HDG מסביר: כיצד פועל WiFi?

וויי - פיי היא טכנולוגיית רשת אלחוטית המאפשרת לך לחבר את ההתקנים התומכים ב- WiFi שלך לרשת מקומית. באמצעות WiFi אתה יכול להעביר נתונים בין התקני רשת מקומיים או להתחבר לאינטרנט, אם קיים חיבור. סביר להניח שרוב האנשים יודעים זאת מכיוון שכולנו משתמשים ב- WiFi מדי יום, אך כיצד WiFi בעצם עובד?

WiFi הוא רדיו

העובדה הבסיסית ביותר לגבי WiFi היא שהיא משתמשת בגלי רדיו כדי להעביר מידע. גלי רדיו הם מה שאנו מכנים טווח תדרים ספציפי של קרינה אלקטרומגנטית. אור הוא החלק של הספקטרום שאליו רגישות העיניים שלנו, אך הוא עשוי מאותו "חומר" כמו גלי רדיו.

WiFi משתמש בשני תדרים שונים לשידור: 2.4Ghz ו- 5Ghz. זה 2,400,000,000 ו 5,000,000,000 מחזורים בשנייה בהתאמה. זה די גבוה בהשוואה לרדיו FM עם תדר של כ -100 מגה -הרץ בלבד.

התדירות המדויקת של גל רדיו משנה רבות לגבי מאפייניו. עם תדר גבוה יותר, אתה יכול לארוז מידע נוסף לאות שלך. עם זאת, לתדרים מסוימים אין טווחים ארוכים במיוחד.

תדרים שונים גם חודרים לחומר בצורה שונה. תדרים מסוימים ניתנים לאטמוספירה, כך שהמשדר והמקלט שלך אינם זקוקים לקו ראייה כדי לעבוד. תדרים אחרים פשוט יורים ישר לחלל. זה שימושי אם אתה רוצה לתקשר עם לוויין, לא כל כך אם המקלט נמצא על כדור הארץ.

גלים בתדרי ההפעלה של WiFi יכולים להגיע למאות קילומטרים אם תשקיע מספיק וואט בהספק השידור, אין לך שום דבר ותשתמש באנטנה הנכונה. עם זאת, WiFi סטנדרטי לביתי יש בדרך כלל טווח בלתי מוגבל של בין 30-50 מטר (כ- 100/150 רגל). לטווח הרחוק של 2.4 GHz יש טווח ארוך יותר, ל- 5Ghz יש מהירויות גבוהות יותר.

WiFi הוא דיגיטלי

WiFi הוא רדיו, אבל זה דִיגִיטָלי רָדִיוֹ. המשמעות היא שגלי הרדיו מאופננים לשאת קוד דיגיטלי. WiFi עמוס בהחלט במידע דיגיטלי.

לטכנולוגיית ה- WiFi האחרונה והגדולה ביותר יש מגבלת מהירות תיאורטית של 4.8 Gbps, תוך שימוש בארבעה זרמי נתונים של 1.2Gbps בבת אחת. זה 600 מגה -ביט לשנייה! כמובן שמהירויות תיאורטיות נקבעות במעבדה בתנאים אופטימליים, אך גם בעולם האמיתי WiFi המודרני מהיר מאוד.

ל- WiFi יש תקנים ופרוטוקולים

WiFi קיים כבר זמן רב. האיטרציה המסחרית הראשונה של הטכנולוגיה שוחררה עד 1997. המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) קודד את תקן ה- WiFi, המכונה רשמית IEEE 802.11. הדור הראשון של ה- WiFi ידוע בשם 802.11a, אך ככל שחלף הזמן, גרסאות טובות יותר של WiFi פותחו:

• 802.11a
• 802.11b
• 802.11 גרם
• 802.11n
• 802.11ac
• 802.11ax

WiFi אינו תואם לגמרי לאחור. לא תמצא מכשירים מודרניים רבים שעדיין יכולים לתקשר עם התקני 802.11a. מכשירי WiFi רבים יש "bgn" ויעבדו עם שלושת התקנים האלה, כולם משתמשים בפס התדרים של 2.4Ghz. 802.11ac משתמש ברצועת 5Ghz, אך רוב הנתבים האלה הם "פס כפול" ומציעים גם 2.4Ghz לדבר עם מכשירים ישנים יותר באמצעות תקנים ישנים יותר.

בפועל התאימות לאחור עם WiFi נקודתית, מכיוון שמכשירים מסוימים נעולים למהירויות מסוימות בתוך כל תקן. נתבים חדשים יותר עלולים לא לתת לדברים ללכת לאט כל כך!

אגב, כל מוסכמת השמות של "802.11" בוטלה. ה- 802.11ax האחרון ידוע כיום בשם WiFi 6, כאשר 802.11 הוא WiFi 5 וכן הלאה.

WiFi מוצפן

כל אחד יכול ליירט גלי רדיו WiFi, אך הודות ל הצפנה דיגיטלית הם לא יכולים פשוט לצותת למה שנשלח ונקבל. לפחות זה המקרה אם רשת ה- WiFi שלך מוגנת בסיסמה.

סיסמת ה- WiFi שלך היא גם מפתח ההצפנה, כך שכל מי שיש לו את הסיסמה יכול לראות את כל מנות הנתונים ללא סינון. זו הסיבה שאתה צריך להשתמש באתרים שכן HTTPS מופעל ותשתמש תמיד ב- VPN שירות אם אתה משתמש בנקודה חמה ציבורית של WiFi!

סביר להניח שמכשירי ה- WiFi שלך משתמשים ב- WPA2. WPA הוא קיצור של גישה מוגנת באמצעות WiFi ומהווה תכנית הצפנה חזקה מאוד לחיבורי WiFi. עם זאת, עם השנים האקרים גילו מעלולים שונים שבמקרים מסוימים מאפשרים להם לשבור את פרוטוקולי ההצפנה של WPA2.

בשנת 2018 ה ברית WiFi, שהיא האפוטרופוס של טכנולוגיית ה- WiFi, הכריזה על WPA3. גרסה חדשה זו משפרת את האבטחה וסותמת את חורי האבטחה הנמצאים ב- WPA2. כמובן שיחלוף זמן עד שכל החומרה בטבע תתמוך בתקן האבטחה החדש.

WiFi Direct הוא דבר

WiFi תוכנן לשימוש בהתקן מרכזי כגון נתב לניהול התקשורת בין מכשירים. עם זאת, ניתן להשתמש ב- WiFi גם לחיבור ישיר של שני מכשירים במה שמכונה חיבור "עמית לעמית". זה מאוד שימושי כאשר אתה רוצה למשל לשלוח קובץ גדול לסמארטפון של מישהו משלך.

זהו גם סוג ה- WiFi המשמש לעתים קרובות להעלאת וידאו מהטלפון לטלוויזיה חכמה. כאשר אתה משתמש במכשירים כגון מצלמות GoPro או מזל"טים מסוימים של מצלמות WiFi, אתה משתמש גם בחיבור WiFi ישיר. בלוטות מקבל את רוב תשומת הלב בעולם החיבור האלחוטי peer-to-peer, במיוחד מכיוון שהוא כל כך חסכוני באנרגיה, אך WiFi Direct הוא מהיר ופשוט לשימוש.

נתבים, חוזרים ורשתות רשת

למרות שחיבורי WiFi ישירים הם דבר שבשגרה בימינו, ה- WiFi שכולנו משתמשים בו רוב הזמן משתמש בעיצוב רכזת ודיבורים. במילים אחרות, כל מכשירי ה- WiFi שלך מתחברים למכשיר מרכזי, המשמש כביניים. עבור רוב האנשים, זה יהיה נתב ה- WiFi הנפוץ.

נתבים מודרניים מתהדרים באנטנות מרובות, ומפרידות בין להקות תדרים שונות כמו גם החומרה ששולחת ומקבלת נתוני WiFi. נתבים אלה מטפלים גם בחיבור האינטרנט שלך ובכל התקני Ethernet קווית ברשת שלך, ומאפשרים לרשתות החוטיות והאלחוטיות לתקשר ביניהן.

עם זאת, כפי שאמרנו לעיל, טווחי האותות של WiFi מוגבלים למדי. מה שאומר שככל שאתה מרוחק מהנתב, כך עוצמת האות גרועה יותר. א מהדר WiFi ניתן להשתמש כדי להרחיב את האות הזה בקצה טווח הכיסוי.

בעוד שחוזרים חוזרים פועלים מספיק טוב, יש מגמה חדשה כלפי מערכות WiFi "רשתות". כאן, אין נתב מרכזי. במקום זאת כמה נתבים קטנים יותר פזורים ברחבי הבית שלכם, מחוברים זה לזה ומספקים ענן חלק של WiFi. זוהי טכנולוגיית ה- WiFi הנפוצה ביותר בעסקים גדולים, אך היא הפכה להיות משתלמת לבית להשתמש.

מעבר ל- WiFi

WiFi נמצא סביבנו יותר מאי פעם, מכיוון שלכל מיני מכשירים יש צורך בחיבור רשת. עם זאת, WiFi היא לא הטכנולוגיה המתחרה היחידה בכל הנוגע להעברת נתונים אלחוטית. Bluetooth שולט בכל הנוגע לחיבורי הספק נמוך, לטווח קצר. גרסאות עתידיות של בלוטות 'עשויות אפילו לתת ל- WiFi ריצה בכספו בכל הנוגע למהירות וטווח.

עם זאת, המתחרה הגדול ביותר ב- WiFi עשוי בהחלט להיות 5G. טכנולוגיית הסלולר מהדור החמישי מציעה קצבי נתונים זולים יותר וכיסוי עירוני צפוף. 5G אולי לא יחליף את ה- WiFi בבית, אך 5G מציעה אלטרנטיבה לנקודות חמות ציבוריות של WiFi, שהפכו פופולריות בעיקר בשל העלויות הגבוהות של נתונים ניידים.