Wi-Fi - Guida rapida
WiFi sta per Wisollievo Fidelity. WiFiIt si basa sulla famiglia di standard IEEE 802.11 ed è principalmente una tecnologia di rete locale (LAN) progettata per fornire una copertura a banda larga all'interno degli edifici.
Gli attuali sistemi WiFi supportano una velocità di trasmissione dati massima a livello fisico di 54 Mbps e in genere forniscono una copertura interna su una distanza di 30 metri.
Il WiFi è diventato lo standard de facto per la connettività a banda larga dell'ultimo miglio in case, uffici e hotspot pubblici. I sistemi in genere possono fornire un raggio di copertura di soli 300 metri circa dal punto di accesso.
Il WiFi offre velocità di trasmissione dati notevolmente più elevate rispetto ai sistemi 3G, principalmente perché opera su una larghezza di banda maggiore di 20 MHz, ma i sistemi WiFiWiFi non sono progettati per supportare la mobilità ad alta velocità.
Un vantaggio significativo del WiFi su WiMAX e 3G è la sua ampia disponibilità di dispositivi terminali. La stragrande maggioranza dei laptop spediti oggi ha un'interfaccia WiFi integrata. Le interfacce WiFi vengono ora integrate anche in una varietà di dispositivi, inclusi PDA (Personal Data Assistant), telefoni cordless, telefoni cellulari, fotocamere e lettori multimediali.
Il WiFi è Half Duplex
Tutte le reti WiFi sono sistemi TDD basati su contese, in cui il punto di accesso e le stazioni mobili competono per l'utilizzo dello stesso canale. A causa del funzionamento dei media condivisi, tutte le reti WiFi sono half duplex.
Esistono fornitori di apparecchiature che commercializzano configurazioni mesh WiFi, ma tali implementazioni incorporano tecnologie che non sono definite negli standard.
Canale di banda
Gli standard WiFi definiscono una larghezza di banda del canale fissa di 25 MHz per 802.11be 20 MHz per le reti 802.11a o g.
Segnali radio
I segnali radio sono le chiavi che rendono possibile la rete WiFi. Questi segnali radio trasmessi dalle antenne WiFi vengono captati dai ricevitori WiFi, come computer e telefoni cellulari dotati di schede WiFi. Ogni volta che un computer riceve uno qualsiasi dei segnali all'interno del raggio di una rete WiFi, che di solito è di 300-500 piedi per le antenne, la scheda WiFi legge i segnali e quindi crea una connessione Internet tra l'utente e la rete senza l'uso di un cavo.
I punti di accesso, costituiti da antenne e router, sono la principale sorgente che trasmette e riceve le onde radio. Le antenne funzionano più forti e hanno una trasmissione radio più lunga con un raggio di 300-500 piedi, che vengono utilizzate nelle aree pubbliche mentre il router più debole ma efficace è più adatto per le case con una trasmissione radio di 100-150 piedi.
Schede WiFi
Puoi pensare alle schede WiFi come cavi invisibili che collegano il tuo computer all'antenna per una connessione diretta a Internet.
Le schede WiFi possono essere external o internal. Se una scheda WiFi non è installata nel computer, è possibile acquistare un attacco per antenna USB e collegarla esternamente alla porta USB, oppure installare direttamente sul computer una scheda di espansione dotata di antenna (come mostrato nella figura sopra ). Per i laptop, questa scheda sarà una scheda PCMCIA da inserire nello slot PCMCIA sul laptop.
Hotspot WiFi
Un hotspot WiFi viene creato installando un punto di accesso a una connessione Internet. Il punto di accesso trasmette un segnale wireless a breve distanza. In genere copre circa 300 piedi. Quando un dispositivo abilitato Wi-Fi come un Pocket PC incontra un hotspot, il dispositivo può quindi connettersi a quella rete in modalità wireless.
La maggior parte degli hotspot si trova in luoghi facilmente accessibili al pubblico come aeroporti, caffetterie, hotel, librerie e ambienti di campus. 802.11b è la specifica più comune per gli hotspot in tutto il mondo. Lo standard 802.11g è retrocompatibile con .11b ma .11a utilizza un intervallo di frequenza diverso e richiede hardware separato come un adattatore a, a / g o a / b / g. Le più grandi reti WiFi pubbliche sono fornite da provider di servizi Internet privati (ISP); fanno pagare una tariffa agli utenti che desiderano accedere a Internet.
Gli hotspot si stanno sviluppando sempre più in tutto il mondo. T-Mobile USA controlla infatti più di 4.100 hotspot situati in luoghi pubblici come Starbucks, Borders, Kinko's e le compagnie aeree di Delta, United e US Airways. Anche alcuni ristoranti McDonald's ora dispongono di accesso hotspot WiFi.
Qualsiasi computer notebook con wireless integrato, un adattatore wireless collegato alla scheda madre dal produttore o un adattatore wireless come una scheda PCMCIA può accedere a una rete wireless. Inoltre, tutti i Pocket PC o le unità Palm con Compact Flash, supporto I / O SD o WiFi integrato possono accedere agli hotspot.
Alcuni hotspot richiedono la chiave WEP per la connessione, che è considerata privata e sicura. Per quanto riguarda le connessioni aperte, chiunque abbia una scheda WiFi può avere accesso a quell'hotspot. Quindi, per avere accesso a Internet in WEP, l'utente deve inserire il codice chiave WEP.
Lo standard 802.11 è definito attraverso diverse specifiche delle WLAN. Definisce un'interfaccia over-the-air tra un client wireless e una stazione base o tra due client wireless.
There are several specifications in the 802.11 family −
802.11 - Ciò riguarda le LAN wireless e fornisce una trasmissione a 1 o 2 Mbps nella banda a 2,4 GHz utilizzando lo spettro di diffusione a salto di frequenza (FHSS) o lo spettro di diffusione a sequenza diretta (DSSS).
802.11a- Si tratta di un'estensione di 802.11 che riguarda le LAN wireless e arriva fino a 54 Mbps nella banda a 5 GHz. 802.11a utilizza lo schema di codifica OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) in contrasto con FHSS o DSSS.
802.11b- Il WiFi 802.11 ad alta velocità è un'estensione di 802.11 che riguarda le LAN wireless e offre una connessione veloce come trasmissione di 11 Mbps (con un fallback a 5,5, 2 e 1 Mbps a seconda della potenza del segnale) nella banda a 2,4 GHz . La specifica 802.11b utilizza solo DSSS. Si noti che 802.11b era in realtà un emendamento allo standard 802.11 originale aggiunto nel 1999 per consentire che la funzionalità wireless fosse analoga alle connessioni Ethernet cablate.
802.11g - Riguarda le LAN wireless e fornisce oltre 20 Mbps nella banda a 2,4 GHz.
Ecco il confronto tecnico tra i tre principali standard WiFi.
| Caratteristica | WiFi (802.11b) | WiFi (802.11a / g) |
|---|---|---|
| PrimaryApplication | LAN senza fili | LAN senza fili |
| Frequency Band | ISM a 2,4 GHz | ISM a 2,4 GHz (g) 5 GHz U-NII (a) |
| Channel Bandwidth | 25 MHz | 20 MHz |
| Half/Full Duplex | Metà | Metà |
| Radio Technology | Sequenza diretta Spread Spectrum |
OFDM (64 canali) |
| Bandwidth | <= 0,44 bps / Hz | ≤ = 2,7 bps / Hz |
| Efficiency | ||
| Modulation | QPSK | BPSK, QPSK, 16-, 64-QAM |
| FEC | Nessuna | Codice convoluzionale |
| Encryption | Opzionale: RC4m (AES in 802.11i) | Opzionale: RC4 (AES in 802.11i) |
| Mobility | In via di sviluppo | In via di sviluppo |
| Mesh | Proprietà del fornitore | Proprietà del fornitore |
| Access Protocol | CSMA / CA | CSMA / CA |
Le LAN wireless IEEE 802.11 utilizzano un protocollo di controllo dell'accesso ai media denominato Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA). Sebbene il nome sia simile a Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD), il concetto operativo è completamente diverso.
I sistemi WiFi sono le configurazioni dei media condivisi half duplex, in cui tutte le stazioni trasmettono e ricevono sullo stesso canale radio. Il problema fondamentale di un sistema radio è che una stazione non può sentire mentre sta trasmettendo e quindi è impossibile rilevare una collisione. Per questo motivo, gli sviluppatori delle specifiche 802.11 hanno creato un meccanismo di prevenzione delle collisioni chiamatoDistributed Control Function (DCF).
Secondo DCF, una stazione WiFi trasmetterà solo quando il canale è libero. Tutte le trasmissioni vengono confermate, quindi se una stazione non riceve una conferma, presume che si sia verificata una collisione e riprova dopo un intervallo di attesa casuale.
L'incidenza delle collisioni aumenterà all'aumentare del traffico o in situazioni in cui le stazioni mobili non possono sentirsi a vicenda.
Ci sono piani per incorporare le capacità di qualità del servizio (QoS) nella tecnologia WiFi con l'adozione dello standard IEEE 802.11e. Lo standard 802.11e includerà due modalità operative, ciascuna delle quali può essere utilizzata per migliorare il servizio per la voce:
- WiFi Multimedia Extensions (WME) - Obbligatorio
- Wi-Fi Scheduled Multimedia (WSM) - Opzionale
Estensioni multimediali WiFi (WME)
Le estensioni multimediali WiFi utilizzano un protocollo denominato Enhanced Multimedia Distributed Control Access (EDCA), che è un'estensione di una versione avanzata della funzione di controllo distribuito (DCF) definita nel MAC 802.11 originale.
La parte migliorata è che EDCA definirà otto livelli di priorità di accesso al canale wireless condiviso. Come il DCF originale, l'accesso EDCA è un protocollo basato su contese che impiega una serie di intervalli di attesa e timer di back-off progettati per evitare collisioni. Tuttavia, con DCF tutte le stazioni utilizzano gli stessi valori e quindi hanno la stessa priorità per la trasmissione sul canale.
Con EDCA, a ciascuna delle diverse priorità di accesso viene assegnato un diverso intervallo di intervalli di attesa e contatori di backoff. Alle trasmissioni con priorità di accesso più alta vengono assegnati intervalli più brevi. Lo standard include anche una modalità di bursting di pacchetti che consente a un punto di accesso o una stazione mobile di prenotare il canale e inviare da 3 a 5 pacchetti in sequenza.
Wi-Fi Scheduled Multimedia (WSM)
I veri servizi di ritardo consistenti possono essere forniti con il WiFi Scheduled Multimedia (WSM) opzionale. WSM funziona come la poco utilizzata Point Control Function (PCF) definita con l'originale 802.11 MAC.
In WSM, il punto di accesso trasmette periodicamente un messaggio di controllo che obbliga tutte le stazioni a considerare il canale occupato e non tentare di trasmettere. Durante questo periodo, il punto di accesso interroga ogni stazione definita per il servizio sensibile al tempo.
Per utilizzare l'opzione WSM, i dispositivi devono inviare un profilo di traffico che descriva i requisiti di larghezza di banda, latenza e jitter. Se il punto di accesso non dispone di risorse sufficienti per soddisfare il profilo del traffico, restituirà un segnale di occupato .
La sicurezza è stata una delle principali carenze del WiFi, anche se ora stanno diventando disponibili sistemi di crittografia migliori. La crittografia è facoltativa nel WiFi e sono state definite tre diverse tecniche. Queste tecniche sono fornite qui:
Wired Equivalent Privacy (WEP)
Una crittografia basata su RC4 a 40 o 104 bit con una chiave statica.
Accesso protetto WiFi (WPA)
Si tratta di un nuovo standard di WiFi Alliance che utilizza la chiave WEP a 40 o 104 bit, ma cambia la chiave su ogni pacchetto. Quella funzionalità chiave che cambia è chiamata TKIP (Temporal Key Integrity Protocol).
IEEE 802.11i / WPA2
L'IEEE è finalizzato allo standard 802.11i, che si basa su una tecnica di crittografia molto più solida chiamata Advanced Encryption Standard. WiFi Alliance designa i prodotti conformi allo standard 802.11i come WPA2.
Tuttavia, l'implementazione di 802.11i richiede un aggiornamento hardware.
L'immagine è diventata un po 'confusa quando i fornitori di servizi hanno iniziato a utilizzare il WiFi per fornire servizi per i quali non era stato originariamente progettato. I due principali esempi di questo sono gli ISP wireless e le reti mesh WiFi a livello cittadino.
ISP wireless (WISP)
Un'attività nata dal WiFi è stata l'ISP wireless (WISP). Questa è l'idea di vendere un servizio di accesso a Internet utilizzando la tecnologia LAN wireless e una connessione Internet condivisa in un luogo pubblico designato come hot spot.
Da un punto di vista tecnico, l'accesso al servizio è limitato in base al raggio di trasmissione della tecnologia WLAN. Devi trovarti nel punto caldo (cioè entro 100 m dal punto di accesso) per usarlo. Da un punto di vista aziendale, gli utenti si abbonano al servizio di un determinato vettore a un canone mensile o accedono al servizio su richiesta a una tariffa oraria. Sebbene la tariffa mensile sia la più conveniente, esistono pochi accordi di accesso tra vettori, quindi devi trovarti in un punto caldo gestito dal tuo operatore per accedere al tuo servizio.
Reti mesh a livello cittadino
Per affrontare la portata limitata, fornitori come Mesh Networks e Tropos Networks hanno sviluppato funzionalità di rete mesh utilizzando la tecnologia radio WiFi.
L'idea di una rete mesh radio è che i messaggi possono essere ritrasmessi attraverso un numero di punti di accesso a una stazione di controllo della rete centrale. Queste reti in genere possono supportare la mobilità poiché le connessioni vengono trasferite da un punto di accesso all'altro quando la stazione mobile si sposta.
Alcuni comuni utilizzano reti WiFi mesh per supportare le applicazioni di pubblica sicurezza (ad esempio i terminali nelle auto della polizia) e per fornire l'accesso a Internet alla comunità (ad esempio, l'hot spot dell'intera città).
I sistemi WiFi utilizzano due principali tecniche di trasmissione radio.
802.11b (<=11 Mbps) - Il collegamento radio 802.11b utilizza una tecnica di spettro a sequenza diretta chiamata complementary coded keying(CCK). Il flusso di bit viene elaborato con una codifica speciale e quindi modulato utilizzando Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
802.11a and g (<=54 Mbps)- I sistemi 802.11aeg utilizzano il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale a 64 canali (OFDM). In un sistema di modulazione OFDM, la banda radio disponibile è suddivisa in un numero di sottocanali e su ciascuno di essi vengono inviati alcuni bit. Il trasmettitore codifica i flussi di bit sulle 64 sottoportanti utilizzando Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) o uno dei due livelli di Quadrature Amplitude Modulation (16 o 64-QAM). Alcune delle informazioni trasmesse sono ridondanti, quindi il ricevitore non deve ricevere tutte le sottoportanti per ricostruire le informazioni.
Le specifiche 802.11 originali includevano anche un'opzione per la frequenza hopping spread spectrum (FHSS), ma in gran parte è stato abbandonato.
Modulazione adattiva
Il WiFi utilizza la modulazione adattiva e diversi livelli di correzione degli errori in avanti per ottimizzare la velocità di trasmissione e le prestazioni degli errori.
Quando un segnale radio perde potenza o incontra interferenze, il tasso di errore aumenta. La modulazione adattiva significa che il trasmettitore passerà automaticamente a una tecnica di modulazione più robusta, anche se meno efficiente, in quelle condizioni avverse.
Ci sono alcuni problemi che si presume siano la causa dell'adozione lenta della tecnologia WiFi:
Security Problems- I problemi di sicurezza hanno frenato l'adozione del WiFi nel mondo aziendale. Hacker e consulenti per la sicurezza hanno dimostrato quanto sia facile violare l'attuale tecnologia di sicurezza nota come WEP (wired equivalent privacy) utilizzata nella maggior parte delle connessioni WiFi. Un hacker può entrare in una rete WiFi utilizzando materiali e software prontamente disponibili.
Compatibility and Interoperability- Uno dei principali problemi con il WiFi è la sua compatibilità e interoperabilità. Ad esempio, i prodotti 802.11a non sono compatibili con i prodotti 802.11b. A causa delle diverse frequenze operative, gli hotspot 802.11a non aiuterebbero un client 802.11b. A causa della mancanza di standardizzazione, armonizzazione e certificazione, diversi fornitori escono con prodotti che non funzionano tra loro.
Billing Issues- I fornitori di WiFi sono anche alla ricerca di modi per risolvere il problema dell'integrazione e della fatturazione back-end, che hanno ostacolato il lancio di hotspot WiFi commerciali. Alcune delle idee in esame per la fatturazione Wi-Fi come al giorno, all'ora e canoni di connessione mensili illimitati.
Il WiFi è una tecnologia di rete wireless universale che utilizza le frequenze radio per trasferire i dati. Il WiFi consente connessioni Internet ad alta velocità senza l'uso di cavi.
Il termine WiFi è una contrazione di "fedeltà wireless" e comunemente usato per riferirsi alla tecnologia di rete wireless. WiFi Alliance rivendica i diritti nei suoi usi come marchio di certificazione per apparecchiature certificate secondo gli standard 802.11x.
Il WiFi è una libertà: libertà dai cavi. Ti consente di connetterti a Internet da qualsiasi luogo: un bar, una camera d'albergo o una sala conferenze al lavoro. Inoltre, è quasi 10 volte più veloce di una normale connessione dial-up. Le reti WiFi operano nelle bande radio 2.4 senza licenza, con una velocità dati rispettivamente di 11 Mbps (802.11b) o 54 Mbps (802.11a).
Per accedere al WiFi, sono necessari dispositivi abilitati per il WiFi (laptop o PDA). Questi dispositivi possono inviare e ricevere dati in modalità wireless in qualsiasi luogo dotato di accesso WiFi.
Cosa c'è dopo?
Ora, l'attenzione nel wireless si sta spostando su un'area ampia, ovvero WiMax. WiMax, abbreviazione di Worldwide Interoperability for Microwave Access, è definito negli standard IEEE 802.16. È progettato per fornire un servizio di accesso wireless a banda larga (BWA) nell'area metropolitana ed è promosso dal WiMax Forum.
WiMAX è abbastanza simile al WiFi, ma su scala molto più ampia e a velocità più elevate. Una versione nomade manterrebbe i dispositivi abilitati WiMAX collegati su una vasta area, proprio come i telefoni cellulari di oggi.
Per maggiori dettagli su WiMAX, puoi seguire il nostro Tutorial WiMAX .