Come funziona il Wi-Fi?

Che cosa viaggia nell'aria tra il router e il telefono?

Viaggiano onde radio, parenti strette della luce. Sono fatte della stessa sostanza, campi elettrici e magnetici che oscillano, ma hanno onde molto più lunghe e i nostri occhi non le vedono. Sono la stessa famiglia della radio FM in auto e del segnale del cellulare.

Il Wi-Fi di casa usa soprattutto due bande: 2,4 GHz e 5 GHz. Un gigahertz vuol dire un miliardo di oscillazioni al secondo, quindi a 2,4 GHz l'onda va su e giù 2,4 miliardi di volte ogni secondo.

Facciamo il conto da ingegneri. Le onde radio viaggiano alla velocità della luce, circa 300.000 km al secondo. Dividendo questa velocità per la frequenza si ottiene la lunghezza d'onda: a 2,4 GHz viene 12,5 centimetri, più o meno la lunghezza di una penna. A 5 GHz l'onda è lunga circa 6 centimetri.

Le antenne del router sono dimensionate proprio su queste misure: ecco perché sono stecche di qualche centimetro e non pali da tetto.

Come fa un'onda a trasportare un video?

Un video, per il computer, è solo una lunghissima fila di bit, cioè di zeri e uni. Il router li scrive dentro l'onda cambiandone di pochissimo la forza e il ritardo, migliaia di volte al secondo. È un codice: ogni piccola variazione corrisponde a un gruppo di bit, e il telefono dall'altra parte la decifra.

Per andare veloce, il Wi-Fi moderno non usa un'onda sola. Divide il suo canale in tante sottoportanti, come un'autostrada divisa in molte corsie strette: ogni corsia porta un pezzetto dei dati, e insieme vanno molto più forte di una corsia sola.

C'è poi un problema tipico delle case: il segnale rimbalza su pareti, mobili e soffitti, e al telefono arrivano tante copie dello stesso messaggio, una dopo l'altra, come un'eco. Una parte delle tecniche per ripulire questi segnali viene da un posto inaspettato: un gruppo di radioastronomi dell'ente di ricerca australiano CSIRO, guidato da John O'Sullivan, che cercava i segnali di piccoli buchi neri in esplosione.

I buchi neri non li trovarono, ma i metodi per ripulire i deboli segnali radio finirono in un brevetto, depositato nel 1992 e concesso negli Stati Uniti nel 1996, che oggi è alla base del Wi-Fi.

Perché il segnale non arriva bene in tutte le stanze?

Ogni ostacolo si mangia un po' di segnale. I muri in cemento armato e i solai, con le loro armature in acciaio, sono tra i peggiori. Anche l'acqua assorbe bene queste onde: un acquario, un termosifone pieno o anche il corpo di una persona tra te e il router abbassano il segnale.

Qui entra in gioco una scelta da ingegneri. La banda a 2,4 GHz ha onde più lunghe, passa meglio attraverso i muri e arriva più lontano, ma è più affollata e più lenta. Quella a 5 GHz porta molti più dati, però si indebolisce prima. Per questo molti router accendono tutte e due le bande e scelgono quella migliore per ogni dispositivo.

Poi c'è il forno a microonde. Scalda il cibo con onde a circa 2,45 GHz, proprio dentro la banda del Wi-Fi. È schermato, ma una piccola fuga basta a disturbare: se la videochiamata scatta mentre scaldi il latte, il motivo è quello.

E i vicini? Nella banda a 2,4 GHz i canali sono pochi e si sovrappongono: in pratica se ne usano tre separati, l'1, il 6 e l'11. In un condominio con venti router accesi, tutti si contendono le stesse corsie.

Chi decide le regole del Wi-Fi?

Perché un telefono coreano parli con un router italiano serve un linguaggio comune. Lo scrive l'IEEE, un'associazione internazionale di ingegneri, nella famiglia di norme chiamata 802.11. La prima versione è del 1997 e arrivava a 2 megabit al secondo: oggi basterebbe a malapena per un video in bassa qualità.

Il nome Wi-Fi è arrivato nel 1999, inventato dall'agenzia di marchi Interbrand come gioco di parole su hi-fi, l'alta fedeltà degli stereo. Contrariamente a quanto si legge spesso, non significa Wireless Fidelity: è solo un marchio facile da ricordare.

Nel 2018 la Wi-Fi Alliance ha semplificato i nomi: lo standard 802.11ac è diventato Wi-Fi 5 e l'802.11ax Wi-Fi 6. Nel 2021 l'Unione Europea ha aperto al Wi-Fi anche la banda dei 6 GHz, da 5945 a 6425 MHz: 480 MHz di spazio nuovo, usati dai router Wi-Fi 6E e successivi.

C'è anche un limite di potenza. In Europa un apparecchio Wi-Fi a 2,4 GHz può irradiare al massimo 100 milliwatt: migliaia di volte meno di un forno a microonde, che ne usa centinaia di watt.

Wi-Fi e internet sono la stessa cosa?

No, ed è la confusione più diffusa. Il Wi-Fi copre solo gli ultimi metri, dal router al tuo telefono. Da lì in poi i dati corrono sul cavo di casa, in fibra o in rame, fino alla centrale e poi nella grande rete mondiale. Se vuoi seguire tutto il viaggio, leggi come funziona internet.

Per questo puoi avere il Wi-Fi pieno e internet lento: le tacche dicono quanto è forte il segnale nella tua stanza, non quanto è veloce la linea che arriva in casa.

Qualche regola pratica viene dalla fisica che abbiamo visto. Metti il router in alto e al centro della casa, non chiuso in un mobile o dietro la TV. Tienilo lontano dal microonde e dagli acquari. Se la casa è grande, conviene una rete a più punti invece di un unico router potente.