ved hjælp af specielle signalpakker med en hastighed på 0,1 Mbps hver 100 ms. Derfor er 0,1 Mbps den laveste datahastighed for Wi-Fi. Ved at kende netværkets SSID kan klienten finde ud af, om det er muligt at oprette forbindelse til dette adgangspunkt. Når to adgangspunkter med identiske SSID'er kommer ind i dækningsområdet, kan modtageren vælge mellem dem baseret på signalstyrkedata. Wi-Fi-standarden giver klienten fuld frihed til at vælge kriterierne for tilslutning . Funktionsprincippet er beskrevet mere detaljeret i standardens officielle tekst [17] .
Standarden beskriver dog ikke alle aspekter af opbygning af trådløse Wi-Fi-lokalnetværk. Derfor løser hver udstyrsproducent dette problem på sin egen måde ved at anvende de tilgange, som den anser for bedst fra et eller andet synspunkt. Derfor er der behov for at klassificere måder at bygge trådløse lokalnetværk på.
Ifølge metoden til at kombinere adgangspunkter til et enkelt system, kan vi skelne:
Ifølge metoden til organisering og styring af radiokanaler kan trådløse lokale netværk skelnes:
Wi-Fi bruges til at skabe trådløse netværk til industriel brug (IWLAN), for eksempel til håndtering af bevægelige objekter, i lagerlogistik samt ved fjerntliggende eller farlige produktionsfaciliteter , hvor tilstedeværelsen af operativt personale er forbundet med øget fare eller er fuldstændig vanskelig - samt i de tilfælde, hvor det af en eller anden grund ikke er muligt at lægge kablede Ethernet-netværk.
Brugen af Wi-Fi-enheder i virksomheder skyldes høj støjimmunitet, hvilket fører til deres brug i virksomheder med mange metalstrukturer. Til gengæld skaber Wi-Fi-enheder ikke væsentlig interferens med smalbåndsradiosignaler.
Wi-Fi-enheder tilbydes indtil videre[ hvornår? ] af et begrænset antal leverandører. For eksempel tilbyder Siemens Automation & Drives Wi-Fi-løsninger til sine SIMATIC -controllere i overensstemmelse med IEEE 802.11g-standarden i det frie 2,4 GHz ISM-bånd med en maksimal overførselshastighed på 54 Mbps.
Et alternativ til Wi-Fi er maskine-til- maskine -teknologier , der bruger offentlige GSM-netværk , private LTE-netværk og distribuerede DECT ULE-netværk. IMT - 2020- standarden anbefaler brug af 5G NR mikrocellulære netværk og distribuerede 5G DECT-netværk til maskine-til-maskine kommunikation.
Nogle mener, at Wi-Fi og lignende teknologier i sidste ende kan erstatte mobilnetværk såsom GSM . Forhindringer for en sådan udvikling i den nærmeste fremtid er manglen på global roaming, det begrænsede frekvensområde og det meget begrænsede Wi-Fi- udbud . Det ser mere korrekt ud at sammenligne mobilnetværk med andre trådløse netværksstandarder såsom UMTS , CDMA eller WiMAX [23] .
Wi-Fi er dog velegnet til VoIP -brug i firmanetværk eller SOHO -miljøer . De første prøver af udstyr dukkede op allerede i begyndelsen af 2000'erne, men de kom først på markedet i 2005 . Så introducerede virksomheder som Zyxel , UT Starcomm , Samsung , Hitachi og mange andre VoIP Wi-Fi-telefoner på markedet til "rimelige" priser. I 2005 begyndte ADSL internetudbydere at levere VoIP-tjenester til deres kunder (f.eks. hollandske internetudbyder XS4All ). Da VoIP-opkald blev meget billige og ofte gratis, kunne udbydere, der var i stand til at levere VoIP-tjenester, åbne et nyt marked for VoIP-tjenester. GSM-telefoner med integreret understøttelse af Wi-Fi og VoIP-funktioner er begyndt at komme ind på markedet og har potentialet til at erstatte kablede telefoner .
I øjeblikket er en direkte sammenligning af Wi-Fi og mobilnetværk urimelig. Telefoner med kun Wi-Fi har en meget begrænset rækkevidde , så det er meget dyrt at installere sådanne netværk. Imidlertid kan implementering af sådanne netværk være den bedste løsning til lokal brug, f.eks. i virksomhedsnetværk. Enheder, der understøtter flere standarder, kan dog tage betydelige markedsandele .
Det er værd at bemærke, at hvis der er dækning af både GSM og Wi-Fi på netop dette sted, er det meget mere omkostningseffektivt at bruge Wi-Fi, mens du taler gennem internettelefonitjenester . Eksempelvis har Skype- klienten længe eksisteret i versioner til både smartphones og PDA'er.
En anden forretningsmodel er at forbinde eksisterende netværk med nye. Ideen er, at brugerne vil dele deres frekvensområde gennem personlige trådløse routere , komplet med speciel software . For eksempel er FON en spansk virksomhed etableret i november 2005. Nu forener fællesskabet mere end 2.000.000 brugere i Europa, Asien og Amerika og vokser hurtigt. Brugerne er opdelt i tre kategorier:
Systemet ligner således peer-to-peer-tjenester. Mens FON modtager økonomisk opbakning fra virksomheder som Google og Skype , vil det først med tiden stå klart, om denne idé rent faktisk virker.
Nu har denne service tre hovedproblemer. Den første er, at der kræves mere opmærksomhed fra offentligheden og medierne for at flytte projektet fra den indledende fase til den vigtigste . Du skal også tage højde for, at udbuddet af adgang til din internetkanal til andre personer kan være begrænset af din aftale med internetudbyderen . Derfor vil internetudbydere forsøge at beskytte deres interesser. Det samme vil sandsynligvis blive gjort af pladeselskaber, der er imod den gratis distribution af MP3'er .
I Rusland er hovedantallet af adgangspunkter i FON -samfundet placeret i Moskva-regionen.
Den israelske virksomhed WeFi har skabt et fælles netværk af social orientering , med mulighed for at søge efter Wi-Fi-netværk og kommunikere mellem brugere. Programmet og systemet som helhed blev skabt under ledelse af Yossi Vardi (Yossi Vardi), en af grundlæggerne af Mirabilis -virksomheden, og ICQ -protokollen .
Mens kommercielle tjenester forsøger at udnytte eksisterende Wi-Fi- forretningsmodeller , bygger mange grupper, samfund, byer og enkeltpersoner gratis Wi-Fi-netværk, ofte ved hjælp af en fælles peering-aftale, så netværkene frit kan interoperere med hinanden.
Mange kommuner går sammen med lokalsamfund for at udvide gratis Wi-Fi-netværk. Nogle grupper bygger deres Wi-Fi-netværk udelukkende baseret på frivillig hjælp og donationer.
For mere information, se Delte trådløse netværk , hvor du også kan finde en liste over gratis Wi-Fi-netværk, der er placeret rundt om i verden (se også Gratis Wi-Fi-hotspots i Moskva ).
OLSR er en af de protokoller, der bruges til at skabe gratis netværk. Nogle netværk bruger statisk routing , andre er helt afhængige af OSPF . Israel udvikler WiPeer -protokollen for at skabe gratis P2P- netværk baseret på Wi-Fi.
Wireless Leiden har udviklet sin egen routing -software kaldet LVrouteD til at forbinde Wi-Fi-netværk bygget på en fuldstændig trådløs basis . De fleste af netværkene er bygget på basis af open source-software eller udgiver deres skema under en åben licens . (gør enhver bærbar computer med et Wi-Fi-modul installeret til en åben Wi-Fi-node). Du bør også være opmærksom på netsukuku - Udvikling af et verdensomspændende gratis mesh-netværk.
Nogle mindre lande og kommuner giver allerede gratis adgang til Wi -Fi-hotspots og adgang til internettet via Wi-Fi i samfundet for alle. For eksempel Kongeriget Tonga og Estland , som har et stort antal gratis Wi-Fi-hotspots i hele landet. I Paris tilbyder OzoneParis gratis internetadgang, ubegrænset, til alle, der bidrager til udviklingen af Pervasive Network ved at stille taget på deres hus til rådighed for installation af Wi-Fi-udstyr. Unwire Jerusalem er et projekt, der skal installere gratis Wi-Fi-hotspots i større indkøbscentre i Jerusalem . Mange universiteter giver gratis adgang til internettet via Wi-Fi for deres studerende, besøgende og alle på campus.
Nogle kommercielle organisationer, såsom Panera Bread, tilbyder gratis Wi-Fi-adgang til faste kunder. McDonald 's Corporation -virksomheder tilbyder også Wi-Fi-adgang under McInternet- mærket . Denne service blev lanceret på en restaurant i Oak Brook , Illinois ; den er også tilgængelig på mange restauranter i London , Moskva .
Der er dog en tredje underkategori af netværk skabt af fællesskaber og organisationer, såsom universiteter, hvor der gives gratis adgang til medlemmer af fællesskabet, og dem, der ikke er inkluderet, gives adgang mod betaling. Et eksempel på en sådan tjeneste er Sparknet-netværket i Finland . Sparknet understøtter også OpenSparknet, et projekt, hvor folk kan gøre deres egne hotspots til en del af Sparknet-netværket og drage fordel af at gøre det.
For nylig har kommercielle Wi-Fi-udbydere bygget gratis Wi-Fi-hotspots og varmezoner . De mener, at gratis Wi-Fi-adgang vil tiltrække nye kunder og returnere investeringer.
Uanset de oprindelige mål (tiltrækning af kunder, skabelse af ekstra bekvemmelighed eller ren altruisme ), vokser antallet af gratis hotspots over hele verden og i Rusland, hvor du kan få adgang til det mest populære globale netværk (internet) gratis. Det kan også være store transportknudepunkter (sådanne hot-spot-zoner er f.eks. allerede placeret ved metrostationer i forskellige byer i verden, såsom London, Paris, New York, Tokyo, Seoul, Singapore, Hong Kong. I Moskva. , hot spots placeret direkte i undergrundsvogne og andre former for offentlig transport), hvor du kan oprette forbindelse automatisk, og offentlige cateringsteder, hvor du skal bede personalet om et adgangskort med adgangskode for at forbinde, og endda kun områder af bylandskab, som er et sted for konstant skarer af mennesker.
Wi-Fi-standarder giver ikke kryptering af transmitterede data i åbne netværk. Det betyder, at alle data, der transmitteres over en åben trådløs forbindelse, kan lyttes til af angribere, der bruger sniffer-programmer . Sådanne data kan omfatte login/adgangskodepar, antal bankkonti, plastikkort, fortrolig korrespondance. Når du bruger gratis hotspots, bør sådanne data derfor ikke overføres til internettet.
De første varme zoner i Moskva-metroen , der dækker togene på Koltsevaya-linjen , blev lanceret sammen med MTS -mobiloperatøren den 23. marts 2012. I de første måneder fungerede internettet i testtilstand med en hastighed på 7,2 Mbps. [24] I 2013 afholdt Moskva Metro en konkurrence med støtte fra Moskvas regering om at installere en Wi-Fi-forbindelse på alle metrostationer. [25] [26] Konkurrencen blev vundet af Maxima Telecom CJSC og investerede 1,8 milliarder rubler i oprettelsen af et trådløst netværk i metroen. [27] Dette Wi-Fi-netværk kaldes MT_Free. 1,2 millioner mennesker bruger dette netværk dagligt. I begyndelsen af 2015 var mere end 55 millioner unikke brugere forbundet til metroens Wi-Fi-netværk. Moskva Metro-tog, i modsætning til andre lande i verden, hvor internetadgangspunkter kun er placeret på stationer eller i tunneler, er udstyret med en individuel Wi-Fi-router . I 2015 begyndte Wi-Fi at dukke op ikke kun i elektriske togvogne, men også på rulletrapper , underføringer og i metrostationslobbyer. [28] I 2015 dukkede varme zoner op med en 25-minutters internetforbindelsessession ved mere end 100 offentlige transportstop i Moskva. [29] Forbindelsesnetværket hedder Mosgortrans_Free. Internetforbindelsens hastighed er 10 Mbps. I 2015 gik mere end 70.000 unikke brugere online ved busstoppesteder. [30] Efter vedtagelsen af føderal lov nr. 97 af 5. maj 2014, for at oprette forbindelse til Wi-Fi ved offentlige transportstoppesteder eller i metroen, skal du identificeres ved hjælp af State Services- portalen eller SMS . I slutningen af 2015 var yderligere 300 stoppesteder udstyret med trådløst internet. [31] [32]
Forøgelse af antallet af Wi-Fi-hotspots giver netværksredundans, bedre rækkevidde, hurtigere roaming-understøttelse og øget samlet netværksgennemstrømning ved at bruge flere kanaler eller ved at definere mindre celler. Med undtagelse af de mindste implementeringer (såsom hjemme- eller små kontornetværk) er Wi-Fi-implementeringer flyttet til "tynde" adgangspunkter, hvor det meste af netværksintelligensen er placeret i en centraliseret netværksenhed, hvilket har henvist individuelle adgangspunkter til rollen af "dum" transceivere. Udendørs applikationer kan bruge mesh-topologier. Når flere adgangspunkter er implementeret, er de ofte konfigureret med samme SSID og sikkerhedsindstillinger til at danne et "udvidet sæt tjenester". Wi-Fi-klientenheder forbinder typisk til et adgangspunkt, der kan levere det stærkeste signal i det pågældende sæt tjenester.
De tilladte frekvenser for brug af Wi-Fi-udstyr varierer fra land til land.
I USA er 2,5 GHz-båndet tilladt uden licens, forudsat at strømmen ikke overstiger en vis mængde, og en sådan brug forstyrrer ikke dem, der har en licens.
Til udstyr til trådløse datanetværk i lukkede rum, der bruger kortrækkende enheder, kan du bruge 2,4 GHz (2400-2483,5 MHz, kanaler 1-13), 5 GHz (5150-5350 og 5650-5850 MHz, kanaler 32) - 68 og 132-169), samt 60 GHz (57-66 GHz, kanal 1-25) [35] [36] . Ifølge "Regler for brug af radioadgangsudstyr til trådløs datatransmission i området fra 30 MHz til 66 GHz" [37] og "Regler for registrering af radioelektroniske midler og højfrekvente enheder", [38] [ 39] [40] brugen af et trådløst Wi-Fi-netværk til at organisere fast trådløs adgang til data indendørs og på fly er mulig uden at udstede individuelle tilladelser fra SCRF til brug af frekvenser og uden registrering af radioelektronisk udstyr hos Roskomnadzor ved brug af sendere med en effekt på op til 100 mW (20 dBm) i båndene 2400-2483,5 MHz (IEEE standarder 802.11, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ax) og effekt op til 200 mWs 500 mW 50 båndet -5350 MHz og 5650-5850 MHz (standarder 802.11a/n/ac/ax) [41] [42 ] [43] [44] med en kanalbredde på op til 160 MHz og en spektral densitet på op til 10 mW/ MHz, samt et område på 57–66 GHz (IEEE 802.11ad/ay WiGig -standarder ) med en sendereffekt på op til 10 W (40 dBm) og en kanalbredde på 2160 MHz [41] [42] . Brugsreglerne blev vedtaget i 2010, samtidig var brugen af 6 GHz-båndet tilladt ud over 2,4- og 5 GHz-båndene; [45] i 2015-2016 blev brugen af 802.11ac og 802.11ad teknologier godkendt i disse bånd, [46] [47] [48] og i juli 2020, brugen af 802.11ax teknologier [49] .
Til ikke-kontorbrug af et trådløst Wi-Fi-netværk (for eksempel organisering af en radiokanal mellem to nabohuse), samt til indendørs brug af en del af 5 GHz-båndet (5470-5650 og 5850-5990 MHz, kanaler 96-128 og 171-196) og 6 GHz-bånd (U-NII-5-bånd, 5945-6425 MHz, kanaler 1-93), er det nødvendigt at foretage en undersøgelse af elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) af udstyr med eksisterende og planlagte radionetværk og opnå tilladelse til at bruge frekvenser i Roskomnadzor [45] [49 ] [50] .
For overtrædelse af reglerne for brug af radioelektroniske midler er ansvar fastsat i artikel 13.3 og 13.4 i Den Russiske Føderations kodeks for administrative lovovertrædelser (CAO RF) [51] . I juli 2006 blev flere virksomheder i Rostov-on-Don således idømt bøder for drift af åbne Wi-Fi-netværk (hot spots) [52] ; Rossvyazokhrankultura offentliggjorde en presseanmeldelse, der forklarer reglerne for registrering af radio-elektroniske enheder ved hjælp af Wi-Fi-protokollen [53] .
I henhold til lovgivningen i Ukraine er brugen af Wi-Fi uden tilladelse fra det ukrainske statslige center for radiofrekvenser ( ukrainsk statscenter for radiofrekvenser ) kun mulig, hvis du bruger et adgangspunkt med en standard omnidirektionel antenne (<6 dB , signaleffekt ≤ 100 mW ved 2,4 GHz og ≤ 200 mW ved 5 GHz) til interne (indendørs brug) behov i organisationen (Beslutning fra Ukraines nationale kommission for kommunikationsregulering nr. 914 af 2007.09.06) I tilfælde af ved at bruge en ekstern antenne, er det nødvendigt at registrere senderen og opnå tilladelse til at betjene den radioelektroniske enhed fra DP UDCR. For at kunne levere telekommunikationstjenester ved hjælp af WiFi er det desuden nødvendigt at opnå en licens fra National Commission for State Regulation in the Sphere of Communications and Informatization (NKRZI) [54] .
I Republikken Hviderusland er der en specialiseret statskommission for radiofrekvenser (SCRF) ( hviderussisk: Dzyarzhana Kamіsia on Radio Frequency (DzKRC) ). Baseret på dekret fra ministeriet for kommunikation og information i Republikken Hviderusland dateret 14. juni 2013 nr. 7 "Om oprettelse af en liste over radioelektronisk udstyr og (eller) højfrekvente enheder, der ikke er underlagt registrering" (russisk ) , Wi-Fi-udstyr kræver ikke registrering, forudsat at de parametre opfylder følgende krav:
I 2011 blev resultaterne af et eksperiment til undersøgelse af Wi-Fis effekt på sædkvalitet offentliggjort [56] . Formålet med eksperimentet var at teste den mulige påvirkning af en bærbar computer placeret på en mands skød på hans reproduktive system, men designet af undersøgelsen og dens resultater tillader os ikke at drage nogen konklusioner om farerne ved Wi-Fi.
Tidligere blev det hævdet, at Wi-Fi ikke skader menneskers sundhed [57] , så en af de engelske professorer fra University of Nottingham ( Nottingham University ) anså følgende forholdsregler ved arbejde med Wi-Fi for at være tilstrækkelige:
"Nogle mennesker holder deres bærbare computere på skødet, og jeg synes, vi skal minde børn om, at når de er på internettet (Wi-Fi) i lang tid, bør de lægge den bærbare computer på bordet og ikke have den på deres omgange."
- Lawrie ChallisOrdbøger og encyklopædier |
---|
internetforbindelse | |
---|---|
Kablet forbindelse |
|
Trådløs forbindelse | |
Internetforbindelseskvalitet ( ITU-T Y.1540, Y.1541) | Båndbredde (båndbredde) ( eng. Netværksbåndbredde ) • Netværksforsinkelse (svartid, eng. IPTD ) • Fluktuation af netværksforsinkelse ( eng. IPDV ) • Pakketabsforhold ( eng. IPLR ) • Pakkefejlrate ( eng. IPER ) • Tilgængelighedsfaktor |
hjemmeautomatisering | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Styring | |||||||||
Sensorer | |||||||||
Optrædende |
| ||||||||
Ansøgninger |
| ||||||||
Protokoller |