Z tej technologii korzystamy wszyscy. Przedstawiamy historię rozwoju Wi‑Fi

Sieć Wi-Fi, której nazwa jest o zaledwie dwa lata starsza niż dobreprogramy.pl, jest nieodłączną częścią naszego życia i najszybciej rozwijającą się formą łączności bezprzewodowej. Przedstawiamy jej historię począwszy od hawajskiej sieci ALOHAnet po perspektywy rozwoju w 2023 r.

Początkiem sieci Wi-Fi była sieć komputerowa Uniwersytetu Hawajskiego, której celem było połączenie za pomocą komercyjnego sprzętu radiowego użytkowników z okolicznych wysp z głównym kampusem uniwersyteckim położonym na wyspie Oahu. Prace pod przewodnictwem Normana Abramsona rozpoczęto we wrześniu 1968 r., a ich efekt świat poznał w czerwcu 1971 r. Komunikacja odbywała się w oszałamiającym tempie 9600 b/s.

Następnie w 1985 r. amerykańska Federalna Komisja Łączności udostępniła do użytku bez licencji częstotliwości w paśmie 2,4 GHz, które zostały wykorzystane w 1991 r. przez NCR Corporation i AT&T Corporation do stworzenia WaveLAN będącego prekursorem wydanego w 1997 r. protokołu 802.11 (Wi-Fi 0) zapewniającego prędkość łącza do 2 Mbps.

Z kolei w 1999 r. został wydany ulepszony protokół 802.11b (Wi-Fi 1) zwiększający transfery do 11 Mb/s oraz powstało Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) przemianowane później na Wi-Fi Alliance, które nadało rozwiązaniu nazwę Wi-Fi. Także począwszy od 1999/2000 r. na rynku zaczynają się pojawiać pierwsze routery wraz z wykorzystującymi je urządzeniami. Wi-Fi staje się podstawowym wyposażeniem laptopów, co pozwala na rozpropagowanie standardu.

W 1999 r. został zaprezentowany protokół 802.11a (Wi-Fi 2) opierający się na wykorzystaniu częstotliwości 5 GHz i modulacji OFDM znacznie zmniejszający zniekształcenia transmisji. Ten standard pozwalał na transfery do 54 Mbps, ale częstotliwość 5 GHz znacznie gorzej radzi sobie z pokonywaniem przeszkód niż 2,4 GHz, więc zasięg routerów był mniejszy niż tych opartych na protokole 802.11b. Druga strona medalu była taka, że częstotliwość 5 GHz była mniej zatłoczona w stosunku do 2,4 GHz.

Rewolucją był protokół 802.11n (Wi-Fi 4) z października 2009 r., który pozwolił na jednoczesne wykorzystanie częstotliwości 2,4 GHz, jak i 5 GHz dzięki technologii MIMO umożliwiającej wykorzystanie większej liczby anten i pomnożenie liczby strumieni danych. Wszystko to pozwoliło na zwiększenie maksymalnej przepustowości do 600 Mbps w dwuzakresowych routerach takich jak TP-Link TL-WDR3600. Możliwe było też automatyczne przełączanie urządzeń z 5 GHz na 2,4 GHz, jeśli te obsługiwały dwie częstotliwości.

Na nowszy protokół 802.11ac (Wi-Fi 5) trzeba było czekać do 2013 r. Jest on rozwinięciem 802.11n. Wciąż mamy wsparcie dla częstotliwości 2,4 GHz i 5 GHz, ale tylko w tej drugiej poszerzono kanały z 40 MHz do 80 MHz oraz od 2014/2015 r. do 160 MHz. Podwojono do ośmiu liczbę strumieni oraz dodano funkcję MU-MIMO umożliwiającą wysyłanie danych do wielu urządzeń jednocześnie. Wszystko to sprawiło, że maksymalna teoretyczna przepustowość routerów wynosiła do 3,5 Gbps i dość popularnym modelem był TP-Link Archer C80 lub Archer C6.

Z kolei od 2019 r. pojawiły się routery wykorzystujące protokół 802.11ax (Wi-Fi 6) zapewniający optymalizacje dotyczące zużycia energii czy dalsze zwiększenie osiągów (do 9,6 Gbps) poprzez m.in. podwojenie liczby strumieni MU-MIMO do ośmiu. Przykładem jest bardzo udany TP-Link Archer AX73 oferujący bardzo dobre osiągi w swojej cenie.

Począwszy od 2020 r. pojawiają się pierwsze routery oznaczone jako Wi-Fi 6E wykorzystujące trzecią częstotliwość 6 GHz, która jest najmniej zatłoczona i oferuje najlepszy transfer przy najmniejszych opóźnieniach, czyli jak "po kablu". Należy jednak wspomnieć, że podobnie jak to było przy 5 GHz, użytkowników czeka tutaj ponowne zmniejszenie zasięgu, ponieważ fale tej częstotliwości jeszcze gorzej pokonują przeszkody. Routery takie jak TP-Link Archer AXE75 będą więc pierwszym wyborem graczy szczególnie gustujących w rozwiązaniach pokroju GeForce Now, którzy nie mają możliwości korzystania z połączenia kablowego.

Z kolei w 2023/2024 r. powinny się pojawić pierwsze urządzenia wykorzystujące protokół 802.11be (Wi-Fi 7), oferujące przepustowość aż 46 Gbps dzięki wykorzystaniu kanałów 320 MHz, modulacji sygnału 4096-QAM OFDMA i 16-strumieniowego MU-MIMO.

Rzadko się zdarza, że router jest w stanie pokryć cały dom wystarczająco dobrym zasięgiem, szczególnie w przypadku sieci 5 GHz lub nowszej 6 GHz. Rozwiązaniem są klasyczne wzmacniacze, ale automatyczne przełączanie się pomiędzy paroma sieciami nie zawsze działa optymalnie. W tym przypadku urządzenie będzie utrzymywać połączenie z punktem na granicy jego zasięgu, nawet jeśli w okolicy jest już inny o lepszym zasięgu.

Ten problem eliminuje zastosowanie urządzeń działających w sieci Mesh, które od paru lat (czasy Wi-Fi 5) zaczęły się pojawiać w rozwiązaniach komercyjnych. Urządzenia wykorzystujące sieć Mesh tworzą jedną sieć, a wzmacniacze Mesh bądź routery są traktowane niczym oddalone anteny głównego routera. W takim przypadku podłączone urządzenia przełączają się "w locie" pomiędzy punktami oferującymi najlepszy zasięg.

W grę wchodzą dwie drogi, z czego jedna opiera się na zakupie np. zestawu obejmującego trzy urządzenia TP-Link Deco X60 V3 (dwuzakresowy) lub Deco X90 (trójzakresowy), które można rozstawić w różnych miejscach domu. Z kolei druga opcja to uzupełnienie posiadanego routera pokroju TP-Link Archer AX73 (dwuzakresowy) lub Archer GX90 (trójzakresowy) o wzmacniacze pokroju TP-Link RE505X.

Warto jednak zwrócić uwagę, że w przypadku konstrukcji dwuzakresowych część transferów oferowanych przez router zostanie zużyta na poczet komunikacji pomiędzy urządzaniami Mesh, które można też podpiąć kablem, jeśli istnieje taka możliwość.

Publikacja powstała w ramach cyklu z okazji 20-lecia dobrychprogramów. Wszystkie artykuły można znaleźć na stronie poświęconej jubileuszowi.