Alle spalle del nostro router: come funziona il Wi-Fi e perché è meglio Ethernet

wifi-alliance-logoPotendo scegliere tra Ethernet e Wi-Fi senza ombra di dubbio dovremo propendere per il primo, ovvero la connessione via cavo. Questo perché, sebbene entrambi possano avere la stessa velocità, il momento in cui più di uno strumento è connesso al Wi-Fi questi inizia già a rallentare significativamente. Con il wireless infatti tutti navighiamo con la stessa frequenza on-the-air mentre con Ethernet abbiamo i nostri personali impulsi elettrici (che equivalgono alla frequenza Wi-Fi) e che non condividiamo con nessun altro.

Per esempio, immaginiamoci una stanza piena di persone dove tutti parlano allo stesso momento. In questo caso il Wi-Fi, per riuscire a comprendere il miasma di voci e discorsi, suddivide ogni persona creando dei turni in una sorta di lunga fila astratta in cui ogni singolo utente può parlare per un totale di secondi prima di lasciare il posto al successivo: questo fenomeno viene chiamato air-time (spazio radiofonico). Nel caso invece di Ethernet, non condividendo le frequenze ed essendo connessi direttamente al router, è come se fossimo con un solo amico nella stanza senza avere problemi di turni o confusione di sottofondo. Nel passato, Ethernet, è vero, non era molto veloce e funzionava più o meno come il Wi-Fi ma con i nuovi routers ed i nuovi algoritmi utilizzati oggi non ha importanza quanti sistemi vengono ad essi connessi.

Ma concentriamoci, ora, sul Wi-Fi: continuando con l’esempio fatto sembrerebbe allora logico creare più stanze per suddividere i vari utenti e diminuire, così, la confusione. Il problema, però, è che per legge in Europa vi sono solo 11 canali (ovvero stanze) di 2.4 GHz. Questa frequenza è generalmente la più utilizzata grazie al suo buon equilibrio tra velocità e distanza coperta.

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Quando siamo connessi al Wi-Fi possiamo scegliere, quindi, su quale canale degli 11 disponibili appoggiarci. Mettiamo, quindi, di scegliere il canale n. 9 come mostrato col colore celeste nell’immagine qui sopra riportata. Come vediamo, osservando il nostro segnale ed ammettendo che altri canali oltre al nostro siano stati abilitati, per esempio il n. 8 ed il n. 10, la nostra e la connessione di coloro che si trovano nei canali citati risulteranno più lente e congestionate. Questo accade perché i canali si sovrappongono venendo così obbligati a condividere tra loro air-time e, di conseguenza, creando quella lunga fila astratta di cui parlavamo inizialmente. Inoltre, non comunicando tra loro i punti di accesso n. 8. 9 e 10 possono trasmettere dati contemporaneamente creando una collisione e generando una sorta di loop continuo finché i suddetti pacchetti di dati non sono in grado di giungere al loro turno nella fila: questo fenomeno viene chiamato in gergo cross-talk (scambio di battute).

Come si nota dall’immagine i canali in rosso, ovvero il n. 1, 6 e 9, sarebbero, in un mondo ideale, gli unici a cui gli utenti dovrebbero connettersi per non creare il cross-talk sopra descritto ma ciò logicamente non avviene.

Qualcuno potrebbe pensare che la wide-band che usa o 2.4 GHz o 5.0 GHz sia la soluzione migliore perché più potente in termini di GHz. Non solo, questa banda anziché prendere, come la precedente, 22 MHz (nell’immagine mostrato dal segmento sottostante alla banda n. 6) ne utilizza 44Mhz, ovvero il doppio dello spazio usato normalmente. 

Ora, mettiamo di comprarci un router che corra a 5.0 GHz cosa possiamo aspettarci? Prima di tutto saremo molto più veloci ma non solo avremo anche, idealmente, un totale di 24 canali a nostra disposizione senza la presenza di fenomeni di cross-talk, contro gli 3 della connessione a 2.4 GHz. Ciò significa che vi sarà più spazio per inviare pacchetti di dati calcolando anche che poche persone al momento usufruiscono di un router a 5.0 GHz. D’altro canto, però, questo tipo di router ha alcuni lati negativi non trascurabili: il segnale Wi-Fi viene bloccato più facilmente da mobili, finestre, muri e la sua portata, o range, è quindi più limitata.

Inoltre, vi è uno standard che descrive come il router dovrebbe funzionare, quante antenne monta al suo interno e quante frequenze copre. I più importanti oggi sono quattro:

  • 802.11b, è la prima generazione di Wi-Fi entrati in commercio e, logicamente, anche la più lenta. Questo arriva ad un massimo di 11 Mbit/s.
  • 802.11g, arriva a 54 Mbit/s ed ha introdotto frequenze più basse di 22 MHz riducendole a 20MHz. Inoltre, la sua portata è più ampia del precedente e, quindi, meno sensibili a possibili ostacoli come muri o mobili.
  • 802.11n, ha introdotto l’opzione della frequenza a 5 GHz ma non è richiesto dallo standard (quindi alcuni router di questa fascia non presentano tale possibilità). Attualmente, è il router più utilizzato. Arriva ad un massimo di 72.2 Mbit/s con il 2.4 GHz mentre a 5 GHz può arrivare a 150 Mbit/s. Non solo, ma con questo standard sono stati introdotti anche multipli input ed output chiamati MIMO che indica il numero di antenne utilizzabili, quindi, individualmente (in pratica una può ricevere mentre l’altra può inviare dati): ecco perché questi router hanno installate da due antenne a quattro.
  • 802.11ac, supporta fino ad otto MIMO (ovvero otto antenne). Ha introdotto le ultra wide band che sono il doppio delle wide-band. Anche qui il router corre a 5GHz ma, essendo la banda più larga, la connessione risulta comunque più veloce che con i precedenti routers. Qui, andiamo da un minimo di 96.3 Mbit/s ad un massimo di 866.7 Mbit/s.

42-1448045625Tornando, in conclusione, al discorso dedicato al perché l’uso del cavo Ethernet è comunque migliore del Wi-Fi. Ethernet, infatti, arriva ad una velocità 1 Gb/s, ovvero 1000 Mbit/s contro quelli del migliore router ac che, per ora, sono limitati a 866.7 Mbit/s. Inoltre, comprare un lungo cavo Ethernet non sarà mai costoso quanto un nuovo router 802.11ac che si aggira in media attorno ai 100 euro.

In ogni caso, come vedremo in un successivo articolo, sapendo queste piccole specifiche saremo anche in grado di migliorare la velocità della nostra connessione Wi-Fi.

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