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Wireless Local Area Network

Ein WLAN (Wireless Local Area Network) ermöglicht einen drahtlosen Netzzugang via Funk. Ein Gerät (i.d.R. ein Laptop oder Smartphone) erhält in einem durch die Größe des Funkfeldes eingegrenzten Bereich einen Zugang zum Netz. Mehrere Klienten können gleichzeitig in einem Funkfeld arbeiten.

Die Anbindung der mobilen Klienten erfolgt über so genannte AccessPoints (APs), welche die Verbindung zum "verdrahteten, normalen" Netz (LAN) herstellen. Der Funkbereich, den ein AP abdecken kann, ist abhängig von den physikalischen Gegebenheiten. Bei freier Sicht zwischen Klient und AP kann die Entfernung mehrere hundert Meter betragen. In Gebäuden, für diese die WLAN-Technik ursprünglich konzipiert wurde, sinkt die Reichweite meist auf unter 50 Meter. Mit zunehmender Entfernung des Klienten vom AP sinken Qualität und Transferrate der Übertragung. Entscheidende Faktoren, die die Qualität der Übertragung beeinflussen, sind die Baumaterialien der Gebäude, die Anzahl der Wände zwischen AP und Klient, deren Dicke usw.

Mittels gerichteter Antennen können auch Entfernungen von mehreren Kilometern überbrückt werden. Diese Technik wird aber i.d.R. nur verwendet, um zwei APs drahtlos miteinander zu verbinden, beispielsweise um ein entferntes Gebäude mit einem LAN an ein bestehendes Netz anzuschließen.

Um die Entfernungsbeschränkungen abzuschwächen, können in Gebäuden mehrere APs installiert werden. Diese arbeiten in unterschiedlich konfigurierten Frequenzbereichen und können sich auch überlappen, so dass beispielsweise zwei benachbarte APs ein Areal teilweise gemeinsam abdecken. Wechselt ein Klient seinen Standort und kommt in den Bereich eines anderen APs, so schaltet der Klient automatisch auf den anderen AP um, sobald die Übertragungsqualität zu seinem ursprünglichen AP ein gewisses Level unterschritten hat. Dieses Verfahren wird als Roaming bezeichnet.

Verwendete Protokolle:

Der neuste IEEE-Standard 802.11ac wurde am 18. Dezember 2013 veröffentlicht. Der Standard sieht einen Einzelkanal-Durchsatz von bis zu 867 Megabits pro Sekunde vor.

Die Entwicklung des neusten IEEE-Standard 802.11ax begann 2014, erste Geräte mit WiFi6 kamen 2019 auf den Markt. Es ist ein Nachfolger von 802.11ac, aber es werden neben dem ISM-Band bei 5 GHz auch wieder das 2,4-GHz-Band verwendet. Er liefert theoretisch eine Bruttodatenrate (4.804 Mbit/s) bei gleichen Randbedingungen.

Nettodatenübertragungsraten

Bei der Betrachtung der Datenübertragungsraten ist zu berücksichtigen, dass sich alle Geräte im Netz die Bandbreite für Up- und Download teilen. Darüber hinaus sind die angegebenen Datenübertragungsraten teilweise Bruttowerte und selbst unter optimalen Bedingungen liegt die erreichbare Nettodatenübertragungsrate bei ca. 50 Prozent dieser Angaben. Im Mischbetrieb (802.11b + g + n) kann die Nettodatenübertragungsrate gegenüber dem reinen 802.11n-Betrieb langsamer werden. Die folgenden Nettodatenübertragungsraten sind unter optimalen Bedingungen in der Praxis realistisch erreichbar:

IEEE 802.11a: 20 - 22 Mbit/s
IEEE 802.11b: 5 - 6 Mbit/s
IEEE 802.11g: 20 - 22 Mbit/s
IEEE 802.11h: 20 - 32 Mbit/s
IEEE 802.11j: 20 - 22 Mbit/s
IEEE 802.11n: 100 - 450 Mbit/s
IEEE 802.11ac: 200 - 1.733 Mbit/s (Wave 2)

Datenübertragungsraten

  • IEEE 802.11
    2,4 GHz / 2 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11a
    2,4 GHz / 54 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11b
    2,4 GHz / 11 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11g
    2,4 GHz / 54 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11h
    5,0 GHz / 54 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11j
    5,0 GHz / 54 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11n
    2,4 GHz / 150Mbit/s maximal
    5,0 GHz / 450Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11ac Wave 2
    5,0 GHz / 3470 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11ad
    60 GHz / 6700 Mbit/s maximal
  • IEEE 802.11ax
    6,0 GHz / 9600 Mbit/s maximal