Technische Grundlagen eines WLANs

Frequenzraum? WLAN-Standards? Kanalbreite?

 

endoo erklärt die wichtigsten Grundlagen zum Thema WLAN.

Funktionsweise eines Access Points

Access-Points und WLAN funktionieren physikalisch gesehen, ähnlich wie ein Radio. Während ein Radio verschiedene Frequenzen (im MHz-Bereich) nutzt, um Inhalte zu empfangen, so verwenden auch Access Points dedizierte Frequenzen zum Empfangen und Senden von Inhalten (im GHz-Bereich). Eine Frequenz kann dabei in beiden Fällen nur von einem Gerät gleichzeitig verwendet werden. Nutzen zwei Radiosender die gleiche Frequenz, kommt es zu Störungen. Bei nicht professionell konfiguriertem WLAN kann dies auch vorkommen. 

Frequensstörungen Access Points

WLAN - ein geteiltes Medium

Wenn ein Access Point beispielsweise eine Datenrate von 1700 MBit/s unterstützt, ist das nicht automatisch die Datenrate, die bei jedem einzelnen Endgerät, das mit dem Access-Point verbunden ist, ankommt. Man kann WLAN nämlich als sogenanntes geteiltes Medium bezeichnen. Das heißt, dass sich alle Endgeräte, die sich mit einem Access Point verbinden, die gesamte zur Verfügung stehende Bandbreite teilen.

Brutto vs. Nettodatenrate

Der tatsächliche Datenwert, der am Endgerät bei der Nutzung des Netzwerks im TCP-Datenstream (z.B. beim Download im Browser) zur Verfügung steht, ist  wesentlich geringer als die Datenrate, die der Access-Point tatsächlich versenden kann. Er liegt ca. bei etwas weniger als der Hälfte. Dies ist in einem ersten Schritt unabhängig von Hersteller und Modell, sondern rein technisch bedingt und wird durch den WLAN-Standard definiert.

WLAN geteiltes Medium

Frequenzbänder

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.

Kanalbreiten WLAN