HDG explica: ¿Cómo funciona WiFi?

WiFi es una tecnología de red inalámbrica que le permite conectar sus dispositivos habilitados para WiFi a una red local. ^(WiFi)Al usar WiFi , puede transferir datos entre dispositivos de la red local o conectarse a Internet, si hay una conexión disponible. La mayoría de la gente probablemente sepa esto, ya que todos usamos WiFi todos los días, pero ¿cómo funciona realmente WiFi ?

wifi es radio^{(WiFi Is Radio)}

El hecho más fundamental sobre WiFi es que utiliza ondas de radio para transmitir información. Las ondas de radio son lo que llamamos un rango de frecuencia específico de radiación electromagnética. La luz^(Light) es la porción del espectro a la que nuestros ojos son sensibles, pero está hecha de la misma «materia» que las ondas de radio.

WiFi utiliza dos frecuencias diferentes para la transmisión: 2,4 Ghz y 5 Ghz. Eso es 2.400.000.000 y 5.000.000.000 ciclos por segundo respectivamente. Esto es bastante alto en comparación con la radio FM, que tiene una frecuencia de solo unos 100Mhz.

La frecuencia exacta de una onda de radio cambia mucho en cuanto a sus características. Con una frecuencia más alta, puede incluir más información en su señal. Sin embargo, algunas frecuencias no tienen rangos muy largos.

Diferentes frecuencias también penetran la materia de manera diferente. Algunas frecuencias pueden rebotar en la atmósfera, por lo que su transmisor y receptor no necesitan línea de visión para funcionar. Otras frecuencias simplemente se disparan directamente al espacio. Eso es útil si quieres comunicarte con un satélite, no tanto si el receptor está en la Tierra.

Las ondas en las frecuencias operativas de WiFi pueden alcanzar cientos de millas si pones suficiente potencia en la potencia de transmisión, no tienes nada en el camino y usas la antena adecuada. Sin embargo, el WiFi^(WiFi) doméstico estándar generalmente tiene un alcance sin obstrucciones de entre 30 y 50 metros (aproximadamente 100/150 pies). WiFi de 2,4 Ghz tiene el alcance más largo, WiFi de 5 Ghz tiene velocidades más altas.

Wi-Fi es digital^{(WiFi Is Digital)}

WiFi es radio, pero es radio digital . Eso significa que las ondas de radio están moduladas para transportar código digital. WiFi está absolutamente repleto de información digital.

La última y mejor tecnología WiFi tiene un límite de velocidad teórico de 4,8 Gbps , utilizando cuatro flujos de datos de 1,2 Gbps a la vez. ^(Gbps)¡Eso es 600 megabytes por segundo! Por supuesto, las velocidades teóricas se determinan en un laboratorio en condiciones óptimas, pero incluso en el mundo real, el WiFi moderno es muy rápido.

WiFi tiene estándares y protocolos^{(WiFi Has Standards & Protocols)}

WiFi existe desde hace mucho tiempo. La primera iteración comercial de la tecnología se lanzó en 1997. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos^{(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)} ( IEEE ) codificó el estándar WiFi , que se conoce oficialmente como IEEE 802.11 . La primera generación de WiFi se conoce como 802.11a, pero con el paso del tiempo se desarrollaron nuevas y mejores versiones de WiFi :

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

WiFi no es totalmente compatible con versiones anteriores. No encontrará muchos dispositivos modernos que aún puedan comunicarse con dispositivos 802.11a. Muchos dispositivos WiFi son «bgn» y funcionarán con esos tres estándares, que utilizan la banda de frecuencia de 2,4 Ghz. 802.11ac usa la banda de 5 Ghz, pero la mayoría de estos enrutadores son de «doble banda» y también ofrecen 2,4 Ghz para hablar con dispositivos más antiguos que usan estándares más antiguos.

En la práctica, la retrocompatibilidad con WiFi es irregular, ya que algunos dispositivos están bloqueados a ciertas velocidades dentro de cada estándar respectivo. ¡Es posible que los enrutadores más nuevos no permitan que las cosas vayan tan lentamente!

Por cierto, se ha eliminado toda la convención de nomenclatura «802.11». El último 802.11ax ahora se conoce como WiFi 6 , siendo 802.11 WiFi 5 y así sucesivamente.

WiFi está encriptado^{(WiFi Is Encrypted)}

Cualquiera puede interceptar las ondas de radio WiFi , pero gracias al cifrado digital^{(digital encryption)} no pueden simplemente escuchar a escondidas lo que se envía y recibe. Al menos, este es el caso si su red WiFi está protegida con contraseña.

Su contraseña WiFi también es la clave de cifrado, por lo que cualquiera que tenga la contraseña puede ver todos los paquetes de datos sin filtrar. ¡Es por eso que solo debe usar sitios web que estén habilitados para HTTPS y siempre use un servicio VPN si está usando un punto de acceso WiFi público !

Lo más probable es que sus dispositivos WiFi utilicen WPA2 . WPA es la abreviatura de WiFi Protected Access y es un esquema de encriptación muy fuerte para las conexiones WiFi . Sin embargo, a lo largo de los años, los piratas informáticos han descubierto varios exploits que, en algunos casos, les permiten romper los protocolos de cifrado WPA2 .

En 2018 , WiFi Alliance , que es el custodio de la tecnología WiFi , anunció WPA3 . Esta nueva versión mejora la seguridad y tapa los agujeros de seguridad encontrados en WPA2 . Por supuesto, pasará algún tiempo antes de que todo el hardware sea compatible con el nuevo estándar de seguridad.

WiFi directo es una cosa^{(WiFi Direct Is a Thing)}

WiFi fue diseñado para usar un dispositivo central como un enrutador para administrar la comunicación entre dispositivos. Sin embargo, WiFi también se puede usar para conectar directamente dos dispositivos en lo que se conoce como una conexión «peer-to-peer». Esto es muy útil cuando, por ejemplo, desea enviar un archivo grande al teléfono inteligente de alguien desde el suyo.

Este también es el tipo de WiFi que se usa a menudo para transmitir video desde un teléfono a un televisor inteligente. Cuando usa dispositivos como cámaras GoPro o ciertos drones con cámaras WiFi , también está usando una conexión WiFi directa . Bluetooth recibe la mayor parte de la atención en el mundo de las conexiones inalámbricas punto a punto, especialmente porque es muy eficiente en energía, pero WiFi directo es rápido y fácil de usar.

Enrutadores, repetidores y redes de malla^{(Routers, Repeaters & Mesh Networks)}

Si bien las conexiones WiFi^(WiFi) directas son comunes en estos días, el WiFi que todos usamos la mayor parte del tiempo utiliza un diseño de concentrador y radio. En otras palabras, todos sus dispositivos WiFi se conectan a un dispositivo central, que actúa como intermediario. Para la mayoría de las personas, este será el enrutador WiFi común.^(WiFi)

Los enrutadores modernos cuentan con múltiples antenas, que separan diferentes bandas de frecuencia, así como el hardware que envía y recibe datos WiFi . Estos enrutadores también manejan su conexión a Internet y cualquier dispositivo Ethernet cableado en su red, lo que permite que las redes cableadas e inalámbricas se comuniquen entre sí.

Sin embargo, como dijimos anteriormente, los rangos de señal WiFi son bastante limitados. Lo que significa que cuanto más lejos esté del enrutador, peor será la intensidad de la señal. Se puede usar un repetidor WiFi para extender esa señal en el borde del rango de cobertura.^{(WiFi repeater)}

Si bien los repetidores funcionan bastante bien, hay una nueva tendencia hacia los sistemas WiFi de «malla» . ^{(” WiFi)}Aquí, no hay un enrutador central. En su lugar, varios enrutadores más pequeños están repartidos por su casa, conectados entre sí y proporcionando una nube perfecta de WiFi . Esta es la tecnología WiFi más utilizada en las grandes empresas, pero se ha vuelto asequible para uso doméstico.

Más allá de Wi-Fi^{(Beyond WiFi)}

WiFi nos rodea más que nunca, ya que todo tipo de dispositivos ahora necesitan una conexión de red. Sin embargo, WiFi no es la única tecnología competidora cuando se trata de transmisión inalámbrica de datos. Bluetooth gobierna el gallinero cuando se trata de conexiones de corto alcance y baja potencia. Las futuras versiones de Bluetooth pueden incluso hacer que WiFi corra por su dinero cuando se trata de velocidad y alcance.

Sin embargo, el mayor competidor de WiFi bien podría ser 5G. La tecnología celular de quinta generación ofrece tarifas de datos más económicas y una densa cobertura urbana. Es posible que 5G no reemplace al WiFi en el hogar, pero 5G ofrece una alternativa a los puntos de acceso WiFi públicos , que se han vuelto populares principalmente debido a los altos costos de los datos móviles.

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.

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