Come funziona il Wi-Fi

di Salvatore Aranzulla

Oggigiorno la quasi totalità dei dispositivi — computer, smartphone e tablet in primis — vengono collegati a 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 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 sì!), posizionati allora bello comodo dinanzi il tuo fido computer e inizia immediatamente a concentrarti sulla lettura di tutto quanto riportato qui di seguito. Insieme andremo a scoprire come funziona la tecnologa in oggetto e alcuni tipi specifici della medesima. Alla fine, ne sono certo, avrai le idee sufficientemente chiare al riguardo.

Che cos'è il Wi-Fi

Come funziona 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 a 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 a 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 e il suo sviluppo e la sua diffusione diventarono nel giro di breve tempo sempre più capillari.

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

Classi e bande di frequenza

Come funziona il Wi-Fi

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) — 3 Gbps.
Wi-Fi 6 e 6E (802.11ax) — fino a 9 Gbps.
Wi-Fi 7(802.11be) — fino a 46 Gbit/s.

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. La cosa è poi stata portata avanti e perfezionata con la sesta generazione.

Canali supportati e 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 a 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 e 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 a 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 a 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 a 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 a 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 a 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 e 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 e 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 a 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 e 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.

Come funziona il Wi-Fi Direct

fotocamera

Il Wi-Fi Direct è una tecnologia che è molto simile e molto differente da ciò di cui abbiamo parlato in generale nelle righe precedenti. Si tratta infatti sì di un segnale wireless, ma che non ha il fine di farti connettere a Internet, quanto più di consentire la comunicazione tra due dispositivi.

Se prendiamo per esempio il Wi-Fi delle macchine fotografiche di ultima generazione, esso permette alla medesima di collegarsi direttamente a (per esempio) un telefono cellulare. In questo modo, una volta stabilita la connessione diretta tra i due che non necessita la presenza di un accesso a Internet, l'utente potrà inviare le foto al cellulare direttamente e senza l'uso di qualsivoglia cavo.

Dunque, come potrai facilmente capire da questo esempio, due dispositivi che si possono connettere tramite questo sistema, possono scambiarsi informazioni facilmente e in modo indipendente. Il vantaggio rispetto a (per esempio) una connessione Bluetooth, sta nel fatto che non necessita di configurazioni e ha una velocità di trasferimento decisamente superiore.

Attenzione però, se un dispositivo è dotato di connessione Wi-Fi, non significa sia automaticamente anche capace di usare il Wi-Fi Direct, anzi. Non è così diffusa su larga scala come tecnologia e ha utilizzi relativamente di nicchia, quindi non pensare che sia lo standard. Per maggiori informazioni sul funzionamento del Wi-Fi Direct, ti lascio alla mia guida completa sul tema.

Come funziona il Wi-Fi portatile

tablet

Se hai la necessità di spostarti in giro per il mondo e non puoi utilizzare il classico Wi-Fi di casa tua, potresti essere interessato a una soluzione portatile. Si tratta infatti di dispositivi che emettono un segnale Wi-Fi ai quali è possibile collegarsi per avere una connessione ovunque, ma non sono tutti uguali.

Ci sono quelli che vengono comunemente definite come “saponette” (poiché sono piccole, stondate e stanno in tasca), nelle quali è possibile inserire una SIM di un qualunque operatore telefonico. Esse, proprio come un segnale hotspot emesso da un cellulare, ti permetteranno poi di collegarti alla rete proprio come a un qualunque Wi-Fi. Il vantaggio sta nel fatto che non dovrai rovinare la batteria del telefono o utilizzarla allo sfinimento per mantenere l'hotspot attivo.

In alternativa ci sono anche dei sistemi Wi-Fi che non richiedono direttamente il possesso di una scheda SIM ma che sfruttano comunque la rete 4G dei cellulari. Per maggiori approfondimenti sul funzionamento del Wi-Fi portatile, ti lascio alla mia guida sul tema.

Come funziona il Wi-Fi in aereo

aereo

Se ti è capitato di prendere un aereo che offriva la connessione Wi-Fi durante il volo per i suoi passeggeri, potresti avere domande sul suo funzionamento. In realtà, non è qualcosa di particolarmente complesso od originale, si tratta di un qualcosa che hai probabilmente già usato in molte altre occasioni.

Infatti, a seconda dei casi, gli aerei possono connettersi alla rete Internet prendendo il segnale emesso dai classici ripetitori a terra (ma è un qualcosa di complesso e costoso visto che non sempre può essere disponibile), oppure un segnale satellitare intercettato da un dispositivo a bordo. Indipendentemente da quale sia la sua natura, la differenza con un classico modem connesso alla rete telefonica o a un sistema satellitare come Starlink, è pressoché nulla.

Ad ogni modo, è importante ricordarsi di seguire le indicazioni guida della compagnia aerea e tenere comunque i propri device in modalità aereo, attivando la sola connettività Wi-Fi.

Come funziona il Wi-Fi extender

router

Se hai un modem in casa che però, per una ragione o per l'altra, non riesce a coprire con un segnale decente tutto lo spazio abitabile, forse ti occorre un Wi-Fi extender. Si tratta di puri e semplici ripetitori, i quali captano il segnale madre del router e lo riemettono per mantenerlo forte anche in zone dove, altrimenti, non arriverebbe (via cavo o in modalità wireless).

Ce ne sono di vari tipi e forme, con supporto a diversi standard di connettività, quindi prima di acquistarne uno ti invito vivamente a informarti su questi dettagli tecnici, onde evitare acquisti poco accorti. A tal proposito, ti invito a leggere la mia guida all'acquisto ai ripetitori wireless.

Discorso a parte va fatto per gli adattatori Powerline, i quali si collegano al router tramite cavo Ethernet e poi ne estendono il segnale, anche a gran distanza, tramite la rete elettrica di casa. Te ne ho parlato nella mia guida all'acquisto sui migliori adattatori Powerline.

Come funziona il Wi-Fi in crociera

crociera

Se vuoi sapere come funziona il Wi-Fi su MSC o una qualunque altra crociera, sappi che a bordo della nave di usufruisce di una connessione tramite satellite che poi viene erogata mediante appositi access point. La qualità e velocità della rete dipendono da tanti fattori. Nei porti, invece, si può usufruire della classica rete dati, ma occorre sempre tener conto del fattore roaming se ci si trova all'estero (in particolare fuori Europa).

Detto questo, la maggior parte delle aziende offrono dei pacchetti di dati che permettono di navigare dalla nave a prezzi più o meno convenienti, in base alle esigenze che possono avere i clienti. Ti invito, dunque, a informarti bene presso l'azienda che offre la crociera alla quale sei interessato prima di acquistare il tuo viaggio.

Come funziona il Wi-Fi Calling

telefono

Il Wi-Fi Calling è una tecnologia che permette agli operatori di determinati provider di effettuare chiamate in Wi-Fi laddove il segnale della linea telefonica dei cellulari non dovesse essere abbastanza forte.

Ovviamente occorre avere una linea domestica attiva e funzionante dello stesso operatore che si ha sul cellulare. A tal proposito, ci sono molti operatori che offrono questo servizio. Se vuoi saperne di più con un esempio pratico, dai un'occhiata al mio tutorial su come funziona il Wi-Fi calling di TIM.

Come funziona il Wi-Fi di Sky

sky

Sky Wifi è l'offerta per la fibra ottica proposta dal colosso delle pay TV, spesso in bundle proprio con i pacchetti per i contenuti televisivi. Viene fornito con router (Hub) e satelliti (pod) che consentono di avere un segnale ottimale in tutte le aree dell'abitazione.

A tal proposito, occorre fare una menzione particolare a quello che Sky chiama Wi-Fi sferico. Se ti stai domando come funziona il Wi-Fi sferico di Sky, occorre scendere un po' più nel tecnico. Fondamentalmente, quando un router emette il segnale, tende a concentrarlo meglio in determinate aree piuttosto che in altre.

Almeno questo accade con alcuni modelli, mentre con altri che hanno la tecnologia sferica le onde sono distribuite in modo uniforme in ogni direzione. Questo, come potrai facilmente capire, dà dei vantaggi per l'utente il quale potrà connettersi in maniera ottimale da ogni angolo della casa.

Certo, sempre tenendo conto che gli ostacoli (come muri spessi) andranno a impattare anche pesantemente sulla qualità del segnale. Esso è sì omnidirezionale, ma non inarrestabile. Se vuoi sapere in dettaglio come funziona il Wi-Fi di Sky, ti lascio alla mia guida sul tema.

Salvatore Aranzulla è il blogger e divulgatore informatico più letto in Italia. Noto per aver scoperto delle vulnerabilità nei siti di Google e Microsoft. Collabora con riviste di informatica e cura la rubrica tecnologica del quotidiano Il Messaggero. È il fondatore di Aranzulla.it, uno dei trenta siti più visitati d'Italia, nel quale risponde con semplicità a migliaia di dubbi di tipo informatico. Ha pubblicato per Mondadori e Mondadori Informatica.