Wi-Fi

A Wi-Fi (WiFi, Wifi vagy wifi) az IEEE által kifejlesztett, vezeték nélküli mikrohullámú kommunikációt (WLAN) megvalósító, széleskörűen elterjedt szabvány (IEEE 802.11)[1] népszerű neve. A Wi-Fi az elterjedt nézetekkel szemben nem az angol Wireless Fidelity kifejezés rövidítése. Az elnevezést egy marketingcég találta ki játékosan utalva a Hi-Fi/hifi szóra, csak később igyekeztek rövidítésként aposztrofálni és úgy reklámozni.[2][3][4]

Hedy Lamarr színésznő és George Antheil zeneszerző 1942-ben szabadalmaztatta azt a szórt spektrumú technikát, ami később a wifi technológiai alapját adta. Így a wifit sokáig csak az amerikai haditengerészet használta, amíg 1985-ben el nem készültek a civilek által is használható vezeték nélküli hálózatok.[5]

A hivatalos wifi jelölés

Legelterjedtebb szabványok

IEEE szabvány	Generációs jelölés	Megjelenés ideje	Működési frekvencia (GHz)	Sebesség (jellemző) (Mbit/s)	Sebesség (maximális) (Mbit/s)	Hatótávolság beltéren (méter)	Hatótávolság kültéren (méter)
Eredeti 802.11	(nincs)	1997	2,4	0,9	2	~20	~100
802.11a	(Wi-Fi 2)	1999	5	23	54	~35	~120
802.11b	(Wi-Fi 1)	1999	2,4	4,3	11	~38	~140
802.11g	(Wi-Fi 3)	2003	2,4	19	54	~38	~140
802.11y	(nincs)	2008	3,7	23	54	~50	~5000
802.11n	Wi-Fi 4	2009	2,4 / 5	74	600	~70	~250
802.11ac	Wi-Fi 5	2013	5	500	1300	~140	~350
802.11ax	Wi-Fi 6	2018	2,4 / 5		9600
	Wi-Fi 6E	2020	2,4 / 5 / 6

A táblázatban jelölt hatótávolságok, csupán elméleti értékek! Valós tesztek alapján, beltéren, egy 2G és egy 5G jellel lefedett területen a 2G(b/g/n) hatótávolsága többszöröse az 5G (ac) hatótávolságának. Ugyanakkor az 5 Ghz sebességét tekintve többszöröse a 2,4 Ghz-es wifinek, így belső hálózati kommunikációra (wireless kapcsolat telefon és gép között) az 5 Ghz-es sávszélességet érdemes használni.

• 802.11a: 5 GHz-es frekvenciasávban működő eszközök; előnye a nagy távolság és sávszélesség, viszont jellemzően csak pont-pont kapcsolatra használják és az ehhez használható eszközök általában drágábbak. Különösen fontos az optikai rálátás a két pont között.
• 802.11b: 2,4 GHz-es tartományban működő eszközök; hatótávolsága a terepviszonyoktól függően széles skálán mozoghat, lényegesen kisebb, mint a 802.11a, pont-multipont kapcsolatoknál 1 km-es sugarú körön belülre szokták tervezni. Átviteli sebessége max. 11 Mbit/s
• 802.11g: 2,4 GHz-en működő eszközök, a 802.11b-vel sok tekintetben megegyezik, a routerek nagy része mindkettőt támogatja. Előnye, hogy nagyobb sávszélességet képes átvinni, hátránya pedig, hogy a távolság növekedésével lényegesen romlik a hatásfoka és érzékenyebb az interferenciára. Átviteli sebessége max. 54 Mbit/s.

A 802.11b, 802.11a és 802.11g utólag, nem hivatalosan kapta meg a Wi-Fi 1, 2 és 3 megjelölést; hivatalosan megjelenést a 4, 5 és 6 kapott az új elnevezési szabvány bevezetésekor, 2019-ben.

Felhasználási területek

Irodákban, nyilvános helyeken (repülőtér, étterem, hotel, magánházak stb.) megvalósított vezeték nélküli helyi hálózat, aminek segítségével a látogatók saját számítógépükkel kapcsolódhatnak a világhálóra.

Kialakítása a következő módokon történhet:

• Publikus, nyílt hálózat: bármely wi-fi routerrel kialakítható, az így létrehozott hálózathoz bárki csatlakozhat mindenféle korlátozás nélkül
• Privát hálózat: a hálózat saját felhasználásra lett kialakítva, melyet egy titkos jelszó véd, így ahhoz csak a jelszó ismeretében lehet csatlakozni
• Publikus, zárt hálózat: egy speciális szoftver gondoskodik arról, hogy a hálózatot csak egy kód ismeretében, korlátozott ideig lehessen használni. Ezt a formát rendszerint éttermek, kávézók használják, ahol az internetelérés fogyasztáshoz van kötve
• Publikus, részlegesen zárt hálózat: átmeneti típus a nyílt és egyben publikus hálózatok, illetve a privát hálózatok közt. Két főbb típusa különböztethető meg, így a hozzáférési pont számára elérhető sávszélesség bizonyos, akár igen elenyésző hányadának nyílt, és publikussá tett formája, illetve egy szélesebb kör számára elérhető, publikus, azonban zárt hálózat ismeretes. Céljuk, hogy az internetkapcsolatot ingyenesen használók ne élhessenek vissza, és ne terhelhessék le aránytalanul az adott wi-fi-pontot üzemeltető hálózatát annak terhére. Jelenleg az első, a privát hálózatok és a nyílt hozzáférésű, publikus hálózatok kivitelezése igen körülményes egyszerű felhasználók számára, míg utóbbi hálózatok nem hozzáférhetők mindenki számára, minthogy azokat csak a jelszót ismerő személy, vagy személyek csoportja képes elérni. Ilyen megoldást nyújtanak a Skype, illetve a Google érdekeltségi körébe tartozó FON által kínált olyan wi-fi routerek, melyek az ilyen termékkel rendelkezők számára egymás között elérhetővé teszik az ilyen routereken keresztül megosztott wi-fi hálózatok bizonyos részét, amit egy felhasználói névvel, illetve jelszóval rendelkező – szintén e közösség tagságával bíró személyek – csatlakozhatnak a világ számos különböző pontján elérhető ilyen típusú hálózatok mindegyikéhez. Ezek sávszélességét a tulajdonos határozza meg, egy a közösség tagjai számára részlegesen megosztott 1,5 Mb/s sávszélességű internet kapcsolat 10%-a elegendő, hogy valós idejű, kétoldalú hanghívást bonyolítsunk különböző VoIP-klienseken (Voice Over Internet Protocol) keresztül, mint amilyen a Skype.
• Kereskedelmi HotSpot szolgáltatás: a vezeték nélküli hálózat csak díjfizetés ellenében, korlátozott ideig használható

Vezetéknélküli hálózatok titkosítási szabványai

Wired Equivalent Privacy

A WEP (magyarul kb. a vezetékessel egyenértékű titkosság) volt az első ilyen jellegű szabvány. Létezik 64, 128, 256 és 512 bites változata is. Legelterjedtebb a 64 és a 128 bites WEP.

Nagyon sok oldal tanúskodik arról, hogy még jól beállított eszközök használata mellett is a titkosításhoz használt kulcs hamar (4-5 perc alatt) megfejthető.[6] A WEP titkosítás ugyan védelmet nyújthat az alkalmi próbálkozók ellen, de hamis biztonságérzetet ad, hiszen ingyenes, bárki számára hozzáférhető eszközökkel – mint például az aircrack-ng programcsomag – megfelelő jelerősség esetén nagyon egyszerűen visszafejthető a WEP kulcs. 64bites kulcsot 25 000, 128bites kulcsot 100 000 csomaggal már nagy valószínűséggel lehet törni (A PTW eljárás segítségével, ami az aircrack része). A titkosított csomagok lehallgatása után az aircrack-ng másodpercek alatt megtalálja a használt kulcsot. A szükséges csomagok akkor is kikényszeríthetőek, ha senki se kapcsolódik a hálózatra vezeték nélkül!

Ha eszközünk támogatja a WPA-t, akkor inkább használjuk azt, mert a WEP nyilvánvalóan gyengébb biztonságot nyújt a WPA-hoz képest. Ha a WPA-t nem támogatja eszközünk, akkor lehetőleg minden nap cseréljünk WEP kulcsot, de legalábbis olyan gyakran, ahogy csak tehetjük.

Ezek mellett gyakori a hálózati kártyák fizikai címének (MAC) szűrése, bár ez a szűréstípus egyszerűen kijátszható.

Wi-Fi Protected Access

A WPA (magyarul kb. Wi-Fi védett hozzáférés) egy 2003 óta élő titkosítási szabvány, ma már szinte minden eszköz támogatja – erősen ajánlott használni a WEP helyett. A WPA a TKIP nevű RC4 alapú titkosító algoritmust használja az adatok titkosítására. A TKIP fő előnye, hogy a beállított idő vagy forgalmazott adatmennyiség után új kulcsot generál.

Igazi biztonságot a WPA is csak akkor nyújt, ha kellően hosszú és összetett jelszót használunk, amivel elkerülhetjük a brute force, illetve a szótár alapú támadásokat.[7]

IEEE 802.11i-2004

Az IEEE 802.11i-2004 vagy Wi-Fi Protected Access 2, WPA2 (magyarul kb. Wi-Fi védett hozzáférés 2. generációja) ma már a legtöbb eszköz támogatja, és mivel ez a legbiztonságosabb, ha rendelkezésre áll érdemes ezt használni.

WPA 3

A WPA 3, egy nagyon friss és biztonságos Wi-Fi védelem, amit kevés eszköz támogat még. Ebben a frissítésben a legfontosabb újítás a jelszó találgatásának felismerése.

Érdekesség

A WiFi-vel eddig elért legnagyobb hatótávolság 382 km, amit Venezuelában egy 2007 júniusában történt kísérletben értek el. A kifejezetten a kísérlet számára kiválasztott helyszínen az Andok Egyetem és egy telekommunikációs technológiákat támogató alapítvány kutatói az El Águila és Platillón hegyek között az Intel által elmaradott térségek számára kifejlesztett irányított antennák és szoftver felhasználásával,[8] de alapvetően kereskedelmi forgalomban is kapható, olcsó (~60 USD) nagy hatótávolságú eszközökkel valósították meg a számítógépek közötti kapcsolatot. Mindkét irányban 3 MB/s sebességet tudtak elérni, hang és videokapcsolatot is sikerült létrehozniuk.[9]

Manapság már lassan nem is létezik olyan eszköz, aminek ne lenne valamilyen, vezeték nélküli internetet használó változata. Ezek elterjedése miatt egyre nagyobb felelősség hárul a bennünket kiszolgáló wifi hálózatokra, amiknek nem csak az eszközök működését, hanem a rácsatlakozott felhasználók igényeinek kielégítését is biztosítaniuk kell.[10]

Bár többféle szemlélet létezik az IoT (dolgok internetje) kifejezéssel kapcsolatban, abban a legtöbb szakértő egyetért, hogy egy olyan fajta digitális világot értünk alatta, ami olyan "intelligens" eszközöket foglal magába, amik egy-egy internet alapú hálózatra csatlakozva képesek a többi, ugyancsak felkapcsolódott eszközzel/eszközökkel kommunikálni és egyúttal felhasználni az általuk megosztott adatokat. Ilyen eszközök például az okosklíma (internettel bárhonnan be tudjuk állítani, hogy mire hazaérünk, kellemesen hűvös lakás várjon), az okosredőny (beépített érzékelőivel manuálisan vagy automatikusan annyira sötétít be, amennyire az időjárás megkívánja), okoshűtő (beépített kamerájával bármikor belenézhetünk, és a fejlettebb típusai még a lejárati időkre is emlékeztetnek) vagy a robotporszívó (gyakorlatilag bármikor elindíthatjuk, hogy megadott időpontra egy sokkal tisztább otthon fogadhasson bennünket).[10]

Mivel egyre több ilyen eszközzel rukkolnak elő a gyártók és ennek hála egyre nagyobb népszerűségnek is örvendenek, így a wifihálózatok jelentősen nagyobb terhelésnek vannak kitéve, miközben számtalan eszközt és egyszerre akár több felhasználót is ki kell szolgálniuk. Éppen ezért a wifihálózatok átalakítására van szükség, hogy a megnövekedett erőforrásigényt megfelelő kapacitással tudják kiszolgálni.[10]

A legnagyobb technológiai szolgáltatók jelenleg úgy látják, hogy az elkövetkező években is a wifi fogja kiszolgálni az egyre szaporodó okoseszközöket, de könnyen lehet, hogy még egyéb, alternatív vezeték nélküli technológiák is segíteni fognak az így teremtett ökoszisztémák működtetésében.[10]

A WiFi hálózatok számára kijelölt rádiófrekvenciás tartományok[11]

A 2.4 GHz-es sáv sávterve

Nemzeti felosztás			Frekvenciasávok használati szabályai
			Alkalmazás			Dokumentum	További szabály
2450–2483,5 MHz
ÁLLANDÓHELYŰ	5.150	E
MOZGÓ	5.150	E
Rádiólokáció	5.150	E
		N	3	K	Kis teljesítményű, vezetéknélküli szélessávú adatátvitel		Teljesítmény: max. 100 mW EIRP Kitöltési tényező: ≤ 100%
		PN			SRD		3. melléklet 9.1. pont
			3	K	Általános alkalmazások		3. melléklet 9.2.1. pont
			3	K	Szélessávú adatátviteli alkalmazások		3. melléklet 9.4.1. pont A sávban elektronikus hírközlési szolgáltatás is nyújtható.
			3	K	Rádiómeghatározó alkalmazások		3. melléklet 9.7.1. pont 3. melléklet 9.7.2. pont
			3	K	RFID alkalmazások a 2450–2454 MHz sávban		3. melléklet 9.12.1. pont 3. melléklet 9.12.2. pont
	5.150		-	Ü	ISM alkalmazások

Teljesítménysűrűség:

• max. 100 mW/100 kHz EIRP-sűrűség frekvenciaugratásos moduláció alkalmazása esetén
• max. 10 mW/MHz EIRP-sűrűség más modulációfajták alkalmazása esetén

A 2.4GHz-es sáv csatornakiosztása[12]

A csatornakiosztás kezdetben 5MHz-es csatornákhoz lett kialakítva, az ennél szélesebb sávú csatornakiosztások átlapolással lettek megoldva.

Csatorna	Frekvencia (MHz)			Átlapolás
	f1	f0	f2	10 MHz-es átlapolás		20 MHz-es átlapolás				40 MHz-es átlapolás
1	2402	2412	2422	1		1				1
2	2407	2417	2427		2		2				2
3	2412	2422	2432	3				3				3
4	2417	2427	2437		4				4				4
5	2422	2432	2442	5		5								5
6	2427	2437	2447		6		6								6
7	2432	2442	2452	7				7
8	2437	2447	2457		8				8
9	2442	2452	2462	9		9
10	2447	2457	2467		10		10
11	2452	2462	2472	11
12	2457	2467	2477		12
13	2462	2472	2482

Az 5GHz-es sáv csatornakiosztása[12]

Az 5GHz-es sávon sokkal szélesebb frekvenciatartomány lett kijelölve a WiFi átvitel számára, így lehetőség van szélesebb sávú, 80 MHz és 160 MHz sávszélességű csatornák kiosztására is.

Csatorna	Frekvencia (MHz) 20MHz-es raszter			802.11 kiosztás		Pmax (mW)		Átlapolások
	f1	f0	f2	FCC	ETSI	mW	dBm	40 MHz	80 MHz	160 MHz	Ütköző Rádiós Szolgáltatás
36	5170	5180	5190	UNI-1	RLAN1	200	23	38	42	50
40	5190	5200	5210
44	5210	5220	5230					46
48	5230	5240	5250
52	5250	5260	5270	UNI-2a				54	58
56	5270	5280	5290
60	5290	5300	5310					62
64	5310	5320	5330
100	5490	5500	5510	UNI-2c	RLAN2	1000	30	102	106	114
104	5510	5520	5530
108	5530	5540	5550					110
112	5550	5560	5570
116	5570	5580	5590					118	122		Időjárás radar
120	5590	5600	5610
124	5610	5620	5630					126
128	5630	5640	5650
132	5650	5660	5670					134	138
136	5670	5680	5690
140	5690	5700	5710					142
144	5710	5720	5730
149	5735	5745	5755	UNI-3	RLAN3	25	14	151	155
153	5755	5765	5775
157	5775	5785	5795					159
161	5795	5805	5815
165	5815	5825	5835								ISM

WiFi-átvitellel megvalósítható adatátviteli sebesség adott csatornasávszélesség és modulációtipusok alapján[12]

HT MCS index	Modulation	Coding rate	Spatial streams	Adatátviteli sebesség (Mbit/s)								VHT MCS index
				20 MHz		40 MHz		80 MHz		160 MHz
				800 ns GI	400 ns GI	800 ns GI	400 ns GI	800 ns GI	400 ns GI	800 ns GI	400 ns GI
0	BPSK	1/2	1	6.5	7.2	13.5	15	29.3	32.5	58.5	65	0
1	QPSK	1/2	1	13	14.4	27	30	58.5	65	117	130	1
2	QPSK	3/4	1	19.5	21.7	40.5	45	87.8	97.5	175.5	195	2
3	16-QAM	1/2	1	26	28.9	54	60	117	130	234	260	3
4	16-QAM	3/4	1	39	43.3	81	90	175.5	195	351	390	4
5	64-QAM	2/3	1	52	57.8	108	120	234	260	468	520	5
6	64-QAM	3/4	1	58.5	65	121.5	135	263.3	292.5	526.5	585	6
7	64-QAM	5/6	1	65	72.2	135	150	292.5	325	585	650	7
	256-QAM	3/4	1	78	86.7	162	180	351	390	702	780	8
	256-QAM	5/6	1			180	200	390	433.3	780	866.7	9
8	BPSK	1/2	2	13	14.4	27	30	58.5	65	117	130	0
9	QPSK	1/2	2	26	28.9	54	60	117	130	234	260	1
10	QPSK	3/4	2	39	43.3	81	90	175.5	195	351	390	2
11	16-QAM	1/2	2	52	57.8	108	120	234	260	468	520	3
12	16-QAM	3/4	2	78	86.7	162	180	351	390	702	780	4
13	64-QAM	2/3	2	104	115.6	216	240	468	520	936	1040	5
14	64-QAM	3/4	2	117	130	243	270	526.5	585	1053	1170	6
15	64-QAM	5/6	2	130	144.4	270	300	585	650	1170	1300	7
	256-QAM	3/4	2	156	173.3	324	360	702	780	1404	1560	8
	256-QAM	5/6	2			360	400	780	866.7	1560	1733.3	9
16	BPSK	1/2	3	19.5	21.7	40.5	45	87.8	97.5	175.5	195	0
17	QPSK	1/2	3	39	43.3	81	90	175.5	195	351	390	1
18	QPSK	3/4	3	58.5	65	121.5	135	263.3	292.5	526.5	585	2
19	16-QAM	1/2	3	78	86.7	162	180	351	390	702	780	3
20	16-QAM	3/4	3	117	130	243	270	526.5	585	1053	1170	4
21	64-QAM	2/3	3	156	173.3	324	360	702	780	1404	1560	5
22	64-QAM	3/4	3	175.5	195	364.5	405			1579.5	1755	6
23	64-QAM	5/6	3	195	216.7	405	450	877.5	975	1755	1950	7
	256-QAM	3/4	3	234	260	486	540	1053	1170	2106	2340	8
	256-QAM	5/6	3	260	288.9	540	600	1170	1300			9
24	BPSK	1/2	4	26	28.9	54	60	117	130	234	260	0
25	QPSK	1/2	4	52	57.8	108	120	234	260	468	520	1
26	QPSK	3/4	4	78	86.7	162	180	351	390	702	780	2
27	16-QAM	1/2	4	104	115.6	216	240	468	520	936	1040	3
28	16-QAM	3/4	4	156	173.3	324	360	702	780	1404	1560	4
29	64-QAM	2/3	4	208	231.1	432	480	936	1040	1872	2080	5
30	64-QAM	3/4	4	234	260	486	540	1053	1170	2106	2340	6
31	64-QAM	5/6	4	260	288.9	540	600	1170	1300	2340	2600	7
	256-QAM	3/4	4	312	346.7	648	720	1404	1560	2808	3120	8
	256-QAM	5/6	4			720	800	1560	1733.3	3120	3466.7	9

Jegyzetek

1. What is Wi-Fi? - An IT Definition. webopedia.com
2. WiFi isn't short for "Wireless Fidelity". boingboing.net (2005. november 8.) (Hozzáférés: 2013. június 11.)
3. Wireless Fidelity' Debunked. Wi-Fi Planet (2007. április 27.) (Hozzáférés: 2013. június 11.) arch
4. What is the True Meaning of Wi-Fi? Teleclick.ca (Hozzáférés: 2013. június 11.) arch
5. WiFi: Minden, amit a wifiről tudni kell (2018) (magyar nyelven). wifipedia.hu. [2018. augusztus 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2018. augusztus 23.)
6. Az aircrack-ng használata. ubuntu.hu
7. Brute forcing Wi-Fi Protected Setup. sviehb.files.wordpress.com (PDF)
8. Intel modifies Wi-Fi to add mileage (angol nyelven). CNET, 2007. március 27. [2012. október 22-i dátummal az eredetiből archiválva].
9. The sky’s the limit: new wireless connection record - 382 kilometres. apc.org (angolul) (Hozzáférés: 2015. február 5.)
10. Teljesen átalakulhat a wifi, mutatjuk miért. wifipedia.hu. [2018. július 5-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2018. július 5.)
11. STIR. stir.nmhh.hu. (Hozzáférés: 2024. augusztus 28.)
12. WiFi channel frequency. www.sqimway.com. (Hozzáférés: 2024. augusztus 28.)

Források

• https://www.wi-fi.org/

További információk

• Wireless Networking in the Developing World részletes ingyenes kézikönyv (Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 license) (angolul)
• Basiswissen – Wlan Archiválva 2012. április 13-i dátummal a Wayback Machine-ben – WLAN-alapismeretek a Netgear lapon (németül)
• WiFi Tudásbázis a Wifi Blogon (magyarul)

Kapcsolódó szócikkek

• Hotspot (Wi-Fi)
• IEEE 802.11