WiFi / trådløst nett – innledning

De fleste enhetene som er knyttet til internett, bruker trådløst nett. Det er også flere og flere enheter som bruker radiobølger for kommunikasjon. Det fins mange måter å kommunisere trådløst på, men fellesnevneren er at trådløs kommunikasjon bruker radiobølger for å overføre informasjon. Det er spådd at det vil komme mengder av nye trådløse kommunikasjonsløsninger i tiden fremover, spesielt innen helsesektoren.

Vi kan dele de trådløse kommunikasjonsbehovene inn i fire grupper. Det er også kort forklart hva de ulike trådløse nettverkene brukes til i hverdagen.

WPAN – Wireless Personal Area Network

• kommunikasjon i umiddelbar nærhet

• Eksempler på teknologi: blåtann, IrDA og trådløs USB

WLAN – Wireless Local Area Network

• tradisjonelt lokalnettverk der utstyret ofte er i samme bygning

• Eksempel på teknologi: trådløs hjemmeruter

WMAN – Wireless Metropolitan Area Networking

• trådløs kommunikasjon opp til 70 km

• Eksempel på teknologi: bredbåndstilknytning uten kabel. Selskapet ICE er kjent i Norge

WWAN – Wireless Wide Area Network

• Utendørs kommunikasjon over større avstander.

• Eksempel på teknologi: mobiltelefon tilknyttet 3G- eller 4G-nettet

Frekvenser

Et trådløst nett krever en frekvens for å overføre informasjon. Et trådløst LAN, som de fleste har hjemme eller på arbeidsplassen, har en tildelt frekvens. Frekvensene som brukes, er på 2,400–2,483 Ghz og 5,150–5,725 Ghz. Når vi snakker om WLAN- / trådløst LAN-frekvenser, snakker vi ofte om 2,4 Ghz-båndet og 5 Ghz-båndet. Utstyr som støtter standarden IEEE.11xxx, opererer i 2,4 Ghz-båndet. Hvis du skal sette opp en trådløs ruter og skal bruke 2,4 Ghz-båndet, er det 13 tilgjengelige kanaler. Under er det et bilde av nettet på en skole i Akershus. Studer bildet på kanal 1. Her er det sju trådløse nett som benytter seg av samme frekvens. Det er begrenset plass på hvert frekvensbånd. Hvis mange deler et frekvensbånd, blir det mindre plass til hver. Da blir det lavere bithastighet for hver enkelt klient.

Bruk av ulike frekvenser i et trådløst nett på Rud videregående skole.

Frekvenser del 2

Spørsmål 4 på oppgave 3.1.4.6. illustrerer hvorfor vi trenger en organisering av hvem som kan bruke hvilke frekvenser. La oss anta at kanal 4 var helt ledig, og at alle satte sitt trådløse LAN på kanal 4. Det som i utgangspunktet var en ledig kanal, er nå en kanal som er overbelastet. I planleggingsfasen av en trådløs installasjon er det helt nødvendig å vite hvilke kanaler som er minst belastet. Uten denne planleggingen er det vanskelig å gjøre en fagmessig installasjon.

Økning i trafikk

Det fins et uendelig antall frekvenser, men det er ikke mulig å benytte seg av alle frekvenser til kommunikasjonsformål. Bare de frekvensene som er under ca. 100 GHz, er mulig å bruke. Det er flere grunner til at trafikken på internett har vokst enormt de siste ti årene:

• Antall enheter eller klienter som er tilkoblet internett, har vokst eksponentielt. Den økende trenden «Internet of things» vil fortsette denne veksten.

• Innføringen av web 2.0 der brukerne er med på å skape innhold (sosiale medier).

• Strømming av musikk og video til mobile enheter.

• Informasjonsinnhenting av apper på mobiltelefoner og personlig brukerutstyr

Frekvensene som kan benyttes til kommunikasjon er begrenset og må utnyttes best mulig. Det kreves organisering for å løse de store utfordringen knyttet til økt bruk av medier. Det er kapasitets problemer for tilgjengelige frekvenser.

Frekvenstildeling

I Norge er det Nkom eller Norsk kommunikasjonsmyndighet (nkom.no) som står for tildeling av frekvenser. Nkom står fritt til å tildele frekvenser, men er i stor grad avhengig av internasjonale standarder. IEEE har definert flere standarder for trådløse nettverk. De fleste utstyrsprodusenter av trådløse rutere bruker IEEEs standard. IEEE har definert 2,4 GHz-båndet og 5 GHz-båndet som valgt frekvens for trådløs kommunikasjon i et WLAN. La oss anta at norske myndigheter hadde definert 3 GHz som norsk standard for trådløse nett. Da måtte alt utstyr som ble solgt, ha blitt produsert kun for det norske markedet. Dette ville ha medført store kostnader for både produsenter og forbrukere. Det hadde i tillegg vært få produsenter som hadde lagd utstyr for Norge. Utvalget hadde derfor blitt lite. Et slik særordning hadde vært en dårlig idé.

DAB-radio

Norge har gjort akkurat dette for DAB-radio. DAB er en erstatning for det gamle analoge FM-båndet 87,5 MHz–108 MHz. Nkom har definert 170–240 MHz og 1452–1491 MHz som digitale radiofrekvenser. Det er kun Norge som har DAB på disse frekvensene. Det både har vært og kommer til å bli debatt om stenging av det analoge FM-båndet. 11. januar 2017 ble FM-båndet i Nordland fylkeskommune stengt. Utover i 2017 stenges resten av landet. Norge har sluttet seg til internasjonale overenskomster som gjelder FM-båndet. Frekvensene mellom 87,5 og 108 MHz vil derfor ikke bli benyttet til noe formål før landene som har sluttet seg til de internasjonale overenskomstene, enes om noe annet. Innføring av DAB er et eksempel på hvilke konsekvenser det kan ha når flere land legger en plan for utnyttelse av frekvenser uten å enes. Det er usikkert om andre land følger etter med innføring av DAB og slukking av FM- nettet. Konsekvensen for Norge er at mange FM-radioer blir ubrukelige. Et fåtall produsenter vil lage utstyr for Norge. Et attraktivt frekvensbånd blir liggende ubrukt.

Frekvenser - oppgave 2

1. En typisk FM/DAB-sender med 50 km radius har en sendereffekt på 100 kW. Hvor mange dBm tilsvarer dette?

2. En blåtannsender (klasse 3) bruker 1 mW. Hva tilsvarer dette i dBm?

3. Du måler –50 dBm på arbeidsplassen til Mateo Trepyrd. Hvor stor er effekten på Mateos arbeidsværelse?

Frekvenser - oppgave 3

Det er beregnet ca. fem timer til denne oppgaven.

I denne oppgaven skal du måle rekkevidden av det trådløse nettverket på forskjellige steder. I tillegg får du muligheten til bevegelse.

1. Koble en trådløs ruter til et batteri med riktig spenning.

2. Laste ned et WiFi-analyseverktøy på mobiltelefonen.

3. Fyll inn tabellen under.

1. Forklar kort hva du kan gjøre hvis signalene er for svake.

2. I mange trådløse rutere er det støtte for å øke signalstyrken på senderantennen. Endre signalstyrken til antennen og gjør nye målinger.