Home » Netværk » Fremtiden for Wi-Fi
Fremtiden for Wi-Fi

Fremtiden for Wi-Fi

Share
Bundet sammen

Vi har tidligere omtalt kanaler, der er bølgelængdefrekvenser i bølgelængderne 2,4 GHz eller 5 GHz. Da vi havde 802.11g, kom der en række produkter, som brød med standarden – en irriterende tendens, som smadrede kompatibiliteten – såsom rangeMAX og SUPER-G, der leverede højere hastigheder, men som var inkompatible med andre “g”-produkter. Nogle af disse produkter brugte channel bonding, der er en transmissionsteknik, som officielt blev brugt i 802.11n til at fordoble dataraterne, idet den anvendte et spektrum af to kanaler fra 20 MHz til 40 MHz pr. kanal, hvilket bogstavelig talt fordoblede transmissionshastigheden.

Man kan se, hvordan kombinationen af QAM-niveauer, channel bonding og streams øger hastigheden; her har vi forenklet sagerne.

Problemet – navnlig med det udstyr, der ikke følger standarden – er, at på 2,4 GHz-båndet er antallet af tilgængelige kanaler reduceret til blot tre; medmindre man er bag hjemmets fire vægge, kan man være temmelig sikker på at komme ud for interferens, især hvis man tager Bluetooth, trådløse DECT-telefoner og mikrobølgeovne i betragtning, for disse enheder arbejder også i 2,4 GHz-området.

Da 802.11ac blev lanceret, fik vi yderligere channel bonding-funktioner ved 80 MHz og 160 MHz, men kun til 5 GHz-bølgelængden. For en ordens skyld: 802.11ac-standarden fungerer kun på 5 GHz-båndbredden, og 2,4 GHz-funktioner bliver leveret via 802.11n-specifikationen.

Flere streams

Nu har vi fået forbedret bølgelængdens hastighed, brugt hurtigere kanaler og stuvet flere data ind i hver cyklus – hvad bliver det næste? Det bliver afsendelse af flere streams på samme tid. Indførelsen af MIMO-teknologi – Multiple Input Multiple Output, der er smart udtryk for masser af antenner – var et andet eksempel på, at branchen ikke kunne styre sig. Pre-N-udstyr blev udstyret med MIMO, men det kunne aldrig blive fuldt kompatibelt med det endeligt ratificerede N-udstyr – det var Draft 2.0-udstyr dog.

Det er ikke særlig svært at begribe, hvad MIMO drejer sig om. I stedet for at sende en enkelt stream af data smækker man endnu en antenne på og sender to streams eller op til fire med 802.11n. 802.11ac-standarden skruede det maksimale op til otte. Vær opmærksom på, at det ikke er alle antenner, man kan bruge. Typisk bliver formatet “TX x RX = Max” brugt til at angive “transmittér antenne x modtag antenne = maksimum aktuelle streams.”

En teknologi, der kaldes beamforming, blev indført i 802.11n, men blev bedre udnyttet i 802.11ac. Der er tale om et trick til signalbearbejdelse, som bruger destruktiv og konstruktiv interferens til at levere optimerede signalområder netop der, hvor ens enhed befinder sig. Teknologien får bølgeformerne til at udvide hinanden i stedet for at slette dem.

Hvad med sikkerheden?

Det er forbløffende at tænke på, at sikkerheden for data, der bliver overført trådløst, nærmest minder om en eftertanke. Den oprindelige Wired Equivalent Privacy (WEP) nævner ikke engang kryptering eller beskyttelse. Den blev udviklet på et tidspunkt, hvor de amerikanske eksportrestriktioner begrænsede kryptering til 48 bitm og derfor begyndte WEP sin tilværelse som international standard med nogle hæmninger. Og i 2001 blev det da også demonstreret, at man kunne cracke WEP på få minutter via pakke-sniffing, fordi krypteringssystemet havde nogle grundlæggende svagheder.

Der skulle altså gøres noget, og ret hurtigt fik vi et erstatningsssystem: Wi-Fi Protected Access, ogsåkaldet WPA. Dette system kom i 2003, og det var en forudsætning for alle ratificerede 802.11g-enheder – det endte også med at 802.11a-hardware blev understøttet. En af de vigtige forbedringer bestod i, at WPA bruger 48 bit-RC4-kryptering under afsendelse af den delte nøgle, hvor WEP brugte 24 bit. En anden er WPS’s nøgleskift for hver frame, hvilket gjorde det usandsynligt, at systemet kunne crackes i tide.

WPA havde til formål at lukke de huller, der var problemet med WEP. Den komplette 802.11i-sikkerheds-implementering hedder WPA2, og den blev præsenteret i midten af 2005. Den erstatter den gamle RC4, som blev brugt af WEP og WPA, og den gav en langt mere sikker kryptering – fra 128 til 256 bit. Den indfører også en ny pakkekryptering, som er langt bedre end det usikre WEP-system og den forbedrede WPA-implementering, og den er det påkrævede system på 802.11n og fremefter.

Se også:  Li-Fi skal erstatte Wi-Fi: Blinkende dioder giver lynhurtigt internet

I begyndelsen af 2018 blev WPA3 annonceret, og den vil blive påkrævet på den næste generation af trådløse enheder. Den er specifikt beregnet til at afvise voldsomme angreb og forbedre enheds-forbindelser uden skærme. Forhåbentlig kommer vi til at se WPA3-kompatible enheder og routere ved udgangen af 2018.

Med 802.11n fungerede dette system ikke så godt med forskellige producenter, og det skyldes navnlig, at det var nødt til at falde tilbage til “implicit mode”, hvor det skal antage, at transmitterings- og modtagestrøm er den samme, uden nogen feedback. Det kan virke, men det er sjældent tilfældet, at transmitionsstien er symmetrisk.
En langt bedre løsning, der nu er forbedret med 802.11ac, er “explicit mode”. Her kan feedback sendes i form af komplekse vektortabeller, der indeholder information om strømmen i hver subcarrier. Det kan forøge signalet med 2-3 dB, hvilket fordobler signalstyrken og udgør forskellen på at kunne understøtte 16-QAM og 256-QAM. Eftersom det er muligt at sende feedback så hurtigt som 10 til 25 ms, fungerer denne løsning også i forbindelse med bevægelige enheder.

Modulation af fase og amplitude giver pludselig store stigninger i gennemstrøm-ningen.

Noget andet, man skal være opmærksom på – og som er endnu en grund til, at dette system ikke blev optimeret til 802.11n – er, at det kræver fire antenner for at levere både MIMO og beamforming til en enkelt bruger. Beamforming transmitterer det samme signal over to antenner for at optimere signalstyrken, men den kræver også yderligere to antenner for at levere MIMO-funktioner. Eftersom 802.11ac er i stand til at håndtere otte antenner, kan denne standard understøtte fire brugere samtidig med beamforming. Det er det, vi nu kalder MultiUser MIMO eller MU-MIMO.

Nogle nyere routere praler med “tri-band”-funktioner med to separate 5 GHz-bånd. Denne 802.11-tilføjelse, der ikke følger standarden, sætter routere i stand til bedre at understøtte MU-MIMO, fordi de på samme tid kan håndtere én enhed på de lavere 5 GHz-kanaler og en anden enhed på de øvre 5 GHz-kanaler.

AX skal også med

Hermed står vi ved tærkslen til fremtiden. Den næste variant af Wi-Fi er over os: 802.11ax – eller rettere Wi-Fi 6 som den netop er blevet omdøbt til (læs mere på side 26) og som er nemmere at kommunikere i forbrugerøjemed.

Hvor 802.11ac vred mere ud af 5 GHz-båndet med MU-MIMO og større channel bonding, drejer Wi-Fi 6 sig primært om forfinelse og om at bruge 5 GHz-båndbredden bedre. Det vil føre til hurtigere forbindelser, men hovedsigtet er at understøtte flere brugere langt mere effektivt.

En væsentlig ændring er skiftet fra OFDM, der er en meget udbredt form for multiplexing – den har været i brug i Wi-Fi siden 802.11a – til en endnu mere effektiv form ved navn OFDMA.

Vi lader multiplexings kompleksiteter ligge – det er den slags, der kræver adskillige universitetskurser at forklare – men den overlejrer subcarriers vinkelret med henblik på effektiv udnyttelse af bølgelængden. En vigtig egenskab ved OFDMA er, at individuelle subcarriers kan allokeres til individuelle enheder. Det er simpelthen ikke muligt med OFDM.

Hertil kommer, at teknologien gør det muligt for routere at skifte til de bedste kanaler for specifikke enheder. Alle disse raffinementer betyder imidlertid, at OFDMA er langt mere bekostelig at implementere.
QAM er blevet forøget til 1.024. Den omstændighed plus overgangen til OFDMA burde medføre en firedobling af den mulige gennemstrømning. Det betyder også, at MU-MIMO kan fungere både i downlink-retning (fra routeren som med 802.11ac) og i uplink-retning. Andre raffinerede forbedringer er en fordobling af det tilgængelige vagtinterval – for at undgå dopplereffekt og opnå en bedre udendørsydelse – plus en dobbelt- og quad-længde-symbolvarighed, der øger effektiviteten.

Så skal vi til mesh

Linksys Velop er en af de hurtigste mesh-løsninger, men den bruger ikke 802.11s.

Wireless mesh-netværk eksisterer; de er for en gangs skyld ikke et udslag af marketing-hype. Men hvad er de så? Som så mange andre teknologier udspringer mesh-netværk af militær udvikling – i dette tilfælde med henblik på at øge rækkevidde og driftssikkerhed i trådløse netværk. Det sker ved at linke og route via individuelle trådløse enheder.

Se også:  Devolo Magic 2 Wi-Fi Multirum-kit [TEST]: Mesh-baseret Wi-Fi via strømnettet

For os hjemmebrugere består det tiltrækkende i at have et hjemmenet, der leverer et driftssikkert, hurtigt og konsistent netværk. Antallet af trådløse enheder i et smart-home går amok i øjeblikket, og et mesh-netværk, der består af to ekstra routere, kan levere bedre udnyttelse af de bølgelængder, der er til rådighed, ved hjælp af en række forskellige tricks. Det kan maksimere båndbredden ved at bruge kanalerne og bølgelængden med minimal interferens. Der findes en standard her, og den er defineret som 802.11s. Nogle enheder som for eksempel Google Wi-Fi bruger den, men producenterne må gerne ignorere den og bruge deres egne mesh-protokoller til at forbedre ydelsen.

Vi valgte at tage en tur med Linksys’ Velop-system. Først arrangerede vi det på én enhed og afprøvede gennemløbet i to kontrollokationer: i det samme lokale og i et lokale, adskilt af en mur. Dernæst arrangerede vi endnu en enhed og afprøvede den for at se virkningen i de samme omgivelser.

Testen i det samme lokale resulterede i 300 Mb/sek. med 12,8 MB/sek. opstrøms og 20,8 MB/sek. nedstrøms overførsel. Testen i lokalet ved siden af viste 121 Mb/sek. med 3,4 MB/sek. op og 8,5 MB/sek. ned. Med en ekstra Velop i aktion viste testen i det samme lokale 13,9 MB/sek. op og 20,5 MB/sek. ned. Testen i lokalet ved siden af med en forbindelse på 300 Mb/sek. og resulterede i 9,9 MB/sek. op og 21,6 MB/sek. ned. Altså en klar forbedring i det område, der tidligere klarede sig dårligt.

Det ser ud til, at de første Wi-Fi 6-forbrugerroutere får fire antenner. Så kan de vel sælge enheder med otte antenner året efter. Ignorer de lovprisninger af 11.000 Mb/sek., man ser her og der. Det er blot det gamle trick med at kombinere 2,4 GHz- og 5 GHz-båndene (nogle gør det endda med et same-room-netværksbånd på 60 GHz).

MU-MIMO giver to, fire eller flere streams.

Sagen er, at indtil du i dit hjem har enheder, der bruger Wi-Fi 6, er der ikke nogen ide i at styrte ud og købe routere. Historien har vist, at man med fordel kan være tålmodig med trådløse teknologier, men så snart Wi-Fi 6 er blevet etableret, kan vi se frem til hurtigere hjemmenetværk.

Nu må dette vanvid høre op

Vær beredt: En ny Wi-Fi-standard er på vej.

Vi har dækket bølgelængderne 2,4 GHz og 5 GHz i detaljer, og det burde være nok for enhver. Der findes imidlertid en tredje mulighed: 60 GHz. Vi skal ikke bebrejde dig, hvis du aldrig har hørt om Wireless Gigabit (WiGig). Den kom frem for en halv snes år siden og havde til formål at bruge den ulicenserede 60 GHz-bølgelængde til at udvikle en trådløs gigabit-standard. Vi regnede dengang ikke med, at den ville blive til noget. Der var demonstrationer af trådløs HDMI og usb, men intet af det syntes at fange an.

Fordelen ved 60 GHz er, at den er afsindig hurtig. 802.11ad-60 GHz-standarden leverer 4,6 Gb/sek. på én kanal, og man kan potentielt samle fire kanaler. Ulempen er, at 60 GHz ikke kan gennemtrænge fysiske barrierer, og overførslerne skal derfor foregå i det samme lokale eller sågar på det samme skrivebord. Teknologien ville være forrygende til trådløse VR 4K-headsets, men man skal finde ud af, hvordan man inddrager den i netværket.

Det er sandsynligvis den omstændighed, der har forhindret 60 GHz-produkter i at vinde større udbredelse. Der har eksisteret løsninger siden 2014, og der kom en enkelt Wi-Fi-router i 2016, men den ekstra forvirring og kompleksiteterne har øjensynlig kølnet producenternes begejstring. Vi kommer måske omsider til at se en større udbredelse af 60 GHz i 2019.

TAGS
QAM
trådløs netværk
Wi-Fi

DEL DENNE
Share

Seneste Tech test
Seneste konkurrencer

Mest populære
Populære
Nyeste
Tags

Find os på de sociale medier

Modtag dagligt IT-nyhedsbrev

Få gratis tech-nyheder i din mail-indbakke alle hverdage. Læs mere om IT-UPDATE her

Find os på FaceBook

Alt om DATA

Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@altomdata.dk

Datatid TechLife

Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@datatid.dk

Audio Media A/S

CVR nr. 16315648,
Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
info@audio.dk
Annoncesalg / Prislister:
Lars Bo Jensen: lbj@audio.dk Telefon: 40 80 44 53
Annoncer: Medieinformation


Alt om DATA, Datatid TechLife  © 2019
Privatlivspolitik og cookie information - Audio Media A/S