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Come funziona il Wi-Fi

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Oggigiorno la quasi totalità dei dispositivi – computer, smartphone e tablet in primis – vengono collegati ad Internet senza utilizzare cavi e cavetti vari, al contrario di come invece avveniva praticamente in via esclusiva sino a poco più un decennio fa. A casa, in ufficio e nei luoghi pubblici il collegamento viene infatti effettuato quasi solo ed esclusivamente senza fili, ovvero tramite reti wireless o Wi-Fi.

Chi possiede un minimo di dimestichezza con le nuove tecnologie avrà dunque un’idea più o meno chiara di cosa sia e di come funzioni il Wi-Fi, mentre chi si ritrova ad avere a che fare per la prima volta in assoluto con il mondo dell’informatica potrebbe avere qualche perplessità al riguardo. Avendo dunque ricevuto molte e-mail da parte di vari lettori tramite cui mi viene chiesto di fare un po’ di chiarezza sull’argomento, ho deciso di redigere questo tutorial tutto incentrato proprio su come funziona il Wi-Fi.

Se la cosa ti interessa (e considerando il fatto che ora sei qui e stai leggendo queste righe direi proprio di si!), posizionati allora bello comodo dinanzi il tuo fido computer ed inizia immediatamente a concentrarti sulla lettura di tutto quanto riportato qui di seguito. Insieme andremo a scoprire come funziona la tecnologa in oggetto e gli standard esistenti oltre che quali dispositivi occorre impiegare per generare una connessione senza fili e, di conseguenza, come va a strutturarsi una rete wireless e come fare per potenziarla. Alla fine, ne sono certo, avrai le idee sufficientemente chiare al riguardo. Are you ready?

Indice

Che cos’è il Wi-Fi

Per poterti spiegare come funziona il Wi-Fi è innanzitutto indispensabile che tu capisca, con esattezza, di che cosa stiamo parlando.

Il Wi-Fi (acronimo che starebbe per Wireless Fidelity, anche se viene indicato a più riprese come senza senso) altro non è che quella tecnologia che permette di connettere in rete uno o più dispositivi come computer, smartphone, tablet, smart TV, console ecc. senza utilizzare i cavi, sfruttando dunque le onde radio che vengono da un apparecchio in grado di generarle: il modem/router.

Per essere più precisi, il dispositivo di riferimento si collega ad Internet grazie al segnale radio erogato dal modem/router che a sua volta è collegato tramite cavo alla rete fornita dall’ISP (il gestore telefonico di riferimento).

Ti faccio notare che, sebbene come affermato poc’anzi e come avviene nella maggior parte dei casi, il Wi-Fi venga sfruttato per collegare vari dispositivi ad Internet senza fili, la suddetta tecnologia può essere impiegata anche solo ed esclusivamente per mettere in collegamento tra loro vari device senza che questi debbano essere per forza di cose in grado di navigare in rete.

Per quel che concerne l’origine, c’è chi fa risalire la nascita della suddetta tecnologia alla metà degli ani 80 e chi all’inizio degli anni 90. In particolare, la Wireless History Foundation (un’organizzazione no-profit messa in piedi per preservare e promuovere la storia dell’industria wireless) attribuisce la nascita della rete wireless al 1896 e al primo messaggio telegrafico inviato senza fili da Guglielmo Marconi.

L’associazione, questo va detto, è un tantino azzardata ma l’idea di poter inviare dati nell’etere, senza che il messaggio fosse trasmesso per mezzo di un supporto fisico, come può esserlo un cavo, rispecchia la filosofia alla base del funzionamento delle reti wireless.

È però probabilmente più “azzeccato” prendere come atto costitutivo della tecnologia in questione la decisione presa dalla Federal Communications Commission (l’ente statunitense regolatore del settore delle telecomunicazioni) di liberare alcune frequenze e renderle disponibili all’uso civile senza obbligo di licenza, operazione questa che risale al 1985.

Fu tuttavia necessario attendere sino al 1999 per veder nascere il protocollo IEEE 802.11b, insieme con il nome Wi-Fi e il relativo logo. A partire da quel momento, vennero infatti definiti tutti i principi strutturali della tecnologia ed il suo sviluppo e la sua diffusione diventarono nel giro di breve tempo sempre più capillari.

Per ulteriori dettagli ed approfondimenti, puoi fare riferimento alla pagina su Wikipedia dedicata in via specifica proprio al Wi-Fi.

Classi e bande di frequenza

Ora che hai finalmente le idee più chiare in merito a che cos’è il Wi-Fi, andiamo a passare in rassegna quelle che sono le classi supportate e le relative bande di frequenza.

Le certificazioni dello IEEE, o classi Wi-Fi, come anticipato nel passo precedente, hanno di volta in volta stabilito gli standard tecnologici in base ai quali i produttori realizzano i loro dispositivi wireless. Tutte le classi Wi-Fi “accettate” dalla comunità internazionale sono identificate dal numero 802.11 seguito da una lettera dell’alfabeto.

Ad oggi, gli standard Wi-Fi esistenti sono in tutto nove ma i più utilizzati sono quattro. Qui di seguito trovi indicati quali sono e le rispettive velocità di trasmissione dati che consentono di raggiungere.

  • Wi-Fi classe b (802.11b) – 11 Mbps.
  • Wi-Fi classe g (802.11g) – 54 Mbps.
  • Wi-Fi classe n (802.11n) – 300 o 450 Mbps.
  • Wi-Fi ac (802.11ac) – 1.3Gbps (1.331 Mbps).

Da notare che la classe Wi-Fi ac è disponibile solo nei modem/router dual-band o tri-band ed è supportata in via esclusiva dai device di più recente produzione. I modem/router con supporto dual-band o tri-band sono quelli in grado di operare sia sulla classica banda di frequenza a 2.4GHz (quella usata “storicamente”) che sulle bande di frequenza a 5GHz (che serve per la tecnologia wireless ac).

La banda di frequenza a 5GHz ha un raggio d’azione inferiore rispetto a quella a 2.4GHz ma è meno soggetta a interferenze e permette di avere una velocità di trasferimento dati superiore in confronto alla banda di frequenza a 2.4GHz.

La classe ac si è poi evoluta con lo standard 802.11ac wave 2 che assicura una maggiore velocità nel trasferimento dei dati e prestazioni migliori all’interno della rete locale. Questo è possibile grazie all’utilizzo di quattro stream spaziali da ogni dispositivo, a una maggiore banda a disposizione per i device e all’utilizzo dei canali a 160 MHz. Va altresì tenuto conto dell’impiego della tecnologia MU-MIMO (Multiple User, Multiple Input, Multiple Output), la quale consente di gestire le richieste di più dispositivi in simultanea.

Canali supportati ed interferenze

Come funziona il Wi-Fi

Nel passo precedente ti ho spiegato che le bande di frequenze sfruttate per il Wi-Fi, o meglio da parte dei modem/router, sono essenzialmente due: quella a 2.4GHz e quella a 5GHz. La prima può contare su 14 canali, mentre la seconda su 23 canali.

I canali WiFi, o per meglio intenderci i canali di trasmissione WiFi, sono “quella cosa” su cui si basano le reti senza fili. Sono essenzialmente dei sottoinsiemi delle frequenze radio disponibili e, per dirla in termini spiccioli, possono essere immaginati come dei tubi non isolati tra loro, il cui flusso che passa all’interno si mischia con quello del tubo vicino.

Considerando il fatto che tutti i dispositivi di rete a 2.4 Ghz operano in un range di 100 MHz (esattamente tra i 2400 MHz e i 2500 MHz) e che a ciascun canale vengono assegnati 20 MHz, è piuttosto facile giungere alla conclusione che i canali WiFi si accavallano tra loro. Gli unici canali che non si sovrappongono mai poiché i loro intervalli non si toccano e che, di conseguenza, sono anche quelli maggiormente consigliati, sono l’1, il 6 e l’11.

Per quanto riguarda invece le reti a 5GHz, di solito queste non sono soggette ad interferenze. Ciò però non sta a significare che tutte le interferenze vengono eliminate. Tuttavia essendo questa banda meno usata e avendo molto più spazio, ci sono ben poche probabilità che il segnale risulti disturbato, anche perché i dispositivi esterni non lavorano sulla suddetta frequenza.

Per maggiori informazioni al riguardo, puoi fare riferimento al mio tutorial incentrato sull’individuazione del miglior canale Wi-Fi.

Come si struttura una rete wireless

Foto che mostra un modem WiFi

Per poter comprendere come funziona il Wi-Fi è altresì fondamentale che tu capisca come si struttura una rete senza fili. E cosa abbastanza semplice, non hai di che preoccuparti.

Ciascuna rete Wi-Fi può essere costituita da un modem/router, il quale funge punto d’accesso alla rete stessa che fa da “sorgente” del segnale, e da uno o più client (computer e altri device) che si connettono alla rete.

Per fare in modo che venga stabilito il collegamento tra il punto d’accesso ed i vari dispositivi, l’apparato Wi-Fi del modem/router trasmette, ogni 100 ms, un pacchetto dati, chiamato beacon contenente lo SSID della rete (vale a dire il nome della connessione wireless) e altre importanti informazioni, come ad esempio il protocollo di sicurezza utilizzato.

Come connettersi al Wi-Fi

Come funziona il Wi-Fi

Per capire come funziona il Wi-Fi devi altresì comprendere com’è possibile stabilire il collegamento ad una rete senza fili. L’operazione è estremamente facile, ben più di quel che tu possa immaginare.

Vediamo dunque in che modo procedere a seconda del tipo di dispositivo in uso. Trovi spiegati i vari passaggi da compiere per quelli che sono i device maggiormente diffusi proprio qui di seguito.

  • Da Windows – Per collegarti ad una rete Wi-Fi dal tuo PC Windows, non devi far altro che cliccare sull’icona della rete (quella con le tacchette) annessa all’area di notifica (accanto all’orologio di sistema), selezionare la connessione corretta dall’elenco che ti viene mostrato e cliccare sul pulsante Connetti. Se richiesta, digita anche la password impostata per proteggere la connessione nell’apposito campo vuoto e pigia sul bottone OK per stabilire il collegamento.
  • Da Mac – Per collegarti ad una rete Wi-Fi dal tuo computer a marchio Apple, devi fare clic sull’icona della rete wireless (le tacchette) che sta nella parte in alto a sinistra della barra di sistema, devi poi selezionare la rete di riferimento dall’elenco vedi apparire e, se richiesta, devi digitare la relativa password e pigiare sul bottone Applica.
  • Da smartphone e tablet Android – Per collegarti ad una rete Wi-Fi dal tuo device mobile Android, devi accedere alla schermata del dispositivo in cui sono raggruppate le icone di tutte le app e devi fare tap sull’icona di Impostazioni (quella con l’ingranaggio). Recati poi nella sezione Connessioni/Wireless e reti, seleziona la dicitura Wi-Fi/Impostazioni Wi-Fi e porta su ON il relativo interruttore (se la funzione risulta disabilitata, ovviamente). Tappa dunque sul nome della rete alla qual intendi collegati. Se richiesta, digita anche la password usata per proteggere la connessione e fai tap su Connetti.
  • Da iPhone e iPad – Per collegarti ad una rete Wi-Fi dal tuo dispositivo iOS, provvedi in primo luogo ad accedere alla home screen dell’iDevice dopodiché pigia sull’icona di Impostazioni (quella con l’ingranaggio), tappa sulla dicitura Wi-Fi, porta su ON (se disabilitato) l’interruttore che trovi accanto alla voce Wi-Fi e pigia sul nome del network di tuo interesse dall’elenco che vedi comparire. Se richiesta, digita anche la password usata per proteggere la rete e premi su Accedi.

Se pensi di aver bisogno di maggiori dettagli al riguardo, puoi consultare la mia guida sui come connettersi sl Wi-Fi mediante cui ho provveduto a parlarti della questione con dovizia di particolari.

Potenziare la rete Wi-Fi

Ripetitore WiFi: come funziona

Il segnale wireless di un singolo modem/router generalmente è in grado di coprire un’area tra i 50 ed i 100 metri ma all’occorrenza può eventualmente essere esteso.

Per riuscirci, basta impiegare alcune apparecchiature apposite, come access point e ripetitori Wi-Fi. Per maggiori dettagli riguardo gli strumenti in questione, fa’ riferimento alla mia guida all’acquisto dedicata agli access point ed a quella incentrata in via specifica sui ripetitori Wi-Fi.

Tieni poi presente che anche alcuni modem/router sono in grado di assolvere alle suddette funzionalità se sfruttati in accoppiata ad un altro apparecchio che va ad “erogare” la rete wireless. Per approfondimenti, puoi consultare quest’altra mia guida all’acquisto incentrata proprio sui router Wi-Fi.

Un altro sistema per aumentare la “portata” del segnale Wi-Fi senza però ricorrere a strumentazioni terze consiste nel mettere in pratica escamotage vari, come ad esempio cambiare la posizione del modem/router, spegnere ed accendere il dispositivo, modificare il canale Wi-Fi impiegato e via discorrendo. Per maggiori informazioni in tal senso, ti invito a consultare il mio post su come potenziare il segnale Wi-Fi.