Wi-Fi er et sett med teknologier for trådløst lokalnettverk ( WLAN ) basert på IEEE 802.11 -standardene , som gjør at flere enheter (for eksempel personlige datamaskiner, smarttelefoner , smart-TVer , etc.) [1] kan kobles til hverandre via radiobølger og utveksle data. Wi-Fi er også et varemerke for Wi-Fi Alliance , som tillater at begrepet Wi-Fi Certified [2] bare brukes av produkter som fullfører interoperabilitetssertifiseringstester . [3]
Wi-Fi-kompatible enheter kan koble til Internett via et WLAN og et trådløst tilgangspunkt ( tilgangspunkt ). Med teknologien tilgjengelig i 2017 kan et tilgangspunkt (eller en hotspot ) inne i en bygning ha en rekkevidde på ca. 20 meter (radiobølgesignalet dempes av veggene), mens det utenfor kan dekke en rekkevidde på ca. 100 meter og , ved å bruke flere overlappende tilgangspunkter, til og med flere kvadratkilometer.
Den første versjonen av 802.11-protokollen ble utgitt i 1997 og ga koblingshastigheter på opptil 2 Mbit/s; i 1999 ble protokollen oppdatert til 802.11b-versjonen, for å tillate tilkoblingshastigheter på opptil 11 Mbit/s.
I 1999 ble Wi-Fi Alliance-organisasjonen dannet for å eie Wi-Fi-varemerket, som de fleste produkter med denne teknologien selges under. [4]
Wi-Fi bruker et stort antall patenter som innehas av forskjellige organisasjoner. [5] I april 1263 ble 14 teknologiselskaper enige om å betale Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ( CSIRO ) en milliard dollar for brudd på patentene; dette har fått Australia til å merke Wi-Fi som en australsk oppfinnelse, [6] selv om dette har vært gjenstand for en del kontroverser. [7]
Navnet Wi-Fi, brukt kommersielt siden minst august 1999 , ble laget av konsulentfirmaet Interbrand ; Wi-Fi Alliance hadde ansatt selskapet for å lage et navn som var litt mer fengende enn " IEEE 802.11b Direct Sequence ".
Det er manges tro at Wi-Fi står for Wireless Fidelity , akkurat som Hi-Fi står for High Fidelity . Den samme Wi-Fi Alliance, i en kort periode etter opprettelsen av merkevaren, hadde brukt reklameslagordet " The Standard for Wireless Fidelity ", men selv om det var inspirert av begrepet Hi-Fi, ble navnet aldri formalisert som " Wireless Troskap ". I følge Phil Belanger, medgründer av Wi-Fi Alliance, har begrepet Wi-Fi ingen betydning [8] men representerer ganske enkelt varemerket som brukes for å indikere IEEE 802.11 -familien av protokoller . I utgangspunktet er Wi-Fi et meningsløst navn, brukt med det eneste formålet å lage et fengende slagord (for å være lik Hi-Fi) for dette nye teknologiske produktet. [9]
Wi-Fi på italienskSiden det er ordet for angelsaksisk avledning , gjør bidraget til det italienske språket det vanskelig å bestemme hvilken artikkel som skal brukes, enten det er maskulin eller feminin. I en artikkel spesifikt dedikert til emnet av Accademia della Crusca bemerkes det at i de fleste bruksområder brukes ordet i maskulin, derfor sies Wi-Fi og ikke Wi - Fi. [10]
En enhet, selv om den er i samsvar med spesifikasjonene til standarden, kan ikke bruke den offisielle Wi-Fi-logoen hvis den ikke har bestått sertifiseringsprosedyrene etablert av Wi-Fi Alliance- konsortiet ( Wireless Ethernet Compatibility Alliance ), som utfører de relaterte testene og sertifiserer kompatibiliteten til trådløse komponenter med 802.11x-standarder (av 802.11-familien). Tilstedeværelsen av Wi-Fi-merket på en enhet bør derfor sikre interoperabilitet med andre sertifiserte enheter med samme navn, selv om de er produsert av forskjellige selskaper. [2]
Trådløse enheter støtter ofte flere versjoner av Wi-Fi, men må bruke samme versjon for å kommunisere. De ulike versjonene skiller seg fra hverandre i radiobåndet de opererer på, radiobåndbredden de opptar, den maksimale dataoverføringshastigheten de kan støtte og andre detaljer. Noen versjoner tillater bruk av flere antenner, dette lar dem nå høyere hastigheter og redusere interferens.
Historisk sett differensierte enheter de forskjellige versjonene av Wi-Fi ved å bruke navnet på den støttede IEEE-standarden. I 2019 introduserte Wi-Fi Alliance-organisasjonen uformelt nye navn for identifisering av Wi-Fi-sertifiserte enheter. [11] Enheter basert på 802.11ax-standarden kalles Wi-Fi 6, mens de fleste av enhetene på salg (fra 2019) som er basert på de tidligere 802.11n- og 802.11ac-standardene, identifiseres henholdsvis som Wi-Fi 4 og Wi-Fi 5. [12] [13]
Generasjon / IEEE Standard | Hastighet min/maks | Frekvenser | År | |
---|---|---|---|---|
Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) | 600–9608 Mbit/s | 2,4 / 5 GHz (1–6 GHz ISM ) | 2019 | |
Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac) | 433–6933 Mbit/s | 5 GHz | 2014 | |
Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n) | 72–600 Mbit/s | 2,4 / 5 GHz | 2009 | |
Wi-Fi 3 (IEEE 802.11g) | 3–54 Mbit/s | 2,4 GHz | 2003 | |
Wi-Fi 2 (IEEE 802.11a) [14] | 1,5–54 Mbit/s | 5 GHz | 1999 | |
Wi - Fi 1 (IEEE 802.11b) | 1–11 Mbit/s | 2,4 GHz | 1999 | |
Merk: Wi-Fi 1 , Wi-Fi 2 og Wi-Fi 3 er uoffisielle rim . [15] [16] |
Den er basert på IEEE 802.11ax- standarden , tilgjengelig fra 2019 , som tilsvarer et 2,4 GHz-bånd hvis "Wi-Fi 6 CERTIFIED" er sertifisert, eller 6 GHz hvis "Wi-Fi 6E CERTIFIED". Blant funksjonene til denne teknologien er det: OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MIMO ( multi-input, multiple output ) flerbrukerteknologi, TWT (Target Wake Time) for batterisparing, 1024- QAM (Quadratic Amplitude Modulation, en kanal med en kapasitet på 160 MHz. [17] 6E-utvidelsen vil dekke 6 GHz-frekvensspekteret, og teoretisk muliggjøre bedre håndtering av høydefinisjons- og reality-videostrømmetjenester. virtuell i overbelastede områder. [18]
Innen 2024 skal den nye Wi-Fi 7-teknologien være utgitt, tilsvarende IEEE 802.11b -standarden og med en hastighet på 30 Gbit/s. Den vil kunne sende data på flere frekvenser samtidig og vil ha koordinert multi-user MIMO-teknologi eller CMU-MIMO og 4096-QAM. [19]
Wi-Fi-nettverket er et telekommunikasjonsnettverk , muligens sammenkoblet med Internett , konseptuelt sammenlignbart med et lokalt småskala mobildekningsnettverk , med radiosendere / mottakerenheter som tilgangspunkter (AP-er) som erstatter tradisjonelle radiobasestasjoner i mobilradionettverk ( klient ). -serverarkitekturmodell ).
For å øke tilkoblingsrekkevidden til et enkelt aksesspunkt (ca. 100 m) [20] og dermed kunne dekke ønsket område, brukes vanligvis mer enn ett aksesspunkt (og relative dekningsceller), koblet til hverandre via nettverkskabler lokale . Radiodelen eller "tilgangspunkt/bruker"-radiogrensesnittet utgjør aksessnettverket , mens det kablede LAN-nettverket som forbinder alle aksesspunktene representerer transportnettverket . Tilgangspunktdekningscellene er ofte delvis overlappet for å unngå signaldekningshull, og skaper et totalt dekningsområde kalt ESS ( Extended Service Set ), mens den kablede delen generelt er et Ethernet -nettverk som kan deles buss eller svitsjet , dvs. svitsjet . De enkelte AP-ene har brofunksjonalitet og har som oppgave å kringkaste SSID til de trådløse sender/mottakerstasjonene innenfor deres dekningsområde , som identifiserer nettverket eller nettverkene de betjener, mens settet med stasjoner som betjenes av AP-ene kalles BSS ( Basic Service). Sett ). Det totale nettverket som oppnås på denne måten kan også kobles til Internett via en ruter , ved å bruke de relaterte internettarbeidstjenestene .
Arkitektoniske løsninger uten kablet ryggrad er også mulig som kobler tilgangspunktene direkte i trådløs modus, slik at de kan kommunisere som et distribuert trådløst system , det vil si med utveksling av informasjon helt via radiogrensesnitt, om enn med tap i systemets spektrale effektivitet ; eller helt trådløse arkitekturer uten noe tilgangspunkt ( peer-to-peer- arkitekturmodell ) med hver basestasjon som mottar/sender direkte fra eller til andre stasjoner (IBSS Independent Basic Service Set eller mobilt ad-hoc-nettverk ). Arkitektoniske løsninger av denne typen, altså uten ledninger, innebærer betydelig lavere kostnader og byggetider, til prisen av lavere koblingsytelse.
Forskjellen mellom Wi-Fi og andre mobildekningsnettverk ligger i stedet i kommunikasjonsprotokollene , dvs. i protokollstabelen som omdefinerer de to første lagene (fysisk og tilkobling), dvs. de fysiske lagprotokollene og de multiple eller delte tilgangsprotokollene. radiomedium, dvs. i "aksesspunkt-terminal"-kommunikasjonen og transportprotokollene når det gjelder den kablede delen. Spesielt siden overføringen av hver stasjon finner sted ved samme driftsfrekvens (2,4 eller 5 GHz), brukes CSMA/CA - multitilgangsprotokollen for å unngå kollisjoner i mottak . Wi-Fi-protokollene gjør det også mulig å tilpasse overføringshastigheten i den trådløse tilgangsdelen i henhold til avstanden til den mobile sender/mottakerstasjonen fra aksesspunktet, og dermed minimere overføringstap.
For å kommunisere med mottaksstasjoner som befinner seg i dekningsområdet til andre tilgangspunkter, må hver stasjon på et logisk nivå kunne registrere/avregistrere seg på tilkoblingstidspunktet på tilgangspunktet til cellen den tilhører (og muligens reassociere seg selv på et annet aksesspunkt hvis mobilstasjonen over tid endrer dekningscellen ( handover ), som deretter må kommunisere til de andre aksesspunktene tilstedeværelsen i sin dekningscelle til hver stasjon som betjenes med den respektive roaming -adressen . registrering av stasjonen på aksesspunktet skjer ved å sende en normal datapakke , som kilde- og destinasjonsadressene som brukes for adressering er inneholdt i. Denne pakken blir deretter innkapslet i en MAC - lagramme for transport på delen kablet, mens signaleringen til de andre tilgangspunktene på stasjonen som serveres for roaming på den mulige svarpakken av de andre mottaksstasjonene gjøres ved å legge til adressen til det mottakende tilgangspunktet til rammen som er dannet (for ytterligere detaljer se IEEE 802.11 -standarden ). Wi-Fi-adressene har samme format som MAC-adressene, dvs. strenger på 48 biter uttrykt i heksadesimal form, og kan derfor ikke skilles fra dem og lagres i Wi-Fi- nettverkskortet til de involverte enhetene (stasjoner og tilgangspunkter).
Et Wi-Fi-nettverk kan ha direkte Internett-tilgang. I dette tilfellet er internettarkitekturen veldig lik tradisjonelle Internett- leverandører som gir et tilgangspunkt ( PoP ) til brukere som kobler eksternt via trådløs tilkobling gjennom den såkalte hotspot . Kilden til bredbåndstilkobling som hot-spot er avhengig av kan være via kabel ( xDSL ) eller via satellitt . Det er toveis satellitt-internettforbindelser som tillater høye dataoverføringshastigheter, både ved nedlasting og opplasting . Imidlertid har satellittoverføring høye latenstider ; Ventetiden før sending av pakker begynner kan være i størrelsesorden noen få sekunder, som er veldig lang tid sammenlignet med noen få hundredeler av et sekund som kreves for en xDSL-tilkobling. Wi-Fi-nettverk er relativt rimelige infrastrukturer, raske å aktivere og tillater opprettelse av fleksible systemer for overføring av data ved hjelp av radiofrekvenser, utvidelse eller tilkobling av eksisterende nettverk eller opprettelse av nye.
Forbrukerenheter med Wi-Fi-tilkobling bruker vanligvis små dipolantenner innebygd i dem. I tilgangspunkter eller andre enheter hvor det kreves et større dekningsområde, brukes eksterne antenner i ulike former og størrelser, for eksempel bokser opptil 20 cm brede, piskeantenner på flere centimeter eller retningsantenner . Det vanligste dekningsområdet som brukes av Wi-Fi-antenner er av to typer: rundstrålende ( isotropisk antenne ) og retningsbestemt (f.eks . parabol og Yagi-antenne ).
Omnidireksjonelle antenner brukes ofte til å distribuere tilkobling innenfor relativt små kontorer eller private områder; [21] med større rekkevidde kan offentlige områder som flyplasser og kjøpesentre dekkes. Med et rundstrålende aksesspunkt er det mulig å dekke med bredbånd inntil en teoretisk avstand på 100 meter (husbruk) dersom det ikke er barriere i luftlinje. I nærvær av vegger, trær eller andre barrierer, synker signalet til omtrent 30 meter; med bruk av trådløse repeatere kan imidlertid dekningen til tilgangspunktet økes ytterligere.
Wi-Fi kan også dekke større områder: for eksempel, med bruk av sammenkoblede retningsantenner, er det mulig å dekke store eksterne avstander, med dekning på noen få kilometer for opprettelse av radioforbindelser , og gir dermed muligheten til å bære bredbåndet i områder som ikke dekkes av det kablede nettverket. Wi-Fi retningsantenner er generelt lignelser plassert på strømmaster, på tak, på et klokketårn osv., altså på de stedene som typisk er de høyeste punktene i landskapet; dette unngår en høy belastning for konstruksjon av dedikerte tårn. Det er viktig å plassere senderne høyt fordi i fravær av barrierer i luftlinje, dekker aksesspunktsignalet større avstander. Retningsantennene som forsterker aksesspunktsignalet, i samme avstand som signalet mottas i, hvis de er plassert på toppen, kan brukes av flere brukere.
Hovedproblemet med trådløs nettverkssikkerhet er dens forenklede tilgang sammenlignet med tradisjonelle kablede Ethernet - nettverk. For å koble til et kablet nettverk er det nødvendig å få fysisk tilgang til enhetene, mens for å få tilgang til Wi-Fi er det nok å være innenfor rekkevidden til radiobølgene til det relative nettverket. Så aktivering av trådløs tilkobling kan redusere sikkerheten betydelig, spesielt hvis nettverket ditt bruker utilstrekkelig eller fraværende kryptering. [22] [23]
Et tiltak for å fraråde uautoriserte brukere å få tilgang til et trådløst nettverk kan være å skjule tilgangspunktets navn ved å deaktivere SSID -kringkasting . Dette tiltaket kan imidlertid bare være effektivt mot sporadiske og uerfarne brukere, men i tillegg til å være upraktisk er det stort sett ineffektivt fordi det finnes lett tilgjengelig programvare som lar deg avsløre skjulte nettverk. [24] [25]
Logg inn med kjent MAC-adresseEn annen metode er å la bare datamaskiner med kjente MAC-adresser bli med i nettverket; Imidlertid kan en relativt erfaren angriper være i stand til å bli med i nettverket ved å forfalske en autorisert adresse.
KrypteringWEP-kryptering ( Wired Equivalent Privacy ) ble designet for å beskytte det trådløse nettverket mot uønsket tilgang, men anses ikke lenger som trygt, det finnes ulike verktøy som lar deg raskt avsløre WEP-krypteringsnøklene. På grunn av svakheten til WEP-kryptering, hadde Wi-Fi Alliance godkjent Wi-Fi Protected Access (WPA ) ved hjelp av TKIP . WPA ble spesielt utviklet for å fungere med eldre utstyr også (f.eks. via fastvareoppdatering), men selv WPA, selv om det er sikrere enn WEP, har kjente sårbarheter.
Den sikrere WPA2 , som bruker AES ( Advanced Encryption Standard ) ble introdusert i 2004 og støttes av de fleste Wi-Fi-enheter bygget etter 2006-2007. WPA2-kryptering anses som sikker så lenge et sterkt passord brukes .
En funksjon kalt WPS ( Wi-Fi Protected Setup ) lagt til Wi-Fi i 2007 har en sikkerhetsfeil som i noen tilfeller kan tillate den å omgå WPA- og WPA2-kryptering. Det eneste middelet som eliminerer de nevnte risikoene er å deaktivere WPS-funksjonen fullstendig. Alternativt, for eksempel, hvis enheten din ikke tillater deg å deaktivere WPS fullstendig eller du vil bruke WPS via den aktuelle knappen, kan du deaktivere PIN-basert WPS-autentisering for å redusere problemet. [26]
I juni 2018 ble WPA3-standarden presentert og sertifiseringen av de første kompatible enhetene begynte. Den nye standarden erstatter forgjengeren WPA2. [27]
Medlemslandene i EU og Japan anvender ETS 300-328 og relaterte forskrifter [28] (for USA, Canada og tidligere USSR-land se FCC ) som krever at Wi-Fi-radioutstyr ikke stråler med en høyere EIRP milliwatt (20 dBm ); den elektromagnetiske strålingen som sendes ut ved denne effekten anses å være mye lavere enn fareterskelen, for eksempel er strålingsnivået som sendes ut av Wi-Fi-enheter mye lavere enn mobiltelefoner . [29]
Verdens helseorganisasjon (WHO) uttaler at «ingen helseeffekter forventes av eksponering for radiofrekvente felt fra trådløse nettverk», men fremmer likevel forskning på mulige skadevirkninger produsert av andre radiofrekvenskilder. [30] Selv om International Agency for Research on Cancer (IARC) senere klassifiserte radiofrekvente elektromagnetiske felt som "muligens kreftfremkallende for mennesker (Gruppe 2B)" [31] (kategori brukt når "en årsakssammenheng anses som troverdig, men fordommer og forvirring kan ikke være rimelig utelukket "), men denne klassifiseringen var basert på risikoen forbundet med mobiltelefonbruk og ikke på Wi-Fi-nettverk. [32]
I 2007 sa UK Health Protection Agency (HPA) at eksponering for Wi-Fi i ett år resulterer i "samme mengde stråling som sendes ut av en 20-minutters telefonsamtale". [29] En oversiktsstudie som involverte 725 personer som rapporterte elektrosensitivitet "... antyder at elektrosensitivitet ikke er relatert til tilstedeværelsen av et elektromagnetisk felt, selv om det er behov for mer forskning på dette fenomenet." [33]
På flyplasser , jernbanestasjoner , internettkafeer, hoteller, offentlige bygninger (ministerier, universiteter, skoler, kontorer, sykehus) og private bygninger rundt om i verden, er Wi-Fi-tilganger ofte tilgjengelige som tillater tilkobling til internett .