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WLAN


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Was ist WLAN?

Der Begriff WLAN (auch Wireless LAN oder Wi-Fi) ist eine Abkürzung für das englische “Wireless Local Area Network” (zu Deutsch: drahtloses lokales Netzwerk). Innerhalb dieses drahtlosen Funknetzwerks, das in der Regel auf einem Standard der IEEE-802.11-Familie basiert, sind WLAN-fähige Geräte wie Drucker, Computer, Smartphones oder Tablets in der Lage, über einen Netzknoten (Router) miteinander kommunizieren. Am häufigsten findet WLAN Verwendung, um innerhalb von Heimnetzen und öffentlichen Netzwerken einen drahtlosen Zugang zum Internet bereitzustellen.

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WLAN einfach erklärt

Dreh- und Angelpunkt in einem WLAN ist der Router (auch Access Point genannt). Dieser ist in der Regel über eine permanente Kabelverbindung mit dem Internet (z. B. DSL oder Glasfaser) verbunden und sendet ein Funksignal auf einer Frequenz zwischen 2400 MHz (2,4 GHz) und 5725 MHz (5 GHz). Zukünftig wird zusätzlich auch der Frequenzbereich 5.925 bis 6.425 MHz (6 GHz) für WLAN genutzt [1].

Die Reichweite dieses Funksignals beträgt – abhängig von dem vom Router genutzten IEEE-802.11-Standard – zwischen 300 Metern und 5 Kilometern. Dabei handelt es sich jedoch nur um theoretische Reichweiten, die unter optimalen Bedingungen im Freien zu erzielen sind. Innerhalb von Gebäuden wird die Reichweite häufig durch Decken und Wände reduziert. WLAN-fähige Geräte wie Computer oder Smartphones (in diesem Fall auch WLAN-Clients genannt), die sich in Funkreichweite des Routers befinden, haben die Möglichkeit, sich drahtlos mit diesem zu verbinden. Voraussetzung dafür ist, dass das Gerät eine Netzwerkkarte besitzt, die sowohl den Funkstandard als auch die Frequenz des Access Points unterstützt.

Eine weitere Voraussetzung, um sich mit dem WLAN verbinden zu können, ist, dass die Geräte über einen Zugang in Form des WLAN-Passworts (auch WLAN-Schlüssel oder Netzwerkschlüssel genannt) verfügen. Nur so ist es möglich, auf den Access Point und damit auf das Internet zuzugreifen oder einzelne Geräte wie zum Beispiel Drucker und Laptop drahtlos miteinander zu vernetzen. Eine Ausnahme bilden hier offene WLANs, wie sie in einigen öffentlichen Bereichen oder gelegentlich auch in der Gastronomie angeboten werden. Diese verzichten häufig auf eine Authentifizierung mittels Passwort, um Menschen, die sich oft nur für kurze Zeit in diesem Bereich aufhalten, einen unkomplizierten Zugang zum Internet zu ermöglichen.

Geschwindigkeiten

Mit welcher Geschwindigkeit Daten innerhalb eines WLANs übertragen werden können, hängt in erster Linie von dem verwendeten WLAN-Standard ab. In der Theorie sind Datenraten zwischen 2 (WLAN 802.11b)

und 9.600 (WLAN 802.11ax) Megabit pro Sekunde möglich. In der Praxis werden diese jedoch in der Regel nicht erreicht, da die Datenrate durch Hindernisse wie Mauern und Gegenstände sowie durch Störungen durch andere Geräte stark reduziert wird.

Überblick über die wichtigsten WLAN-Standards und ihre Geschwindigkeiten:

Standard | Einführung | Höchstgeschwindigkeit (Theoretisch) | Frequenzband

  • 802.11b | 1999 | 11 Mbit/s | 2,4 GHz
  • 802.11a | 1999 | 54 Mbit/s | 5 GHz
  • 802.11g | 2003 | 54 Mbit/s | 2,4 GHz
  • 802.11n | 2009 | 450 Mbit/s | 2,4 & 5 GHz
  • 802.11ac | 2013 | 7 Gbit/s | 5 GHz
  • 802.11ax | 2018 | 9,6 Gbit/s | 2,4 & 5 GHz
  • 802.11be | 2022 (?) | 46 Gbit/s | 2,4, 5 und 6 GHz

Neben diesen existieren noch eine Reihe weiterer Standards, die spezielle Anwendungszwecke haben. Ein Beispiel ist der 2010 vorgestellte WLAN-Standard 802.11p [2], der auf dem Standard 802.11a basiert und der Vernetzung von Kraftfahrzeugen dient.

Gut zu wissen: Der vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) spezifizierte WLAN-Standard 802.11 ist der weltweit am weitesten verbreitete. Mit HiperLAN (Akronym für “High Performance Radio Local Area Network”) hat das European Telecommunications Standard Institute (ETSI) zwar vor einiger Zeit eine Alternative präsentiert [3]. Diese konnte sich jedoch aufgrund fehlender Adoption durch Gerätehersteller nicht durchsetzen.

Ad-hoc und Infrastruktur-Modus

Ein WLAN lässt sich wahlweise im Ad-hoc- oder Infrastruktur-Modus betreiben. Im sogenannten Ad-hoc-Modus kommunizieren die einzelnen Teilnehmer (Computer, Drucker, etc.) direkt (“Peer-to-Peer”) miteinander. Ein drahtloser Access Point in Form eines Routers ist hier nicht erforderlich. Der Ad-hoc-Modus hat Vorteile, wenn zum Beispiel zwei Geräte wie ein Laptop und ein Drucker, die räumlich nicht weit voneinander entfernt sind, ohne extra Access Point via WLAN miteinander kommunizieren sollen. Auch wenn zwei Geräte nur kurzzeitig miteinander via WLAN kommunizieren sollen (beispielsweise zwei Laptops), ist der Ad-hoc-Modus von Vorteil. Soll das Netzwerk jedoch dauerhaft bestehen und sollen mehrere Geräte, die in verschiedenen Räumen und ggf. auch auf unterschiedlichen Etagen verteilt stehen, miteinander vernetzt werden, ist der Infrastruktur-Modus die bessere Lösung. Bei diesem WLAN-Modus kommunizieren die Geräte nicht direkt, sondern über einen Access Point miteinander [4].

Erhöhen der WLAN-Reichweite

Innerhalb von Gebäuden kommt die WLAN-Reichweite häufig an ihre Grenzen. Eine Möglichkeit, die Reichweite zu erhöhen und die Verbindungsqualität zwischen Router und WLAN-Client zu verbessern, bietet die Anschaffung eines neuen Routers, der nach einem aktuelleren WLAN-Standard arbeitet. Alternativ dazu ist es möglich, die Reichweite des WLANs auch mit sogenannten Repeatern zu erhöhen. Diese meist kleinen Geräte für die Steckdose werden möglichst am Rand des Funknetzwerks platziert, wo das Signal des Routers noch akzeptabel ist. Hier greifen sie das Signal auf leiten es mit voller Stärke weiter. Auch, wenn das Signal verstärkt wird, kann es dabei zu einer deutlichen Reduzierung der Bandbreite kommen. Eine noch recht neue Möglichkeit die Reichweite des WLAN zu erhöhen bieten sogenannte Mesh-Router. Diese arbeiten meist mit mehreren Satelliten, die innerhalb des Gebäudes platziert werden und auf einem eigenen Kanal untereinander und mit dem Router kommunizieren [5].

WLAN-Sicherheit

Um das WLAN und die damit verbundenen WLAN-Clients vor unbefugten Zugriffen und dem Ausspähen von Daten zu schützen, wird dieses normalerweise verschlüsselt und mit einer Authentifizierung

versehen. Dadurch können Unbefugte die Daten, die innerhalb des Netzwerks übertragen werden, nicht mehr abfangen und auslesen oder sich mit dem WLAN verbinden. Dies ist notwendig, da die Signale von Drahtlos-Funknetzwerken im Gegensatz zu kabelgebundenen Netzwerken weit über das Haus oder die Wohnung hinaus empfangen werden können. Wäre das WLAN-Netzwerk nicht verschlüsselt und durch ein Passwort gesichert, könnten sich Unbefugte in der Nähe mit jedem WLAN-fähigen Gerät in das Netzwerk einklinken. Damit sich Geräte wie Computer oder Smartphones in einem gesicherten WLAN authentifizieren können, benötigen sie neben dem Netzwerknamen (SSID) den dazugehörigen Netzwerkschlüssel (auch WLAN-Passwort genannt).

Für die Verschlüsselung und Authentifizierung im WLAN stehen verschiedene Standard wie WEP, WPA, WPA2 und WPA3 zur Verfügung. Die Standards WEP und WPA gelten mittlerweile als veraltet und kommen in neuen Geräten nicht mehr zum Einsatz. Auch WPA2 gilt heute (Stand: 02/2022) aufgrund verschiedener Sicherheitslücken [6] nicht mehr als uneingeschränkt sicher und wird in immer mehr Geräten durch WPA3 ersetzt. Eine Möglichkeit, die Sicherheit im WLAN zu erhöhen, bietet der Wechsel des Netzwerknamens (SSID). Viele Router-Hersteller verwenden Bezeichnungen, die Rückschlüsse auf das Modell und damit auch auf möglicherweise vorhandene Sicherheitslücken zulassen.

Unterschied zwischen WLAN und Wi-Fi

Die Begriffe WLAN und Wi-Fi (auch WiFi geschrieben) werden häufig beide als Synonym für drahtlose Funknetzwerke verwendet. Doch es gibt einen Unterschied zwischen den Begriffen: Während WLAN die Abkürzung für “Wireless Local Area Network” ist und für ein drahtloses Netzwerk steht, ist Wi-Fi ein Marketingbegriff der Wi-Fi-Alliance. Sinn und Zweck dieses Firmenkonsortiums, dem Unternehmen wie 3Com, Acer, Apple, Dell, D-Link, LG Electronics, Samsung und Sony angehören, ist es, die Geräte der Mitglieder auf Basis der IEEE-802.11-Standards zu zertifizieren und auf diese Weise die Kompatibilität unterschiedlicher Geräte miteinander zu gewährleisten [7]. Damit Konsumenten die Wi-Fi-Generation besser unterscheiden können, hat die Wi-Fi-Alliance vor einiger Zeit neue Bezeichnungen wie Wi-Fi 6 (für 802.11ax) und Wi-Fi 7 (für 802.11be) eingeführt [8].

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