HDG解释:WiFi如何工作?


无线上网 是一种无线联网技术,可让您将启用WiFi的设备连接到本地网络。使用WiFi,您可以在本地网络设备之间传输数据或连接到Internet(如果有连接)。大多数人可能都知道这一点,因为我们所有人每天都在使用WiFi,但是WiFi实际上是如何工作的?

WiFi广播

WiFi的最基本事实是它使用无线电波来传输信息。无线电波是我们所谓的电磁辐射的特定频率范围。光是我们眼睛敏感的光谱部分,但是它是由与无线电波相同的“东西”构成的。

WiFi使用两种不同的频率进行传输:2.4Ghz和5Ghz。分别是每秒2,400,000,000和5,000,000,000个周期。与只有100Mhz频率的FM广播相比,这是相当高的。

无线电波的确切频率对其特性有很大的影响。通过较高的频率,您可以将更多信息打包到信号中。但是,某些频率范围不会很长。

不同的频率对物质的渗透也不同。某些频率可能会从大气中反射出来,因此您的发射器和接收器不需要视线即可工作。其他频率则直接射向太空。如果您想与卫星进行通讯,则很有用,如果接收器在地球上,则无济于事。

如果将足够的瓦特数用于传输功率,则WiFi工作频率的波可达数百英里。没事,请使用正确的天线。但是,标准的家用WiFi通常无障碍范围在30至50米(约100/150英尺)之间。 2.4Ghz WiFi具有更长的范围,5Ghz WiFi具有更高的速度。

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WiFi是数字的

WiFi是无线电,但它是数字无线电。这意味着无线电波被调制为携带数字代码。 WiFi绝对包含数字信息。

最新,最强大的WiFi技术的理论速度限制为4.8 Gbps,一次使用四个1.2Gbps数据流。那就是每秒600 MB!当然,理论速度是由实验室在最佳条件下确定的,但即使在现实世界中,现代WiFi也非常快。

WiFi具有标准和协议

WiFi已有很长的历史。该技术的首次商业迭代发布于1997年。电气电子工程师学会 (IEEE)整理了WiFi标准,正式称为IEEE。 802.11。第一代WiFi被称为802.11a,但是随着时间的流逝,开发出了更好的WiFi版本:

  • 802.11a
  • 802.11b
  • 802.11g
  • 802.11n
  • 802.11ac
  • 802.11ax
  • WiFi不是完全向后兼容。您会发现仍然可以与802.11a设备通信的许多现代设备。许多WiFi设备都具有“ bgn”功能,并且可以使用这三个标准,它们全部使用2.4Ghz频段。 802.11ac使用5Ghz频段,但是大多数路由器都是“双频段”,并且还提供2.4Ghz以便与使用较旧标准的较旧设备进行通话。

    实际上,由于某些设备与WiFi的向后兼容性差强人意。在每个各自的标准内被锁定为特定速度。较新的路由器可能不会让事情进展得如此缓慢!

    顺便说一句,整个“ 802.11”命名约定已被删除。最新的802.11ax现在称为WiFi 6 ,802.11是WiFi 5,依此类推。

    WiFi已加密

    任何人都可以拦截WiFi无线电波,但是由于数字加密 ,他们不能简单地窃听发送和接收的内容。至少,如果您的WiFi网络受密码保护,就是这种情况。

    您的WiFi密码也是加密密钥,因此任何拥有该密码的人都可以看到所有未经过滤的数据包。这就是为什么您应该仅使用启用HTTPS 的网站,并且如果使用公共WiFi热点时始终使用虚拟专用网 服务的原因!

    您的WiFi设备最有可能使用WPA2。 WPA是WiFi保护访问的缩写,是一种非常强大的WiFi连接加密方案。但是,多年来,黑客发现了各种漏洞,在某些情况下,这些漏洞使他们能够破坏WPA2加密协议。

    在2018年,WiFi技术的托管人 WiFi联盟 宣布了WPA3。这个新版本提高了安全性,并填补了WPA2中的安全漏洞。当然,野蛮的所有硬件都将支持新的安全标准还需要一段时间。

    WiFi Direct是一件事情

    WiFi曾经是设计为使用诸如路由器之类的中央设备来管理设备之间的通信。但是,WiFi也可以用于通过“对等”连接直接连接两个设备。例如,当您想将大文件从您的智能手机发送到某人的智能手机时,这非常方便。

    这也是Wi-Fi的一种,通常用于将视频从手机投射到智能电视。当您使用GoPro摄像头或某些WiFi摄像头无人机等设备时,还将使用直接WiFi连接。 蓝牙 在点对点无线连接世界中引起了大多数关注,特别是因为它是如此节能,但是WiFi Direct快速且易于使用。

    路由器,中继器和网状网络

    尽管如今直接WiFi连接非常普遍,但我们大多数时间都在使用的WiFi是采用星型设计。换句话说,您所有的WiFi设备都连接到中央设备,该设备充当中间设备。对于大多数人来说,这将是常见的WiFi路由器。

    现代路由器具有多根天线,可以分隔不同的频带以及发送和接收WiFi数据的硬件。这些路由器还可以处理您的Internet连接以及网络上的任何有线以太网设备,从而允许有线和无线网络相互通信。

    但是,如上所述,WiFi信号范围是相当有限。这意味着您离路由器越远,信号强度越差。可以使用WiFi中继器 在覆盖范围的边缘扩展该信号。

    尽管中继器工作得很好,但“网状” WiFi系统仍呈新趋势。在这里,没有中央路由器。取而代之的是,几个较小的路由器分布在您的整个家庭中,彼此连接并提供无缝的WiFi云。这是大型企业中最常用的WiFi技术,但是对于家庭使用而言,它已经变得负担得起了。 ,因为现在各种设备都需要网络连接。但是,就无线数据传输而言,WiFi并不是唯一的竞争技术。蓝牙在低功耗,短距离连接方面占据主导地位。就速度和范围而言,未来版本的蓝牙甚至可以让WiFi物有所值。

    但是,WiFi的最大竞争对手很可能就是5G。第五代蜂窝技术提供更便宜的数据速率和密集的城市覆盖范围。 5G可能无法替代家庭中的WiFi,但5G提供了公共WiFi热点的替代选择,公共热点已经成为主要原因,因为移动数据的成本很高。

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    23.07.2020