WiFi یک فناوری شبکه بی سیم است که به شما امکان می دهد دستگاه های دارای WiFi خود را به یک شبکه محلی متصل کنید. با استفاده از WiFi می توانید داده ها را بین دستگاه های شبکه محلی انتقال دهید یا در صورت وجود اتصال به اینترنت متصل شوید. اکثر مردم احتمالاً این را می دانند، زیرا همه ما هر روز از WiFi استفاده می کنیم، اما WiFi واقعا چگونه کار می کند؟

وای فای رادیو است^{(WiFi Is Radio)}

اساسی ترین واقعیت در مورد WiFi این است که از امواج رادیویی برای انتقال اطلاعات استفاده می کند. امواج رادیویی همان چیزی است که ما آن را محدوده فرکانسی خاص تابش الکترومغناطیسی می نامیم. نور^(Light) بخشی از طیفی است که چشم ما به آن حساس است، اما از همان "مواد" مانند امواج رادیویی ساخته شده است.

WiFi از دو فرکانس مختلف برای انتقال استفاده می کند: 2.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز. این به ترتیب 2,400,000,000 و 5,000,000,000 چرخه در ثانیه است. این در مقایسه با رادیو FM که فرکانس آن تنها در حدود 100 مگاهرتز است، بسیار زیاد است.

فرکانس دقیق یک موج رادیویی تغییرات زیادی در ویژگی های آن دارد. با فرکانس بالاتر، می توانید اطلاعات بیشتری را در سیگنال خود قرار دهید. با این حال، برخی از فرکانس ها محدوده بسیار طولانی ندارند. 

فرکانس های مختلف نیز به طور متفاوتی در ماده نفوذ می کنند. برخی از فرکانس ها را می توان از اتمسفر منعکس کرد، بنابراین فرستنده و گیرنده شما برای کار کردن نیازی به خط دید ندارند. فرکانس‌های دیگر مستقیماً به فضا شلیک می‌کنند. اگر بخواهید با یک ماهواره ارتباط برقرار کنید، مفید است، نه اگر گیرنده روی زمین باشد.

امواج در فرکانس‌های کاری WiFi می‌توانند به صدها مایل برسند، اگر وات کافی را در توان انتقال قرار دهید، هیچ مانعی نداشته باشید و از آنتن مناسب استفاده کنید. با این حال، وای فای^(WiFi) استاندارد خانگی معمولاً بردی بین 30 تا 50 متر (تقریباً 100/150 فوت) بدون مانع دارد. وای فای^(WiFi) 2.4 گیگاهرتز برد بیشتری دارد، وای فای^(WiFi) 5 گیگاهرتز سرعت بیشتری دارد.

وای فای دیجیتال است^{(WiFi Is Digital)}

وای فای رادیو است، اما رادیوی دیجیتال^{(digital )} است. این بدان معناست که امواج رادیویی برای حمل کد دیجیتال مدوله شده اند. WiFi کاملاً مملو از اطلاعات دیجیتال است.

آخرین و بهترین فناوری WiFi دارای محدودیت سرعت تئوری 4.8 گیگابیت^(Gbps) بر ثانیه است که از چهار جریان داده 1.2 گیگابیت در ثانیه به طور همزمان استفاده می کند. ^(Gbps)یعنی 600 مگابایت در ثانیه! البته سرعت های تئوری در یک آزمایشگاه در شرایط بهینه تعیین می شود، اما حتی در دنیای واقعی وای فای^(WiFi) مدرن بسیار سریع است.

وای فای استانداردها و پروتکل هایی دارد^{(WiFi Has Standards & Protocols)}

WiFi برای مدت طولانی وجود داشته است. اولین تکرار تجاری این فناوری در سال 1997 منتشر شد. موسسه مهندسین برق و الکترونیک^{(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)} ( IEEE ) استاندارد ^(IEEE)WiFi را که به طور رسمی با نام IEEE 802.11 شناخته می شود، تدوین کرد . نسل اول WiFi با نام 802.11a شناخته می شود، اما با گذشت زمان، نسخه های جدیدتر وای فای^(WiFi) توسعه یافتند:

• 802.11a
• 802.11b
• 802.11 گرم
• 802.11n
• 802.11ac
• 802.11ax

WiFi به طور کامل با عقب سازگار نیست. شما دستگاه های مدرن زیادی را پیدا نمی کنید که هنوز بتوانند با دستگاه های 802.11a ارتباط برقرار کنند. بسیاری از دستگاه‌های وای‌فای^(WiFi) «bgn» هستند و با این سه استاندارد کار می‌کنند که همگی از باند فرکانس 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کنند. 802.11ac از باند 5 گیگاهرتز استفاده می کند، اما بیشتر این روترها "دو باند" هستند و همچنین 2.4 گیگاهرتز را برای مکالمه با دستگاه های قدیمی با استانداردهای قدیمی تر ارائه می دهند.

در عمل، سازگاری با وای‌فای^(WiFi) معکوس ناقص است، زیرا برخی از دستگاه‌ها با سرعت‌های خاصی در هر استاندارد مربوطه قفل می‌شوند. روترهای جدیدتر ممکن است نگذارند همه چیز به کندی پیش برود!

اتفاقاً، کل قرارداد نامگذاری "802.11" حذف شده است. جدیدترین 802.11ax اکنون با نام WiFi 6 شناخته می شود که 802.11 WiFi 5 و غیره است.

وای فای رمزگذاری شده است^{(WiFi Is Encrypted)}

هر کسی می تواند امواج رادیویی وای فای^(WiFi) را رهگیری کند، اما به لطف رمزگذاری دیجیتالی^{(digital encryption)} نمی توانند به سادگی آنچه را که ارسال و دریافت می شود استراق سمع کنند. حداقل در صورتی که شبکه وای فای^(WiFi) شما با رمز عبور محافظت شده باشد، این چنین است. 

رمز عبور WiFi^(WiFi) شما همچنین کلید رمزگذاری است، بنابراین هر کسی که رمز عبور را داشته باشد می تواند تمام بسته های داده را بدون فیلتر ببیند. به همین دلیل است که اگر از یک هات اسپات عمومی WiFi استفاده می کنید، فقط باید از وب سایت هایی استفاده کنید که HTTPS فعال هستند و همیشه از سرویس VPN استفاده کنید!

دستگاه های WiFi^(WiFi) شما به احتمال زیاد از WPA2 استفاده می کنند. WPA مخفف^(WPA) WiFi Protected Access^{(WiFi Protected Access)} است و یک طرح رمزگذاری بسیار قوی برای اتصالات WiFi است. با این حال، طی سال‌ها هکرها سوء استفاده‌های مختلفی را کشف کرده‌اند که در برخی موارد به آنها اجازه می‌دهد پروتکل‌های رمزگذاری  WPA2 را بشکنند.^(WPA2)

در سال 2018، WiFi Alliance که متولی فناوری WiFi است، WPA3 را^(WPA3) معرفی کرد . این نسخه جدید امنیت را بهبود می بخشد و حفره های امنیتی موجود در WPA2 را وصل می کند. البته، مدتی طول می کشد تا تمام سخت افزارهای موجود در طبیعت از استاندارد امنیتی جدید پشتیبانی کنند.

WiFi Direct یک چیز است^{(WiFi Direct Is a Thing)}

WiFi برای استفاده از یک دستگاه مرکزی مانند روتر برای مدیریت ارتباط بین دستگاه ها طراحی شده است. با این حال، WiFi همچنین می تواند برای اتصال مستقیم دو دستگاه در آنچه که به عنوان اتصال "همتا به همتا" شناخته می شود استفاده شود. برای مثال زمانی که می خواهید فایل بزرگی را از گوشی خود به گوشی هوشمند شخصی خود ارسال کنید، این بسیار مفید است. 

همچنین این نوع وای فای^(WiFi) است که اغلب برای ارسال ویدیو از تلفن به تلویزیون هوشمند استفاده می شود. وقتی از دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های GoPro^(GoPro) یا پهپادهای دوربین‌های WiFi خاص استفاده می‌کنید، از اتصال مستقیم ^(WiFi)WiFi نیز استفاده می‌کنید . بلوتوث^(Bluetooth) بیشترین توجه را در دنیای اتصال بی سیم همتا به همتا به خود جلب می کند، به خصوص که از نظر مصرف انرژی بسیار کارآمد است، اما استفاده از WiFi مستقیم سریع و به همان اندازه ساده است.

روترها، تکرار کننده ها و شبکه های مش^{(Routers, Repeaters & Mesh Networks)}

در حالی که اتصالات مستقیم وای فای^(WiFi) این روزها رایج است، وای فای^(WiFi) که همه ما بیشتر اوقات از آن استفاده می کنیم از طراحی هاب و اسپیک استفاده می کند. به عبارت دیگر، تمام دستگاه‌های WiFi شما به یک دستگاه مرکزی متصل می‌شوند که به‌عنوان واسطه عمل می‌کند. برای اکثر مردم، این روتر وای فای^(WiFi) رایج است.

روترهای مدرن دارای چندین آنتن هستند که باندهای فرکانسی مختلف و همچنین سخت افزاری را که داده های WiFi را ارسال و دریافت می کند جدا می کند . این روترها همچنین اتصال اینترنت شما و هر دستگاه اترنت^(Ethernet) سیمی در شبکه شما را کنترل می کنند و به شبکه های سیمی و بی سیم اجازه می دهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

با این حال، همانطور که در بالا گفتیم، محدوده سیگنال WiFi بسیار محدود است. یعنی هر چه از روتر دورتر باشید، قدرت سیگنال بدتر است. می توان از یک تکرار کننده WiFi^{(WiFi repeater)} برای گسترش آن سیگنال در لبه محدوده پوشش استفاده کرد.

در حالی که تکرار کننده ها به اندازه کافی خوب کار می کنند، روند جدیدی به سمت سیستم های WiFi " مش" وجود دارد. در اینجا، هیچ روتر مرکزی وجود ندارد. در عوض چندین روتر کوچکتر در سرتاسر خانه شما پخش شده اند، به یکدیگر متصل شده اند و یک ابر WiFi یکپارچه را ارائه می دهند . این فناوری WiFi است که بیشتر در مشاغل بزرگ استفاده می شود، اما برای استفاده خانگی مقرون به صرفه شده است.

فراتر از وای فای^{(Beyond WiFi)}

وای فای^(WiFi) بیش از هر زمان دیگری در اطراف ما وجود دارد، زیرا همه انواع دستگاه ها اکنون نیاز به اتصال به شبکه دارند. با این حال، WiFi تنها فناوری رقیب در مورد انتقال داده های بی سیم نیست. وقتی صحبت از اتصالات کم مصرف و برد کوتاه به میان می آید، بلوتوث بر همه چیز حاکم است. ^(Bluetooth)نسخه‌های آینده بلوتوث^(Bluetooth) حتی ممکن است وای‌فای^(WiFi) را در مورد سرعت و برد به کار ببرد.

با این حال، بزرگترین رقیب وای فای^(WiFi) ممکن است 5G باشد. فناوری سلولی نسل پنجم نرخ داده ارزان‌تر و پوشش شهری متراکم را ارائه می‌دهد. 5G ممکن است جایگزین وای فای^(WiFi) در خانه نشود، اما 5G جایگزینی برای هات اسپات های وای فای^(WiFi) عمومی است که عمدتاً به دلیل هزینه های بالای داده تلفن همراه محبوب شده اند.

HDG Explains: How Does WiFi Work?

WiFi is a wireless networking technology that lets you connect your WiFi-enabled devices to a local network. Using WiFi you can transfer data between local network devices or connect to the internet, if a connection is available. Most people probably know this, since we all use WiFi every day, but how does WiFi actually work?

WiFi Is Radio

The most fundamental fact about WiFi is that it uses radio waves to transmit information. Radio waves are what we call a specific frequency range of electromagnetic radiation. Light is the portion of the spectrum our eyes are sensitive to, but is made of the same “stuff” as radio waves.

WiFi uses two different frequencies for transmission: 2.4Ghz and 5Ghz. That’s 2,400,000,000 and 5,000,000,000 cycles per second respectively. This is pretty high compared to FM radio which has a frequency of only about 100Mhz.

The exact frequency of a radio wave changes a lot about its characteristics. With a higher frequency, you can pack more information into your signal. However, some frequencies don’t have very long ranges. 

Different frequencies also penetrate matter differently. Some frequencies can be bounced off the atmosphere, so your transmitter and receiver don’t need line-of-sight to work. Other frequencies just shoot straight out into space. That’s useful if you want to communicate with a satellite, not so much if the receiver is on Earth.

Waves at the WiFi operating frequencies can reach hundreds of miles if you put enough wattage into the transmission power, have nothing in the way and use the right antenna. However, standard household WiFi usually has an unobstructed range of between 30-50 meters (approx 100/150 feet). 2.4Ghz WiFi has the longer range, 5Ghz WiFi has higher speeds.

WiFi Is Digital

WiFi is radio, but it’s digital radio. That means the radio waves are modulated to carry digital code. WiFi is absolutely packed with digital information.

The latest and greatest WiFi technology has a theoretical speed limit of 4.8 Gbps, using four 1.2Gbps data streams at once. That’s 600 megabytes per second! Of course, theoretical speeds are determined in a lab under optimal conditions, but even in the real world modern WiFi is very fast.

WiFi Has Standards & Protocols

WiFi has been around for a long time.The first commercial iteration of the technology was released all the way back in 1997. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) codified the WiFi standard, which is officially known as IEEE 802.11. The first generation of WiFi is known as 802.11a, but as time went by newer, better versions of WiFi were developed:

• 802.11a
• 802.11b
• 802.11g
• 802.11n
• 802.11ac
• 802.11ax

WiFi is not fully backwards compatible. You won’t find many modern devices that can still communicate with 802.11a devices. Many WiFi devices out there are “bgn” and will work with those three standards, which all use the 2.4Ghz frequency band. 802.11ac uses the 5Ghz band, but most of these routers are “dual band” and also offer 2.4Ghz to talk to older devices using older standards.

In practice backwards compatibility with WiFi is spotty, since some devices are locked to certain speeds within each respective standard. Newer routers may not let things go that slowly!

Incidentally, the whole “802.11” naming convention has been dropped. The latest 802.11ax is now known as WiFi 6, with 802.11 being WiFi 5 and so on.

WiFi Is Encrypted

Anyone can intercept WiFi radio waves, but thanks to digital encryption they can’t simply eavesdrop on what’s being sent and received. At least, this is the case if your WiFi network is password protected. 

Your WiFi password is also the encryption key, so anyone with the password can see all the data packets unfiltered. This is why you should only use websites that are HTTPS enabled and always use a VPN service if you’re using a public WiFi hotspot!

Your WiFi devices are most likely using WPA2. WPA is short for WiFi Protected Access and is a very strong encryption scheme for WiFi connections. However, over the years hackers have discovered various exploits that, in some cases, allow them to break the WPA2 encryption protocols. 

In 2018 the WiFi Alliance, which is the custodian of WiFi technology, announced WPA3. This new version improves security and plugs the security holes found in WPA2. Of course, it will be some time before all hardware out in the wild will support the new security standard.

WiFi Direct Is a Thing

WiFi was designed to use a central device such as a router to manage communication between devices. However, WiFi can also be used to directly connect two devices in what’s known as a “peer-to-peer” connection. This is very handy when, for example, you want to send a large file to someone’s smartphone from yours. 

This is also the type of WiFi that’s often used to cast video from a phone to a smart TV. When you use devices such as GoPro cameras or certain WiFi cameras drones, you’re also using a direct WiFi connection. Bluetooth gets most of the attention in the peer-to-peer wireless connection world, especially since it’s so energy efficient, but WiFi direct is fast and just as simple to use.

Routers, Repeaters & Mesh Networks

While direct WiFi connections are commonplace these days, the WiFi we all use most of the time make use of a hub-and-spoke design. In other words, all of your WiFi devices connect to a central device, which acts as the go-between. For most people, this is going to be the common WiFi router.

Modern routers boast multiple antennas, separating different frequency bands as well as the hardware that sends and receives WiFi data. These routers also handle your internet connection and any wired Ethernet devices on your network, allowing the wired and wireless networks to communicate with each other.

However, as we said above, WiFi signal ranges are pretty limited. Which means that the further you are from the router, the worse the signal strength is. A WiFi repeater can be used to extend that signal at the edge of the coverage range.

While repeaters work well enough, there’s a new trend towards “mesh” WiFi systems. Here, there’s no central router. Instead several smaller routers are spread across your home, connected to each other and providing a seamless cloud of WiFi. This is the WiFi technology most commonly used in large businesses, but it’s become affordable for home use.

Beyond WiFi

WiFi is around us more than ever, as all sorts of devices now have a need for a network connection. However, WiFi is not the only competing technology when it comes to wireless data transmission. Bluetooth rules the roost when it comes to low-power, short range connections. Future versions of Bluetooth may even give WiFi a run for its money when it comes to speed and range.

However, the biggest competitor to WiFi might very well be 5G. Fifth-generation cellular technology offers cheaper data rates and dense urban coverage. 5G may not replace WiFi in the home, but 5G offers an alternative to public WiFi hotspots, which have become popular mainly due to the high costs of mobile data.

Related posts

• HDG توضیح می دهد: چاپ سه بعدی چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: CAPTCHA چیست و چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: GPS چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: واقعیت افزوده چگونه کار می کند؟

• HDG توضیح می دهد: SFTP و FTP چیست؟

• بهترین زمان برای خرید یک کامپیوتر برای معاملات شگفت انگیز

• نحوه عیب یابی پرینترهای WiFi (بی سیم).

• HDG توضیح می دهد: اترنت چیست و آیا بهتر از Wifi است؟

• مقایسه پردازنده CPU – Intel Core i9 در مقابل i7 در مقابل i5 در مقابل i3

• HDG توضیح می دهد: SQL، T-SQL، MSSQL، PL/SQL، و MySQL چیست؟

• چرا اکثر گوشی های جدید جک هدفون را کنار می گذارند؟

• HDG توضیح می دهد: پایگاه داده بلاک چین چیست؟

• 4 موقعیتی که به اشتراک گذاری مکان زنده می تواند یک زندگی را نجات دهد

• 5 برنامه رایگان برای پاک کردن کامل هارد دیسک

• HDG توضیح می دهد: Markdown چیست و چه اصولی باید بدانم؟

• HDG توضیح می دهد: جاوا اسکریپت چیست و برای چه به صورت آنلاین استفاده می شود؟

• نحوه حذف پوشه Windows.old در ویندوز 7/8/10

• هک کلاه سیاه، سفید و خاکستری تعریف شده است

• پایان زندگی برای نرم افزار به چه معناست و آیا باید به آن اهمیت دهید؟

• HDG توضیح می دهد: دامنه پارک شده چیست و چه مزایایی دارد؟