WLAN: Einführung
von Michael Stöckel
WLAN ist die Abkürzung für Wireless LAN (= Wireless Local Area Network) und bezeichnet ein lokales/örtliches drahtloses Computernetzwerk. WLAN kommt überall dort zum Einsatz wo Kabel unpraktisch wären: So sind etwa die meisten Universitäten mit WLAN ausgestattet, viele Restaurants bieten Ihren Kunden einen WLAN-Zugang um während des Essens mit dem Laptop im Internet surfen zu können oder zu Hause wird WLAN eingesetzt um das Netzwerk in alle Zimmer zu tragen ohne dabei Kabel verlegen zu müssen.
Ein WLAN-Netzwerk basiert im Normalfall auf dem Standard "IEEE 802.11" und dessen Ergänzungen und Erweiterungen. IEEE ist die Abkürzung für "Institute of Electrical and Electronics Engineers" und stellt einen allgemein gültigen Industriestandard da. Ein WLAN-Netzwerk arbeitet mit einem sog. Frequenzband, welches sich in Abhängigkeit des eingesetzten IEEE-Standard unterscheidet. Innerhalb dieses Bandes sind die Frequenzen mit einer Breite von 10-30 MHz einem Kanal zugeordnet. Das bedeutet, dass je nach IEEE-Standard eine unterschiedliche Anzahl von Kanälen zur Datenübertragung zur Verfügung steht. Obwohl es insgesamt 6 Ergänzungen des IEEE-Standards gibt, tauchen bei der WLAN-Hardware nur ein Teil davon auf. Die folgende Tabelle zeigt die Bezeichnungen und die wesentlichen Unterschiede der betreffenden Standards.
| IEEE-Standard | Frequenzband | Übertragungsrate | Anzahl der Kanäle |
| 802.11 | 2,40 - 2,48 GHz | 2 MBit/Sek. | |
| 802.11a | 5,15 - 5,725 GHz | 54 MBit/Sek. | 19 |
| 802.11b | 2,40 - 2,4835 GHz | 11 MBit/Sek. | 11-14 |
| 802.11g | 2,40 - 2,4835 GHz | 54 MBit/Sek. | 11-14 |
Durch den Einsatz proprietärer WLAN-Hardware kann bei den Standards 802.11a bis 802.11g durch eine Erweiterung der durchschnittlichen Frequenzbandbreite pro Kanal die maximale Übertragungsrate erhöht werden. Proprietär heißt, dass dies kein allgemeiner Standard ist und die dazugehörigen Möglichkeiten nicht immer genutzt werden können. Folgende Werte bei der Frequenzbandbreite und der Übertragungsrate möglich:
| IEEE-Standard | Frequenzbandbreite | Übertragungsrate |
| 802.11a | 40 MHz | 108 MBit/Sek. |
| 802.11b | 40 MHz | 22 MBit/Sek. |
| 802.11b | 60 MHz | 44 MBit/Sek. |
| 802.11g+ | | 108-125 MBit/Sek. |
| 802.11n | 20 MHz | <= 600 MBit/Sek. |
Der Standard 802.11n wurde im Jahr 2006 verabschiedet und wird bereits von einigen Anbietern von WLAN-Hardware (Beispiel: DLink, Netgear) in ihren Geräten unterstützt. Die hohe Übertragungsrate basiert auf dem Einsatz von mehreren Antennen. Der Standard ist kompatibel zu den "herkömmlichen" Standards 802.11b und 802.11g. Weitere WLAN-Standards aus der IEEE-802.11-Familie sind 802.11c (Standard für Bridging Mode zweier Access Points) und 802.11f (Weitergabe von Clientinformationen zwischen Access Points nach dem IAPP-Protokoll).
In der Praxis werden die genutzten IEEE-Standards auf dem WLAN-Router / Access Point eingestellt. Wenn der WLAN-Adapter des Clients ein Netzwerk gefunden hat, übernimmt er automatisch alle Parameter wie Standard, Frequenz und Kanal.
Ein weiterer wichtiger Punkt, der im Zusammenhang mit WLAN - Netzwerke n beachtet werden muss, sind die Sendeleistungen, Dämpfungen und die Reichweite von WLAN-Antennen. Dabei kann man auch mit dem Gesetz in Konflikt geraten, wenn mit einer leistungsstarken Antenne gearbeitet wird, die u. U. andere Netze beeinflussen bzw. stören kann.
Normale IEEE-802.11 WLAN-Adapter ohne Besonderheiten haben eine Reichweite von etwa 30 -100m im Freien. Mit aktueller Technik kann die Reichweite auf 90m in geschlossenen Räumen erhöht werden. Separate Antennen, die explizit an den Adapter angeschlossen werden können, erlauben eine Reichweite von 100-300m im Freien. Bedingung dabei ist aber, dass beide Endgeräte in Sichtkontakt zueinander sind (also nichts dazwischen steht). Bei IEEE-802.11a sind normalerweise 100mW Sendeleistung erlaubt. Bei strengeren Auflagen sind sogar 1000mW möglich. Die Auflagen sollen sicherstellen, dass andere Funknetze (Satellit oder Radar) nicht gestört werden.
Allgemein können WLAN - Netzwerke durch folgende Hindernisse gestört werden:
- Leichtbauwände (keine große Einschränkung)
- Metalle und Stahlbeton (große Einschränkung)
- dicht belaubte Bäume (mittlere Einschränkung)
Allgemein gilt die Regel, dass das Störpotential für WLAN - Netzwerke mit der elektrischen Leitfähigkeit des Störmaterials ansteigt. Je größer die Störung ist umso weiter sinkt die Sende- und Empfangsleistung und damit die Verbindungsgeschwindigkeit.
Durch die Bündelung der Signalwellen, die von einer WLAN-Antenne ausgehen, bringen diese einen sog. "Antennengewinn" mit. Ein Antennengewinn wird in der Einheit "dBi" angegeben und gibt die Leistung an, die eine Antenne in Sende- und Empfangsrichtung bezogen auf eine Vergleichsantenne abgibt oder empfängt.
Die Strahlungsleistung von WLAN-Antennen ist in Deutschland in Abhängigkeit des eingesetzten Frequenzbandes (vgl. WLAN-Standard) begrenzt. Die Strahlungsleistung wird mit EIRP abgekürzt und in der Einheit "dBm" angegeben. EIRP bedeutet "Effective Isotropic Radiated Power" (dt. Effektive isotrope Abstrahlleistung). Das Frequenzband von 2,4 GHz hat hierbei ein EIRP-Maximum von 20 dBm und eine maximale Strahlungsleistung von 100mW - das Frequenzband von 5,7 GHz liegt hier bei 30 dBm bzw. 1000mW. Der Betreiber des WLAN - Netzwerke s trägt dafür die Verantwortung, dass die Grenzwerte nicht überschritten werden. Normale WLAN-Antennen ohne irgendwelche Besonderheiten haben eine EIRP-Wert von 13-16 dBm, was einer Strahlungsleistung von 20-40mW entspricht.
Im WLAN-Bereich werden koaxiale Stecker und Buchsen, die im Hochfrequenzbereich eingesetzt werden, verwendet. Diese Buchsen und Stecker sind nicht standardkonform, da verhindert werden sollte, dass durch standardisierte Verbindungen nicht zugelassene leistungsstarke Antennen im WLAN-Netzwerk verwendet werden.
Die Stecker und Buchsen haben die Bezeichnung "RP-TNC" und "RP-SMA".
