WiFi

Z Wiki XperiaSite.pl
Skocz do: nawigacja, szukaj
WiFi_Logo.png
Nazwa Wi-Fi
Typ Łączność bezprzewodowa
Data założenia 1997
Jednostka kontrolna Wi-Fi Alliance

WiFi lub Wi-Fi to technologia bezprzewodowego przesyłania danych między urządzeniami połączonymi w sieci lokalnej bazującej na standardzie IEEE 802.11.

WiFi jest znakiem należącym do Wi-Fi Alliance, w której skład wchodzi ponad 375 członków.

Technologia ta do komunikacji wykorzystuje zazwyczaj częstotliwości UHF 2,4 GHz (12 cm) oraz SHF ISM 5 GHz (6 cm).

Brak wymogu fizycznego połączenia powoduje, że połączenie WiFi jest bardziej narażone na ataki niż połączenie Ethernet.

Historia

W 1971 roku wyspy hawajskie zostały połączone przez bezprzewodową sieć UHF ALOHAnet. Sieć ta wraz z protokołem ALOHA są prekursorami zarówno połączeń typu Ethernet, jak i protokołu IEEE 802.11 (czyli także i WiFi).

W 1985 roku Federalna Komisja Łączności udostępniła do nielicencjonowanego użytku pasmo ISM. Pasmo to wykorzystywane jest też w innym sprzęcie (np. mikrofalach) co może powodować interferencję.

W 1991 korporacje NCR oraz AT&T stworzyły prekursora protokołu 802.11 - WaveLAN. Protokół ten wykorzystywany był w kasach. W tym samy roku pięcioro Australijczyków (DR. John O'Sullivan, Terence Percival, Graham Daniels, Diet Ostry oraz John Deane) "odkryli" bardzo ważny patent wykorzystywany w sieciach WiFi. Był on produktem nieudanego eksperymentu.

Pierwsza sieć działająca korzystając z protokołu 802/11 powstała w 1997 roku i pozwalała na przesyłanie danych z prędkościami do 2 Mb/s. W 1999 roku uaktualniono ją do 802.11b, przez co prędkość wzrosła do 11 Mb/s.

Patenty wykorzystywane przez sieć WiFi posiada wiele firm, jednak najważniejsze są w rękach australijską agencję CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) w związku z czym rząd tego kraju w 2009 roku nazwał WiFi "australijskim wynalazkiem".

Etymologia

Nazwa

Nazwa powstała w sierpniu 2009 roku, kiedy Wi-Fi Alliance zgłosiło się do firmy Interbrand o wymyślenie nazwy bardziej chwytliwej niż IEEE 802.11b. Wybrano nazwę Wi-Fi ze względu na podobieństwo do Hi-Fi.

Tymczasowo Wi-Fi Alliance reklamowało swój produkt sloganem "The Standard for Wireless Fidelity", jednak Wi-Fi nie jest skrótem od słów Wireless Fidelity, a przynajmniej nigdy oficjalnie go tak nie nazwano.

Ta sama firma stworzyła logo, które bazuje na znaku ying-yang.

Certyfikacja

Jednym z działań prowadzonych przez organizację Wi-Fi Alliance jest testowanie i certyfikacja urządzeń - wymagana jest interoperacyjność oraz wsteczna kompatybilność protokołów. Organizacja wymaga, aby wszelkie technologie bazujące na 802.11 wykorzystywały nazwę Wi-Fi. Wliczają się w to połączenia WLAN, Wi-Fi Direct, PAN, LAN i WAN. Ważne jest też zgodność ze standardami zabezpieczeń (WPA i WPA2) oraz uwierzytelniania (EAP).

Kanały WiFi

Standardy 802.11b i 802.11g korzystają z pasma ISM 2,4 GHz. Z tego powodu mogą one wpływać na siebie wraz z mikrofalówkami, telefonami bezprzewodowymi, czy urządzeniami Bluetooth. Problem ten widoczny jest w Stanach Zjednoczonych, dlatego ich mieszkańcy korzystać (oficjalnie) mogą jedynie z 11 kanałów pasma 2,4GHz, gdy w Europie dostępnych kanałów jest 13, a w Japonii - 14.

Oprócz tego sygnał Wi-Fi zajmuje 5 kanałów, a więc dochodzi do ich nakładania się na siebie. Aby sygnały kanałów 20 MHz nie nachodziły na siebie, muszą one różnic się o 5 (np kanały 2 i 7). Najlepszym układem kanałów do wykorzystania są 1, 6 i 11, bo pozwalają na wykorzystanie największej liczby sygnałów bez interferencji.

Freq.png

Sieci działające na pasmie 5 GHz są korzystniejsze ze względu na aż 23 kanały, które nie mają na siebie wpływu.

Interferencja to spory problem w miejscach, gdzie próbuje się wprowadzić sieci o pokryciu znacznego obszaru (uniwersytety, czy niektóre miasta).

Service set identifier (SSID)

SSID pozwala na pracę wielu sieci przy wykorzystaniu tego samego kanału. Każdy nadajnik otrzymuje własny 32 bitowy identyfikator, po którym rozpoznają ją urządzenia będące odbiornikami.

Protokoły

Standardy sieci 802.11
Protokół Data wyjścia Częstotliwość Szerokość pasma Prędkość przesyłu danych Liczba dozwolonych strumieni MIMO Modulacja Średni zasięg
(GHz) (MHz) (Mb/s) W budynku (m) Na zewnątrz (m)
802.11-1997 Czerwiec 1997 2,4 22 1, 2 - DSSS, FHSS 20 100
a Wrzesień 1999 5 20 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 - OFDM 35 120
3,7   5000
b Wrzesień 1999 2,4 22 1, 2, 5,5, 11 - DSSS 35 140
g Czerwiec 2003 2,4 20 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 - OFDM 38 140
802.11-2007 Marzec 2007 2,4 / 5   do 54   DSSS, OFDM    
n Październik 2009 2,4 / 5 20 do 72,2 4 MIMO-OFDM 70 250
40 do 150
802.11-2012 Marzec 2012 2,4 / 5   do 150   DSSS, OFDM    
ac Grudzień 2013 5 20 do 96,3 8 MIMO-OFDM 120 300
40 do 200  
80 do 433,3  
160 do 866,7  
ad Grudzień 2012 60 2160 Do 6757 - OFDM 3,3  
ah Grudzień 2016 0,9   Do 347        
802.11-2016 Grudzień 2016 2,4 / 5   do 866,7   DSSS, OFDM    
do 6757    
aj Lipiec 2017 45 / 60 2160 Do 6757 - OFDM 3,3  
ax Prawdopodobnie grudzień 2018 2,4 / 5   Do 10530        
ay Prawdopodobnie listopad 2019 60 8000 Do 100000 4 OFDM 60  
az Prawdopodobnie marzec 2021 60            

Oprócz tego spotkać możemy także:

  • 802.11f - protokół zwany także White-Fi lub Super Wi-Fi z lutego 2014 pozwala na wykorzystanie wolnych częstotliwości telewizyjnych (white space spectrum) pasm VHF i UHF (między 54 a 790 MHz), przy czym jego kanały są szerokie na 6, 7 lub 8 MHz i pozwalają osiągnąć do 426,7 Mb/s (6 i 7) i do 568,9 Mb/s (8),
  • 802.11ai - działanie jest identyczne ze standardem 802.11, jednak szybkość połączenia początkowego jest większa,
  • 802.11aq - rozwinięta wersja protokółu 802.11u pozwalająca na włączenie skojarzeń usług podczas uruchamiania.

Tryb ad-hoc

Tryb ad-hoc to połączenie 2 klientów bez jednostki zwanej access pointe'em.

Wynaleziony przez Chai K. Toh w 1996 został zaimplementowany w Lucent WaveLAN działającej na bazie protokołu 802.11a. Pierwsze połączenie odbyło się między dwoma ośrodkami (były nimi IBM ThinkPad'y) oddalonymi od siebie o ponad milę.

Bezpieczeństwo

Sieć bezprzewodowa o zasięgu obszarowym, to bardzo łatwy cel. Stąd wymagane jest jej zabezpieczenie.

Sieci WiFi pozwalają na kilka sposobów zabezpieczenia połączenia:

  • widoczność sieci - w praktyce sieć jest stale widoczna, jednak wystarczy ukryć wysyłanie SSID sieci, aby przestała taka być,
  • filtr adresów MAC - polega na udostępnianiu (rzadziej blokowaniu) dostępu tylko dla urządzeń o określonych adresach MAC kart WiFi,
  • szyfrowanie:
    • WEP (Wired Equivakent Privacy) - szyfrowanie powstałe, aby zablokować dostęp do sieci, obecnie nie jest jakimkolwiek wyzwaniem,
    • WPA (Wi-Fi Protected Access) - protokół szyfrowania pozwalający lepiej zabezpieczyć sieć niż WEP, do działania wykorzystuje klucz TKIP, posiada jednak słabości,
    • WPA2 - lepszy wariant protokołu WPA wykorzystujący szyfrowanie kluczem AES,
    • WPS (Wi-Fi Protected Setup) - w teorii najlepsze zabezpieczenie, bo jednak fizyczne (przycisk), pozwalające na "obejście" protokołów WPA i WPA2 podczas łączenia, jednak jest łatwiejszy do złamania (online oraz offline) niż WPA i WPA2, pozwala też nieautoryzowanym na podłączenie się do sieci użytkownikom bez znajomości hasła (przycisk!),
    • WPA-OTP (Wi-Fi Protected Access - One Time Password),
    • WPA3.