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WLAN – Tutorial, Tipps & Tricks

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.

Grundlagen von WLAN

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.

Reichweite von WLAN-Netzwerken

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.

Störende Einflüsse

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.

Dämpfung/Strahlung von WLAN-Antennen

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.

Steckverbindungen für WLAN-Antennen

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".

WLAN-Verfahren

Für WLAN ‘s gibt es verschiedene Betriebsmodi. Je nach Modus unterscheidet sich dann das Verfahren wie Computer untereinander kommunizieren bzw. wie das Netzwerk aufgebaut werden kann. Für WLAN – Netzwerke gibt es im allgemeinen drei unterschiedliche Betriebsmodi.

Sicherheit bei WLAN

Ein WLAN-Netzwerk ist in seiner Standardkonfiguration unsicher und angreifbar von außen. Nach der Installation muss das Netzwerk auf jeden Fall abgesichert werden, um die Übertragung von privaten und sensiblen Daten zu schützen. Das Schlagwort dabei ist “Verschlüsselung”.

WLAN-Hardware

Die Bezeichnungen der WLAN-Hardware sind oftmals irreführend, denn es gibt viele Geräte, die mehrere Features vereinigen. Andererseits gibt es Hardware, die nur eines dieser Features anbieten. Das folgende Kapitel spricht alle gängigen Hardware-Bezeichnungen an und erläutert zum besseren Verständnis die Unterschiede und Hintergründe.

WLAN-Konfiguration unter Windows

Die Einrichtung und Konfiguration von WLAN unter Windows XP ist auch für Neulinge nicht besonders schwer. Innerhalb des Betriebssystems laufen viele Vorgänge bei der Hardware-Installation automatisch ab und ein Eingriff des Nutzers ist dabei nicht notwendig. Das folgende Kapitel zeigt die Konfiguration und Handhabung des WLAN-Adapters nach der Installation unter Windows.

WLAN und Linux

Wegen der Politik der Anbieter von WLAN-Hardware ist es heutzutage problematisch, WLAN unter Linux einzusetzen. Die Installation von WLAN-Hardware unter Linux kann man ruhig als “Kapitel für sich” bezeichnen.

Über uns

Stefan Wienströer

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