Trådlöst nätverk

Trådlöst nätverk

I hemnätverk finns vanligtvis en trådlös anslutningsmöjlighet. Den kallas Wi-Fi (Wireless Fidelity) eller WLAN (Wireless Local Area Network) och använder radiovågor på 2,4 GHz- eller 5 GHz-bandet. Den snabba utvecklingen av den trådlösa ­kommunikationens hastighet och säkerhet har gjort den till en möjlig ersättare till den traditionella nätverkskabeln. Kabeltrassel undviks och inga kabeldragningar genom väggar behöver göras.

Introduktion

I slutet av nittiotalet skapade standardiseringsorganisationen IEEE (the Institute of Electrical and Electronics Engineers) en första standard för trådlöst nätverk som fick namnet 802.11. Efterhand har vidareutveckling skett och 802.11 finns nu i flera ­olika versioner, bland annat Wireless B, Wireless G, Wireless N och Wireless AC. Alla trådlösa nätverksprodukter (till exempel USB-nätverkskort, routrar och accesspunkter) bygger på någon av dessa standarder.

De vanligaste teoretiska maxhastigheterna med respektive standard.

Wireless B-standarden (802.11b)

Den första stora kommersiella standarden var Wireless B-standarden med en över­föringshastighet på upp till 11 Mb/s. Eftersom hastigheten var begränsad och ­räckvidden likaså blev den aldrig en fullgod ersättare till nätverkskabeln. Däremot gjorde den det möjligt att sitta med en bärbar dator i soffan och surfa på internet.

En Wireless B-router från 2000

Wireless G-standarden (802.11g)

År 2003 kom en uppföljare vid namn Wireless G (802.11g) som möjliggjorde överförings­hastigheter på upp till 54 Mb/s. Den var dessutom bakåtkompatibel med Wireless B-standarden, så att Wireless B-datorer kunde ansluta till Wireless G-routrar och tvärtom. Det fanns även en höghastighetsvariant av Wireless G-tekniken som teoretiskt nådde upp till 108 Mb/s och kallades Super-G.

Nyförsäljningen av Wireless G-produkter är idag nästan obefintlig, men produkter som bygger på tekniken används fortfarande i hemmen och på kontoren.

Utvecklingen av Wireless N-standarden (802.11n)

Wireless N (802.11n) är nutidens standard. Den ger stora ­förbättringar av räckvidden och möjliggör trådlösa hastigheter på upp till 300 Mb/s (gäller den vanligaste versionen av Wireless N). Redan år 2006 fanns produkter tillgängliga som var baserade på ett första utkast av Wireless N. Dessa gick bland annat under namnen Draft N och Pre-N. Produkterna var inte färdigutvecklade men gjordes ändå tillgängliga på marknaden på grund av stor efterfrågan på högre trådlösa hastigheter. Eftersom standarden inte var färdig uppstod kompatibilitetsproblem mellan produkter av olika fabrikat. Produkter baserade på första utkastet blev därför heller inga storsäljare.

Ett drygt år senare kom ännu ett utkast som kallades Draft 2.0, vilket fick godkännande av Wi-Fi Alliance. Alliansen består av över 300 medlemmar som samarbetar för att ­produkter från olika tillverkare ska fungera bra tillsammans (läs mer om Wi-Fi Alliance på www.wi-fi.org). Routrar som märktes med Draft 2.0 skulle kunna uppgraderas till den slutgiltiga ­standarden när den blev officiell. Det innebar att all hårdvara skulle vara färdigutvecklad, men att det möjligtvis kunde krävas en uppdatering av mjukvaran för att allt skulle stämma fullt ut med den slutgiltiga standarden. Draft 2.0-utkastet löste därmed problemet med kompatibilitet mellan olika fabrikat, och ­produkterna var egentligen att betrakta som färdiga Wireless N-produkter. Merparten av alla Wireless N-produkter som såldes fram till 2010 byggde på Draft 2.0-utkastet.

Wireless N-standarden

I slutet av 2009 släpptes äntligen den slutgiltiga Wireless N-standarden. Det tog nästan sju år att få standarden färdig, men trots detta var själva färdigställandet knappast ­något revolutionerande. Produkterna hade ju redan sålts i flera år och de följde i princip redan standarden. De flesta konsumenter märkte inte heller av något speciellt i samband med färdigställandet, förutom att det möjligtvis släpptes en uppgradering av mjukvaran till routern.

Exempel på Wireless N-router. Lägg märke till att den har flera antenner.

Wireless N-tekniken har mångdubblat den trådlösa överföringhastigheten och ­för­bättrat räckvidden kraftigt. Tekniken är även fullt bakåtkompatibel med de äldre ­Wireless G- och Wireless B-standarderna. Det innebär att en dator som är utrustad med ett Wireless G-nätverkskort kan ansluta till en Wireless N-router samt att moderna ­Wireless N-­datorer kan ansluta till äldre routrar. Som vanligt bestäms den teoretiska maxhastigheten för en aktuell anslutning av den långsammaste enheten (antingen datorn eller routern).

Logotypen för en certifierad och färdig Wireless N-produkt

Den teoretiska maxhastigheten med vanliga Wireless N är 300 Mb/s, ­vilket åstadkoms genom att använda två dataströmmar på 150 Mb/s vardera. Denna teknik var inlednings­vis betydligt dyrare att tillverka än den enkla teknik som användes i Wireless G-standarden. Pris­gapet gjorde att konsumenter som inte efterfrågade hög prestanda valde enklare ­Wireless G-produkter istället för Wireless N-motsvarigheter. Därför togs det fram en avskalad ­variant av Wireless N-tekniken. Den använder endast en dataström, vilket gör att den ­maximala hastigheten är 150 Mb/s. Denna avskalade variant av Wireless N kallas inofficiellt ”Wireless N Lite”.

Wireless N Lite-router (150 Mbps). Lägg märke till att denna N-produkt enbart har en extern antenn.

Under 2011 togs nästa steg i utvecklingen av Wireless N-standarden. Då började ­produkter som använde tre samtidiga dataströmmar att användas i stor utsträckning. Eftersom en Wireless N-dataström möjliggör upp till 150 Mb/s går det med tre dataströmmar att nå upp till 450 Mb/s. Nu finns det alltså tre olika versioner av Wireless N. Rent teoretiskt skulle det gå att skapa en fjärde version med fyra dataströmmar (upp till 600 Mb/s), men den versionen kommer troligtvis aldrig att få se dagens ljus.

Obs! Wireless N med fyra dataströmmar ska inte förväxlas med Wireless N med Turbo­QAM som behandlas i Nätverk 6.8.

De olika hastighetsversionerna i Wireless N-tekniken (600 Mb/s togs aldrig i bruk).
Wireless N-router för 450 Mb/s med integrerade antenner.

Kompatibiliteten inom Wireless N-standarden är mycket god. Det är inga problem för en dator med ett Wireless N Lite-nätverkskort (150 Mb/s) att ansluta till en vanlig Wireless N-router (300 Mb/s) eller tvärtom. För att få bästa prestanda bör dock både routern och datorns trådlösa nätverkskort följa samma hastighetsversion. För att exempel­vis kunna få 450 Mb/s som teoretisk maxhastighet krävs det att både routern och ­datorn har stöd för det. Det sistnämnda är relativt ovanligt och kräver därför ofta att ­användaren installerar ett kompletterande nätverkskort för Wireless N 450 Mb/s. ­Sådana finns i USB-, PCI- och PCI Express-utförande.

Apple var bland de första datortillverkarna som byggde in trådlöst nätverksstöd för Wireless N 450 Mb/s i sina produkter. Macbook Pro-modellerna och Imac-modellerna som lanserades 2011 (och senare) har inbyggt stöd för tekniken.

5 GHz (Wireless N Dual band)

2,4 GHz är ett mycket trafikerat frekvensband, vilket gör att risken för störningar är överhängande. Störningarna kan orsakas av mikrovågsugnar, trådlös video­överföring, Bluetooth-enheter, trådlösa möss och andra trådlösa apparater. Om den trådlösa nätverks­överföringen störs måste data­paketen skickas om, vilket leder till att över­föringshastigheten sjunker. Till råga på allt störs grannars nätverk av varandra. I de ­flesta routrar går det att vid installationen välja mellan 13 olika kanaler (eller låta ­routern välja automatiskt) för att undvika detta. Problemet med dessa kanaler är att flera av dem överlappar varandra. Av historiska skäl är det framförallt kanal 1, kanal 6 och kanal 11 som används, då dessa kanaler inte överlappar varandra. Det skulle gå att effektivisera frekvensanvändningen, men eftersom det skulle kräva att alla ställde om sina routrar är det svårgenomfört. Det gör att det (något förenklat) endast får plats tre nätverk på 2,4 GHz-bandet utan att de börjar störa varandra.

Det räcker dock med att det finns ett (1) annat trådlöst nätverk i närheten för att den trådlösa prestandan ska sjunka. En router kan antingen använda 20 MHz eller 40 MHz breda kanaler på 2,4 GHz-bandet. Om det finns andra nätverk i närheten går routern automatiskt ned till 20 MHz kanalbredd för att göra plats för fler trådlösa ­nätverk. ­Annars hade det inte ens fått plats tre trådlösa nätverk. Det leder i sin tur till att ­prestandan sjunker.

Som tur är finns det en lösning på problemet. Med Wireless N-standarden går det även att använda frekvenser på 5 GHz-bandet. Där får det plats många fler nätverk och störningarna är mycket färre. För att det ska gå att använda 5 GHz-bandet måste dock både routern och datorns nätverkskort ha stöd för kommunikation över 5 GHz-bandet.

Om bokstaven a finns med i logotypen har produkten även stöd för kommunikation på 5 GHz-bandet. Wireless A är en äldre standard som inte användes i Sverige.

Routrar med stöd för 5 GHz brukar kallas dual band-routrar. Deras hastigheter specificeras normalt som upp till 300 + 300 Mb/s eller 300 + 450 Mb/s. Det innebär att de klarar upp till 300 Mb/s på 2,4 GHz-bandet och samtidigt upp till 300 Mb/s eller 450 Mb/s på 5 GHz-bandet. Uppdelningen av hastigheterna används för att tydliggöra att de 2,4 GHz-anslutna datorerna inte påverkar datorerna som är 5 GHz-anslutna. Tillverkarna skriver ibland också samman hastigheterna för de två olika frekvensbanden. De kan exempelvis använda namn som N600 och N750 för att indela sina produkter. Dessa namn ska tolkas på följande sätt:

Med en dual band-router går det lätt att dela upp nätverkstrafiken så att 5 GHz-bandet används för datorer som behöver hög ­prestanda (för exempelvis filöverföringar och strömmande HD-film) medan 2,4 GHz-bandet ­används för normalbruk.

Kombinerad användning av 2,4 GHz och 5 GHz

Obs! Det finns ett fåtal undantagsroutrar där användaren måste välja om routern ska kommunicera på antingen 2,4 GHz- eller 5 GHz-bandet. Med en sådan router går det därmed inte att använda den illustrerade lösningen. Väljs 5 GHz-bandet kan endast 5 GHz-kompatibla enheter kommunicera över nätverket. Då försvinner möjligheten att ansluta vanliga datorer, nätverksanslutna skrivare, mobiltelefoner etcetera som saknar 5 GHz-stöd.

När en dual band-router konfigureras för första gången väljer administratören två olika nätverksnamn: ett namn för det vanliga 2,4 GHz-nätverket och ett för 5 GHz-nätverket. Det går exempelvis att låta 2,4 GHz-nätverket heta ”Hemma” och 5 GHz-nätverket heta ”Hemma media”.

Här får det vanliga 2,4 GHz-nätverket namnet "Hemma", medan 5 GHz-nätverket får namnet "Hemma Media".

Datorerna som ansluter till nätverket som heter Hemma Media ­kommer att kommunicera på 5 GHz-bandet. Datorerna som ansluter till vanliga ­Hemma kommer däremot att kommunicera på 2,4 GHz-bandet. De ansluter alltså till två ­olika nätverksnamn, men de hamnar ändå i samma nätverk. Likna det hela vid när en ­dator ansluts med kabel och en annan ansluts trådlöst. Trots att de ansluter på två olika sätt hamnar de ändå i samma nätverk och kan dela filer med varandra.

De två frekvensbanden visas som två olika nätverk i Windows.
De två frekvensbanden visas som två olika nätverk i Mac OS X.

Prestanda på 5 GHz-bandet

Den trådlösa hastigheten är oftast betydligt högre på 5 GHz-bandet än på 2,4 GHz-­bandet. Eftersom frekvensen är högre når signalen dock inte lika långt. Tack vare att dual band-routrar använder både 2,4 GHz- och 5 GHz-bandet kan 5 GHz-bandet ­användas i prestandasituationer och 2,4 GHz-bandet i långdistanssituationer.

Vilken prestanda som går att få på 5 GHz-bandet varierar. Här följer ett exempel för att visa prestandaskillnaden mellan de två banden. Routern i exemplet har 300 Mb/s i teoretisk maxhastighet på både 2,4 GHz- och 5 GHz-bandet. Mätningen visar vilken hastighet som routern kan överföra data i till en trådlöst ansluten dator. Den trådlösa mätningen gjordes på tre noga utvalda ställen:

 

  • Mätplats ”Optimal”
    Den trådlösa datorn placerades 3,5 m från routern i ett öppet rum.
  • Mätplats ”Inomhus”
    Den trådlösa datorn placerades 11,5 m från routern. Mellan de två komponenterna fanns en gipsvägg med en nästan heltäckande whiteboard-tavla på.
  • Mätplats ”Långdistans”
    Den trådlösa datorn placerades 43 m från routern och 3 m högre upp. Komponen­terna skiljdes dessutom åt av en gipsvägg med en nästan heltäckande white­board-tavla på samt två stora fönsterpartier med dubbelglas.

 

Det fanns inga andra trådlösa nätverk i närheten när mätningen gjordes. Routern låstes dock till 20 MHz-breda kanaler på 2,4 GHz-bandet för att simulera inverkan av ett närliggande nätverk.

Trådlös prestanda med Netgear WNDR3700

Mätningarna visar tydligt att 5 GHz-bandet är synnerligen förmånligt att använda, framförallt på korta avstånd. I testet mättes även prestandan på sex andra dual band-routrar. De fick liknande resultat för förhållandet mellan prestandan på 2,4 GHz- och 5 GHz-bandet.

Wireless AC (802.11ac)

2012 lanserades de första nätverksprodukterna som byggde på Wireless AC-standarden. Wireless AC-standarden kallas ofta ”nästa generations trådlösa nätverksstandard”, men faktum är att den snarare kompletterar den vanliga Wireless N-standarden. Dessa två standarder ger nämligen tillsammans det bästa ur två världar.

Wireless AC-standarden finns i dagsläget i tre olika versioner. Den kan nämligen precis som Wireless N-standarden använda antingen en, två eller tre samtidiga dataströmmar i överföringen. Skillnaden är att medan en Wireless N-dataström ligger på 150 Mb/s, ligger en Wireless AC-dataström på 433 Mb/s. Därmed möjliggörs följande hastigheter:

  • Upp till 433 Mb/s
  • Upp till 867 Mb/s
  • Upp till 1300 Mb/s

För att få dessa (teoretiska) hastigheter krävs stöd för Wireless AC i både routern och datorn. De bör helst också följa samma hastighet. Om en dator har ett 867 Mb/s-­nätverkskort blir den teoretiska hastigheten inte heller högre än så även om routern klarar upp till 1300 Mb/s.

Dagens Wireless AC-routrar klarar som mest upp till 1300 Mb/s.

Wireless B- och Wireless G-produkter använder endast 2,4 GHz-bandet. Wireless N-produkter kan använda både 2,4 GHz- och 5 GHz-bandet. Wireless AC-produkter kan däremot endast använda 5 GHz-bandet. På grund av detta kommer alla Wireless AC-routrar inom en överblickbar framtid att använda både Wireless N och Wireless AC-standarden. Utan Wireless N-standarden hade Wireless AC-routrarna förlorat bakåt­kompatibiliteten med alla renodlade 2,4 GHz-nätverksprodukter, det vill säga merparten av dagens nätverksprodukter. Som det visades i Nätverk 6.6 har också 2,4 GHz-bandet bättre räckvidd. Tack vare kombinationen av Wireless AC och Wireless N kan dagens Wireless AC-routrar ge extremt hög trådlös prestanda, riktigt bra räckvidd och dessutom upprätthålla kompatibiliteten med alla befintliga trådlösa nätverks­produkter.

Dagens Wireless AC-routrar har god bakåtkompatibilitet.

Wireless AC-routrarna benämns ibland exempelvis ”AC1750”. Det namnet syftar på att routern klarar upp till 1300 Mb/s på 5 GHz-bandet och upp till 450 Mb/s på 2,4 GHz-bandet (1300 + 450 Mb/s).

Namn Wireless N 2,4 GHz Wireless N 5 GHz Wireless AC 5 GHz
AC583 (”AC600”) 150 Mb/s 150 Mb/s 433 Mb/s
AC1167 (”AC1200”) 300 Mb/s 300 Mb/s 867 Mb/s
AC1750 450 Mb/s 450 Mb/s 1300 Mb/s
AC1900 600 Mb/s * 600 Mb/s * 1300 Mb/s

* Använder TurboQAM (behandlas längre fram i detta kapitel)

Mätningen i Nätverk 6.6 omfattade fler routrar än den som visades där, bland annat D-links Wireless AC-router DIR-865L. Det är en router med stöd för upp till 1300 Mb/s med Wireless AC och upp till 450 Mb/s med Wireless N. Så här presterade den i vårt trådlösa test:

Trådlös prestanda med D-link DIR-865L

TurboQAM (AC1900)

De senaste Wireless AC-routrarna benämns AC1900. Det beror på att de klarar upp till 1300 Mb/s på 5 GHz-bandet (precis som AC1750-routrar) och hela 600 Mb/s på 2,4 GHz-bandet (att jämföra med 450 Mb/s för AC1750-routrar). 600 Mb/s på 2,4 GHz-bandet möjliggörs genom att inte använda den vanliga Wireless N-standarden, utan istället en modifierad standard som kallas TurboQAM. TurboQAM begåvar Wireless N-standarden med samma moduleringsteknik som Wireless AC-standarden använder. Tack vare den effektivare moduleringstekniken kan Wireless N med TurboQAM skicka upp till 600 Mb/s med tre dataströmmar. Det är alltså samma hastighet som Wireless N annars skulle behöva fyra dataströmmar för att överföra.

AC1900-routrar är givetvis bakåtkompatibla med den vanliga Wireless N-standarden. Det gör att hastigheten till en vanlig Wireless N-dator som ansluter på 2,4 GHz-bandet (med tre dataströmmar) blir upp till 450 Mb/s. Om datorn har stöd för TurboQAM höjs den teoretiska hastigheten till 600 Mb/s. I skrivande stund är det extremt ovanligt med TurboQAM-stöd i datorer. Asus har dock släppt ett PCIe-kort som gör att datorer kan begåvas med TurboQAM-stöd i efterhand.

PCIe-kort för att ge en stationär dator TurboQAM-stöd.

I verkligheten ger AC1900-routrar sällan högre prestanda än AC1750-routrar. Detta efters­om de riktigt höga hastigheterna möjliggörs på 5 GHz-bandet. Där är de två ­routertyperna lika snabba. AC1900-routrar kan ge högre prestanda vid riktigt långa avstånd, eftersom räckvidden är den stora fördelen med 2,4 GHz-bandet. För att kunna dra full nytta av TurboQAM krävs dock 40 MHz breda kanaler, vilket är svårt att få på 2,4 GHz-bandet (se Nätverk 9.2). Detta innebär att det sällan är värt att uppgradera från en AC1750-router till en AC1900-router (om det inte är fler saker än den teoretiska maxhastigheten som skiljer). Om prisskillnaden mellan de två routertyperna är liten finns det dock ingen anledning till att inte välja en AC1900-router, eftersom den ändå är fullt bakåtkompatibel med vanliga Wireless N.

Senast ändrad: 2014-10-06

Meddelande från Kjell & Company

Din webbläsare är gammal, och vi kan inte lova att innehåll visas korrekt, eller full funktionalitet. Vår rekommendation är att du uppdaterar din webbläsare nu!

Meddelande från Kjell & Company

Javascript är ej aktiverat i din webbläsare! För full funktionalitet på siten rekommenderar vi att du slår på Javascript.

Meddelande från Kjell & Company

Cookies är avslaget i din webbläsare. För att kunna använda internetbutiken måste din browser stödja cookies (mer information).