Ett trådlöst LAN (WLAN) är en typ av nätverk som ofta används i bostäder, på arbetsplatser och inom utbildningscampus. Nätverken måste kunna stödja personer som rör sig kontinuerligt. Användare ansluter genom diverse enheter såsom stationära och bärbara datorer, surfplattor och smartphones. Det finns flera olika typer av nätverksinfrastrukturer som erbjuder nätverksåtkomst, inklusive trådbundna LAN, operatörsnät och mobilnätverk. Men det är WLAN som möjliggör mobilitet i både hem och på arbetsplatser.

För företag som har en etablerad trådlös infrastruktur kan det innebära betydande kostnadsbesparingar vid förändringar av utrustning, omlokalisering av personal inom byggnaden, omorganisering av utrustning eller labb, eller vid flytt till tillfälliga platser eller projektområden. En trådlös infrastruktur erbjuder flexibilitet att snabbt anpassa sig till förändrade behov och tekniker.

Typer av trådlösa nätverk

Trådlösa nätverk baseras på standarder från Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) och kan grovt indelas i fyra huvudtyper: WPAN, WLAN, WMAN och WWAN.

• Wireless Personal Area Networks (WPAN) – Använder lågeffektssändare för kort räckvidd, vanligtvis mellan 6 till 9 meter. Bluetooth- och ZigBee-baserade enheter används ofta i WPANs. WPANs baseras på 802.15-standarden och en radiofrekvens på 2,4 GHz.
• Wireless LAN (WLAN) – Använder sändare för att täcka ett nätverk av medelstorlek, vanligtvis upp till 100 meter. WLAN är lämpligt för användning i hem, kontor och även campusmiljöer. WLAN baseras på 802.11-standarden och en radiofrekvens på 2,4 GHz eller 5 GHz.
• Wireless MAN (WMAN) – Använder sändare för att tillhandahålla trådlös service över ett större geografiskt område. WMAN är lämpligt för att tillhandahålla trådlös åtkomst till en storstadsstad (stadsnät) eller ett specifikt distrikt. WMAN använder specifika licensierade frekvenser.
• Wireless Wide-Area Networks (WWAN) – Använder sändare för att täcka ett omfattande geografiskt område. WWAN är lämpliga för nationell och global kommunikation. WWAN använder också specifika licensierade frekvenser.

Trådlösa teknologier

Trådlös teknik utnyttjar det olicensierade radiospektrumet för att överföra och ta emot data, vilket är tillgängligt för vem som helst med en trådlös router och motsvarande teknik i sin enhet.

• Bluetooth – Denna WPAN-standard enligt IEEE 802.15 möjliggör kommunikation över avstånd upp till 100 meter genom en process för att para ihop trådlössenheter. Bluetooth används i allt från smarta hem-enheter och ljudsystem till bilar, och stödjer anslutningar över korta avstånd. Det finns två huvudtyper av Bluetooth-teknik:
  • Bluetooth Low Energy (BLE) – Stöder olika nätverkskonfigurationer inklusive mesh-topologier för nätverk med många enheter.
  • Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) – Är optimerat för att skapa punkt-till-punkt-förbindelser och strömma ljud.
• WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) – Är ett trådlöst bredbandsalternativ till traditionell bredbandsanslutning via DSL och kabel, ofta använd i områden som saknar dessa tjänster. Denna WWAN-standard enligt IEEE 802.16 kan leverera höghastighetsinternet över distanser upp till 50 kilometer. WiMAX fungerar liknande Wi-Fi men erbjuder högre hastigheter, längre räckvidd och stöd för fler användare. Tekniken använder ett nätverk av torn som liknar dem som används för mobiltelefoni, där WiMAX-sändare ibland delar mast med mobiltelefonsändare, som illustreras i figuren.

• Mobilnätverk (cellular Broadband) – Mobilnätverken 4G och 5G är främst kända för sin användning i smartphones, men de används också i bilar, surfplattor och laptops. Dessa nätverk är multiåtkomstnät som stöder både datatrafik och röstsamtal. Varje cell i ett mobilnätverk täcks av en basstation som sänder signaler över ett specifikt geografiskt område, och genom att sammanlänka flera celler bildas ett större mobilnätverk. De primära standarderna för mobilnätverk är Global System for Mobile Communications (GSM), som är globalt utbrett, och Code Division Multiple Access (CDMA), som huvudsakligen används i USA.
• Satellitbredband – Tillhandahåller nätverksanslutning till avlägsna platser via en riktad satellitantenn som är riktad mot en bestämd geostationär satellit. Denna teknik är ofta dyrare och kräver en obehindrad siktlinje. Typiskt används satellitbredband av boende och företag på landsbygden där alternativ som kabel- och DSL-anslutningar inte finns tillgängliga.

802.11 Standarder

Trådlös kommunikation spänner över ett brett fält, men när vi fokuserar på specifika yrkeskunskaper riktas uppmärksamheten mot vissa delar av Wi-Fi. En god startpunkt för att förstå detta område är IEEE 802.11 WLAN-standarderna. Dessa reglerar användningen av radiofrekvenser för att skapa trådlösa anslutningar. De flesta av dessa standarder kräver att trådlösa enheter har en antenn för att sända och ta emot signaler på fastställda radiofrekvenser, som 2,4 GHz eller 5 GHz. Nyare standarder, som kräver högre överföringshastigheter, ställer krav på att både åtkomstpunkter och trådlösa klienter utrustas med flera antenner genom användning av MIMO-teknik (multiple-input multiple-output). MIMO-tekniken förbättrar prestandan genom att använda flera antenner för både sändning och mottagning, där upp till åtta antenner kan användas för att öka dataöverföringen.

Genom åren har olika versioner av IEEE 802.11-standarden utvecklats. Dessa versioner presenteras i tabellen nedan.

Radiofrekvenser

Alla trådlösa enheter fungerar inom radiovågsområdet på det elektromagnetiska spektrumet. WLAN-nätverk fungerar i 2,4 GHz-frekvensbandet och 5 GHz-bandet. Trådlösa LAN-enheter har sändare och mottagare som är inställda på specifika frekvenser inom radiovågsområdet, som visas i figuren. Specifikt är följande frekvensband tilldelade till 802.11 trådlösa LAN.

• 2.4 GHz (UHF) – 802.11b/g/n/ax
• 5 GHz (SHF) – 802.11a/n/ac/ax

Elektromagnetiska spektrumet

Standardiseringsorganisationer för trådlösa standarder

Standarder garanterar interoperabilitet/kompatibilitet mellan enheter från olika tillverkare. Globalt sett är tre organisationer som påverkar WLAN-standarder ITU-R, IEEE och Wi-Fi Alliance.

• International Telecommunication Union (ITU) reglerar tilldelningen av radiofrekvensspektrum och satellitbanor genom ITU Radiocommunication Sector (ITU-R).
• IEEE specificerar hur radiofrekvenser moduleras för att överföra information. De underhåller standarder för lokala och metropolitana nätverk (MAN) med IEEE 802 LAN/MAN-familjen av standarder. De mest framträdande standarderna i IEEE 802-familjen är 802.3 Ethernet och 802.11 WLAN.
• Wi-Fi Alliance är en global, ideell branschorganisation som arbetar för att främja tillväxten och acceptansen av WLAN. Det är en sammanslutning av leverantörer vars mål är att förbättra kompatibiliteten av produkter baserade på 802.11-standarden genom att certifiera leverantörer för överensstämmelse med bransch-normer och standarder.