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Drahtloses LAN im Fokus Was Sie schon immer über WLAN wissen wollten

Autor / Redakteur: Margit Kuther / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

WLAN, die kabellose Online-Verbindung, ist im Handumdrehen hergestellt und funktioniert ohne technisches Spezialwissen – so weit die Theorie. Doch in der Praxis kämpfen wir mit schlechtem Empfang, unterschiedlichen Standards und Begriffen wie Mesh. Fragen rund ums WLAN klärt dieser Beitrag.

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WLAN: verbindet verschiedene Endgeräte, etwa Smartphones, mit einem Router.
WLAN: verbindet verschiedene Endgeräte, etwa Smartphones, mit einem Router.
(Bild: Devolo)

Das Wort „WLAN“ ist wohl nahezu jedem ein Begriff. Uns ist auch die grundsätzliche Funktionsweise klar: Nämlich, dass viele elektronische Geräte über diese Funkverbindung „online gehen“. Aber was genau steckt dahinter?

WLAN steht ausgeschrieben für Wireless Local Area Network – also für ein kabelloses lokales Netzwerk. Es handelt sich dabei um lokal begrenzte Funknetzwerke, die an sich noch gar keine Online-Verbindung zum Internet herstellen. Vielmehr verbindet ein WLAN verschiedene Endgeräte wie Smartphones mit einem Router. Dieser sorgt dann für den eigentlichen Austausch mit Online-Diensten.

Besonders überraschend ist dabei, dass die heutige WLAN-Technik noch gar nicht besonders alt ist. Den Anfang nahm sie erst im Jahr 1999 mit den Standard IEEE 802.11a. In den folgenden gerade einmal 20 Jahren legte das WLAN dann eine beeindruckende Entwicklung hin. Kabellose Verbindungen bleiben also auf dem Vormarsch.

Übrigens: Dass die Begriffe WLAN und Wi-Fi oftmals synonym verwendet werden, ist streng genommen falsch. Lediglich die Bezeichnung WLAN steht für das eigentliche Funknetzwerk. „Wi-Fi“ wiederum steht für die entsprechende Zertifizierung durch die Wi-Fi Alliance und ist die Abkürzung von „Wireless Fidelity“.

Das 802.11-ABC – wofür stehen die Kürzel?

Die gängigen WLAN-Standards tragen Bezeichnungen wie IEEE 802.11b oder IEEE 802.11 b/g/n. Aber wofür stehen diese Kürzel? Schnell erklärt ist das „IEEE“ – dieses steht für das Institute of Electrical and Electronics Engineers, das die Standards definiert. Der erste WLAN-Standard war IEEE 802.11 und ermöglichte Übertragungsraten von bis zu 2 MBit/s. Die Kennungen mit einzelnen Buchstaben dokumentieren die technische Weiterentwicklung. Die wichtigsten Schritte:

  • IEEE 802.11b: Übertragungsraten von bis zu 11 MBit/s über das 2,4-GHz-Band,
  • IEEE 802.11a: bis zu 54 MBit/s über das 5-GHz-Band,
  • IEEE 802.11g: Weiterentwicklung des „b“-Standards mit Übertragungsraten von bis zu 54 MBit/s,
  • IEEE 802.11n: Gleichzeitige Nutzung der 2,4- und 5-GHz-Bänder für eine Übertragungsrate von bis zu 600 MBit/s,
  • IEEE 802.11ac: Weiterentwicklung des „n“-Standards mit Übertragungsraten von bis zu 6.933 MBit/s,
  • IEEE 802.11ax: Weiterentwicklung des „ac“-Standards mit Übertragungsraten von bis zu 9.600 MBit/s.

Und was sind Wi-Fi 5 oder Wi-Fi 6?

Die Namensgebung der technischen WLAN-Standards ist wenig selbsterklärend und für Endanwender unnötig kompliziert. Aus diesem Grund etablierte sich in den letzten Jahren eine alternative und vereinfachte Nomenklatur. Wi-Fi 5 ist gewissermaßen der bürgerliche Name des Standards IEEE 802.11ac. Wi-Fi 6 ist eine andere Bezeichnung für IEEE 802.11ax. Dabei handelt es sich zwar um den neuesten und am weitesten entwickelten Standard, der jedoch von vielen Endgeräten noch gar nicht unterstützt wird. Für Privathaushalte ist zu diesem Zeitpunkt deshalb noch keine Eile bei der Umrüstung geboten. Wi-Fi 5 bleibt für ebenso schnelles wie zuverlässiges WLAN nach wie vor bestens geeignet.

Sind WLAN-Standards miteinander kompatibel?

Grundsätzlich wird bei WLAN-Standards auf eine hohe Abwärtskompatibilität geachtet. Für Kompatibilitätsprobleme, die Verbindungen komplett verhindern, müssen zu Hause also schon echte Technik-Dinos herumstehen, bei denen sich vermutlich alleine schon aus Sicherheitsgründen ein Upgrade lohnt. Das heißt jedoch gleichzeitig auch: Ja, zu solchen Problemen kann es bei älteren Geräten kommen. Im Zweifelsfall liefert ein Blick in die Dokumentationen entsprechende Informationen. In den meisten Fällen arbeiten Wi-Fi-zertifizierte Endgeräte jedoch anstandslos miteinander zusammen. So ist beispielsweise auch der neueste Wi-Fi-6-Standard abwärtskompatibel zu 802.11a, b, g, n, und ac. Es ist jedoch zu beachten, dass es bei der verfügbaren Bandbreite zu Einbußen kommen kann, wenn Geräte deutlich unterschiedlicher Standards miteinander kommunizieren.

Wo liegt der Unterschied zwischen 2,4 und 5 GHz?

Die WLAN-Kommunikation kann über die beiden Frequenzbänder 2,4 GHz und 5 GHz erfolgen. Aber warum eigentlich und wo liegen die Vorteile welcher Lösung? Diese Frage lässt sich nicht einfach pauschal beantworten, da keines der Frequenzbänder klar überlegen ist. Stattdessen hängt die Entscheidung von individuellen Gegebenheiten ab. So hat das 2,4-GHz-Frequenzband eine größere Reichweite, ist allerdings gerade in dicht bevölkerten Gebieten auch anfälliger für Störungen. Das 5-GHz-Band hat eine geringere Reichweite, ermöglicht jedoch höhere Bandbreiten und ist weniger störungsanfällig – schon allein, weil es von weniger Geräten genutzt wird.

Verbindungen über das 5-GHz-Frequenzband empfehlen sich deshalb für Anwendungsfälle, bei denen hoher Datendurchsatz gefragt ist – beispielsweise das Online-Streaming von Serien oder Filmen. Das 2,4-GHz-Frequenzband ist hingegen besser geeignet, um gewissermaßen die Online-Grundversorgung sicherzustellen – beispielsweise für das Surfen im Internet oder in sozialen Medien.

Im Idealfall kommt im heimischen WLAN übrigens eine Technik namens „Band Steering“ zum Einsatz, die von modernen WLAN-Adaptern unterstützt wird. Diese Technik prüft in Echtzeit, welches der beiden Frequenzbänder gerade störungsfreier zu nutzen ist und lenkt die Verbindungen der WLAN-Empfangsgeräte automatisch.

Wie sicher ist WLAN?

Bei dieser Frage ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob es sich um ein privates oder um ein öffentliches WLAN handelt. Bei frei zugänglichen, öffentlichen Netzwerken sollten Nutzerinnen und Nutzer grundsätzlich misstrauisch bleiben. Sicherheitslücken sind niemals restlos auszuschließen – erst recht nicht bei komplett unverschlüsselten WLANs. Es empfiehlt sich, soweit möglich, in solchen Netzwerken darauf zu verzichten, besonders sensible Anwendungen zu nutzen. Dazu gehört beispielsweise das private Online-Banking.

Im eigenen WLAN haben Nutzerinnen und Nutzer das Level an gewünschter Sicherheit natürlich selbst in der Hand und stoßen schnell auf die Bezeichnungen WEP, WPA, WPA2 sowie WPA3. Diese stehen für unterschiedliche Verfahren der Verschlüsselung. Das älteste Verfahren WEP (Wired Equivalent Privacy) gilt heutzutage als unsicher und nicht mehr zeitgemäß – ebenso wie die erste Fassung von WPA (Wi-Fi Protected Access).

WPA2 und WPA3 sind die aktuellen und nach wie vor sicheren Verschlüsselungsmethoden für heimische WLAN-Netzwerke. WPA3 schraubt das Sicherheits-Level noch einmal etwas nach oben und ermöglicht zudem eine bequemere WLAN-Einrichtung. Kommen noch alte Geräte (bspw. ein iOS-Gerät mit iOS 12..x oder älter) in einem Netzwerk zum Einsatz, dann ist die Aktivierung von WPA3 hier nicht möglich – denn derart alte Geräte, bei denen auch kein Firmware- oder Betriebssystem-Update mehr möglich ist, können sich mit WPA3-gesicherten Netzwerken nicht verbinden. Bei beiden Varianten beginnt der Schutz aber natürlich mit der Wahl eines ausreichend sicheren Passworts!

Was führt zu schwachem WLAN-Empfang?

WLAN-Verbindungen in Privathaushalten haben viele natürliche Feinde: Wände und Decken ebenso wie andere elektronische Geräte. Dazu zählen beispielsweise Mikrowellen, Babyfone oder kabelloses Computer-Zubehör. Auch Möbel, Zimmerpflanzen oder Wasser sind mögliche Störenfriede – einschließlich Wasserleitungen, Fußbodenheizungen oder sogar Blumenvasen. Das heißt jedoch natürlich nicht, dass das Zuhause für guten WLAN-Empfang restlos leergeräumt werden muss. Eine überlegte Platzierung des Routers kann bei Problemen bereits zu deutlichen Verbesserungen führen. Beispielsweise, indem er nicht in Schränken versteckt und im Idealfall möglichst zentral aufgestellt wird. Sollte dies nicht möglich sein oder ist die gesamte Wohnfläche schlichtweg zu groß, so gibt es technische Geräte, mit denen sich die WLAN-Reichweite steigern lässt.

Wie lässt sich das WLAN-Netzwerk vergrößern?

In vielen Privat-Haushalten kommt es schlichtweg deshalb zu Einbußen in der WLAN-Performance, weil der Router an seine Grenzen stößt. Die Ursache dafür ist in vielen Fällen auch gar nicht die Hardware an sich. Stattdessen liegt das Problem dort, wo die Internet-Verbindung in die Wohnung oder das Haus kommt – oftmals nämlich weit entfernt von den Orten, an denen es gebraucht wird. Die gute Nachricht: Die WLAN-Qualität lässt sich in solchen Szenarien auch ohne ebenso aufwändige wie teure bauliche Maßnahmen beheben.

WLAN-Repeater empfangen das bestehende Signal des Routers und „verlängern“ es. So entsteht eine bessere Abdeckung. Es dürfte allerdings nicht weiter überraschen, dass diese Art der Verlängerung über große Distanzen ebenfalls anfällig für Störungen ist: Denn mit zunehmender Entfernung wird das WLAN-Signal, das der Repeater empfängt, schwächer und schwächer. Nutzerinnen und Nutzer, die darauf angewiesen wären, mehrere Repeater in Reihe zu schalten, sollten stattdessen lieber zu sogenannten Powerline-Lösungen greifen.

Diese bestehen aus handlichen Adaptern, die einfach in die Steckdose gesteckt werden. Sie nutzen die Stromkabel zur Datenübertragung. Deshalb wird die Powerline-Verbindung nicht durch Wände und Decken ausgebremst und sie ist deshalb auch geeignet, um größere Distanzen zu überbrücken. Besonders praktisch: Je nach gewähltem Powerline-Modell steht die Online-Anbindung am Zielpunkt per LAN-Kabel und auch über kabelloses WLAN zur Verfügung. Flexible Lösungen für die passgenaue Erweiterung des Netzwerks – sowohl kabelgebunden als auch kabellos erhalten Sie etwa von Devolo.

Klappt 4K-Streaming über WLAN?

Die Zahl der Streaming-Dienste steigt stetig und immer mehr Menschen schauen Filme und Serien lieber online als im klassischen Fernsehen. Im gleichen Zuge steigen jedoch auch die Anforderungen an die Bandbreite – besonders durch den Trend hin zur 4K-Auflösung. Die gute Nachricht: Für 4K-Inhalte wird eine Bandbreite von mindestens 15 bis 25 Mbit/s empfohlen. Diese Anforderung erfüllt moderne WLAN-Technik mit Leichtigkeit. Insofern steht einem ebenso entspannten wie kabellosen Filmabend nichts im Wege. Vorausgesetzt natürlich, der Internet-Anschluss liefert genug Bandbreite und das WLAN-Signal gelangt ungestört in die Entertainment-Ecke.

Was ist Mesh-WLAN?

Unter Mesh WLAN versteht man gewissermaßen smarte Heimnetzwerke, in denen mehrere WLAN-Zugangspunkte eng miteinander verknüpft arbeiten. Wie sich das auswirkt? Zum Beispiel, indem mobile Endgeräte sich stets mit dem jeweils optimalen Zugangspunkt verbinden, denn die Steuerung dieser Verbindung übernimmt das Mesh-Netzwerk selbst. In klassischen WLAN-Setups kann es hingegen passieren, dass Endgeräte an einer bestehenden Hotspot-Verbindung „festhalten“, obwohl es längst eine bessere Anbindung in direkter Nähe gäbe. Das macht sich beispielsweise dann bemerkbar, wenn man sich während eines Videotelefonats durch das Haus bewegt.

Mesh-Systeme ermöglichen zudem weitere clevere Extras, etwa „Band Steering“ für die automatische Wahl der Frequenzbänder oder „Airtime Fairness“. Vor allem in größeren Haushalten mit vielen Endgeräten kann sich die Umrüstung auf ein Mesh-WLAN lohnen.

WLAN „Engineered in Germany“

Das deutsche Unternehmen Devolo aus Aachen entwickelt seit über 15 Jahren Technik für smarte Vernetzung. Das aktuelle Produktportfolio umfasst beispielsweise flexible Lösungen für die passgenaue Erweiterung des Netzwerks – sowohl kabelgebunden als auch kabellos. Kundinnen und Kunden erhalten so alles aus einer Hand, was für eine zuverlässige Online-Anbindung in den eigenen vier Wänden nötig ist.

Dieser Beitrag stammt von unserem Schwesterportal Elektronikpraxis.

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