WLAN - das drahtlose Netzwerk

Die Abkürzung WLAN steht für „Wireless Local Area Network“ und beschreibt ein Netzwerk, dessen einzelne Geräte (PCs, Notebooks, Router, Smartphones  und andere) nicht per Netzwerkkabel sondern über Funk miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund spricht man bei einem WLAN auch oft von einem drahtlosen (engl. „wireless“) Netzwerk. Diese Funkverbindung lässt sich mit Hilfe der WLAN-Verschlüsselung gegen unerwünschte Teilnehmer absichern.

WLAN-Anschlussmöglichkeiten

Wer zu Hause WLAN einrichten möchte, benötigt dafür in der Regel einen WLAN-Router inklusive eingebautem DSL-Modem. Der WLAN-Router dient dann als Basisstation, über die alle drahtlos angeschlossenen Peripheriegeräte per Funk miteinander verbunden werden.

Um den eigenen Computer WLAN-fähig zu machen, kann man entweder eine entsprechende WLAN-Karte einbauen oder ganz einfach einen WLAN-USB-Stick anschließen. Damit steht dann dem drahtlosen Surfen im Internet nichts mehr im Wege.

Mit der relativ einfach einzurichtenden aktivierten Dateifreigabe können per WLAN zusätzlich über Funk bequem Dateien ausgetauscht werden. Grundsätzlich sollte man sich vor dem Kauf informieren, welche Geräte welchen WLAN-Standard unterstützen. Es gilt die Regel: Das WLAN-Gerät mit dem niedrigsten Standard bestimmt den Standard für alle angeschlossenen Geräte. Es nützt also wenig, einen modernen WLAN-Router zu kaufen, wenn der am PC eingesteckte WLAN-USB-Stick dessen Datenübertragungsgeschwindigkeit nicht unterstützt.

Die Wi-Fi Alliance

Damit die Teilnehmer im drahtlosen (WLAN-) Netzwerk problemlos zusammenarbeiten und sich „verstehen“ können, müssen die WLAN-Geräte bestimmte Standards unterstützen. Über die Einhaltung der WLAN-Standards bei den einzelnen Geräten wacht eine Organisation mit dem Namen „Wi-Fi Alliance“. Erst nach ausgiebigen Tests erhält ein neues Produkt das entsprechende „Wi-Fi certified“-Logo oder –Zertifikat der Wi-Fi-Alliance. Nur so ist gewährleistet, dass sich alle Hersteller bei der Produktion ihrer Geräte an die festgeschriebenen WLAN-Standard halten, und sich somit auch Produkte verschiedener Hersteller ohne Komplikationen miteinander verbinden können.

Die Verwendung der Begriffe WLAN und Wi-Fi

Ein mit dem Namenszusatz „Wi-Fi“ bezeichnetes Gerät ist mit einer standardisierten Funkschnittstelle ausgestattet und lässt sich in ein WLAN oder drahtloses Netzwerk integrieren. In Deutschland werden die Begriffe „Wi-Fi“ und „WLAN“ häufig gleichbedeutend eingesetzt. Ein „Wi-Fi-Adapter“ ist demnach nichts anderes als ein „WLAN-Adapter“. Im Gegensatz zu „WLAN“ steht der Begriff „Wi-Fi“ nicht für eine Abkürzung, sondern ist ein reiner Kunst- oder Markenname.

Die wichtigsten WLAN-Standards aus der 802.11-Familie

Die technische Beschreibung von Wireless LAN (WLAN) liefert der Industriestandard ISO 802.11, der vom Institute of Electrical an Eletronics Engineers (IEEE) festgeschrieben wurde. Die Datenübertragung erfolgt dabei über Funkwellen (Radiowellen) in den Frequenzbändern bei 2,4 GHz oder bei 5 GHz. In Deutschland sind im Heimnetzbereich vor allem die folgenden WLAN-Funkstandards relevant (Stand August 2011): 802.11g, 802.11a und 802.11n. Der Funkstandard 802.11b gilt inzwischen als veraltet.

802.11g

Der Standard 802.11g, auch häufig nur mit „g“ abgekürzt, sendet im 2,4-GHz-Frequenzband und bietet Übertragungsraten von bis zu 54 Mbit/s (brutto). Allerdings muss sich der g-Standard das 2,4GHz-Frequenzband mit vielen anderen Geräten wie zum Beispiel  Bluetooth-Geräten oder drahtlosen Videoüberwachungssytemen teilen, was leicht zu Störungen und zur Beeinträchtigung der Übertragungsrate führen kann. Obwohl nach wie vor weit verbreitet, wird der g-Standard mehr und mehr durch moderne WLAN-Geräte nach dem n-Standard verdrängt.

802.11a

Der Funkstandard 802.11a, auch häufig nur mit „a“ abgekürzt, überträgt im höheren 5-GHz-Frequenzband und bietet ebenfalls Übertragungsraten von bis zu 54 Mbit/s (brutto). Das 5-GHz-Band ist in Deutschland deutlich weniger belastet als das 2,4 GHz-Band, weswegen es hier auch kaum zu Störungen mit anderen Geräten kommt. Zumal die Anzahl der sich nicht überlappenden Kanäle im  5 GHz-Band sehr viel höher ist, als im 2,4 GHz-Band (802.11g). Allerdings ist die Übertragungsrate in Häusern mit Stahlbeton aufgrund der höheren Frequenz deutlich herabgesetzt. WLAN im 5 GHz- Frequenzband eignet sich vornehmlich über für Übertragungen im selben Raum oder durch „leichte“ Wände (Holzbau). Der a-Standard ist vor allem in Nordamerika verbreitet und war in Deutschland vor allem in Business-Notebooks integriert. Auch der a-Standard wird nach und nach durch den aktuellen  n-Standard  ersetzt.

Achtung:  802.11g- und 802.11a-Geräte sind nicht miteinander kompatibel. Ein Notebook mit einem a-WLAN-Adapter kann zu einem g-WLAN-Router keine Funkverbindung herstellen, da sie auf zwei unterschiedliche Frequenzen funken.

802.11n

Der Funkstandard 802.11n (kurz „n“) ist der aktuell leistungsfähigste WLAN-Standard und erreicht bei Heimnetzgeräten (Brutto-) Übertragungsraten von 150 Mbit/s, 300 Mbit oder 450 Mbit/s – je nach Anzahl der integrierten Sende- und Empfangsantennen. Der n-Standard ist grundsätzlich für das Funken in beiden Frequenzbändern, also bei 2,4 und bei 5 GHz, ausgelegt.

802.11n-Geräte können schlechte Empfangsleistungen und die dadurch bedingten niedrigen Datenübertragungsraten des g- und a-Standards deutlich verbessern, indem sie mehrere Sende- und Empfangsantennen einsetzen und Daten auf mehreren parallelen Kanälen übertragen. In diesem  Zusammenhang (mehrere Sende- und Empfangseinheiten) spricht man auch von MIMO, was als Abkürzung für „multiple input multiple output“ steht. Die intelligente Antennentechnik in 802.11n-Geräten kann Daten auch zeitversetzt senden und empfangen. Diese Antennentechnik nutzt eigentlich eher unerwünschte Reflektionen an Hindernissen wie Wänden oder Möbeln, um die Übertragungsrate zu optimieren. MIMO-Geräte besitzen dazu mindestens zwei Antennen, die in verschiedene Richtungen senden. Der Empfänger vereint die Signale aus den verschiedenen Richtungen wieder. Damit werden Funklöcher weitgehend vermieden und der Datendurchsatz erhöht. Auch die Reichweite verbessert sich: Während eine WLAN-Antenne nach dem Standard 802.11b oder g in geschlossenen Räumen etwa eine Reichweite von 20 Metern hat, schafft der 802.11n-Standard mit MIMO-Technik bis zu 70 Meter - optimale Bedingungen vorausgesetzt.

Kompatibilität bei n-WLAN-Geräten

Derzeit  (Stand August 2011) unterstützen die meisten n-WLAN-fähigen Geräte immer nur eines der beiden Frequenzbänder, also entweder 802.11n mit 2,4 GHz oder 802.11n mit 5 GHz. Ein WLAN-Adapter, der nur mit 2,4 GHz sendet, kann jedoch keine Funkverbindung zu einem n-WLAN-Router herstellen, der nur mit 5 GHz funkt – obwohl beide Geräte den 802.11n-Standard unterstützen.

Einige n-WLAN-Router können entweder mit 2,4 GHz oder mit 5 GHz übertragen und werden dann auch als Dual-Band-Router bezeichnet. Allerdings muss sich der Anwender hier für eine der beiden Frequenzen entscheiden.

Ein Dualband-Router, der mit beiden Frequenzen gleichzeitig senden kann, wird auch Parallelband-Router oder Simultaner Dualband-Router genannt.

Ansonsten gilt:  802.11n bei 2,4 GHz ist mit 802.11g kompatibel, und 802.11n bei  5 GHz ist mit 802.11a kompatibel. Die Übertragungsgeschwindigkeit passt sich dann jedoch an das Gerät mit dem geringeren Übertragungsstandard an und kann somit maximal 54 Mbit/s (brutto) erreichen.

WLAN-Peripheriegeräte

WLAN vermeidet nicht nur unnötigen "Kabelsalat", es eröffnet auch praktische Vernetzungsmöglichkeiten durch Wände hindurch. So lassen sich beispielsweise WLAN-fähige Drucker von mehreren Rechnern in verschiedenen Räumen gleichzeitig ansteuern und Multimedia-Festplatten und Mediaplayer mit WLAN werden zum gemeinsam genutzten Medienpool für Filme, Musik und Fotos.

Auch Internetradios sind mit WLAN einsatzbereit und bieten die Vielfalt internationaler Radiosender aus dem weltweiten Netz. Moderne Smartphones lassen sich sogar per Tethering als WLAN-Zugang verwenden. 

Reichweite

Ein Nachteil von WLAN ist immer noch die Reichweite dieser Technologie. Man kann sich mit seinem Laptop nur eine bestimmte Entfernung vom Access-Point erlauben, denn sonst sind bestimmte Übertragungsraten nicht mehr möglich beziehungsweise die Verbindung reißt ganz ab.

Die größtmögliche Entfernung von 802.11g/b/n  beträgt im Freien etwa 200 Meter – in Wohnungen lassen sich kaum mehr als 40 Meter überbrücken. Die Reichweite von WLAN hängt grundsätzlich von verschiedenen Faktoren ab: Wände, Fußböden, Pflanzen und Möbel behindern den Empfang. Entscheidend für den Empfang im Haus ist die Beschaffenheit von Wänden und Fußböden. So durchdringt der Funk einfache Wände problemlos; Stahlbetonwände oder Rigipswände (Feuchtigkeit blockt) können dagegen das Netz lahmlegen. Meistens sind WLAN-Sender nur mit einfachen, leistungsschwachen Rundstrahlantennen ausgestattet, die nur wenige Meter überbrücken.

Der Großteil der Energie wird kreisförmig in der horizontalen Ebene abgestrahlt. Wenn die Antennen senkrecht stehen, ist eine drahtlose Verbindung über ein Stockwerk Glückssache. Wenn man also vertikal senden möchte, richtet man die Antennen so, dass sie in 90 Grad zum Client stehen. Ist die Signalstärke an der WLAN-Karte zu niedrig, liegt dies häufig daran, dass die Sender ungünstig positioniert ist oder Störquellen die Funkversorgung verhindern. Damit eine optimale Abdeckung möglich ist, sollte man den Access Point/WLAN-Router so hoch wie möglich aufstellen. Zudem sollte der Sender so weit wie möglich von DECT-Telefon, Fernseher oder Mikrowellenofen stehen.

Eine weitere Möglichkeit um die Reichweite zu erhöhen wäre eine stärkere Antenne. Leider ist der Anschluss von externen Antennen nicht bei jedem WLAN-Gerät möglich – man sollte daher schon beim Kauf darauf achten.