Kako bi u Wi-Fi tehnologija bila u potpunosti razumljiva, potrebno je imati jasan koncept kako bežični rad funkcionira na fizičkom sloju OSI modela. U središtu fizičkog sloja je radio-frekvencijska (RF) komunikacija. U ožičenom LAN-u signal je uredno zatvoren unutar žice, a očekivano ponašanje je predviđeno. Međutim, upravo suprotno vrijedi za Wi-Fi. Iako se primjenjuju zakoni fizike, RF signali kreću se kroz zrak na ponekad nepredvidljiv način. Budući da RF signali nisu „ukroćeni“ unutar žice, uvijek biste trebali pokušati zamisliti Wi-Fi kao "stalno promjenjivu" mrežu.

Što je radio frekvencijski signal te što na njega utječe?

Elektromagnetski (EM) spektar, koji se obično jednostavno naziva spektrom, je raspon svih mogućih elektromagnetskih zračenja. Ovo zračenje postoji kao samo-propagirajući elektromagnetski valovi koji se mogu kretati kroz materiju ili prostor. Primjeri elektromagnetskih valova uključuju gama zrake, rendgenske zrake, vidljivu svjetlost i radio valove. Radio valovi su elektromagnetski valovi koji se javljaju na radio-frekventnom dijelu elektromagnetskog spektra.

RF signal nastaje kao električni izmjenični strujni (AC) signal koji izvorno generira odašiljač. Ovaj AC signal se šalje kroz bakreni vodič (obično koaksijalni kabel) i zrači iz antenskog elementa u obliku elektromagnetnog vala. Ovaj elektromagnetski val je bežični signal. Promjene toka elektrona u anteni (inače poznato kao struja), stvaraju promjene elektromagnetskih polja oko antene.

RF elektromagnetski signal zrači od antene u kontinuiranom uzorku koji se upravlja određenim svojstvima kao što su valna duljina, frekvencija, amplituda i faza. Signali putuju pomoću različitih kombinacija ponašanja kretanja, ta ponašanja kretanja se nazivaju propagacijsko ponašanje. Neka od tih ponašanja širenja su apsorpcija, refleksija, raspršenje, refrakcija, difrakcija, pojačavanje i prigušenje.

Propagacija vala, odnosno načini na koji se RF valovi kreću mogu drastično varirati ovisno o materijalima na putu signala. Na primjer, pregradni zid (knauf) će imati drugačiji učinak na RF signal od metala ili betona. Ponašanja kretanja RF valova uključuju apsorpciju, refleksiju, raspršenje, refrakciju, difrakciju, gubitak slobodnog prostora, višestruki put, prigušenje (atenuacija) i dobitak (gain).

Apsorpcija

Najčešća je apsorpcija kod propagacije RF vala. Ako se signal ne „odbije“, zaobiđe ili prođe kroz objekt, onda se dogodi apsorpcija od 100%. Većina materijala apsorbira neku količinu RF signala u različitim stupnjevima.

Zidovi od cigle ili betona bitno će apsorbirati signal, dok će pregradni zid (knauf) apsorbirati signal u manjoj mjeri. Signalu na 2,4 GHz ostati će 1/16 izvorne snage nakon propagacije kroz zid od cigle. Taj isti signal će izgubiti samo 1/2 izvorne snage nakon prolaska kroz zid od gipsanih ploča (knauf). Voda je još jedan primjer medija koji može apsorbirati signal u velikoj mjeri. Apsorpcija je vodeći uzrok prigušenja (atenuacije). Čak i predmeti s velikim sadržajem vode kao što su papir, karton ili akvarij mogu apsorbirati signal.

Refleksija

Jedno od važnijih ponašanja RF propagacije koje treba biti svjesno je refleksija. Kada val udari u glatki objekt koji je veći od samog vala, ovisno o mediju, val može odskočiti u drugom smjeru. Ovo se ponašanje kategorizira kao refleksija. Analogna situacija mogla bi košarkaška lopta koja se odbija od poda i njen smjer kretanja, ili odbijanje laserske zrake od ogledala. Ovisno o kutu upada zrake na ogledalo, odbija se u drugom smjeru. RF signali mogu se reflektirati na isti način, ovisno o predmetima ili materijalima od kojih se reflektiraju. Osim refleksije, val se može raspršiti u više smjerova ukoliko naiđe na neravni oblik.

Prigušenje

Nakon što iz antene izađe RF signal, smanjiti će se zbog apsorpcije, udaljenosti ili eventualno negativnih učinaka višestrukog puta.  Budući da RF signal prolazi kroz različite medije, dolazi do apsorpcije, što uzrokuje gubitak amplitude (jačina signala). Različiti materijali obično imaju različito prigušuju signal. Npr. RF signal od 2,4 GHz, koji prolazi kroz pregradni zid, smanjuje se za 3 decibela (dB) i gubi polovicu početne amplitude, dok isti taj signal koji se apsorbira kroz zid od cigle smanjuje se za 12 dB, što je 16 puta manja amplituda od početne.

Kao što je ranije rečeno, voda, materijali visoke gustoće, cigla, beton itd. su izvor apsorpcije koji uzrokuju gušenje signala. Referentna tablica gušenja signala kroz različite materijale na frekvenciji od 2.4 GHz:

Važno je razumjeti da će RF signalu također smanjivati amplituda, samo zbog gušenja kroz slobodni prostor. Ovo je fizikalna pojava, gubitak snage signala je uzrokovan prirodnim širenjem valova kroz prostor, što dalje signal putuje to će biti veći gubitak.

Višestruki put (Multipath)

Ovo je fenomen kod propagacije vala koji rezultira da odaslani signal dolazi na prijemnu antenu različitim putem u isto vrijeme ili unutar par nanosekundi. Refleksija signala je glavni uzrok ovog fenomena, u zatvorenom prostor refleksiju signala mogu uzrokovati zidovi, stolovi, podovi, ormari i brojne druge prepreke. Kod starijih 802.11 (a/b/g) standarda ovo je uzrokovalo poteškoće (destruktivan), no kod novih 802.11 (n/ac) ovaj fenomen je od velike pomoći (konstruktivan). Zbog MIMO (multiple-input / multiple-output) antena koje se koriste kod novih standarada u kombinaciji sa MRC (maximal ratio combining) tehnikom obrade signala postižemo veće brzine i kvalitetu prijenosa.

Pojačanje (Gain)

Dobitak, također poznat kao pojačanje, najbolje se može opisati kao povećanje amplitude ili jačine signala. Postoje dvije vrste pojačanja, poznate su kao aktivno i pasivno pojačanje. Povećanje amplitude signala rezultat je bilo aktivnog pojačanja prije nego što signal dođe do antene (pojačanje kroz predajnik) ili pasivno pojačanje usredotočenjem signala koji zrači iz antene. Uobičajene antene koje se koriste kod Wi-Fi pristupnih točaka su mali polu-valni dipoli, obično obloženi gumom, pojačanja od 2,14 dBi.