WLAN historik

Under 19 århundrade började flera utforskare och uppfinnare att experimentera med trådlös kommunikation. Bland dessa experter kan nämnas Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Heinrich Rudolf Hertz, Nikola Tesla, David Edward Hughes, Thomas Edison, och Guglielmo Marconi. Dessa innovatörer skapade flera vetenskapliga teorier om koncepten av elektromagnetiska radiofrekvenser (RF).

Trådlös kommunikation användes under II världskriget för att överföra krypterad data genom transmissionsmedia för RF. Transmissionsområdet som kallas på engelska ”spread spectrum” var patenterad redan under andra världskriget, men implementerad 20 år senare.

ALOHAnet

1970 utvecklade Hawaii universitet det första trådlösa nätverket som döptes till ALOHAnet. Kommunikationen mellan olika Hawaiiska öar möjliggjordes av OSI datalänks skikt inom frekvensområdet 400 MHz. Redan då refererades CSMA/CD och CSMA/CA som åtkomstkontroller till transmissionsmedier.

I 1990 talet började nätverksleverantörer producera låg-hastighet trådlös produkter som oftast fungerade inom 900 MHz frekvensbandet. Standardiseringsorganisationen IEEE (Institute of Electrical and Electonics Engineers) publicerade standarden 802.11 med syfte att reglera trådlöst nätverk. Standarden 802.11 godkändes officiellt under 1990 men namnet till denna standard är ändå relativt okänt för allmänheten idag, istället refereras standarden 802.11 som WiFi (Wireless Fidelity).

Otydligheten i IEEE standarder för trådlöst nätverk komplicerade en aning implementationen av trådlösa nätverk därmed många leverantörer utvecklade flera egna teknik. Existensen av olika trådlösa nätverksteknik förhindrade kompatibilitet mellan olika produkter således behovet av bättre reglering.  IEEE skapade en annan organisation som skulle specifikt reglera trådlös kommunikationen, WECA eller Wireless Ethernet Compatibility Alliance. WECA känns mer som WiFi Alliance.

WiFi teknik inkluderas idag i många applikationer som installeras i olika elektroniska apparater, exempelvis bärbara datorer, smartphones, kamera, television, skrivare och flera till. Idag är flera miljarder apparater som är WiFi kompatibla och mängden av elektroniska WIFI enheter blir ännu större med nya tekniska trender.

Standardiseringsorganisationer

Flera nationella och internationella standardiseringsorganisationer hanterar och reglerar frekvenser, effektnivåer och överföringsmetoder inom trådlös kommunikation.

International Union Radio Communication (ITU-R), Federal Communications Commission (FCC), Institute for Electrisc och Electronisc Engineers, Internet Engineering Task Force (IETF) samarbetar för att utveckla och fastställa olika standarder som kan styra tillväxten och expansionen av trådlös kommunikationsteknik.

Wi-Fi Alliance utför certifieringstestning för att säkerställa att trådlös nätverksutrustning överensstämmer med riktlinjerna för 802.11 WLAN-kommunikation, som liknar IEEE 802.11-2012-standarden.

FCC

För att uttrycka det enkelt reglerar Federal Communications Commission (FCC) kommunikation inom USA samt kommunikation till och från Förenta staterna.

ITU – R

En global hierarki finns för hantering av RF-spektret över hela världen. Förenta nationerna har tilldelat uppdraget att säkerställa interferensfri kommunikation på land, hav och i skyn till ITU-R. Denna organisation upprätthåller en databas över världsomspännande frekvensstyrning via fem administrativa regioner:

  • Region A: The Americas – Inter-American Telecommunication Commission (CITEL)
    www.citel.oas.org
  • Region B: Western Europa – European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT)
    www.cept.org
  • Region C: Eastern Europe and Northern Asia – Regional Commonwealth in the field of Communications (RCC)
    www.en.rcc.org.ru
  • Region D: Africa – African Telecommunications Union (ATU)
    www.atu-uat.org
  • Region E: Asia and Australasia – Asia-Pacific Telecommunity (APT)
    www.aptsec.org

Utöver de fem administrativa regionerna definierar ITU-R tre styrande regioner till. Dessa tre regioner definieras geografiskt, vilket visas i följande lista.

  • Region 1: Europe, Middle East, and Africa
  • Region 2: Americas
  • Region 3: Asia and Oceania

Institute of Electrical and Electronics Engineers – IEEE

IEEE är en global organisation med cirka 400 000 medlemmar i 160 länder. Organisationens uppdrag är att “främja teknisk innovation och excellens för mänsklighetens fördel.” För yrkesverksamma inom nätverksteknik innebär det att implementera standarder för att möjliggöra kommunikation över nätverk. IEEE är förmodligen mest känd för sina LAN-standarder, IEEE 802-projektet.

IEEE 802 projekt är indelade i arbetsgrupper, grupper som utvecklar olika standarder för att möta specifika problem eller behov, exempelvis inom trådlös kommunikation. Numret efter siffran 802 anger arbetsgruppen exempelvis IEEE 802.3 talar om arbetsgruppens har för namn 3, och att gruppen ansvarar för att skapa en standard för Ethernet. IEEE 802.11 syftar att arbetsgruppen 11 ansvarar för att skapa WLAN-standarden.

När befintliga standarder inom 802.11 behöver revideras bildas ytterligare arbetsgrupper. Dessa arbetsgrupper tilldelas en bokstav (eller flera) som placeras efter arbetsgruppen som har skapat en viss standard. Till exempel arbetsgruppen 11 som utvecklade WLAN standard reviderades av gruppen a (802.11a).

Vissa bokstäver tilldelas inte på grund av olika anledningar till exempel bokstäver O och I som kan lätt blandas ihop med siffrorna 0 och 1. Ett annat exempel är bokstaven X som lätt kan refereras som okänd och dessutom redan finns en annan standard som heter 802.1X (inte 802.11X).

Internet Engineering Task Force – IETF

IETF är en internationell förening av yrkeskunniga i nätverksbranschen vars mål är att göra Internet bättre.
IETF: s uppdrag definieras i ett dokument som kallas “Request for Comments” (RFC), mer specifikt RFC 3935.

Dokumentations syfte är att “producera högkvalitativa, relevanta tekniska dokument som leder till hur människor utformar, använder och hanterar Internet på ett sådant sätt så att Internet fungerar bättre”

IETF är en av de fem huvudgrupperna som ingår i huvudorganisationen som styr själva Internet, Internet Society (ISOC). ISOC-grupperna inkluderar följande:

  • Internet Engineering Task Force (IETF)
  • Internet Architecture Board (IAB)
  • Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN)
  • Internet Engineering Steering Group (IESG)
  • Internet Research Task Force (IRTF)

I motsats till sitt namn “Request for Comments” är ett RFC dokument ett uttalande eller en definition istället. De flesta RFC dokument har följande egenskaper:

  • beskriver nätverksprotokoll, tjänster eller regler
  • de kan utvecklas till Internetstandarder
  • RFC dokument numreras i följd, och när ett nummer är tilldelat återanvänds det aldrig.
  • RFC kan uppdateras eller kompletteras med högre numrerade RFC. Som ett exempel beskrivs Mobile IPv4 i RFC 3344 år 2002. Detta dokument uppdaterades år 2012 i RFC 4721.
  • Överst i RFC-dokumentet anges information om vilken RFC uppdateras.
  • Inte alla RFC är standarder.

WiFi Alliance

Wi-Fi Alliance är en global, icke-professionell branschorganisation för mer än 550 medlemsföretag som ägnar sig åt att främja tillväxten av WLAN. En av Wi-Fi Allians främsta uppgifter är att marknadsföra Wi-Fi-varumärket och öka konsumentens medvetenhet om nya 802.11-tekniker när de blir tillgängliga.

På grund av Wi-Fi Alliansens överväldigande marknadsföringsframgång, kommer majoriteten av de globala Wi-Fi-användare sannolikt att känna igen Wi-Fi-logotypen som ses i Figur 1.2 WiFi Logo

Wi-Fi Alliansens huvuduppgift är att säkerställa driftskompatibiliteten hos WLAN-produkter genom att tillhandahålla certifieringstestning. Produkter som passerar WiFi-certifieringsprocessen får ett WiFi-interoperability certifikat.

Wi-Fi Alliance, som ursprungligen heter Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), grundades i augusti 1999. Namnet ändrades till Wi-Fi Alliance i oktober 2002. Wi-Fi Alliance har certifierat mer än 15 000 Wi- Fi-produkter för driftskompatibilitet sedan april 2000.

Det är dock viktigt att förstå att IEEE och WiFi Alliance är två separata organisationer. IEEE 802.11-arbetsgruppen definierar WLAN-standarderna och Wi-Fi Alliance definierar kompatibilitetscertifieringsprogram.

Nätverksstruktur

Nätverksstrukturen består generellt av tre område eller lager: Core, Distribution och Access. Oftast refereras dessa lager som nätverk.

  • Core nätverk – trunknätet eller höghastighetsnätet i nätverket. Målet med trunknät (backbone) är att bära stora mängder information mellan viktiga datacentraler eller distributions nätverk. Trunknätet ansvarar inte för datatrafikdirigering (routing). Redundanta lösningar är vanligtvis utformade i core nätet för att säkerställa snabba dataöverföringar.
  • Distributions nätverk – dirigerar datatrafik (routing) mellan virtuella LAN (VLAN) och delnät.
  • Access nätverk – ansvarar för leverans av trafik direkt till slutanvändaren eller slutenhet (klient-maskin). Acces nätet ansvarar för paketleveranser.

Trådlös nätverksteknik implementering

Trådlöst nätverk kan implementeras som antingen punkt-till-punkt eller punkt-till-multipoint lösningar. De flesta trådlösa nätverk används för att tillhandahålla nätverksåtkomst till de enskilda klientstationerna och är utformade som punkt-till-multipunktnät. Denna typ av implementering är utformad och installerad på Access nätet, vilket ger anslutning till slutanvändaren.

Bryggor med stöd för trådlös kommunikation brukar användas för att tillhandahålla anslutning mellan byggnader. Syftet med sådana bryggor är det att ansluta två separata och lokala trådbundna nätverk. Routing av datatrafik mellan nätverk är vanligtvis associerad med distributions nät.

Trådlösa brygglänkar kan vanligtvis inte uppfylla hastighet eller avståndskrav i core nätet, men de kan vara mycket effektiva vid distributionsnätet. En länk på 802.11 brygga är ett exempel på att trådlös teknik implementeras på distributionsnätet.

Trots att trådlöst nätverk inte är vanligtvis förknippat med core nätverket, måste du komma ihåg att hastighet och avståndskrav varierar mycket mellan stora och små företag.