4.4 Trådløs kommunikasjon

Når kablene forsvinner

Tenk over hvor mange usynlige signaler som farer gjennom rommet du sitter i akkurat nå. Mobilen din snakker med ruteren, hodetelefonene snakker med mobilen, og kanskje styrer en sensor lyset over hodet ditt – alt uten en eneste ledning imellom. Vi tar det som en selvfølge, men bak det hele ligger en og samme idé: vi sender data som elektromagnetiske bølger, altså radiobølger gjennom lufta.

Det morsomme er at alle de trådløse teknologiene du møter, bruker akkurat dette grunnprinsippet. Forskjellen ligger ikke i "om" de bruker radiobølger, men i hvordan. Noen velger en frekvens som når langt, andre en som er lynrask. Noen er bygd for å sluke minst mulig strøm, andre for å flytte enorme datamengder. Når du forstår de fire-fem knappene som kan skrus på – frekvens, rekkevidde, hastighet, strømforbruk og bruksområde – så forstår du egentlig hele familien av trådløse teknologier på én gang. La oss bli kjent med de viktigste av dem.

WiFi og kampen mellom to frekvenser

La oss starte hjemme hos deg. Den vanligste trådløse teknologien i et hjem eller på en arbeidsplass er WiFi, som offisielt heter IEEE 802.11. Du har sikkert hørt om WiFi 5 og WiFi 6 – det er rett og slett nyere generasjoner av samme standard. Eldre 802.11n (WiFi 4) ga opptil 600 Mbps, mens dagens 802.11ax (WiFi 6) klarer hele 9,6 Gbps. Men her er en hemmelighet de fleste går glipp av: hastigheten du faktisk får, henger nøye sammen med hvilket frekvensbånd du bruker.

WiFi sender nemlig på to hovedbånd. 2,4 GHz er det gamle, slitesterke båndet. Det har lengre bølgelengde, og lange bølger trenger lettere gjennom vegger, tak og gulv. Ulempen er lavere hastighet og mer støy – for mange enheter, til og med mikrobølgeovnen din, kniver om akkurat dette båndet. 5 GHz er det raske båndet: høyere hastighet og mindre forstyrrelser, men kortere rekkevidde fordi de korte bølgene absorberes lettere av byggematerialer.

Tenk deg at du skal sette opp WiFi i et hus i to etasjer. Ruteren står i stua i første etasje, sammen med TV-en og nettbrettet. Her er du tett på ruteren, så rekkevidde er ikke noe problem – velg 5 GHz og få maks fart til streamingen. Men oppe på soverommet, der signalet må kjempe seg gjennom tak og gulv, lønner det seg å la enheten falle tilbake på 2,4 GHz. Farten er lavere, men nå når i det minste signalet fram. Heldigvis er moderne rutere ofte "dual-band" og styrer enhetene til det beste båndet helt automatisk.

Bluetooth og Zigbee – de strømgjerrige fetterne

WiFi er bygd for fart og store datamengder, men det koster strøm. Når du i stedet vil koble sammen små enheter som skal leve lenge på et lite batteri, henter vi fram to andre teknologier – begge på det samme 2,4 GHz-båndet.

Bluetooth kjenner du fra hodetelefoner, mus og treningsklokker. Den er laget for kort rekkevidde og lavt strømforbruk. Spesielt varianten BLE (Bluetooth Low Energy) bruker så lite strøm at en sensor kan gå på det samme knappcellebatteriet i måneder eller år. Før to Bluetooth-enheter kan snakke sammen, må de gjennom en parring, som oppretter en sikker forbindelse mellom akkurat de to.

Zigbee er kanskje mindre kjent, men den er smarthusets arbeidshest. Den er bygd for sensorer og styresignaler: temperaturmålere, dørlåser, bevegelsesfølere og smarte lyspærer. Tre ting gjør Zigbee spesiell. For det første det svært lave strømforbruket – batteridrift i flere år. For det andre at hastigheten er beskjeden, bare 250 kbps, men det holder fint når du bare skal sende "døra ble åpnet" eller "22,3 grader". Og for det tredje, det smarteste trikset: mesh-nettverk. I et mesh kan hver enhet videresende data for de andre, slik at signalet hopper fra lyspære til sensor til lås og dekker hele huset – og du kan ha opptil 65 000 enheter i samme nettverk. Skal du bygge et smarthus med tjue sensorer og ti lyspærer, er Zigbee derfor et mye smartere valg enn WiFi, som ville tappet batteriene altfor fort, eller Bluetooth, som mangler ekte mesh i standardversjonen.

Sikkerhet – fordi alle kan lytte

Det er én stor hake ved all trådløs kommunikasjon: signalet flyr fritt gjennom lufta, og hvem som helst innen rekkevidde kan i prinsippet fange det opp. Derfor er kryptering helt avgjørende, og her har WiFi en lærerik historie å fortelle.

Den aller første sikkerheten het WEP og kom i 1997. På papiret skulle den beskytte nettverket, men den hadde alvorlige svakheter. Nøkkelen var for kort, og den såkalte initialiseringsvektoren var bare 24 bit lang – så kort at den ble gjenbrukt hele tiden. Samler en angriper nok pakker med samme vektor, kan krypteringsnøkkelen rett og slett regnes ut. Med moderne verktøy knekkes WEP på under fem minutter. WEP skal med andre ord aldri brukes.

Deretter kom WPA, en forbedring, men fortsatt med svakheter. Det virkelige løftet kom med WPA2 i 2004, som bruker sterk AES-kryptering og fortsatt er trygt så lenge du har et godt passord. Nyeste standard er WPA3 fra 2018, som beskytter mot ordbokangrep der noen prøver passord på passord, gir individuell kryptering for hver bruker i åpne nett, og tilbyr 192-bits kryptering i bedriftsmodus. Reglene er enkle å huske: bruk WPA3 eller WPA2 – aldri WEP – velg et passord på minst tolv tegn med blanding av bokstaver, tall og symboler, og bytt alltid ut standardpassordet ruteren kom med.

Oppsummering

Vi har sett at all trådløs kommunikasjon bygger på det samme grunnlaget – elektromagnetiske bølger gjennom lufta – og at forskjellene ligger i frekvens, rekkevidde, hastighet, strømforbruk og bruksområde. WiFi (802.11) er hjemmenettverkets arbeidshest, der 2,4 GHz gir best rekkevidde og 5 GHz gir høyest hastighet. Bluetooth, særlig BLE-varianten, kobler sammen små enheter med lavt strømforbruk, mens Zigbee styrer smarthuset med mesh-nettverk, lang batterilevetid og plass til titusenvis av enheter.

Men ingen trådløs teknologi er trygg uten kryptering. WEP hører fortiden til, mens WPA2 og WPA3 er standardene du skal bruke i dag – sammen med et langt passord og fornuftige innstillinger. Når du skal velge teknologi, handler det alltid om å veie kravene til rekkevidde, hastighet, strøm og antall enheter mot hverandre.