Technische Grundlagen eines WLANs

Für den WLAN-Funkverkehr sind von der Bundesnetzagentur 2,4GHz und 5GHz Frequenzbänder freigegeben. Das 2,4GHz-Frequenzband ist momentan noch das meist Genutzte, da es über eine vergleichsweise hohe Reichweite von ca. 20 Metern verfügt. Das 5GHz-Frequenzband hingegen verfügt über eine wesentlich geringere Reichweite, bietet jedoch höhere Bandbreiten und ist damit leistungsstärker als das 2,4GHz-Frequenzband.

Daraus folgt die Frage, wie man die zur Verfügung stehende Bandreite optimal ausnutzen kann. Während das 2,4GHz-Frequenzband einen Frequenzbereich von insgesamt 80MHz zur Nutzung zur Verfügung stellt, bietet das 5GHz-Frequenzband einen Frequenzbereich von nahezu 500MHz. Um die gesamte zur Verfügung stehende Bandbreite auszuschöpfen, sollten die benutzten Kanäle und Kanalbreiten so konfiguriert werden, dass möglichst der gesamte Frequenzbereich abgedeckt wird.

Ein Kanal ist dabei ein Frequenzbereich, auf dem Daten übertragen werden. Die Kanalbreite ist ausschlaggebend für die Menge der Information, die pro Zeiteinheit darüber gesendet werden kann. Je größer die Kanalbreite gewählt wird, desto mehr Daten können übertragen werden, aber desto weniger Kanäle finden (ohne Überlappungen) im gewählten Frequenzbereich Platz.

Während die einzelnen Kanäle nur einen Abstand von 5MHz aufweisen, beträgt die zu einer Übertragung genutzten Kanalbreite mindestens 20MHz. Das bedeutet, dass nicht nur der eingestellte Kanal selbst, sondern auch die beiden nächstkleineren und die beiden nächsthöheren Kanäle belegt werden.

Das 2,4GHz-Band bietet bei einem Frequenzbereich von 80MHz in Europa vier überlappungsfreie Kanäle bei einer Kanalbreite von 20MHz (1, 5, 9, 13) und nur zwei bei einer Kanalbreite von 40MHz (3, 11).Um ein gegenseitiges Stören zu verhindern, ist eine ausreichende Anzahl an überlappungsfreien Kanälen erforderlich. Deshalb ist eine Kanalbreite von 40MHz für das 2,4GHz-Band in großen Aufbauten nicht sinnvoll, da sich hier häufig mehr als zwei Access Points überlappen.

Aus diesem Grund wählt man im 2,4GHz-Band bei einem Netzaufbau mit vielen Access Points eine Kanalbreite von 20MHz. Man verhindert so, dass sich einzelne Kanäle überlappen und die Access Points sich gegenseitig stören, da nur ein Access Point auf einer Frequenz senden kann. Da das 5GHz-Band mit nahezu 500MHz ein deutlich größeres Frequenzspektrum bietet, ist es auch deutlich leistungsstärker.

Eine 40 MHz Kanalbreite ermöglicht im 5GHz-Band neun nicht überlappende Kanäle, während bei einer Kanalbreite von 20MHz sogar 19 sich nicht überlappende Kanäle verfügbar sind, insofern die Access Points DFS-fähig sind (ermöglicht den Betrieb von 5GHz-WLAN-Geräten auf Kanälen > 48). Dadurch lassen sich deutlich höhere Bandbreiten im 5GHz Frequenzband erzielen (eine Verdoppelung der Kanalbreite führt zu einer mehr als doppelt so hohen Bandbreite).