WLAN-Standards: Ein Leitfaden zu den verschiedenen Generationen und Technologien

WLAN-Standards: Eine Einführung

WLAN-Standards bestimmen die Regeln und Protokolle, die für die drahtlose Datenübertragung in einem WLAN-Netzwerk verwendet werden. Sie legen Faktoren wie Frequenzbereich, Datenrate, Reichweite und Sicherheitsfunktionen fest.

Was sind WLAN-Standards?

WLAN-Standards werden vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) festgelegt. Sie bieten einen Rahmen für die Entwicklung und Interoperabilität von WLAN-Geräten wie Routern, Access Points, Laptops und Smartphones.

Warum sind WLAN-Standards wichtig?

Die Einhaltung von WLAN-Standards stellt sicher, dass deine Geräte mit anderen Geräten in deinem Netzwerk und im Internet kommunizieren können. Wenn du den für deine Bedürfnisse am besten geeigneten Standard wählst, kannst du die Verbindungsgeschwindigkeit, Reichweite und Sicherheit deines WLANs optimieren.

Arten von WLAN-Standards

Im Laufe der Jahre hat das IEEE mehrere WLAN-Standards definiert, jeder mit seinen eigenen Merkmalen und Verbesserungen:

• IEEE 802.11 (Ursprünglicher Standard)
• IEEE 802.11a (5 GHz, hohe Datenraten)
• IEEE 802.11b (2,4 GHz, niedrige Datenraten)
• IEEE 802.11g (2,4 GHz, höhere Datenraten als b)

IEEE 802.11 Standards: Grundlegendes

Wozu dienen IEEE 802.11 Standards?

IEEE 802.11-Standards sind eine Reihe von Protokollen, die die drahtlose Kommunikation zwischen Geräten regeln. Sie definieren die technischen Anforderungen, die von drahtlosen Netzwerken erfüllt werden müssen, um eine zuverlässige und sichere Verbindung herzustellen.

Wie funktionieren IEEE 802.11 Standards?

Diese Standards legen unter anderem fest:

• Frequenzbänder: Die Frequenzen, die für die drahtlose Kommunikation verwendet werden können.
• Modulationsverfahren: Die Art und Weise, wie Daten über den Kanal übertragen werden.
• Zugriffsprotokolle: Die Regeln, wie Geräte auf den Funkkanal zugreifen.
• Sicherheitsprotokolle: Die Maßnahmen zum Schutz von Daten vor unbefugtem Zugriff.

Die Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

IEEE ist eine internationale Organisation, die sich der Entwicklung von Standards für eine Vielzahl von Technologien widmet. Die 802.11-Arbeitsgruppe ist für die Entwicklung und Pflege der WLAN-Standards verantwortlich.

Andere relevante Organisationen

Neben der IEEE sind auch andere Organisationen an der Entwicklung von WLAN-Standards beteiligt, beispielsweise:

• Wi-Fi Alliance: Eine globale Organisation, die die Interoperabilität von Wi-Fi-Geräten zertifiziert.
• Federal Communications Commission (FCC): Die US-amerikanische Regulierungsbehörde, die die Frequenzzuteilung für drahtlose Kommunikation überwacht.

802.11a/b/g: Die ersten Generationen

Dies waren die bahnbrechenden Standards, die den Grundstein für die drahtlose Konnektivität legten. Schauen wir uns die Unterschiede zwischen ihnen genauer an:

802.11a

• Frequenzband: 5 GHz
• Geschwindigkeit: Bis zu 54 Mbit/s
• Reichweite: Kürzer als 802.11b/g

802.11a operierte im weniger überfüllten 5-GHz-Band, was niedrigere Interferenzen und höhere Geschwindigkeiten ermöglichte. Allerdings hatte es eine geringere Reichweite als die nachfolgenden Standards.

802.11b

• Frequenzband: 2,4 GHz
• Geschwindigkeit: Bis zu 11 Mbit/s
• Reichweite: Höher als 802.11a

802.11b nutzte das beliebte 2,4-GHz-Band, das auch von Mikrowellen und anderen Geräten verwendet wird. Dies führte oft zu Interferenzen und langsameren Geschwindigkeiten. Allerdings hatte es eine bessere Reichweite als 802.11a.

802.11g

• Frequenzband: 2,4 GHz
• Geschwindigkeit: Bis zu 54 Mbit/s
• Reichweite: Vergleichbar mit 802.11b

802.11g war eine verbesserte Version von 802.11b, die im gleichen 2,4-GHz-Band operierte. Es bot höhere Geschwindigkeiten, behielt aber die Reichweite von 802.11b bei.

Auswirkungen auf die heutige Nutzung

Während 802.11a/b/g weitgehend veraltet sind, dienen sie immer noch als Grundlage für die heutige WLAN-Technologie. Die meisten Geräte unterstützen immer noch das 2,4-GHz-Band, das von 802.11b/g genutzt wird. Das 5-GHz-Band, das von 802.11a eingeführt wurde, wird für modernere Standards wie 802.11ac und 802.11ax verwendet.

802.11n und 802.11ac: Die modernen Standards

Nachdem die ersten Generationen von WLAN-Standards die Grundlagen geschaffen hatten, läuteten 802.11n und 802.11ac eine neue Ära ein und veränderten unsere Nutzung von WLAN nachhaltig.

Die wichtigsten Merkmale von 802.11n

802.11n wurde 2009 veröffentlicht und brachte eine Reihe bahnbrechender Funktionen mit sich:

• Mehrere Antennen (MIMO): 802.11n führte die Verwendung mehrerer Antennen ein, was die Reichweite und Geschwindigkeit des WLANs erheblich verbesserte.
• 40-MHz-Kanäle: Im Gegensatz zu früheren Standards nutzte 802.11n breitere 40-MHz-Kanäle, was den Datendurchsatz erhöhte.
• Erhöhte Geschwindigkeit: Die theoretische Höchstgeschwindigkeit von 802.11n betrug 300 Mbit/s, was einen deutlichen Sprung gegenüber früheren Standards darstellte.

802.11ac: Ein noch größerer Quantensprung

2013 wurde 802.11ac eingeführt und stellte eine weitere Revolution für WLAN dar:

• Noch mehr Antennen: 802.11ac unterstützte bis zu acht Antennen pro Gerät, was zu noch höheren Geschwindigkeiten und einer besseren Signalqualität führte.
• Noch breitere Kanäle: 802.11ac nutzte 80-MHz-Kanäle und ermöglichte sogar die Kanalbündelung zu 160-MHz-Kanälen.
• MU-MIMO: Eine der wichtigsten Neuerungen von 802.11ac war die Unterstützung für MU-MIMO (Multi-User MIMO), das es dem WLAN-Router ermöglichte, gleichzeitig mit mehreren Geräten zu kommunizieren.
• Höhere Geschwindigkeiten: Die theoretische Höchstgeschwindigkeit von 802.11ac erreichte 1300 Mbit/s, was einen enormen Fortschritt gegenüber 802.11n darstellte.

Die Bedeutung von 802.11n und 802.11ac im heutigen WLAN

802.11n und 802.11ac sind heute die am weitesten verbreiteten WLAN-Standards und bilden das Rückgrat unseres modernen WLAN-Erlebnisses. Diese Standards bieten eine hervorragende Leistung und Unterstützung für eine Vielzahl von Geräten und Anwendungen.

Wenn du dein WLAN aufrüsten möchtest, sind 802.11n- oder 802.11ac-Geräte eine hervorragende Wahl. Sie bieten dir schnelle Geschwindigkeiten, eine stabile Verbindung und eine verbesserte Effizienz für deine alltäglichen WLAN-Aufgaben.

802.11ax (Wi-Fi 6): Die neueste Generation

Wi-Fi 6, der neueste Standard in der IEEE 802.11-Reihe, bietet gegenüber seinen Vorgängern eine Reihe entscheidender Verbesserungen.

Geschwindigkeit und Effizienz

Wi-Fi 6 bietet eine deutlich höhere Bandbreite als frühere Standards. Mit Geschwindigkeiten von bis zu 9,6 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) ist es ideal für die Übertragung großer Dateien, das Streamen von Ultra-HD-Videos und das Spielen von Online-Games.

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

OFDMA ist eine revolutionäre Technologie, die in Wi-Fi 6 eingeführt wurde. Sie ermöglicht es, dass mehrere Geräte gleichzeitig Daten übertragen, was die Effizienz des Netzwerks drastisch erhöht.

MU-MIMO (Multi-User, Multiple Input, Multiple Output)

Wi-Fi 6 unterstützt auch MU-MIMO, eine Technologie, die es dem Router ermöglicht, gleichzeitig mit mehreren Geräten zu kommunizieren. Dies verbessert die Gesamtleistung und reduziert Verzögerungen.

Target Wake Time (TWT)

TWT ist eine Energiesparfunktion in Wi-Fi 6, die die Zeitpläne für Datenübertragungen zwischen Geräten verwaltet. Dadurch wird der Stromverbrauch reduziert und die Akkulaufzeit von Geräten verlängert.

Sicherheit

Wi-Fi 6 beinhaltet aktualisierte Sicherheitsprotokolle, wie WPA3, die den Schutz deines Netzwerks vor unbefugtem Zugriff verstärken.

Kompatibilität mit älteren Geräten

Obwohl Wi-Fi 6 ein neuerer Standard ist, ist er mit älteren Geräten abwärtskompatibel. Dies bedeutet, dass du deine aktuellen Geräte weiterhin mit einem Wi-Fi-6-Router verwenden kannst, auch wenn sie den neuen Standard nicht vollständig unterstützen.

802.11be (Wi-Fi 7): Was uns erwartet

802.11be, auch bekannt als Wi-Fi 7, ist der kommende Standard für drahtlose Netzwerke. Er wird voraussichtlich die aktuelle 802.11ax-Generation (Wi-Fi 6) in Bezug auf Geschwindigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit übertreffen.

Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Wi-Fi 7?

Wi-Fi 7 bietet eine Reihe von Verbesserungen gegenüber Wi-Fi 6, darunter:

• Höhere Bandbreite: Wi-Fi 7 kann theoretische Geschwindigkeiten von bis zu 46 Gbit/s erreichen, was fast dreimal so schnell ist wie Wi-Fi 6.
• 320-MHz-Kanäle: Wi-Fi 7 verwendet breitere Kanäle als Wi-Fi 6, was die Datenübertragungsrate erhöht.
• 4K-QAM: Wi-Fi 7 nutzt ein neues Modulationsverfahren namens 4K-QAM, das mehr Daten in jedes Symbol packen kann.
• Multi-Link-Operation: Wi-Fi 7 ermöglicht es Geräten, gleichzeitig eine Verbindung zu mehreren Routern oder Access Points herzustellen, was die Zuverlässigkeit und Abdeckung verbessert.

Welche Vorteile bietet Wi-Fi 7?

Wi-Fi 7 bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber Wi-Fi 6, darunter:

• Schnellere Downloads und Uploads: Wi-Fi 7 ermöglicht schnellere Downloads und Uploads von Dateien, Videos und anderen Inhalten.
• Geringere Latenz: Wi-Fi 7 hat eine geringere Latenz als Wi-Fi 6, was es für Echtzeit-Anwendungen wie Spiele und Videokonferenzen ideal macht.
• Verbesserte Kapazität: Wi-Fi 7 kann mehr Geräte gleichzeitig unterstützen, was es zu einer guten Wahl für überlastete Netzwerke macht.
• Erhöhte Reichweite: Wi-Fi 7 hat eine größere Reichweite als Wi-Fi 6, was die Abdeckung in großen Häusern und Unternehmen verbessert.

Wann wird Wi-Fi 7 verfügbar sein?

Wi-Fi 7 befindet sich noch in der Entwicklungsphase, aber es wird erwartet, dass Geräte, die diesen Standard unterstützen, noch in diesem Jahr auf den Markt kommen. Die weit verbreitete Einführung wird jedoch wahrscheinlich einige Jahre dauern.

Wie kann ich mich auf Wi-Fi 7 vorbereiten?

Wenn du die Vorteile von Wi-Fi 7 nutzen möchtest, solltest du dicherstellen, dass dein Router und deine Geräte den neuen Standard unterstützen. Du kannst auch einen Mesh-Router in Betracht ziehen, um die Abdeckung und Zuverlässigkeit deines Netzwerks zu verbessern.

Die Bedeutung von Dualband- und Triband-WLAN

Was ist Dualband-WLAN?

Dualband-WLAN-Router senden und empfangen Daten sowohl im 2,4-GHz- als auch im 5-GHz-Frequenzband. Dies bietet dir folgende Vorteile:

• Erhöhte Geschwindigkeit: Das 5-GHz-Band bietet höhere Geschwindigkeiten als das 2,4-GHz-Band, da es weniger überlastet ist.
• Geringere Interferenzen: Das 5-GHz-Band ist weniger anfällig für Interferenzen durch andere Geräte wie Mikrowellen und Bluetooth-Geräte.

Was ist Triband-WLAN?

Triband-WLAN-Router verfügen über drei Frequenzbänder: 2,4 GHz, 5 GHz und ein zusätzliches 5-GHz-Band. Das zusätzliche 5-GHz-Band wird verwendet, um die Kapazität und Geschwindigkeit des Routers zu erhöhen.

Vorteile von Dualband- und Triband-WLAN

• Verbesserte Leistung: Dualband- und Triband-Router bieten eine verbesserte Leistung für bandbreitenintensive Aktivitäten wie Streaming, Gaming und Videokonferenzen.
• Geringere Latenz: Das 5-GHz-Band hat eine geringere Latenz als das 2,4-GHz-Band, was für Online-Spiele und andere Echtzeitanwendungen wichtig ist.
• Höhere Kapazität: Triband-Router können mehr Geräte gleichzeitig verbinden und bieten eine höhere Kapazität für Haushalte mit vielen verbundenen Geräten.

Welches ist das Richtige für dich?

Wenn du eine bessere WLAN-Leistung für bandbreitenintensive Aktivitäten suchst, ist ein Dualband- oder Triband-Router eine gute Wahl.

• Dualband: Ideal für Haushalte mit einigen angeschlossenen Geräten und mittelhohen Internetgeschwindigkeiten.
• Triband: Ideal für Haushalte mit vielen angeschlossenen Geräten, hohen Internetgeschwindigkeiten und Bedarf an geringer Latenz.

MU-MIMO und OFDMA: Verbesserte Effizienz

MU-MIMO: Mehrere Benutzer, mehrere Ein- und Ausgänge

MU-MIMO (Multiple-User Multiple-Input Multiple-Output) ist eine Technologie, die es einem Router ermöglicht, gleichzeitig mit mehreren Geräten zu kommunizieren, indem mehrere Antennen verwendet werden. Anstatt wie bei herkömmlichen WLAN-Standards auf ein einziges Gerät zu warten, kann ein MU-MIMO-Router Datenströme an mehrere Geräte gleichzeitig senden und empfangen.

Dies führt zu einer erheblichen Steigerung der Effizienz und des Durchsatzes, insbesondere in Umgebungen mit vielen verbundenen Geräten. MU-MIMO wird in den Standards 802.11ac und 802.11ax (Wi-Fi 6) unterstützt.

OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access

OFDMA ist eine weitere Technologie, die die Effizienz von WLAN-Netzwerken verbessert. Sie teilt den verfügbaren Funkkanal in kleinere Subkanäle auf, die dann an verschiedene Geräte zugewiesen werden können.

Dadurch kann ein Router Daten an mehrere Geräte gleichzeitig senden, ohne dass es zu Interferenzen kommt. OFDMA wird im Standard 802.11ax (Wi-Fi 6) unterstützt.

Vorteile von MU-MIMO und OFDMA

Die Kombination von MU-MIMO und OFDMA bietet mehrere Vorteile für WLAN-Netzwerke:

• Erhöhter Durchsatz und weniger Latenz
• Verbesserte Leistung in überfüllten Umgebungen
• Reduzierter Stromverbrauch für Geräte

Was du beachten solltest

Um MU-MIMO und OFDMA nutzen zu können, benötigen sowohl der Router als auch die angeschlossenen Geräte diese Technologien. Wenn ein angeschlossenes Gerät MU-MIMO oder OFDMA nicht unterstützt, kann es nicht von diesen Technologien profitieren.

Überprüfe beim Kauf eines neuen Routers oder Geräts die technischen Daten, um sicherzustellen, dass diese Technologien unterstützt werden.

Sicherheitsprotokolle in WLAN-Standards

Die Sicherheit deines WLAN-Netzwerks ist von größter Bedeutung. Daher spielen Sicherheitsprotokolle eine entscheidende Rolle in WLAN-Standards.

Verschlüsselungsprotokolle

WLAN-Standards verwenden Verschlüsselungsprotokolle, um deine Daten vor unbefugtem Zugriff zu schützen.

• WEP (Wired Equivalent Privacy): Eines der ältesten und unsichersten Verschlüsselungsprotokolle. Es wird dringend empfohlen, WEP zu vermeiden.
• WPA (Wi-Fi Protected Access): Bietet eine verbesserte Sicherheit gegenüber WEP. Es verwendet eine stärkere Verschlüsselung und Authentifizierungsmethoden.
• WPA2: Eine verbesserte Version von WPA mit stärkeren Verschlüsselungsalgorithmen.
• WPA3: Das neueste Sicherheitsprotokoll. Es bietet die stärkste Verschlüsselung mit zusätzlichen Sicherheitsfunktionen.

Authentifizierungsprotokolle

Neben der Verschlüsselung verwenden WLAN-Standards auch Authentifizierungsprotokolle, um zu bestätigen, dass Geräte zum Zugriff auf das Netzwerk berechtigt sind.

• Open: Das Netzwerk ist für jeden zugänglich. Es wird nicht empfohlen, Open-Authentifizierung zu verwenden, es sei denn, es ist absolut notwendig.
• Shared Key: Geräte müssen einen gemeinsamen Schlüssel kennen, um auf das Netzwerk zuzugreifen.
• 802.1X: Ein sichereres Authentifizierungsprotokoll, das typischerweise mit RADIUS-Servern (Remote Authentication Dial-In User Service) verwendet wird.

Tipps zur Verbesserung der WLAN-Sicherheit

Um die Sicherheit deines WLAN zu verbessern, solltest du die folgenden Tipps befolgen:

• Verwende WPA2 oder WPA3-Verschlüsselung.
• Ändere den Standard-Administratornamen und das Passwort deines Routers.
• Aktiviere die Firewall deines Routers.
• Deaktiviere WPS (Wi-Fi Protected Setup), da es anfällig für Angriffe sein kann.
• Halte die Firmware deines Routers auf dem neuesten Stand.
• Erwäge eine VPN-Verbindung (Virtual Private Network), um deine Daten zusätzlich zu schützen.

Welcher WLAN-Standard ist für mich am besten geeignet?

Die Wahl des optimalen WLAN-Standards hängt von deinen spezifischen Anforderungen und Nutzungsverhalten ab. Hier sind einige Faktoren, die du berücksichtigen solltest:

Nutzungsanforderungen

• Gerätetyp: Überlege dir, welche Geräte du mit dem WLAN verbinden wirst. Ältere Geräte unterstützen möglicherweise nur 802.11n oder 802.11ac.
• Datenmengen: Wenn du häufig große Dateien herunterlädst oder streamst, benötigst du einen Standard mit hoher Bandbreite, wie z. B. 802.11ac oder Wi-Fi 6.
• Abdeckung: Wenn du ein großes Haus oder mehrere Stockwerke abdecken musst, benötigst du einen Standard mit guter Reichweite, wie z. B. 802.11ax oder 802.11be.

Verfügbarkeit und Kompatibilität

• Gerätekompatibilität: Stelle sicher, dass deine Geräte mit dem von dir gewählten Standard kompatibel sind. Prüfe die Spezifikationen deiner Geräte oder wende dich an den Hersteller.
• Router-Auswahl: Recherchiere verschiedene Router, die den von dir benötigten Standard unterstützen. Berücksichtige dabei Funktionen wie Anzahl der Antennen, Reichweite und Dualband- oder Triband-Fähigkeiten.
• Standort: Überprüfe die Verfügbarkeit von WLAN-Standards in deiner Region. Bestimmte Standards können in einigen Gebieten noch nicht weit verbreitet sein.

Budget

Die Kosten für WLAN-Router und Adapter variieren je nach Standard. Wenn du ein begrenztes Budget hast, kannst du 802.11n oder 802.11ac in Betracht ziehen. Für die beste Leistung bist du jedoch mit Wi-Fi 6 oder Wi-Fi 7 möglicherweise besser dran.

Zukunftssicherheit

Wenn du auf dem neuesten Stand bleiben und von zukünftigen technologischen Fortschritten profitieren möchtest, solltest du einen Standard wählen, der eine gute Zukunftssicherheit bietet, wie z. B. Wi-Fi 6 oder Wi-Fi 7. Dies gewährleistet die Kompatibilität mit aufkommenden Geräten und Technologien.

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