Wi-Fi - data bez drátů

26. 8. 2009 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Aleš Lalík

Technologie Wi-Fi se stala postupem času standardním způsobem bezdrátového přenosu dat a setkáme se s ní nejen na všech dnešních noteboocích, ale i v různých mobilních zařízeních. K dispozici je několik variant, které si podrobněji probereme v dnešním článku.

Jak už tomu ve světě IT průmyslu bývá, také za správou Wi-Fi neboli IEEE 802.11 stojí organizace sestávající z mnoha společností, zastřešující vývoj této technologie, standardizování a také certifikaci jednotlivých produktů. Jmenuje se Wi-Fi Alliance a jejími členy je v současnosti více než 300 firem z celého světa. Vytvořena byla v srpnu 1999 a ve stejném roce byly vydány i první verze technologie Wi-Fi, a sice IEEE 802.11a a IEEE 802.11b.

Samotné označení Wi-Fi není zkratkou žádných slov, ačkoliv zpočátku jej propagovala samotná Wi-Fi Alliance jakožto Wireless Fidelity, evokující návaznost na audio zkratku Hi-Fi alias High Fidelity. Později Wi-Fi Alliance opustila toto vysvětlení a propagovala dále Wi-Fi jakožto označení bez dalšího významu.

Cílem Wi-Fi je umožnění vytvořit bezdrátovou síť WLAN (Wireless LAN) a propojit vzájemně jednotlivá zařízení nebo je připojit k lokální síti, později se ale Wi-Fi začalo používat i pro snadný přenos internetového připojení do odlehlejších lokalit, kde by přivedení pevného spoje bylo finančně náročné. Vzájemné propojení zařízení se nazývá ad-hoc a slouží zejména k příležitostnému spojení například dvou notebooků na krátkou vzdálenost.

Častější způsob je vytvoření infrastrukturní sítě, čítající alespoň jeden přístupový bod (AP = Access Point), k němuž se připojují jednotliví klienti v podobě notebooků, PDA a dalších. AP je většinou dále napojen k modemu/routeru a poskytuje tím pádem pro své klienty přístup na internet nebo může zprostředkovat přístup do pevné lokální sítě.

Přenos Wi-Fi signálu je realizován v nelicencovaných frekvenčních pásmech 2,4 a 5 GHz, což sice eliminuje nutnost platit za využívání tohoto pásma licenční poplatky, na druhou stranu zde hrozí možnosti vzájemného rušení s jinými přístroji, například mikrovlnnými troubami nebo Bluetooth zařízeními. V roce 2008 se k těmto frekvencím přidalo pásmo 3,7 GHz, vyhrazené pro používání v USA.

Kromě frekvenčního pásma se liší také způsoby modulace přenášených dat, přičemž se používají prakticky dva způsoby - OFDM a DSSS. První je založený na přenosu dat skrze mnoho menších virtuálních kanálů, což znamená ve výsledku rychlejší přenos, ovšem za cenu nižší odolnosti proti rušení. Naopak DSSS využívá přenos pouze v jednom uceleném kanálu.

Jako první se v roce 1999 objevily dva standardy, IEEE 802.11a pracující na frekvenci 5 GHz s teoretickou přenosovou rychlostí 54 Mbit/s a IEEE 802.11b, využívající 2,4 GHz pásmo s teoretickým maximem 11 Mbit/s. O čtyři roky později spatřila světlo světa specifikace IEEE 802.11g, využívající taktéž frekvenci 2,4 GHz, ale navyšující maximální přenosovou rychlost na 54 Mbit/s.

V roce 2008 se přidalo dosud nevyužívané pásmo 3,7 GHz, které začala používat IEEE 802.11y. Přenosová rychlost je i v tomto případě 54 Mbit/s. V současnosti nejrychlejší standard IEEE 802.11n je stále ve fázi "draft", tedy jeho specifikace není dosud oficiálně přijata. IEEE 802.11n může pracovat na frekvencích 2,4 i 5 GHz, přičemž nejvyšší přenosová rychlost je příjemných 600 Mbit/s. Všechny standardy Wi-Fi používají modulaci dat OFDM s výjimkou verze 802.11b, která je postavena na DSSS.

Jednotlivá pásma jsou dále rozdělena na několik kanálů, přičemž jejich množství a další parametry se mohou v jednotlivých státech odlišovat podle jejich nařízení. Například pásmo označované jako 2,4 GHz tak má ve skutečnosti rozsah od 2400 do 2496 MHz, kdy odstup jednotlivých kanálů je 5 MHz. Ovšem šířka každého kanálu je 22 MHz, proto dochází k jejich vzájemnému překrývání a jeden kanál tudíž zasahuje přes více sousedních.

Aby si přenášená data nemohl každý jednoduše "přečíst", začalo se u Wi-Fi spojení používat šifrování. První metodou bylo kódování WEP (Wired Equivalent Privacy), postavené na statických klíčích a symetrickém šifrování. WEP ale bylo díky své nedokonalosti již dříve prolomeno a v dnešní době je považováno za naprosto nedostatečné. Jeho nástupcem se proto stalo šifrování WPA (Wi-Fi Protected Access), využívající sice i nadále WEP klíče, ovšem v průběhu přenosu dochází k jejich průběžné obměně. V současnosti je doporučeno používat vylepšenou verzi WPA 2, přinášející komplexnější kódování přenášených dat šifrou AES.

Wi-Fi n se blíží do finále

V letošním roce bychom se měli dočkat finálního přijetí standardu IEEE 802.11n, avšak pro dosud certifikovaná zařízení splňující podmínky Wi-Fi draft n by se již nemělo v tomto ohledu nic podstatného změnit. V současnosti je technologie Wi-Fi prakticky nejpoužívanějším způsobem pro bezdrátový přenos dat na krátké vzdálenosti a v blízké budoucnosti se zřejmě nedočkáme v tomto ohledu žádné změny.

V oblasti venkovního bezdrátového přenosu dat na větší vzdálenosti se představila coby konkurence pro Wi-Fi technologie WiMAX, ovšem dosud se nedočkala přílišného rozšíření. Podrobněji si o WiMAXu můžete přečíst v našem dřívějším článku "Mobilní WiMAX - revoluce za dveřmi?"

Zdroj: wi-fi.org, wi-fiplanet.com