Die drahtlose Kommunikation gewinnt immer mehr an Bedeutung, da sie eine flexible und effiziente Vernetzung ermöglicht. In diesem Artikel erfahren Sie, wie WLAN funktioniert, welche Komponenten daran beteiligt sind und auf welche Aspekte Sie achten sollten, um eine stabile und sichere Verbindung zu gewährleisten. Wir beleuchten technische Grundlagen, Sicherheitsmechanismen und praktische Einsatzszenarien.
Grundlagen der WLAN-Technologie
Was ist WLAN?
Unter WLAN versteht man die drahtlose Vernetzung von Geräten in einem lokalen Netzwerk. Statt über Kabel kommunizieren Computer, Smartphones und andere Geräte über Funkwellen. Dadurch entfällt die physische Verkabelung, was Flexibilität und Mobilität erhöht.
Frequenzbänder und Kanäle
WLAN arbeitet hauptsächlich in zwei Frequenzbändern: 2,4 GHz und 5 GHz. Das 2,4-GHz-Band bietet eine größere Reichweite, leidet aber stärker unter Störungen durch andere Geräte wie Bluetooth oder Mikrowellen. Das 5-GHz-Band liefert höhere Datenraten und weniger Interferenzen, kann jedoch durch Wände stärker gedämpft werden.
- 2,4 GHz: 11 bis 14 Kanäle, teils überlappend
- 5 GHz: zahlreiche nicht überlappende Kanäle, ideal für hohe Übertragungsraten
- 6 GHz (Wi-Fi 6E): neu hinzugekommenes Band für noch mehr Kapazität
WLAN-Standards nach IEEE 802.11
Die IEEE definiert verschiedene Standards, die sich in Übertragungsrate, Reichweite und Effizienz unterscheiden:
- 802.11b: bis zu 11 Mbit/s im 2,4-GHz-Band
- 802.11g: bis zu 54 Mbit/s, abwärtskompatibel zu 802.11b
- 802.11n: Einführung von MIMO-Technik, bis zu 600 Mbit/s
- 802.11ac: Nutzung des 5-GHz-Bandes, bis zu mehrere Gbit/s (802.11ac)
- 802.11ax (Wi-Fi 6/6E): optimierte Spektrum-Ausnutzung, OFDMA und MU-MIMO (OFDM)
Funktionsweise von WLAN
Signalübertragung und Modulation
WLAN setzt auf elektromagnetische Wellen zur Datenübertragung. Digitale Informationen werden in analoge Signale umgewandelt und per OFDM oder DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) moduliert. Jeder Kanal ist in mehrere Subträger aufgeteilt, die gleichzeitig Daten übertragen.
Authentifizierung und Verschlüsselung
Um unbefugten Zugriff zu verhindern, bietet WLAN verschiedene Sicherheitsprotokolle:
- WEP: veraltet und unsicher
- WPA/WPA2: gängiger Standard, nutzt PSK oder Enterprise-Varianten
- WPA3: neueste Generation mit robusterer Verschlüsselung und individuelleren Schlüsseln
Die Kombination aus Authentifizierung und Verschlüsselung sichert die Datenintegrität und schützt vor Lauschangriffen.
Access Point und Client-Kommunikation
Ein Access Point (AP) fungiert als zentrale Sende- und Empfangsstation. Er verwaltet die Verbindung zu mehreren Clients, verteilt IP-Adressen und sorgt für die Kanalverwaltung. Geräte erkennen das Netzwerk über die SSID (Service Set Identifier) und bauen nach korrekter Authentifizierung eine Verbindung auf.
Sicherheitsaspekte und Angriffsvektoren
Typische Bedrohungen
- Rogue Access Points: bösartige APs imitieren legitime Netzwerke
- WPA-Cracking: Brute-Force-Angriffe auf Pre-Shared Keys
- Man-in-the-Middle: Abfangen und Manipulieren von Datenpaketen
Sicherheitsmaßnahmen
Um die Sicherheit zu erhöhen, sollten Sie folgende Punkte beachten:
- Verwenden Sie WPA3 oder mindestens WPA2-Enterprise
- Deaktivieren Sie unnötige SSID-Übertragungen
- Aktivieren Sie MAC-Filterung und VLAN-Trennung
- Regelmäßige Firmware-Updates der Hardware
Verbesserte Authentifizierungsverfahren
Unternehmen setzen oft auf 802.1X mit RADIUS-Servern, um Benutzer zentral zu authentifizieren und Zugriffsrechte fein granular zu steuern. Dadurch werden dynamische Verschlüsselungsschlüssel erzeugt und die Sicherheit deutlich erhöht.
Anwendungen und Einsatzfelder
Heimnetzwerke
Im häuslichen Umfeld dient WLAN vor allem der Verbindung von Computern, Smartphones, Smart-TVs und Smart-Home-Geräten. Moderne Router bieten integrierte Mesh-Funktionalität, sodass ein Mesh-Netzwerk aufgebaut werden kann, um die Signalstärke in allen Räumen zu optimieren.
Unternehmensnetzwerke
Firmennetzwerke erfordern hohe Ausfallsicherheit und Durchsatz. Hier kommen oft mehrere Access Points mit zentralem Controller zum Einsatz. Durch Band Steering und Load Balancing wird die Last gleichmäßig verteilt und ein unterbrechungsfreier Betrieb gewährleistet.
Industrial Internet of Things (IIoT)
In der Industrie nutzen Sensoren und Aktoren WLAN, um Fertigungsprozesse zu überwachen und zu steuern. Spezielle Standards wie Wi-Fi HaLow (802.11ah) ermöglichen besonders energieeffiziente Verbindungen über große Distanzen.
Optimierung und Troubleshooting
Kanalwahl und Interferenzmanagement
Eine manuelle oder automatische Kanalwahl hilft, Störungen durch benachbarte Netzwerke zu reduzieren. Mit Analyse-Tools können Sie überlappende Kanäle identifizieren und auf freie Frequenzen ausweichen.
Reichweite erweitern
- Zusätzliche Access Points oder Repeater installieren
- Externe Richtantennen für gezielte Signalverstärkung
- Mesh-Systeme für nahtlosen Roaming-Komfort
Leistungsanalyse und Monitoring
Netzwerkscanner und Performance-Tools geben Auskunft über Datendurchsatz, Paketverluste und Latenzen. Ein kontinuierliches Monitoring ermöglicht, Engpässe frühzeitig zu erkennen und gezielt zu beheben.
