Wi‑Fi: Langaton lähiverkko (WLAN) — määritelmä, toiminta ja taajuudet

Wi‑Fi (WLAN) — selkeä määritelmä, toiminta ja taajuudet: 2,4 GHz vs 5 GHz, edut, haitat ja turvallisuusvinkit paremman ja vakaamman yhteyden saavuttamiseksi.

Wi-Fi on tapa muodostaa yhteys tietokoneverkkoon käyttämällä radioaaltoja johtojen sijasta. Se keksittiin toistensa lähellä olevien tietokoneiden yhdistämiseen, ja nykyään sitä käytetään paljon Internet-yhteyksissä.

Wi-Fi Alliancen mukaan Wi-Fi on mikä tahansa "langaton lähiverkko" (WLAN), joka noudattaa Institute of Electrical and Electronics Engineersin (IEEE) 802.11-määrittelyä. Wi-Fi-laite voi toimia minkä tahansa Wi-Fi-verkon kanssa kaikkialla maailmassa.

Sana Wi-Fi on sanaleikki sanoilla hi-fi, ja se keksittiin korvaamaan nimi "IEEE 802.11b Direct Sequence Spread Spectrum".

Vuodesta 2013 lähtien useimmat langattomat verkot käyttävät jompaakumpaa kahdesta radiotaajuusalueesta. Nämä kaksi taajuuskaistaa eivät ole ainoat, mutta ne ovat käytetyimmät. Toinen taajuusalueista on noin 2,4 GHz:n taajuudella ja toinen 5 GHz:n taajuudella. Molemmilla on sekä etuja että haittoja: 2,4 GHz:n taajuusaluetta käytetään laajalti, ja laitteet ovat yleensä halvempia. Mikroaaltouunit, DECT-puhelimet ja muut langattomat laitteet käyttävät myös 2,4 GHz:n taajuusaluetta, ja ne aiheuttavat joskus häiriöitä, jotka hidastavat lähetyksiä. 5 GHz:n taajuusalueella on enemmän taajuuksia ja yleensä vähemmän häiriöitä, mutta sen käyttöön liittyy enemmän sääntöjä. Joissakin paikoissa 5 GHz:n taajuusaluetta ei saa käyttää ulkona. Koska vain harvat laitteet käyttävät 5 GHz:n taajuusaluetta, laitteet, jotka käyttävät sitä, ovat usein kalliimpia.

Maailman terveysjärjestön (WHO) mukaan Wi-Fi ei ole vaarallinen.

Miten Wi‑Fi toimii?

Periaatteessa Wi‑Fi-verkon toiminta perustuu tukiasemaan (access point, usein langaton reititin) ja siihen liittyviin laitteisiin (kannettavat tietokoneet, älypuhelimet, älylaitteet). Tukiasema lähettää ja vastaanottaa radioaaltoja tietylle taajuusalueelle, ja laitteet muodostavat sen avulla yhteyden verkkoon ja edelleen Internetiin. Langattomassa tiedonsiirrossa käytetään eri modulaatiotekniikoita (esim. OFDM) ja tekniikoita kuten MIMO (moniantennia), jotka parantavat kapasiteettia ja kantamaa.

Standardeja ja suorituskykyä

Wi‑Fi-tekniikka on kehittynyt useiden IEEE 802.11 -standardien kautta. Yleisimmät versiot ovat esimerkiksi:

• 802.11b/g (2,4 GHz) — vanhempia, hitaampia toteutuksia;
• 802.11n (2,4/5 GHz) — toi MIMO-tekniikan ja suuremmat nopeudet;
• 802.11ac eli Wi‑Fi 5 (pääasiassa 5 GHz) — suuret nopeudet ja laajemmat kaistaleveydet;
• 802.11ax eli Wi‑Fi 6 (2,4/5 GHz ja Wi‑Fi 6E:ssä myös 6 GHz) — parempi kapasiteetti, pienempi latenssi ja tehokkaampi monilaitteinen käyttö;
• tulevat standardit, kuten 802.11be (Wi‑Fi 7), pyrkivät nostamaan nopeuksia ja kapasiteettia edelleen.

Käytännön läpivirtaus (throughput) riippuu laitteiden tukemista standardeista, antenneista, kanavaleveyksistä (20/40/80/160 MHz), etäisyydestä, esteistä ja ympäristön häiriöistä.

Taajuuskaistat, kanavat ja häiriöt

2,4 GHz -kaistalla on vähemmän erillisiä kanavia ja ne usein limittyvät, minkä vuoksi yleisesti käytetään kanavia 1, 6 ja 11 (ei limittyviä kanavia monissa maissa). Kanavan 14 käyttö on rajoitettu ja sallittu vain tietyissä maissa. 2,4 GHz:n kantama on yleensä pidempi ja seinien läpäisy parempi, mutta se on alttiimpi häiriöille muista laitteista kuten mikroaaltouuneista ja DECT-puhelimista.

5 GHz -alueella on enemmän erillisiä kanavia ja mahdollisuus käyttää kapeampia tai leveämpiä kanavia nopeamman tiedonsiirron saavuttamiseksi. Tähän liittyy kuitenkin sääntelyä kuten DFS (Dynamic Frequency Selection), joka voi pakottaa tukiaseman välttämään ilmahavainnon radaritaajuuksia tai rajoittaa ulkokäyttöä tietyissä kanavissa. Lisäksi 6 GHz -taajuusalue (Wi‑Fi 6E) on avattu joissain maissa uusille Wi‑Fi-käytölle, mikä tarjoaa lisää kapasiteettia ja vähemmän ruuhkaa, mutta sen käyttö vaihtelee lainsäädännön mukaan.

Turvallisuus

Wi‑Fi-yhteyksien suojaaminen on tärkeää. Aikaisemmat suojausmenetelmät kuten WEP ovat helposti murrettavissa eivätkä enää kelpaa turvalliseen käyttöön. Nykyisiä suositeltavia suojausmenetelmiä ovat:

• WPA2 (AES-salaus) — toistaiseksi laajasti käytössä;
• WPA3 — uudempi ja turvallisempi standardi, joka tarjoaa parempaa suojaa etenkin julkisissa verkoissa ja heikommilla salasanoilla.

Hyviä käytäntöjä ovat vahvan salasanan käyttö, WPS:n (Wi‑Fi Protected Setup) poistaminen käytöstä jos sitä ei tarvita, reitittimen laiteohjelmiston päivittäminen ja vierasverkkojen luominen vieraskäyttöä varten.

Kantama ja suorituskyky käytännössä

Tyypillinen sisäinen kantama on 10–50 metriä riippuen käytetystä taajuudesta, antennien tehosta, esteistä ja rakennusmateriaaleista. 2,4 GHz kantaa yleensä pidemmälle kuin 5 GHz, mutta 5 GHz tarjoaa usein parempia nopeuksia lyhyemmillä etäisyyksillä ja vähemmän häiriöitä ruuhkaisissa ympäristöissä.

Terveysnäkökohdat

Maailman terveysjärjestö (WHO) arvioi langattomien verkkojen säteilyn olevan matalatasoista eikä Wi‑Fi:hen liity toistaiseksi luotettavaa näyttöä merkittävistä terveysvaikutuksista. Wi‑Fi käyttää ei-ionisoivaa radiotaajuussäteilyä, joka ei riko soluja samalla tavalla kuin ionisoiva säteily.

Käytännön vinkkejä parempaan Wi‑Fi‑kokemukseen

• Sijoita reititin keskelle kotia tai toimistoa vapaaseen paikkaan ja korkealle, älä kaappiin tai matalalle lattian tasolle.
• Käytä 5 GHz -verkkoa laitteissa, jotka tarvitsevat paljon kaistaa (suoratoisto, pelaaminen), ja 2,4 GHz -verkkoa laitteille, jotka tarvitsevat pidemmän kantaman.
• Vaihda kanavaa jos naapuriverkot samaan kanavaan aiheuttavat häiriöitä — monet reitittimet tarjoavat automaattisen kanavanvalinnan.
• Päivitä reitittimen ja laitteiden laiteohjelmisto säännöllisesti.
• Käytä nykyistä suojausprotokollaa (WPA2/WPA3) ja vahvaa salasanaa; luo erillinen vierasverkko halutessasi jakaa Internet-yhteys turvallisesti.
• Suuremmissa kodeissa tai toimistoissa harkitse mesh‑verkkoa tai lisätukiasemia kattavuuden parantamiseksi.

Yhteenvetona: Wi‑Fi on joustava ja laajasti käytetty tapa liittää laitteita verkkoon ilman johtoja. Sen suorituskyky ja turvallisuus ovat kehittyneet paljon vuosien varrella, ja uusimmat standardit tarjoavat parempaa nopeutta ja kapasiteettia sekä lisäävät mahdollisuuksia käyttää uusia taajuusalueita kuten 6 GHz:tä maakohtaisten sääntöjen sallimissa rajoissa.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on Wi-Fi?

K: Miten se toimii?

K: Liittyykö Wi-Fi-verkon käyttöön vaaroja?

K: Mitkä ovat kaksi yleisimmin käytettyä radiotaajuusaluetta langattomissa verkoissa?

K: Mitä etuja 2,4 GHz:n taajuusalueen käytöstä on?

K: Mitä etuja 5 GHz:n taajuusalueen käytöstä on?

K: Kuka sanoo, että WiFi ei ole vaarallinen?

Hae kirjaimella