Šiandien „Wi-Fi“ yra pagrindinis arba vienas iš svarbiausių būdų prisijungti prie interneto milijardams įrenginių visame pasaulyje ir šios technologijos populiarumas neslopsta. Prognozuojama, kad vien šįmet į rinką bus išleista per 4 mlrd. „Wi-Fi“ palaikančių įrenginių. Šios technologijos lankstumas, prieinamumas ir nuolatinis tobulinimas padeda didinti produktyvumą, atveria naujas rinkas, o taip pat mažina skaitmeninę atskirtį lėčiau besivystančiuose pasaulio regionuose. Skaičiuojama, kad iš viso per pastaruosius du dešimtmečius į rinką buvo išleista per 30 mlrd. „Wi-Fi“ palaikančių įrenginių, iš jų apie 13 mlrd. yra naudojami ir šiandien. Tai ne tik telefonai, kompiuteriai ir planšetės, bet ir įvairūs belaidžiai išmanieji įrenginiai, išmaniųjų namų sistemos, jutikliai ir galybė egzotiškų prietaisų, tokių kaip išmanieji skėčiai, vandens buteliai, vaikščiojimo lazdelės ar stalo įrankiai. Šis straipsnis gilinsis į „Wi-Fi“ technologijos istoriją, veikimo principus, jos evoliuciją ir ateities perspektyvas, atskleisdamas, kaip ji tapo neatsiejama mūsų kasdienybės dalimi.
Belaidžio Ryšio Gimimas: Nuo Radijo Astronomijos Iki Kasos Sistemų
Sąlygos kurti belaidžio ryšio technologiją, kurią būtų galima laisvai naudoti įvairaus pobūdžio įrenginiuose, atsirado dar 1985-aisiais, kuomet JAV Federalinių ryšių komisija išleido nutarimą, leidžiantį naudoti nelicencijuotą 2,4 GHz dažnių juostos ruožą. Praėjus šešeriems metams kompanijos „NCR“ ir „AT&T“ Nyderlanduose sukūrė kasos sistemoms skirtą belaidžio ryšio technologiją „WaveLAN“ - ją galima vadinti „Wi-Fi“ pirmtake. Šio ryšio sparta siekė 1-2 Mb/s.
Pamatinė dabartinio „Wi-Fi“ technologija buvo sukurta kitoje pasaulio pusėje, Australijoje. Radijo astronomas Johnas O'Sullivanas su kolegomis vykdė visai kitos srities tyrimus - jie pasišovė aptikti radijo bangas, kurias, pagal Stepheno Hawkingo teoriją, „garuodamos“ skleidžia juodosios skylės. Deja, jų sukurtas prietaisas ieškotų bangų taip ir nerado ir šis eksperimentas buvo pakrikštytas kaip nesėkmingas. Vėliau tas pats J. O‘Sullivanas iš Australijos Sandraugos mokslinio ir pramoninio tyrimo organizacijos (CSIRO) gavo kitą užduotį: surasti būdą, kaip kompiuteriai galėtų komunikuoti be laidų. Tuomet mokslininkas prisiminė savo sukurtą juodųjų skylių tyrimų prietaisą, kurį tereikėjo modifikuoti. 1992 metais pristatytas prietaisas ir jame panaudotos technologijos, kurios vėliau buvo užpatentuotos, tapo dabartinio „Wi-Fi“ pagrindu. Šis išradimas kilo iš CSIRO novatoriško radioastronomijos darbo. Jo mokslininkų komanda išsprendė radijo bangų, atsitrenkiančių į paviršių patalpose, problemą, sukeldama aidą, kuris iškreipia signalą. CSIRO kredituoja šiuos išradėjus kuriant šią technologiją: dr. John O'Sullivan, dr. Terry Percival, p. Diet Ostry, p. Graham Daniels ir p. Angela Stevens. Būtent šis patentas, laimėjęs patentų teisminius ieškinius ir vertas pripažinimo, priklauso Australijos Sandraugos mokslo ir pramonės tyrimų organizacijai (CSIRO).
Standartizavimo Svarba: Nuo Nesuderinamumo Iki „Wi-Fi Alliance“
Visgi atskirai kuriami, nestandartizuoti įrenginiai turėjo esminę problemą: jie buvo nesuderinami tarpusavyje. Norint įsitikinti, kad signalą siunčiantys ir jį priimantys įrenginiai veiks tinkamai, juos reikėjo testuoti atskirai, ir tai stabdė technologijos vystymą. Todėl 1999-aisiais buvo suformuota nepriklausoma ekspertų grupė „Wireless Ethernet Compatibility Alliance“ (WECA), kuriai priklausė didžiųjų rinkos žaidėjų atstovai. Būtent jie sugalvojo technologijos pavadinimą „Wi-Fi“ ir svariai prisidėjo prie pirmojo plačiai naudoto 802.11b „Wi-Fi“ standarto ratifikavimo. 2000 metais WECA pakeitė pavadinimą į „Wi-Fi Alliance“, ji ir dabar kuria naujus „Wi-Fi“ standartus, rūpinasi belaidžių įrenginių suderinamumu, standartų testavimo tvarkomis ir sertifikavimu. Šiai organizacijai priklauso ir „Telia Company“, dalyvaujanti jos veikloje kaip standartų diegėja - kompanija, diegianti sertifikuotus „Wi-Fi“ sprendimus savo produktuose ir paslaugose.
„Wi-Fi“ yra belaidžio tinklo technologija, leidžianti kompiuteriams, kai kuriems mobiliesiems telefonams, planšetiniams kompiuteriams, žaidimų pultams ir kitiems įrenginiams susisiekti belaidžiu signalu. Panašiai kaip radijas gali suderinti radijo stoties signalą per radijo bangas, jūsų prietaisas gali pasiimti signalą, kuris jį jungia prie interneto per orą. Lygiai taip pat, kaip reguliuojamas radijo stoties dažnis, taikomi ir „Wi-Fi“ standartai. Visi elektroniniai komponentai, kurie sudaro belaidį tinklą (ty jūsų įrenginys, maršrutizatorius ir kt.) Yra pagrįsti vienu iš 802.11 standartų, kuriuos nustatė Elektros ir elektronikos inžinierių institutas (IEEE) ir „Wi-Fi Alliance“. IEEE raidės identifikuoja Elektros ir elektronikos inžinierių institutą, o skaičiai 802.11 nurodo tinklo informacijos siuntimo protokolus. „Wi-Fi“ aljansas prekės ženklu pavadino „Wi-Fi“ ir reklamuodavo šią technologiją. Ši technologija taip pat vadinama WLAN, trumpai apibūdinama belaidžiame vietiniame tinkle.
„Wi-Fi“ Veikimo Principai ir Technologinė Evoliucionija
„Wi-Fi“ belaidžio ryšio technologija leidžia realizuoti duomenų perdavimo tinklus panaudojant plačiajuostį radijo ryšį. „Wi-Fi“ belaidis ryšys naudoja DSSS (angl. Direct Sequence Spread Spectrum) ir OFDM (angl. Orthogonal Frequency Division Multiplexing) radio signalų moduliacijos technologijas. Belaidžio ryšio technologijos principais veikiantys produktai (kasos aparatai) buvo pristatyti „NCR Corporation/AT&T“ 1991 metais. Iki 1997 metų (kai buvo ratifikuotas IEEE 802.11 technologijos standartas) jis buvo žinomas kaip „Pre-IEEE 802.11“ arba „WaveLAN“.
Vienas pagrindinis „Wi-Fi“ technologijos patentas, laimėjęs patentų teisminius ieškinius ir vertas pripažinimo, priklauso Australijos Sandraugos mokslo ir pramonės tyrimų organizacijai (CSIRO). Pasak technologijų naujienų svetainės „PhysOrg“, „Šis išradimas kilo iš CSIRO novatoriško radioastronomijos darbo. Jo mokslininkų komanda išsprendė radijo bangų, atsitrenkiančių į paviršių patalpose, problemą, sukeldama aidą, kuris iškreipia signalą.“
„Wi-Fi“ naudoja kelias IEEE 802 protokolo dalis ir yra suprojektuota gerai veikti su savo laidiniu atitikmeniu, Ethernet. Suderinami įrenginiai gali jungtis per belaidžio ryšio prieigos taškus tarpusavyje, taip pat su laidiniais įrenginiais ir internetu. Skirtingos „Wi-Fi“ versijos yra nurodomos įvairiais IEEE 802.11 protokolo standartais, su skirtingomis radijo technologijomis, nustatančiomis radijo dažnių juostas, maksimalius atstumus ir pasiekiamus greičius. „Wi-Fi“ dažniausiai naudoja 2,4 GHz UHF ir 5 GHz SHF radijo dažnių juostas, o naujesnėse standarto kartose naudojama 6 GHz SHF juosta; šios juostos yra suskirstytos į kelis kanalus. „Wi-Fi“ radijo dažnių juostos geriausiai veikia tiesioginio matomumo sąlygomis. Dažni trikdžiai, tokie kaip sienos, stulpai, buitiniai prietaisai ir kt., gali žymiai sumažinti diapazoną, bet tai taip pat padeda sumažinti skirtingų tinklų trukdžius perpildytose aplinkose. Prieigos taško diapazonas yra apie 20 m patalpoje, o kai kurie prieigos taškai lauke deklaruoja iki 150 m diapazoną. „Karštojo taško“ (hotspot) aprėptis gali būti nuo vieno kambario su radijo bangas blokuojančiomis sienomis iki daugelio kvadratinių kilometrų, naudojant kelis persidengiančius prieigos taškus su leidžiamu tarptinkliniu ryšiu. Laikui bėgant, „Wi-Fi“ greitis ir spektrinis efektyvumas didėjo.
Istoriškai įranga nurodydavo palaikomas „Wi-Fi“ versijas, naudodama IEEE standartų pavadinimus. 2018 m. „Wi-Fi Alliance“ pristatė supaprastintą „Wi-Fi“ kartų numeravimą, nurodantį įrangą, palaikančią „Wi-Fi 4“ (802.11n), „Wi-Fi 5“ (802.11ac) ir „Wi-Fi 6“ (802.11ax). Šios kartos turi didelį suderinamumą su ankstesnėmis versijomis.
- 802.11b standartas, patvirtintas 1999 m., palaikė iki 11 Mbps spartą.
- 802.11a ir 802.11g standartai, patvirtinti atitinkamai 1999 m. ir 2003 m., palaikė iki 54 Mbps spartą.
- 802.11n standartas, ratifikuotas 2009 m., padidino spartą iki 600 Mbps, naudodamas MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technologiją.
- 802.11ac standartas, patvirtintas 2014 m., veikė 5 GHz dažnių juostoje ir pasiekė iki kelių Gbps spartą, palaikant didesnį pralaidumą ir efektyvumą.
- Wi-Fi 6 (802.11ax) standartas, pristatytas 2019 m., yra skirtas didesniam efektyvumui ir našumui intensyviai naudojamose aplinkose, pasiekia iki 9.6 Gbps teorinę spartą. Jis naudoja OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) technologiją, kuri leidžia efektyviau valdyti kelis įrenginius vienu metu.
„Wi-Fi“ Lietuvoje: Nemokamas Interneto Ryšys ir Ateities Perspektyvos
Lietuviai šiais sprendimais naudojasi ne tik namuose, jungdamiesi prie interneto per maršrutizatorius, bet ir už savo namų ribų. „Visoje Lietuvoje turime per 1,3 tūkst. „Telia Wi-Fi“ prieigos taškų, prie kurių prisijungę žmonės gali internete naršyti nemokamai ir neribotai. Kas mėnesį prie jų prisijungia per 180 tūkst. įrenginių, kurie persiunčia dešimtis terabaitų duomenų. Šios nemokamo interneto zonos yra itin aktualios tokiose vietose, kaip mokyklos, ligononės. Be to, galimybė nemokamai prisijungti prie interneto tampa aktuali tiems, kas išnaudoja savo mobiliojo interneto limitą“, - sako M. Ažondenis.
Ir jei manote, kad dėl 4G ir pirmuosius žingsnius žengiančios 5G technologijos bei nuolat pingančių mobiliųjų duomenų „Wi-Fi“ ateitis miglota, galime patikinti: ji dar ilgai neužleis pozicijų. Ypač namuose, kur žmonėms svarbiausia didelė duomenų perdavimo sparta ir patikimumas. Šiais metais „Wi-Fi Alliance“ pristatė naująjį „Wi-Fi 6“ standartą, rinkoje pasirodė ir pirmieji jį palaikantys įrenginiai, kurie duomenų perdavimo spartą skaičiuoja gigabitais per sekundę. Maksimalus teorinis „Wi-Fi 6“ duomenų perdavimo greitis siekia net 10 Gb/s - tai dešimt kartų daugiau nei šiuo metu privatiems klientams siūlomas greičiausias „Telia“ šviesolaidinio interneto planas. Verslo segmente gigabitinės interneto spartos jau senokai ne naujiena, tad ir „Wi-Fi“ įrangą skubama pritaikyti prie realių poreikių.
Kaip iš tikrųjų veikia WIFI.
Moterys, Kurios Keičia Technologijų Pasaulį: Nuo Išradėjų Iki Įkvėpėjų
Beveik dešimtmetį bevielis ryšys taip ir buvo vadinamas, kol galiausiai nuspręsta, kad reikia paprastesnio pavadinimo. „Wi-Fi“ buvo nuolat tobulinamas ir išleidžiami naujesni, geresnį ryšį suteikiantys tinklo standartai. Nors „Wi-Fi“ drąsiai galime vadinti savo kasdieniu palydovu, vargu ar žinome apie jį daugiau nei tai, kad jis leidžia naršyti internete. Tačiau svarbu nepamiršti ir moterų indėlio technologijų pasaulyje, kurios dažnai lieka nepastebėtos. Viena tokių išskirtinių asmenybių yra Hedy Lamarr, austrų kilmės amerikiečių aktorė ir savamokslė išradėja, kuri sukūrė „šokinėjančio“ dažnio (angl. Frequency-hopping spread spectrum (FHSS)) radijo signalų perdavimo metodą, tapusį vienu iš pagrindinių šiuolaikinių belaidžio ryšio technologijų, tokių kaip „Wi-Fi“, „Bluetooth“ ir GPS, veikimo principų.
Hedy Lamarr, kurios tikrasis vardas yra Hedwig Eva Kiesler, gimė Vienoje, pasiturinčių žydų šeimoje. Jos tėvas, banko valdytojas, skatino dukters domėjimąsi įvairiomis sritimis, o motina, pianistė, lavino jos meninę prigimtį. Nors H. Lamarr pasaulyje labiau išgarsėjo kaip aktorė, jos intelektiniai gebėjimai ir išradingumas buvo ne mažiau įspūdingi. Per Antrąjį pasaulinį karą, siekdama padėti sąjungininkams, ji kartu su kompozitoriumi George‘u Antheilu sukūrė slaptą komunikacijos sistemą, kurios principas vėliau buvo pritaikytas kuriant belaidžio ryšio technologijas. H. Lamarr ir G. Antheiliui už šį išradimą 1942 metais buvo suteiktas patentas. Nors jos išradimas iš pradžių nebuvo tinkamai įvertintas ir pritaikytas karo reikmėms, vėliau jis tapo esminiu pagrindu šiuolaikinėms bevielio ryšio sistemoms. Hedy Lamarr už savo nuopelnus buvo pripažinta „Wi-Fi“ motina ir kitų belaidžių technologijų pradininke.
Kitos išskirtinės moterys, padariusios didelę įtaką technologijų pasauliui:
- Ada Lovelace: Anglų matematikė ir rašytoja, laikoma pirmąja kompiuterių programų kūrėja.
- Grace Hopper: Amerikiečių informatikė, matematikė ir raketų mokslininkė, viena pirmųjų juodaodžių dirbusi NASA.
- Mary Allen Wilkes: Prisidėjo prie pirmojo asmeninio kompiuterio kūrimo.
- Adele Goldberg: Jos indėlis į grafinių vartotojo sąsajų (GUI) kūrimą padėjo formuoti šiuolaikines kompiuterių sąsajas.
- Jurga Žilinskienė: Viena įtakingiausių Jungtinės Karalystės verslininkių, savamokslė programuotoja.
- Ruzwana Shamir: Indų kilmės amerikiečių verslininkė, socialinės platformos „Learnspear“ įkūrėja.
- Alyssa Carson: Jaunoji NASA entuziastė, siekianti nukeliauti į Marsą.
Šios moterys, skirtingais būdais prisidėjusios prie technologijų vystymo, įrodo, kad inovatyvumas ir išradingumas neturi lyties.
„Wi-Fi“ Ryšio Saugumas ir Trikdžiai
Nors „Wi-Fi“ ryšys yra nepaprastai patogus, jis taip pat gali tapti lengva priemone pasiekti jūsų asmeninę informaciją. Pažengę kibernetiniai sukčiai susikuria viešą, laisvai prieinamą tinklą ir laukia užkibsiančių aukų. Kartais galima nepastebėti, kaip jūsų įrenginys pats aptiko ir prisijungė prie nesaugaus tinklo. Svarbu naudoti stiprius slaptažodžius, vengti viešų tinklų jautriai informacijai, o jei įmanoma, naudoti VPN (Virtual Private Network) paslaugas.
Greičiausiai kiekvienas iš mūsų esame vaikščioję po kambarį su telefonu rankose ir bandę „pagauti“ silpnai veikiantį „Wi-Fi“. Tačiau ar priėjimas prie lango ar arčiau interneto modemo išties veiksmingas? Signalo stiprumas gali sumažėti dėl aplinkoje esančių bangų trikdžių, kurių atsiranda signalams pradedant klaidžioti su kitomis panašaus dažnio radijo bangomis. Žinant, kad pasaulyje yra daugiau nei 20 mlrd. bevielio ryšio įrenginių, tokių trukdžių tikimybė didėja. Tačiau ar galėtumėte įsivaizduoti, kad didžiausias bevielio ryšio trikdys galite būti pats jūs? Vienas iš efektyviausių bet kokių signalų blokatorių yra vanduo. Kaip žinome, žmogaus kūną sudaro 75 proc. vandens. Todėl net ir stovint šalia maršrutizatoriaus, jūsų kūnas gali slopinti signalą.
Išvados
„Wi-Fi“ technologija, kilusi iš radijo astronomijos tyrimų ir perėjusi ilgą evoliucijos kelią, šiandien yra neatsiejama pasaulinio informacinio tinklo dalis. Nuo pirmųjų 1-2 Mb/s spartos „WaveLAN“ sistemų iki šiuolaikinių „Wi-Fi 6“ standartų, pasiekiančių dešimtis gigabitų per sekundę, „Wi-Fi“ nuolat tobulėja, užtikrindamas greitesnį, patikimesnį ir platesnį belaidį ryšį. „Wi-Fi Alliance“ vaidmuo standartizacijos ir suderinamumo užtikrinime yra esminis, o technologijos plėtra tęsiasi, žadėdama dar didesnius spartos ir efektyvumo šuolius ateityje. Nepaisant iššūkių, susijusių su saugumu ir signalo trikdžiais, „Wi-Fi“ išlieka viena svarbiausių ir plačiausiai naudojamų bevielio ryšio technologijų, jungiančių milijardus įrenginių ir žmonių visame pasaulyje.