Отже, Wi-Fi - це технологія передачі даних по радіоканалу. У найпершому наближенні від перших ліній радіозв'язку, які понад сто років тому «морзянкою» передавали повідомлення по радіо, Wi-Fi відрізняється тільки збільшеною в мільярди разів швидкістю на більш високих частотах.
Wi-Fi розшифровується як Wireless Fidelity, що означає бездротову передачу даних з високою точністю. Суть технології полягає в її назві: важливо не тільки передати інформацію без проводів, але і зробити це точно. Які проблеми можуть виникнути з точністю, коли «ворожі голоси» по радіо прекрасно доносяться з приймачів, навіть якщо станція видалена на тисячі кілометрів? Проблеми безпосередньо пов'язані зі швидкістю передачі даних і необхідністю забезпечити низькі затримки. Високі швидкості вимагають широкого радіоканалу, а це можливо тільки на високих частотах. У свою чергу, високі частоти куди більше схильні до впливу навколишнього середовища.
Сигнал Wi-Fi поширюється не в вакуумі, а в реальному середовищі вашої квартири або офісу. Якщо для хвилі, яка прийшла з-за моря навіть обігнути людини, не проблема, тому що вона довга (а частота, відповідно, відносно низька - пам'ятаємо шкільний курс фізики), то частоти, на яких працює Wi-Fi. настільки високі, що навіть локальні коливання вологості повітря створюють відчутні перешкоди.
Недарма ми у введенні згадали мікрохвильову піч. Діапазон, в якому працює Wi-Fi, називається мікрохвильовим: так-так, точно такими ж частотами, тільки з набагато більшою потужністю вранці розігрівається ваш сніданок. Але крім більш високої потужності у мікрохвильовій печі є ще одна перевага над Wi-Fi для виконання свого завдання - їй не потрібно передавати продуктам інформацію з побітової точністю.
Людина не в змозі відчувати радіохвилі, поки потужність випромінювання не стає настільки високою, що викликає в організмі пошкодження. Інакше його життя в сучасному суспільстві була б нестерпною. Кожне натискання на кнопку вимикача світла, кожен поворот ключа в замку запалювання автомобіля, кожна порція змеленого кави - все це викликає сплески в ефірі на мільйонах різних частот. І дуже часто серед цих частот трапляються і мікрохвилі, на яких працює наша Wi-Fi мережу.
Вирішення цього завдання пов'язане з поняттям розширення спектра методом прямої послідовності, або DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Кожна послідовність даних передається одночасно в широкому спектрі на декількох (зазвичай 11) частотах. Таким чином, в будь-який конкретний момент часу ймовірність, що дані не дійдуть через перешкоди, знижується багаторазово: хоча б одна частота з спектра ввійде. У сучасних стандартах Wi-Fi додатково використовується модуляція OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів), яка дозволяє за один раз на одній частоті передавати кілька біт даних.
Платою за використання цієї технології є дуже велика ширина одного каналу передачі даних, яка досягає 22 МГц в поточних версіях Wi-Fi (і ще ширше - в майбутніх). Для порівняння, абсолютно все «ворожі голоси», навіть якщо почнуть мовлення одночасно, вміщуються в цю смугу і не заважають один одному.
Іншими словами, та сама точність (або Fidelity), «Fi» в Wi-Fi досягається колосальною надмірністю, повторенням сигналу, а також здатністю сучасного обладнання виділяти корисний сигнал навіть на тлі величезної кількості шумів. Якщо привести порівняння з області звуку, то приймач в вашому ноутбуці здатний «чути» свист палички диригента під час оркестрового tutti.
Також необхідним фактором, який дозволяв працювати величезній кількості обладнання, не заважаючи один одному (ну або хоча б заважаючи в межах можливостей вирішення конфліктів), - обмеження потужності. Воно на поточний момент становить 100 мВт. Для порівняння, аматорська рація, дозволена в більшості країн, може працювати в деяких діапазонах з потужністю 5 000 мВт. Звичайно, нам би дуже хотілося ловити сигнал свого домашнього Wi-Fi по всьому місту, та й технічно такий потужний передавач побудувати можна за цілком прийнятні гроші, але тепер уявіть, що буде, коли таких бажаючих виявиться в одному місті десять тисяч. А якщо сто? Мережа просто перестане працювати, тому обмеження потужності - дуже мудре рішення.
Висока частота роботи в поєднанні з малою потужністю також призводить до відносно невеликого радіусу дії - в реальній практиці це десятки метрів. На щастя, алгоритми роботи Wi-Fi не просто «відрубують» мережу при низькому рівні сигналу, а знижують швидкість. Наприклад, для самого поширеного зараз 802.11g на відстані в кілька метрів в одному приміщенні швидкість рідко перевищує 30 Мбіт / с, в трикімнатній квартирі в самих «глухих кутах» може знизитися до 5-10 Мбіт / с, що, правда, не так страшно з урахуванням нашої звичайної швидкості підключення до Інтернету.
Повертаючись до ширини каналу передачі даних, ми підходимо до тих ситуацій, коли часом буває необхідне ручне регулювання Wi-Fi. Всього каналів Wi-Fi для стандарту 802.11b / g / n 14, кожен по 20 МГц, але розташованих з кроком в 5 МГц, тобто з перекриттями.
Перекриття каналів цілком можливо по вже описаної вище причини надмірності технології, але тільки якщо точки доступу розташовані не зовсім близько.
Якщо щось йде не так.
У наших краях досить рідко, а ось де-небудь в США - досить часто, виникає потреба змінити канал. Пов'язано це з тим, що в цій смузі працює занадто багато точок доступу і адаптерів - настільки багато, що ніякої надмірності і чутливості вже не вистачає, щоб відфільтрувати перешкоди. Зазвичай це проявляється як зниження швидкості передачі даних - пакети різних мереж вклинюються один в одного, алгоритми мережевих пристроїв відсівають «чужі» дані, але швидкість при цьому страждає.
Основним рішенням в даному випадку є зміна каналу. Не кожен мережевий адаптер, на жаль, дозволяє це зробити штатними засобами, так що, можливо, доведеться шукати сторонній софт, наприклад, Network Stumbler. Вибір каналу при «відбудові» від перешкод - процес виключно емпіричний. Найменша взаємний вплив мають канали 1, 6 і 11, однак на них же найчастіше і працює найбільше техніки.
Також можна спробувати перевести мережу в режим «тільки 5 Ггц», це дасть перевагу в помехозащищенности (по крайней мере, поки туди не «переїхало» більшість мереж), але зате знизиться радіус дії.
Також, якщо точка доступу має стаціонарне розташування, можна експериментувати з положенням її антени. При вдалому положенні антени можна значно збільшити потужність сигналу в місці прийому.
У зовсім поганих ситуаціях, а також, коли мережу планується заздалегідь, і при цьому дуже важливо якість зв'язку, то корисно вивчити електромагнітну обстановку в будинку за допомогою спеціалізованого софту. Наприклад, російського TamoGraph. Ця програма в змозі створити дуже точну картину поширення радіохвиль по квартирі або офісу, що дозволить зробити висновки про оптимальний розміщенні обладнання та виборі каналів.
Технологія Wi-Fi - це сума практично всіх досягнень людства за більш ніж сто років розвитку радіозв'язку. Щоб описати в усіх подробицях її функціонування, потрібен був би працю обсягом у кілька тисяч сторінок. Однак навіть це невелике введення, сподіваюся, дозволило зрозуміти базові принципи роботи технології і почати ставиться до неї, як до маленького дива.
Новини по темі