Wi-Fi
Hur Wi-Fi (IEEE 802.11) fungerar, från Wi-Fi 4 till Wi-Fi 7: banden 2,4, 5 och 6 GHz, kanaler och kanalbredd, DFS och väderradar, CSMA/CA, räckvidd, mesh och säkerhet.
Innehåll
Wi-Fi är den trådlösa teknik som de flesta har hemma, på jobbet och i skolan. Den ansluter telefoner, datorer, tv-apparater och lampor till internet via en router, med radiovågor i tillståndsfria band. Bakom enkla namn som Wi-Fi 6 ligger ett system som delar en gemensam radiokanal mellan många apparater, hanterar störningar och samexisterar med radar och radiolänkar. Artikeln förklarar hur det går till.
Från 802.11 till Wi-Fi 7#
Standardfamiljen IEEE 802.11 togs fram av ingenjörsorganisationen IEEE, och namnet Wi-Fi är ett varumärke som branschorganisationen Wi-Fi Alliance använder för utrustning som certifierats att samverka. Första versionen kom 1997 och klarade 2 Mbit/s. Därefter har varje generation höjt hastigheten, bland annat genom bredare kanaler, tätare modulation (se digital modulation) och fler antenner (MIMO, se gruppantenner och MIMO). Sedan 2018 har generationerna ett enklare namn.
Tabell 1. Wi-Fi-generationer. Maxhastigheterna är teoretiska värden vid största kanalbredd, flest rumsliga strömmar och högsta modulation. Verklig hastighet är betydligt lägre.
| Namn | Standard | År | Band | Största kanalbredd | Högsta modulation | Teoretiskt max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Wi-Fi 4 | 802.11n | 2009 | 2,4 och 5 GHz | 40 MHz | 64-QAM | 600 Mbit/s |
| Wi-Fi 5 | 802.11ac | 2013 | 5 GHz | 160 MHz | 256-QAM | ca 6,9 Gbit/s |
| Wi-Fi 6 / 6E | 802.11ax | 2021 | 2,4, 5 (och 6) GHz | 160 MHz | 1024-QAM | ca 9,6 Gbit/s |
| Wi-Fi 7 | 802.11be | 2024 | 2,4, 5 och 6 GHz | 320 MHz | 4096-QAM | ca 46 Gbit/s |
Wi-Fi 6 införde OFDMA (se OFDM och flerbärvågssystem), där en kanal delas upp i smala resursenheter som kan ges till flera apparater samtidigt, vilket är effektivt när många enheter skickar små datamängder. Wi-Fi 6E är Wi-Fi 6 som även får använda 6 GHz-bandet. Wi-Fi 7 lägger till 320 MHz-kanaler och MLO (multi-link operation), där en apparat kan använda flera band samtidigt för högre hastighet och lägre fördröjning.1 Nästa generation, Wi-Fi 8, utvecklas inom IEEE som 802.11bn, med fokus på tillförlitlighet snarare än toppfart.
Banden: 2,4, 5 och 6 GHz#
Fysiken sätter villkoren (se fri rymd-dämpning och länkbudget): dämpningen i fri rymd växer med frekvensen, och väggar dämpar mer ju högre frekvens det är.
2,4 GHz#
Bandet 2400–2483,5 MHz är ett ISM-band (industrial, scientific and medical) som delas av många tekniker: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, trådlösa telefoner, babyvakter och mikrovågsugnar, som arbetar vid ca 2450 MHz.2 Amatörradio har en sekundär tilldelning i delar av bandet. Därför är bandet ofta trångt. Kanalerna numreras 1–13 i Europa, med mittfrekvensen MHz, och är bara 5 MHz från varandra, medan en Wi-Fi-kanal är ca 20 MHz bred (figur 1). Det betyder att grannkanaler överlappar. För att undvika att nätverk stör varandra väljer man helst kanalerna 1, 6 och 11, som ligger 25 MHz isär, så att de inte överlappar varandra.
5 GHz#
I 5 GHz används i Europa 5150–5350 och 5470–5725 MHz. Kanalnumret anger mittfrekvensen MHz, så kanal 36 ligger vid 5180 MHz och kanal 100 vid 5500 MHz. Det ger 19 kanaler à 20 MHz, och de kan slås ihop till 40, 80 eller 160 MHz (figur 2). Bandet har betydligt mer plats än 2,4 GHz, men kräver en teknik som kallas dynamisk frekvensval (DFS, eng. dynamic frequency selection) i delar av bandet.
6 GHz#
Sedan Wi-Fi 6E finns även 6 GHz. EU har harmoniserat det nedre delbandet 5945–6425 MHz, 480 MHz, för Wi-Fi och liknande utrustning.3 Kanalerna ges av MHz, och 20 MHz-kanalerna har numren 1, 5, 9 till 93, alltså 24 stycken (figur 3). Bandet rymmer tre kanaler på 160 MHz men bara en på 320 MHz, så Wi-Fi 7:s bredaste kanal är mindre användbar i Europa än i USA, där hela 5925–7125 MHz är öppet. Bandet över 6425 MHz hanteras separat. WRC-23 pekade ut delar av det för mobilnät (se Spektrumets framtid), och hur det fördelas mellan Wi-Fi och mobilnät i Europa är en pågående fråga.
Så delar apparaterna på kanalen: CSMA/CA#
Alla enheter i en Wi-Fi-kanal sänder på samma frekvens och måste turas om. Metoden kallas CSMA/CA (carrier sense multiple access with collision avoidance) och är en form av slumpaccess (se multipel access och duplex). Till skillnad från kabelburet Ethernet kan en radiosändare inte lyssna på kanalen medan den sänder, så den kan inte upptäcka kollisioner utan måste undvika dem.
Proceduren är (figur 4):
- Stationen lyssnar på kanalen. Är den upptagen väntar den.
- När kanalen har varit ledig under ett DIFS (34 µs i 5 GHz-bandet) börjar stationen räkna ned en slumpmässig backoff i tidsluckor om 9 µs. Räknaren fryses medan någon annan sänder.
- När räknaren når noll sänder stationen. Mottagaren svarar efter en kort SIFS (16 µs) med en kvittens (ACK). Uteblir kvittensen dubblas intervallet som den slumpmässiga väntan hämtas från, och paketet skickas på nytt.
Systemet är rättvist men har en tydlig konsekvens: tiden på kanalen är gemensam. En enda långsam enhet, till exempel en gammal telefon med låg hastighet, upptar kanalen länge för varje paket och drar ned kapaciteten för alla. Det gäller också grannens Wi-Fi om det ligger på samma kanal: ni delar luften, även om ni inte delar nätverk. Om två stationer inte hör varandra men båda hörs hos routern (dolda noder) kan de kollidera. Då kan RTS/CTS, en kort frågor-och-svar-växling före datapaketet, användas.
DFS och väderradar#
I stora delar av 5 GHz-bandet (kanalerna 52–64 och 100–140) delar Wi-Fi spektrum med radar, bland annat väderradar. Därför kräver europeiska standarder (ETSI EN 301 893) att utrustningen kan upptäcka radarpulser och lämna kanalen.5 Före första sändningen lyssnar routern under en uppstartstid (channel availability check), vanligen ca en minut, och i frekvensområdet 5600–5650 MHz, där väderradar arbetar, tio minuter. Upptäcks radar under drift flyttar routern till en annan kanal. Du märker detta som att Wi-Fi tillfälligt försvinner. Väderradar beskrivs i Väderradar och vädersatelliter och radarprincipen i Radar: grunder.
För att slippa DFS-avbrott kan man välja kanalerna 36–48 (som saknar DFS-krav) eller 6 GHz-bandet. Utrustningen får inte alltid användas utomhus i alla delar av banden, och effektgränser och andra villkor varierar mellan banden. De exakta gränserna för Sverige anges i PTS föreskrifter. De återges inte här, eftersom de ändras och inte har verifierats för artikeln: se Tillståndsfri radio och PTS e-tjänst för aktuell information.
Räckvidd och placering#
Räckvidden beror på frekvens, sändareffekt, antenner, väggar och störningar. Några tumregler:
- Placera routern centralt, högt upp och fritt från metallföremål, skåp och vattenfyllda föremål som akvarier. Vatten och metall dämpar och reflekterar radiovågor.
- 2,4 GHz når längre och tränger bättre igenom väggar, men är trängre och långsammare. 5 och 6 GHz ger högre hastighet nära routern men dämpas mer av väggar. Gipsväggar ger några dB, betong ofta över 10 dB per vägg.
- Välj kanal efter omgivningen. I flerfamiljshus kan tiotals nätverk höras samtidigt. Låt gärna routern välja kanal automatiskt, eller välj en kanal med få grannar. Bredare kanaler ger högre hastighet men fler konflikter.
- Mesh använder flera noder som tillsammans bildar ett nät. Noderna ansluter helst med kabel eller över ett dedikerat radiolänkband. Standarder som 802.11k, v och r hjälper enheter att byta nod utan avbrott.
Fler antenn- och placeringstips finns i Antenner för amatörradio, radio och TV hemma.
Säkerhet i korthet#
Eftersom radiovågor kan tas emot av alla i närheten måste Wi-Fi skydda trafiken med kryptering. Nuvarande standard är WPA3, som Wi-Fi Alliance introducerade 2018 och som ersätter WPA2.6 Den viktigaste förbättringen är att lösenordet inte längre kan gissas offline av någon som lyssnat på inloggningen: WPA3 använder en lösenordsbaserad nyckelväxling (SAE) som ger en ny nyckel för varje session. Det finns också ett krypterat läge för öppna nät (OWE). Äldre protokoll som WEP och WPA är obsoleta. För 6 GHz krävs WPA3 eller OWE. Mer om säkerhet finns i Säkerhet i radiokommunikation. Använd ett långt lösenord och uppdatera routerns programvara.
Kontrollfrågor#
Vilka tre frekvensband använder Wi-Fi, och vad är den största skillnaden mellan dem?
2,4 GHz, 5 GHz och 6 GHz. 2,4 GHz har längre räckvidd och bättre väggpenetration men är trångt och har få kanaler. 5 GHz och 6 GHz har mycket mer bandbredd och högre hastigheter men kortare räckvidd.
Vilken mittfrekvens har Wi-Fi-kanal 11 i 2,4 GHz-bandet?
MHz.
Varför rekommenderas kanal 1, 6 och 11 i 2,4 GHz-bandet?
Kanalerna är 5 MHz från varandra men 20 MHz breda och överlappar därför. Kanal 1, 6 och 11 ligger 25 MHz isär och kan användas samtidigt utan att överlappa.
Hur många 20 MHz-kanaler rymmer det nedre 6 GHz-bandet (5945–6425 MHz), och hur många 320 MHz-kanaler?
kanaler à 20 MHz. Det rymmer bara en 320 MHz-kanal utan överlapp, eftersom .
Vad är DFS, och varför behövs det i delar av 5 GHz-bandet?
DFS är dynamiskt frekvensval: utrustningen lyssnar efter radarpulser och byter kanal om den hör radar. Det behövs eftersom bandet delas med radar, bland annat väderradar, som annars skulle störas.
Varför sjunker hastigheten för alla när en gammal, långsam enhet använder samma kanal?
CSMA/CA delar kanalen på tid. En långsam enhet behöver lång tid på kanalen för varje paket, och under den tiden väntar alla andra.
Beräkna skillnaden i fri rymd-dämpning på samma avstånd mellan 2,4 GHz (2437 MHz) och 5 GHz (5200 MHz).
dB. Dämpningen är alltså ca 6,6 dB högre vid 5 GHz.
-
IEEE Std 802.11be-2024 (Wi-Fi 7) och IEEE Std 802.11ax-2021 (Wi-Fi 6). Maxhastigheterna i tabell 1 är teoretiska värden från standarderna för största kanalbredd och flest strömmar. ↩
-
Frekvensen för mikrovågsugnar och Bluetooth är allmänt känd. Se ETSI EN 300 328 för regler om bredbandig dataöverföring i 2,4 GHz-bandet. ↩
-
Genomförandebeslut (EU) 2021/1067. Uppgiften om EU-harmoniseringen bygger på kännedom om beslutet, som inte har öppnats för den här artikeln, och omfattar inte svenska villkor. ↩
-
PTS, Frekvensbandslista för fast radio (2025-06-10), hämtad 2026-10-24: låga 6 GHz 5930–6420 MHz och höga 6 GHz 6440–7100 MHz. ↩
-
ETSI EN 301 893. Uppgiften om en minuts respektive tio minuters uppstartstid följer standardens kontroll av kanaltillgänglighet och bör kontrolleras mot aktuell version. ↩
-
Wi-Fi Alliance, WPA3 Specification. Uppgifterna om SAE och OWE är på principnivå. ↩