Přenos dat přes Wi-Fi síť se provádí již více než tucet let a neustále se zdokonaluje. Wi-Fi verze se liší výkonem streamu a parametry. Informace v článku vám pomohou vybrat režim na routeru a rozhodnout se mezi typy Wi-Fi. Níže popisujeme nejběžnější a nejoblíbenější typy Wi-Fi.
Jak to všechno začalo?
První (základní) Wi-Fi standard 802.11 se objevil v roce 1996. Zpočátku byla rychlost přenosu a příjmu Wi-Fi routeru minimální. Ale každých pár let se postupně zvyšoval spolu s přenosovou kapacitou a stabilitou.
Zpočátku byly informace přenášeny rychlostí maximálně 1 Mbps. Tato metoda byla použita pouze pro nastavení všech druhů speciálních zařízení. Mobilní zařízení s příjmem internetu se navíc objevila o něco později a poté vzrostla poptávka po bezdrátové síti. Později byl výkon modulu zvýšen a u stejné verze dosahovala rychlost 2 Mbps. Hranice možností ale dosáhla maxima a byly požadovány nové typy Wi-Fi.
Wi-Fi protokoly a jejich vlastnosti
V následující tabulce jsou uvedeny maximální přenosové rychlosti pro každý standard:
Promluvme si o nejznámějších a nejběžnějších typech Wi-Fi.
802.11a
Tento protokol znamenal začátek dalšího rozvoje bezdrátového přenosu dat. Principy fungování vycházely ze základní verze Wi-Fi, byla převzata hlavní kódování standardu. Jeho odlišností od původní verze byla možnost využívat frekvenci 5 GHz, což umožnilo zvýšit výkon streamu na 54 Mbps. S dříve používanou frekvencí 2,4 GHz byl tento protokol nekompatibilní a navíc se objevily nepříjemnosti navíc, protože jste museli upravit přijímací nástroje na obě frekvence.
802.11b
Při vývoji protokolu se vrátili k používání frekvence 2,4 GHz, protože se ukázalo, že má více výhod díky šířce pásma. Vývojářům se podařilo dosáhnout datového toku v rozmezí 5,5 – 11 Mbps. Postupem času začala mobilní zařízení fungovat na takové úrovni. Byl široce používán téměř až do roku 2010, protože takový výkon stačil jak pro počítačové nástroje, tak pro gadgety. Moderní zařízení stále dokážou zachytit různé typy Wi-Fi, včetně této, i když rychlost bude nízká.
802.11 g
Jedná se o pokročilejší standard 802.11b, pracující na stejné frekvenci, ale vyšší rychlostí (až 54 Mbps).
802.11n
Aktualizace této verze proběhla v roce 2009. Technické možnosti zařízení dosáhly úrovně, která umožňuje zpracovávat těžší obsah a upgrade byl velmi vítaný. Vlny jsou schopny procházet betonovými bariérami. Umožňuje několika zařízením v domě pracovat současně stabilně a bez poruch.
Může podporovat obě frekvence současně, byl zaveden vývoj MIMO, který poskytuje přenosovou rychlost až 150 Mbps. Rychlost přenosu dat přes Wi-Fi je ve skutečnosti až 600 Mbps, ale kvůli rušení je mnohem nižší. Kvůli snížení nákladů na přijímače navíc mnoho výrobců MIMO zcela vylučuje. Funguje skvěle na platformě Windows. Nejčastěji používaný protokol.
802.11ac
Proč je potřeba 802.11ac? Podívejte se na videoprezentaci:
K dnešnímu dni je tento typ extrémním a nejrychlejším standardem. Vydáno v roce 2014 a aktualizováno v roce 2016. Ne všechny nejnovější smartphony jsou schopny jej podporovat, ačkoli tento typ je běžný. Funguje výhradně na vlně 5 GHz, což sice snížilo pokrytí, ale přítomnost směrových antén a podpora MIMO ztráty kompenzovala.
Mnoho uživatelů vyjadřuje nespokojenost z několika důvodů:
- router vypadá masivní díky mnoha anténám;
- spotřeba elektrické energie se během používání zvyšuje;
- umístění musí být stejné ze všech prostředků k němu připojených;
- náklady na zařízení s touto funkcí nespadají do kategorie rozpočtu.
Ukázkový router, který tuto technologii podporuje MU-MIMO, zobrazeno na obrázku:
Ale přes všechny nedostatky může tato verze kombinovat asi 8 kanálů.
Jaký režim zvolit na routeru?
Jak změnit režim Wi-Fi v nastavení routeru, viz následující video:
Všechny routery podporují protokoly Wi-Fi b/g/n. Dvoupásmový router podporuje standard ac. Všechna moderní zařízení (tablety, notebooky, smartphony atd.) pracují v těchto režimech v pásmech 2,4 a 5 GHz.
Starší gadgety s největší pravděpodobností nepodporují protokoly n a ac. A pokud je na vašem routeru nastaven pouze režim n, pak se taková zařízení jednoduše nepřipojí k síti Wi-Fi. Nejlepší možností je proto zvolit smíšený režim 802.11 b / g / n. Pak budou fungovat stará i nová zařízení. Právě tento režim stojí na routerech z výroby nejčastěji.
Pokud však nemáte staré notebooky a smartphony, pak se doporučuje nastavit standardní n pro pásmo 2,4 GHz. Zvýšíte tak rychlost vašeho internetu.
Další standardy Wi-Fi
Nyní krátce o dalších verzích, které se používají pro servisní funkce:
Uživatel se liší od spotřebitele tím, že má představu o věcech, ke kterým se uchýlí k pomoci. Každý, kdo čte tyto řádky, se může považovat za uživatele bezdrátového internetu využívajícího technologii Wi-Fi. Pokud ví, jak funguje síť. Pro ty, kteří nejsou jedním z těchto lidí, doporučujeme, abyste se seznámili s materiálem, který popisuje principy fungování bezdrátové komunikace Wi-Fi, její vlastnosti, výhody a nevýhody.
Příběh
Nepůjdeme na cestu dlouhou půl století nebo déle, obejdeme všechny prototypy a vývoj. Za „otce“ Wi-Fi je považován australský inženýr astronomické laboratoře John O’Sullivan. Pod jeho vedením v letech 1997-1998. objevilo se něco, co používá téměř celý svět. O dva roky později byl zaregistrován první standard IEEE 2a, který je stále rozšířený.
Vzhledem k vysoké úrovni rušení vln bylo rychle vyvinuto IEEE 802.11b, ale nevyřešilo hlavní problém. Vlny se také rozptýlily a překrývaly. To však bylo opraveno rozdělením provozního frekvenčního rozsahu na kanály.
Po 10 letech vývoje se objevil standard IEEE 802.22, který podporuje přenos dat na vzdálenosti až 100 km v přímé linii. Od roku 2019 bylo vyvinuto 18 standardů IEEE 802.11 s různou šířkou pásma a provozními frekvencemi.
Termín „Wi-Fi“ je narážkou na Hi-Fi a není nijak dešifrován. Obecně se však uznává, že slovo pochází z Wireless Fidelity – bezdrátová přesnost.
O provozu bezdrátové technologie ve formátu videa:
Jak to funguje?
Wi-Fi je technologie bezdrátového přenosu dat, bezdrátová místní síť (WLAN). Principem fungování Wi-Fi je přenos šifrovaných signálů prostřednictvím mikrovlnných vln (ultra vysokofrekvenční vlny) na krátké (desítky metrů) vzdálenosti. Síťový diagram se skládá alespoň ze dvou prvků: přístupového bodu a klienta.
Existují schémata klient-klient – bez použití přístupových bodů.
Přístupový bod vysílá identifikátor (SSID, název sítě) prostřednictvím speciálních datových paketů 10krát za sekundu rychlostí 100 kb/s. Toto je teoreticky nejmenší kapacita bezdrátového kanálu.
Jak funguje síť Wi-Fi? Když vstoupí do oblasti pokrytí a detekuje signál, klientské zařízení usoudí, že se k němu může připojit (překážkou v tom mohou být rozdíly v technologii). Vysílač nemusí vysílat svůj identifikátor, pak bude síť pro klienty neviditelná. Můžete se k němu připojit pouze zadáním SSID a hesla, pokud je chráněno.
Pokud jsou v jedné zóně 2-3 sítě s identickými SSID, přijímací zařízení se připojí k té s nejlepším signálem.
Přístupovým bodem v domácích Wi-Fi sítích je především bezdrátový router. On a klienti musí pracovat ve stejném režimu (frekvence, modulace signálu). Podívejme se na příklad distribuce internetu v soukromém domě.
Router přijímá provoz přes síťový kabel, převádí jej na rádiové vlny a distribuuje je „vzduchem“ ve formě ultravysokofrekvenčních rádiových signálů s určitými parametry. Přijímač tyto vlny „zachytí“ a dekóduje (dešifruje, extrahuje z nich informaci, která je zakódována nosnou frekvencí).
Algoritmy pro „balení“ dat jsou popsány v příslušných normách a liší se verze od verze. Přenos digitálních dat se provádí podobným způsobem. Princip technologie Wi-Fi je podobný provozu mobilních komunikací, aniž bychom zacházeli do technických detailů.
Zajímavá fakta o Wi-Fi, kterou jste neznali:
Frekvenční rozsahy
Wi-Fi sítě fungují ve dvou frekvenčních rozsazích: 2,4 GHz a 5 GHz. První rozsah (ne statická frekvence, ale 13 frekvencí od 2401 MHz do 2461 MHz v 5 MHz krocích) se liší od druhého:
- oblast pokrytí signálem – pokrývá velkou oblast;
- rychlost – je nižší než při 5 GHz;
- nejnižší koeficient útlumu (úroveň signálu na frekvenci 5 GHz se při míjení překážek, jako jsou stěny a nábytek, sníží v závislosti na okolnostech přibližně 1,5krát);
- větší rozsah šíření rádiových vln;
- více zatížené – většina zařízení pracuje na frekvenci 2,4 GHz;
- méně kanálů (13 oproti 17).
Standardy
V roce 2019 se objevila specifikace Wi-Fi 18. 6. generace – 802.11ax. Pracuje na frekvencích v rozsahu 5 GHz a poskytuje maximální propustnost až 11 Gbps. Všechny se liší rychlostí, úrovní ochrany, způsobem zpracování signálu a zavedením inovativních funkcí.
| standard IEEE | Frekvenční rozsah, GHz | Teoretická rychlost (max.), Mbit/s |
| 802.11 b | 2,4 | 11 |
| 802.11 | 5 | 54 |
| 802.11 g | 2,4 | 108 |
| 802.11 n | 2,4 | 300 |
| 5 | 450 | |
| 802.11 ac | 5 | 670 |
| 802.11x | 5 | 1100 |
Standardy jsou zpětně kompatibilní: nové jsou kompatibilní se starými. Starší zařízení však nepodporují moderní specifikace.
Typy přístupových bodů
Proč potřebujeme router? Odpověď najdete v následujícím videu:
Přístupové body, které se spojují do jedné bezdrátové sítě Wi-Fi, se dělí na:
- autonomní – nezávislý;
- řízené nebo centralizované;
- bez ovladače.
Na základě způsobu monitorování rádiových kanálů se přístupové body dělí na:
- statické (kanály);
- adaptivní nebo dynamický – automatický výběr optimálního, nejvíce volného kanálu z rozsahu;
- vícevrstvý.
Podle způsobu ochrany jsou přístupové body seskupeny do:
- veřejné nebo otevřené – nechráněné, poskytující přístup k internetu všem, často omezenému počtu současně připojených klientů;
- uzavřené nebo soukromé – signál je šifrovaný a pro přístup k síti je třeba zadat heslo.
Díky tomu jsme zjistili, jak funguje Wi-Fi na laické úrovni. Zbývá určit klady a zápory technologie.
Výhody a nevýhody
Pozitivní aspekty technologie:
- nevyžaduje kabely, což snižuje náklady a rychlost budování sítí;
- síť může zahrnovat různá zařízení: notebooky, počítače, chytré telefony a další mobilní gadgety na různých platformách;
- snadné nastavení sítě;
- poskytování internetu velkému počtu uživatelů na veřejných místech: metro, staveniště, pláž;
- intenzita záření je řádově nižší než u mobilních telefonů;
- k použití frekvence nevyžaduje certifikát.
Nevýhody bezdrátových Wi-Fi sítí:
- nové normy nejsou kompatibilní se starými;
- signál je velmi citlivý na překážky;
- rušení, když dva vysílače pracují ve vzájemném dosahu, zejména na stejné frekvenci;
- při příjmu informací pracují zařízení s přístupovým bodem sekvenčně;
- je obtížné kontrolovat propustnost každého klienta;
- síť pracuje rychlostí nejpomalejšího klienta;
- byly prokázány škodlivé účinky mikrovlnného záření na živé organismy;
- různá frekvenční pásma v zemích;
- v mnoha zemích vyžadují zařízení s radiačním výkonem nad 100 mW povinnou registraci;
- snadné hackování všech kryptografických algoritmů, kromě WPA3, který ještě nebyl uvolněn pro masy;
- neexistuje jasná zóna šíření signálu;
- jak se frekvenční pásmo kanálu rozšiřuje, rušení vln se zvyšuje;
- s nárůstem počtu klientů se zvyšuje režie (zpoždění před dokončením operace) odpovědi na požadavek klienta směrovačem;
- ochrana sítě je na úrovni nejslabšího klientského zařízení;
- nízká úroveň zabezpečení veřejných přístupových bodů.
V dnešní době je téměř v každé domácnosti Wi-Fi router a bezdrátový modul se dokonce zapojuje do domácích spotřebičů – vysavačů, ledniček, varných konvic atd. A každým rokem se využití bezdrátové technologie rozšiřuje.
No, čekáme, až budou veřejně dostupné routery a síťová zařízení, která podporují protokol Wi-Fi 6. A o tom se dá diskutovat! Napište do komentářů, pokud potřebujete pomoc nebo máte nějaké dotazy. A já se loučím, uvidíme se na WiFiGid!
