Quali sono i principali protocolli wifi? tutto ciò che devi sapere

In questa occasione spieghiamo in dettaglio quali sono i principali protocolli Wifi . Fino a qualche anno fa era possibile interconnettere i computer solo tramite cavi. Questo tipo di connessione è piuttosto popolare, ma presenta alcune limitazioni, ad esempio: è possibile spostare l'apparecchiatura solo fino al limite di portata del cavo; Ambienti con apparecchiature elevate possono richiedere adattamenti nella struttura dell'edificio per il passaggio dei cavi; In una casa, potrebbe essere necessario praticare dei fori nel muro affinché i cavi raggiungano altre stanze; una manipolazione costante o errata può causare danni al connettore del cavo. Fortunatamente, le reti wireless Wi-Fi sono emerse per rimuovere queste limitazioni.

Indice dei contenuti

L'uso di questo tipo di rete sta diventando sempre più comune, non solo in contesti domestici e professionali, ma anche in luoghi pubblici (bar, caffetterie, centri commerciali, librerie, aeroporti, ecc.) E nelle istituzioni accademiche.

Per questo motivo, esamineremo le principali caratteristiche della tecnologia Wi-Fi e spiegheremo un po 'come funziona. Poiché non poteva smettere di essere, conoscerai anche le differenze tra gli standard Wi-Fi 802.11b, 802.11g, 802.11n e 802.11ac.

Quali sono i principali protocolli Wifi? Che cos'è il Wi-Fi?

Il Wi-Fi è un insieme di specifiche per reti locali senza fili (WLAN), basato sullo standard IEEE 802.11. Il nome "Wi-Fi" è assunto come abbreviazione del termine inglese "Wireless Fidelity", sebbene la Wi-Fi Alliance, l'entità principalmente responsabile della concessione di licenze per prodotti basati sulla tecnologia, non abbia mai affermato tale conclusione. È comune trovare il nome Wi-Fi scritto come "wi-fi", "Wi-fi" o persino "wifi". Tutti questi nomi si riferiscono alla stessa tecnologia.

Con la tecnologia Wi-Fi, è possibile implementare reti che collegano computer e altri dispositivi (smartphone, tablet, console per videogiochi, stampanti, ecc.) Geograficamente vicini.

Queste reti non richiedono l'uso di cavi, poiché effettuano la trasmissione di dati mediante radiofrequenza. Questo schema offre diversi vantaggi, tra cui: consente all'utente di utilizzare la rete in qualsiasi punto all'interno del raggio di trasmissione; consente un rapido inserimento di altri computer e dispositivi nella rete; impedisce alle pareti o alle strutture della proprietà immobiliare di essere in plastica o adattate per il passaggio dei cavi.

La flessibilità del Wi-Fi è così grande che è diventato possibile implementare reti che utilizzano questa tecnologia nei luoghi più diversi, principalmente a causa del fatto che i vantaggi menzionati nel paragrafo precedente spesso comportano costi inferiori.

Pertanto, è comune trovare reti Wi-Fi disponibili in hotel, aeroporti, autostrade, bar, ristoranti, centri commerciali, scuole, università, uffici, ospedali e molti altri luoghi. Per utilizzare queste reti, l'utente deve solo avere un laptop, uno smartphone o qualsiasi dispositivo compatibile Wi-Fi.

Un po 'di storia del Wi-Fi

L'idea delle reti wireless non è nuova. L'industria si è preoccupata per questo problema da molto tempo, ma la mancanza di standardizzazione di standard e specifiche si è rivelata un ostacolo, dopo tutto, diversi gruppi di ricerca stavano lavorando con proposte diverse.

Per questo motivo, alcune società come 3Com, Nokia, Lucent Technologies e Symbol Technologies (acquisite da Motorola) si sono unite per creare un gruppo per affrontare questo problema e, quindi, la Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) è nata nel 1999, che è stata ribattezzata Wi-Fi Alliance nel 2003.

Come con altri consorzi di standardizzazione tecnologica, il numero di aziende che aderiscono alla Wi-Fi Alliance è in costante aumento. WECA ha continuato a lavorare con le specifiche IEEE 802.11, che in realtà non sono molto diverse dalle specifiche IEEE 802.3. Quest'ultimo set è noto con il nome di Ethernet e consiste semplicemente nella stragrande maggioranza delle reti cablate tradizionali. In sostanza, ciò che cambia da uno standard all'altro sono le sue caratteristiche di connessione: un tipo funziona con i cavi, l'altro con la radiofrequenza.

Il vantaggio di ciò è che non era necessario creare alcun protocollo specifico per la comunicazione di rete wireless basato su questa tecnologia. Con questo, è anche possibile avere reti che utilizzano entrambi gli standard.

Ma WECA doveva ancora affrontare un'altra domanda: un nome appropriato per la tecnologia, che era facile da pronunciare e che consentiva una rapida associazione con la sua proposta, cioè le reti wireless. Per fare questo, ha assunto una società specializzata in marchi, Interbrand, che ha finito per creare non solo il nome Wi-Fi (probabilmente basato su quel termine "Wileress Fidelity"), ma anche il logo della tecnologia. La denominazione è stata così ampiamente accettata che WECA ha deciso di cambiare il suo nome nel 2003 in Wi-Fi Alliance, come riportato.

Funzionamento Wi-Fi

A questo punto del testo, ti stai naturalmente chiedendo come funziona il Wi-Fi. Come già sapete, la tecnologia si basa sullo standard IEEE 802.11. Ma ciò non significa che tutti i prodotti che funzionano con queste specifiche saranno anche Wi-Fi.

Affinché un prodotto riceva un sigillo con questo marchio, deve essere valutato e certificato da Wi-Fi Alliance. Questo è un modo per garantire all'utente che tutti i prodotti con sigillo W i-Fi certificato seguano gli standard di funzionalità che garantiscono l'interoperabilità con altre apparecchiature.

Tuttavia, ciò non significa che i dispositivi che non dispongono di un sigillo non funzioneranno con i dispositivi che lo possiedono (tuttavia, è sempre meglio scegliere prodotti certificati per evitare rischi e problemi).

Lo standard 802.11 stabilisce gli standard per la creazione e l'uso di reti wireless. La trasmissione di questo tipo di rete avviene tramite segnali a radiofrequenza, che si diffondono nell'aria e possono coprire aree della casa di centinaia di metri.

Poiché esiste un'ampia varietà di servizi in grado di utilizzare segnali radio, è essenziale che ciascuno di essi agisca secondo i requisiti stabiliti dal governo di ciascun paese. Questo è un buon modo per evitare inconvenienti, in particolare interferenze.

Vi sono, tuttavia, alcuni segmenti di frequenza che possono essere utilizzati senza la necessità di approvazione diretta da parte delle entità appropriate di ciascun governo: le bande ISM (industriali, scientifiche e mediche), che possono operare, tra l'altro, con i seguenti intervalli: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 448 GHz e 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (a seconda del Paese, questi limiti possono variare).

SSID (Service Set Identifier)

Conosciamo le versioni più importanti di 802.11, ma prima, per facilitare la comprensione, è conveniente sapere che, per stabilire una tale rete, è necessario che i dispositivi (chiamati anche STA) siano collegati ai dispositivi che facilitano il accesso. Questi sono genericamente chiamati Access Point (AP). Quando uno o più STA si connettono a un AP, esiste quindi una rete, che si chiama Basic Service Set (BSS).

Per motivi di sicurezza e la possibilità che vi sia più di un BSS in un determinato luogo (ad esempio, due reti wireless che sono state create da diverse società in un'area eventi), è fondamentale che ciascuno riceva un'identificazione chiamata Service Set Identificatore (SSID), un insieme di caratteri che, dopo essere stato definito, viene inserito nell'intestazione di ciascun pacchetto di dati sulla rete. In altre parole, l'SSID è il nome assegnato a ciascuna rete wireless.

Protocolli Wi-Fi

La prima versione dello standard 802.11 è stata rilasciata nel 1997, dopo circa 7 anni di studi. Con l'emergere di nuove versioni (da affrontare in seguito), la versione originale divenne nota come eredità 802.11-1997 o 802.11.

Trattandosi di una tecnologia di trasmissione a radiofrequenza, l'IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ha stabilito che lo standard potrebbe operare nella gamma di frequenze di 2, 4 GHz e 2, 4835 GHz, una delle bande ISM sopra menzionate.

La velocità di trasmissione dei dati è di 1 Mb / so 2 Mb / s (megabit al secondo) ed è possibile utilizzare le tecniche di trasmissione Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) e Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS).

Queste tecniche consentono trasmissioni che utilizzano più canali all'interno di una frequenza, tuttavia DSSS crea più segmenti delle informazioni trasmesse e le invia simultaneamente ai canali.

La tecnica FHSS, a sua volta, utilizza uno schema di "salto di frequenza", in cui le informazioni trasmesse usano una frequenza in un determinato periodo e, dall'altra, usano un'altra frequenza.

Questa caratteristica rende l'FHSS una velocità di trasmissione dati leggermente inferiore, d'altra parte rende la trasmissione meno suscettibile alle interferenze, poiché la frequenza utilizzata cambia costantemente. Il DSSS finisce per essere più veloce, ma è più probabile che subisca interferenze, una volta che tutti i canali vengono utilizzati contemporaneamente.

802.11b

Un aggiornamento allo standard 802.11 fu rilasciato nel 1999 e fu chiamato 802.11b. La caratteristica principale di questa versione è la possibilità di stabilire connessioni alle seguenti velocità di trasmissione: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / se 11 Mb / s.

La gamma di frequenze è la stessa usata dall'originale 802.11 (tra 2, 4 e 2, 4835 GHz), ma la tecnica di trasmissione è limitata allo spettro sparso per sequenza diretta, una volta che l'FHSS non tiene conto degli standard stabiliti da la Federal Communications Commission (FCC) quando utilizzato nelle trasmissioni con velocità superiori a 2 Mb / s.

Per funzionare efficacemente a velocità di 5, 5 Mb / se 11 Mb / s, 802.11b utilizza anche una tecnica chiamata Complementary Code Keying (CCK).

L'area di copertura di una trasmissione 802.11b può teoricamente essere fino a 400 metri in ambienti aperti e può raggiungere un raggio di 50 metri in luoghi chiusi (come uffici e case).

È importante notare, tuttavia, che l'intervallo della trasmissione può essere influenzato da una serie di fattori, come oggetti che causano interferenze o impediscono la propagazione della trasmissione da dove si trovano.

È interessante notare che, per mantenere la trasmissione il più funzionale possibile, lo standard 802.11b (e gli standard successivi) può far scendere la velocità di trasmissione dei dati al limite minimo (1 Mb / s) come la stazione è più lontana dal punto di accesso.

È vero anche il contrario: più si avvicina al punto di accesso, maggiore è la velocità di trasmissione.

Lo standard 802.11b è stato il primo ad essere adottato su larga scala, essendo, quindi, una delle persone responsabili della divulgazione delle reti Wi-Fi.

802.11a

Lo standard 802.11a è stato rilasciato alla fine del 1999, contemporaneamente alla versione 802.11b.

La sua caratteristica principale è la possibilità di operare con velocità di trasmissione dati nei seguenti valori: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / se 54 Mb / s. La gamma geografica della sua trasmissione è di circa 50 metri. Tuttavia, la sua frequenza operativa è diversa dallo standard 802.11 originale: 5 GHz, con canali a 20 MHz in questo intervallo.

Da un lato, l'uso di questa frequenza è conveniente perché presenta meno possibilità di interferenza, dopotutto, questo valore è poco utilizzato. Dall'altro, può comportare alcuni problemi, poiché molti paesi non hanno regolamenti per quella frequenza. Inoltre, questa funzione può causare difficoltà di comunicazione con i dispositivi che funzionano sugli standard 802.11 e 802.11b.

Un dettaglio importante è che invece di utilizzare DSSS o FHSS, lo standard 802.11a utilizza una tecnica nota come multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM). In esso, le informazioni da trasferire sono divise in diversi piccoli set di dati che vengono trasmessi simultaneamente su frequenze diverse. Questi vengono utilizzati in modo tale che uno interferisca con l'altro, facendo funzionare la tecnica OFDM in modo abbastanza soddisfacente.

Nonostante offra velocità di trasmissione più elevate, lo standard 802.11a non è diventato così popolare come lo standard 802.11b.

802.11g

Lo standard 802.11g è stato rilasciato nel 2003 ed è noto come il successore naturale della versione 802.11b, poiché è pienamente compatibile con esso.

Ciò significa che un dispositivo che funziona con 802.11g può comunicare con un altro che funziona con 802.11b senza alcun problema, tranne per il fatto che la velocità di trasmissione dei dati limita ovviamente il massimo consentito da quest'ultimo.

L'attrazione principale dello standard 802.11g è quella di poter lavorare con velocità di trasmissione fino a 54 Mb / s, come accade con lo standard 802.11a.

Tuttavia, a differenza di questa versione, l' 802.11g funziona a frequenze nella banda 2, 4 GHz (canali 20 MHz) e ha quasi la stessa potenza di copertura del suo predecessore, lo standard 802.11b.

Anche la tecnica di trasmissione utilizzata in questa versione è OFDM, tuttavia, quando si comunica con un dispositivo 802.11b, la tecnica di trasmissione diventa DSSS.

802.11n

Lo sviluppo della specifica 802.11n è iniziato nel 2004 e si è concluso a settembre 2009. Durante questo periodo sono stati rilasciati vari dispositivi compatibili con la versione incompiuta dello standard.

La caratteristica principale del protocollo 802.11n è l'uso di uno schema chiamato MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), in grado di aumentare considerevolmente le velocità di trasferimento dei dati combinando vari percorsi di trasmissione (antenne). Con questo, è possibile, ad esempio, l'uso di due, tre o quattro trasmettitori e ricevitori per il funzionamento della rete.

Una delle configurazioni più comuni in questo caso è l'uso di punti di accesso che utilizzano tre antenne (tre percorsi di trasmissione) e STA con lo stesso numero di ricevitori. Aggiungendo questa funzionalità in combinazione con il perfezionamento delle sue specifiche, il protocollo 802.11n è in grado di trasmettere nell'intervallo di 300 Mb / s, teoricamente, può raggiungere velocità fino a 600 Mb / s. Nella modalità di trasmissione più semplice, con un percorso di trasmissione, 802.11n può raggiungere 150 Mb / s.

Per quanto riguarda la sua frequenza, lo standard 802.11n può funzionare con le bande da 2, 4 GHz e 5 GHz, il che lo rende compatibile con gli standard precedenti, anche con 802.11a. Ogni canale all'interno di quelle tracce ha, per impostazione predefinita, una larghezza di 40 MHz.

La sua tecnica di trasmissione standard è OFDM, ma con alcune modifiche, dovute all'uso dello schema MIMO, essendo quindi spesso chiamato MIMO-OFDM. Alcuni studi suggeriscono che la sua area di copertura può superare i 400 metri.

802.11ac

Il successore di 802.11n è lo standard 802.11ac, le cui specifiche sono state quasi completamente sviluppate tra il 2011 e il 2013, con l'approvazione finale delle sue caratteristiche da parte dell'IEEE nel 2014.

Il vantaggio principale di 802.11ac è nella sua velocità, stimata fino a 433 Mb / s nella modalità più semplice. Ma, in teoria, è possibile fare in modo che la rete superi i 6 Gb / s in una modalità più avanzata che utilizza più percorsi di trasmissione (antenne), con un massimo di otto. La tendenza è per l'industria dare la priorità alle apparecchiature con l'uso di un massimo di tre antenne, raggiungendo la velocità massima intorno a 1, 3 Gb / s.

Chiamato anche WiFi 5G, 802.11ac funziona sulla frequenza di 5 GHz, dato che, all'interno di questo intervallo, ciascun canale può avere, per impostazione predefinita, la larghezza di 80 MHz (160 MHz opzionale).

Il protocollo 802.11ac ha anche le tecniche di modulazione più avanzate. Più precisamente, funziona con lo schema MU-MUMO (Multi-User MIMO), che consente la trasmissione e la ricezione del segnale da vari terminali, come se collaborassero, sulla stessa frequenza.

Sottolinea inoltre l'uso di un metodo di trasmissione chiamato Beamforming (noto anche come TxBF), che è opzionale nello standard 802.11n: è una tecnologia che consente al dispositivo di trasmissione (come un router) di valutare la comunicazione con un dispositivo client per ottimizzare la trasmissione nella tua direzione.

Altri standard 802.11

Lo standard IEEE 802.11 ha avuto (e avrà) altre versioni oltre a quelle sopra menzionate, che non sono diventate popolari per vari motivi.

Uno di questi è lo standard 802.11d, che viene applicato solo in alcuni paesi in cui, per qualche motivo, non è possibile utilizzare alcuni degli altri standard stabiliti. Un altro esempio è lo standard 802.11e, il cui obiettivo principale è la qualità del servizio (QoS) delle trasmissioni, ovvero la qualità del servizio. Questo rende questo modello interessante per le applicazioni che sono gravemente interessate dal rumore (interferenze), come le comunicazioni VoIP.

Esiste anche il protocollo 802.11f, che funziona con uno schema noto come relè che, in breve, fa disconnettere un dispositivo da un punto di accesso di segnale debole e si collega a un altro punto di accesso di segnale più forte, all'interno della stessa rete. Il problema è che alcuni dei fattori possono far sì che questa procedura non si svolga correttamente, causando disagi all'utente. Le specifiche 802.11f consentono una migliore interoperabilità tra i punti di accesso per ridurre questi problemi.

Anche lo standard 802.11h merita di essere evidenziato . In realtà, questa è solo una versione di 802.11a con funzionalità di controllo e modifica della frequenza. Questo perché la frequenza a 5 GHz (utilizzata da 802.11a) viene applicata in numerosi sistemi in Europa.

Ci sono molte altre funzionalità, ma a meno che per motivi specifici, è consigliabile lavorare con le versioni più popolari, preferibilmente con la più recente.

Parole finali

Questo articolo ha fatto una presentazione di base delle principali funzionalità che il Wi-Fi implica. Le loro spiegazioni possono aiutare chiunque voglia capire un po 'di più sul funzionamento delle reti wireless che si basano su questa tecnologia e che possono servire da introduzione per coloro che vogliono approfondire l'argomento.

Come sempre saprai, ti consigliamo di leggere i migliori router sul mercato e i migliori PLC del momento. Sono letture fondamentali per acquisire un buon sistema Wi-Fi wireless. Cosa ne pensi del nostro articolo sui protocolli Wifi? Quale usi attualmente a casa o al lavoro?