Cum funcţionează tehnologia wireless?
Deși nu le puteţi vedea, undele radio sunt peste tot în jurul vostru, tot timpul, transportând informații.
Pentru majoritatea oamenilor, unele dintre aceste unde radio sunt cunoscute sub numele de semnale Wi-Fi. Wi-Fi este numele unei alianțe industriale având scopul comercializării dispozitivelor care transmit cantități mari de date, pe distanțe scurte, folosind undele radio.
Wi-Fi, ca şi transmisunile posturilor radio și semnalele telefoanelor mobile, se bazează pe descoperiri științifice datând de la sfârșitul secolului al 19-lea.
Atunci când electronii care se deplasează printr-un fir sunt făcuți să-şi schimbe periodic direcția de deplasare se întâmplă ceva magic. Electronii dintr-un alt fir, situat la distanță, încep să se miște sincron cu aceştia, ca și cum ar fi conectați telepatic.
Acest fenomen a fost observat, pentru prima dată, de Heinrich Hertz în anul 1887, confirmând o teorie matematică propusă de James Clerk Maxwell în anul 1864.
Teoria elegantă a lui Maxwell explică modul prin care curentul alternativ din primul fir face ca o „undă radio” de câmpuri electrice și magnetice alternative să radieze în toate direcțiile cu viteza luminii. Unda, la rândul ei, provoacă un curent alternativ în al doilea fir.
Spectrul electromagnetic include spectrul vizibil (optic), cu frecvențe mult mai mari decât a undelor radio. Putem medita aici de ce omul a evoluat pentru a vedea lumina, dar nu şi undele radio.
0 și 1 în tehnologia wireless
Emisiunile radio și TV tradiționale modulate în amplitudine (AM) sau frecvenţă (FM) comunică informații prin semnale analogice sau continue. Wi-Fi transmite informații digitale, ca valori discrete 0 și 1, sub forma unor date binare.
Acest lucru le permite dispozitivelor mobile să trimită, cu ușurință, o gamă largă de tipuri de date, inclusiv video, imagine, voce și text. Datele sub formă digitală sunt, de asemenea, mai ușor de comprimat pentru o descărcare rapidă, de codificat pentru prevenirea unor erori și de criptat pentru asigurarea confidențialității.
Atunci când căutați ceva pe Internet, datele de pe dispozitivul Wi-Fi sunt transmise mai întâi prin unde radio către un punct de acces Wi-Fi, care ar putea fi antena de pe spatele routerului de Internet de acasă sau antena unui router Wi-Fi dintr-o cafenea.
Ulterior, datele trec prin cabluri la un dispozitiv gateway operat de furnizorul de Internet în bandă largă. De acolo, interogarea își găsește drumul prin mai multe legături prin cablu către serverele Google. Răspunsul revine pe o cale similară, dar în sens invers.
Antena unui router wireless transmite unde radio într-o zonă de mărimea unui apartament. Credit: deepblue4you/E+ prin Getty Images
Dispozitivele Wi-Fi realizate de diferite companii pot comunica între ele. Acest lucru se datorează faptului că ele respectă un set comun de reguli numite standardele 802.11, care sunt publicate de IEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers).
Aceste reguli specifică modul în care datele binare, 0 și 1, sunt reprezentate folosind unde radio și modul în care dispozitivele se identifică între ele. Se stabileşte, de asemenea, un algoritm pentru cum și când pot comunica dispozitivele între ele, denumit operator CSMA (carrier-sense multiple access).
CSMA face ca dispozitivele Wi-Fi să fie „inteligente”. Ele întotdeauna „ascultă” înainte de a comunica, pentru a verifica că niciun alt dispozitiv din apropiere nu transmite date.
Pentru a minimiza riscul comunicării în același timp, dispozitivele Wi-Fi aleg aleator momentul când transmit date. Atunci când sunt mai multe dispozitive în apropiere, ele comunică mai rar.
Toate acestea se întâmplă însă mult prea repede pentru a le putea observa.
Rapid, dar nu întotdeauna puternic
Uneori este posibil să întâmpinați probleme la conectarea dispozitivului vostru cu un punct de acces Wi-Fi. Iată de ce: Semnalele radio devin mai slabe odată cu distanța. Pereții groși, rafturile metalice și chiar un acvariu pot slăbi și obstrucționa undele radio.
În cazul în care semnalul devine prea slab, conexiunea wireless se poate întrerupe. Dacă există prea multe rețele Wi-Fi în apropiere, acestea pot interfera inte ele, perturbând semnalul radio.
De la mijlocul anilor 1990 s-au dezvoltat mai multe versiuni îmbunătățite de Wi-Fi. Viteza maximă de transfer a datelor, de câteva miliarde de biți pe secundă, este acum de peste o mie de ori mai mare decât în cea mai veche versiune Wi-Fi.
Acesta este motivul pentru care putem avea în prezent apeluri video de conferință prin Wi-Fi.
Aplicațiile emergente, cum ar fi jocurile de realitate virtuală, necesită viteze de descărcare din ce în ce mai mari. Ele sunt susceptibile să conducă la apariţia unor noi îmbunătățiri ale tehnologiei Wi-Fi.
Traducere după How does Wi-Fi work? An electrical engineer explains