Was Sie über WLAN wissen sollten (1)

Nichts geht mehr ohne drahtlose Verbindungen per Wireless LAN. Die Liste an Geräten, die sich in einem modernen Haushalt mit dem WLAN-Router verbinden möchte, wird täglich länger. Fragt man die Elektronik-Hersteller, dürfte der Trend, alles drahtlos über WLAN zu verbinden, so schnell auch nicht enden. Darüber hinaus werden in zahlreichen Städten und Gemeinden die kostenlosen WLAN-Hotspots derzeit enorm ausgebaut. Das ermöglicht Smartphone- bzw. Tablet-Usern zumindest für einen gewissen Zeitraum kostenlos zu surfen. Umso wichtiger ist es, zumindest die Kerneigenschaften von WLAN zu kennen. Wir stellen Sie Ihnen in einer zweiteiligen Serie kurz und knapp vor.  Im ersten Teil erfahren Sie alles über die Technik, die Versionen und die möglichen Probleme.

>>>Nachlesen: Gratis-WLAN im Wiener U-Bahn-Netz

1. Die Technik
Wi-Fi oder WLAN? Streng genommen sind WLAN und Wi-Fi nicht das Gleiche. WLAN bezeichnet das Funknetzwerk, Wi-Fi hingegen den Funkstandard, der auch als IEEE-802.11 bekannt ist. Hinter dem Kunstwort Wi-Fi steckt die 1999 gegründete Wi-Fi-Alliance, die mittlerweile über 300 Mitglieder zählt. Sie zertifiziert Smartphones, Tablets und andere Geräte mit WLAN-Chips und vergibt gegen eine Gebühr das bekannte schwarz-weiße Wi-Fi-Logo. Die üblichen WLAN-Funknetzwerke sind sternförmig angeordnet; das bedeutet: ein WLAN-AccessPoint wie z.B. der Router als Herzstück des Heimnetzwerks verbindet alle Endgeräte über eine eigene Verbindung. Verbinden sich zwei WLAN-Endgeräte direkt miteinander ohne über den Router zu kommunizieren, so spricht man von einer Ad-Hoc Verbindung, die für einen kurzfristigen Datenaustausch gedacht ist.

Um die Reichweite von  WLAN-Netzen zu vergrößern, werden häufig WLAN-Repeater eingesetzt, die ihrerseits als WLAN-AccessPoint für Geräte zur Verfügung stehen und in umgekehrter Richtung Daten an den WLAN-Router weiterleiten. Bei einfachen WLAN-Repeatern wird dabei allerdings die Bandbreite halbiert.  Die Übertragungsrate kann durch den Einsatz mehrerer Sende- und Empfangsantennen (MIMO=Multiple Input Multiple Output) gesteigert werden. In kleinen Endgeräten wie Smartphones ist allerdings kein Platz für eine zweite oder dritte Antenne. 

>>>Nachlesen: WLAN im SpaceShuttle einfacher als im Zug

2. Die Versionen
Der WLAN Funkstandard für drahtloses Internet wird von einem Berufsverband von Ingenieuren, dem IEEE, (Institute of Electrical and Electronics Engineers) verabschiedet. Daher beginnen die Spezifikationen auch immer mit IEEE, gefolgt von 802.11 – dem Namen der Norm. Die Funkfrequenz von WLAN ist weltweit etabliert und liegt bei 2,4 GHz (WLAN b, d, e, g, h, i, j, n) und 5 GHz (WLAN a, n und ac). Die Sendeleistung von WLAN ist in Europa auf 100mW bei 2,4 GHz und 200-1000mW bei 5 GHz beschränkt.

Die erste WLAN-Generation aus dem Jahr 1997 hieß IEEE 802.11 und schaffte gerade einmal eine Datenrate von 1 bis 2 Mbit/s (brutto). 1999 folgte das IEEE 802.11a (im 5GHz-Band )und IEEE 802.11b, welches schon bis zu 11 Mbit/s übertragen konnte. Die immer noch am weitesten verbreitete WLAN-Version kam im Jahr 2003 als IEEE 802.11g mit einer Datenrate von 54 Mbit/s (brutto). Alle neueren Geräte (ab 2009) nutzen das WLAN n (IEEE 802.11n) oder schon das WLAN ac, das seit 2013 eine Datenrate von bis zu 1300 Mbit/s bietet. Künftig sollen mit WLAN ac Wave 2 (Multi-User MIMO 4 x 4) Bruttodatenraten jenseits der 1700 Mbit/s möglich werden. Gleichzeitig wird mit WLAN ad bereits an einem ac-Nachfolger gearbeitet, der in ein paar Jahren eine Datenrate zwischen 1500 und 6930 Mbit/s ermöglichen soll.

Mit jeder neuen Version von WLAN stehen die Ingenieure vor dem Problem, dass diese mit bestehenden Geräten interoperabel und abwärtskompatibel sein muss. Das WLAN muss also mit jedem Hersteller und mit jedem älteren WLAN-Empfänger funktionieren.  Hersteller, die sich an alle Normen und Spezifikationen halten, dürfen sich bei der Wi-Fi-Alliance zertifizieren lassen. Dann klebt auf dem Produkt das entsprechende Logo. 

>>>Nachlesen: Wien bekommt 400 neue WLAN-Zugangspunkte

3. Die Probleme
Das 2,4-GHz-Frequenzband ist ein weltweit freigegebenes, gebührenfreies Frequenzband und wird nicht nur für WLAN, sondern auch für viele andere Funkstandards wie Bluetooth, ZigBee, Babyphones, Fernsteuerungen von Modelautos oder auch Garagentoröffner verwendet. Andere WLAN-Netze, aber auch Mikrowellen stören den WLAN-Funk durch sogenannte Interferenzen. Das 5-GHz-Frequenzband kennt diese Störungen nicht, hat aber physikalisch bedingt nur die Hälfte der Reichweite. Eine höhere Sendeleistung kann dies allerdings kompensieren. Einige Mobilfunknetzbetreiber würden die „frei nutzbare“ 5GHz Frequenz gerne für den Ausbau des LTE-Netzes nutzen. Bislang ist die Wifi-Alliance gegen diese Pläne, denn dadurch würde die Nutzung von WLAN ac in Ballungszentren stark beeinträchtigt. 

Ein ganz allgemeines Problem bei WLAN ist die fehlende Netiquette im Funkprotokoll selbst, also klare und strenge Benimmregeln der einzelnen Funkteilnehmer. Im WLAN funkt quasi jeder Teilnehmer (Smartphone, Tablet, etc.) wann er will und was er will – und wenn er keine oder nicht die richtige Antwort bekommt, dann macht er stur weiter, bis er bekommt, was er will. Wäre WLAN eine Autobahn, dann wären nicht nur dicke und dünne Datenpakete auf derselben Spur unterwegs, sondern auch in entgegengesetzter Richtung.

>>>Nachlesen: WLAN-Repeater mit DVB-C-Anschluss

So geht´s weiter
Im zweiten Teil werden wir dann noch den neuen WLAN ac-Standard sowie die Alternativen behandeln.