3.9 WLAN als Übertragungsmedium
WLAN ist ein drahtloses lokales Netzwerk.
WLAN steht für:
Wireless Local Area Network
Auf Deutsch:
drahtloses lokales Netzwerk
Bei WLAN werden Daten nicht über ein Kabel übertragen, sondern per Funk.
Damit gehört WLAN fachlich zur drahtlosen Datenübertragung und betrifft vor allem die unteren Netzwerkschichten.
Wichtig:
WLAN ersetzt auf der Zugangsstrecke das Netzwerkkabel,
aber nicht IP, TCP, UDP oder Anwendungen.
Begriff: WLAN
WLAN bezeichnet ein lokales Netzwerk, bei dem Endgeräte drahtlos über Funk mit dem Netzwerk verbunden werden.
Typische WLAN-Geräte:
- Notebook
- Smartphone
- Tablet
- Access Point
- WLAN-Router
- Drucker
- Smart-TV
- IoT-Gerät
- IP-Kamera
Merksatz:
WLAN = lokales Netzwerk über Funk.
Begriff: Wi-Fi
Wi-Fi ist eine Vermarktungs- und Zertifizierungsbezeichnung für WLAN-Technik nach IEEE 802.11.
Im Alltag werden WLAN und Wi-Fi oft gleich verwendet.
Fachlich genauer:
WLAN beschreibt das drahtlose lokale Netzwerk.
Wi-Fi bezeichnet zertifizierte WLAN-Technik nach bestimmten Standards.
Für die Prüfung reicht meist:
WLAN / Wi-Fi = drahtlose Netzwerkverbindung im lokalen Netzwerk.
Begriff: IEEE 802.11
IEEE 802.11 ist die Normfamilie für WLAN.
IEEE steht für:
Institute of Electrical and Electronics Engineers
IEEE 802.11 beschreibt technische WLAN-Standards.
Beispiele:
IEEE 802.11n
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ax
IEEE 802.11be
Merksatz:
IEEE 802.11 = technische Normfamilie für WLAN.
WLAN als Funkübertragung
WLAN überträgt Daten über elektromagnetische Wellen.
Diese Funkübertragung ist abhängig von:
- Entfernung
- Hindernissen
- Wänden
- Decken
- anderen WLAN-Netzen
- Funkstörungen
- Antennen
- Sendeleistung
- Frequenzband
- Anzahl der Clients
Wichtig:
WLAN ist flexibler als Kabel,
aber meist weniger stabil und planbarer als eine feste Kabelverbindung.
Merksatz:
WLAN ist praktisch,
aber stärker von der Umgebung abhängig.
Einordnung in das Schichtenmodell
WLAN betrifft vor allem OSI-Schicht 1 und OSI-Schicht 2.
| Thema | Einordnung |
|---|---|
| Funkwellen | OSI-Schicht 1 |
| Frequenz, Kanal, Signalstärke | OSI-Schicht 1 |
| WLAN-Zugriff | OSI-Schicht 2 |
| MAC-Adresse | OSI-Schicht 2 |
| Verschlüsselung im WLAN-Zugang | OSI-Schicht 2 / Sicherheitsbezug |
| IP-Adresse | OSI-Schicht 3 |
| TCP / UDP | OSI-Schicht 4 |
| HTTP / DNS / DHCP | OSI-Schicht 7 |
Wichtig:
WLAN selbst ist nicht IP.
IP läuft über WLAN.
Merksatz:
WLAN stellt den drahtlosen Zugang zum Netzwerk bereit.
WLAN im Vergleich zu LAN-Kabel
| Merkmal | WLAN | LAN-Kabel |
|---|---|---|
| Übertragungsmedium | Funk | Kupfer oder Glasfaser |
| Beweglichkeit | hoch | gering |
| Stabilität | abhängig von Umgebung | meist stabiler |
| Störungen | häufiger möglich | weniger abhängig von Funkumgebung |
| Bandbreite | geteilt und schwankend | meist planbarer |
| Sicherheit | Verschlüsselung besonders wichtig | physischer Zugriff schwieriger |
| Einsatz | mobile Geräte | feste Arbeitsplätze, Server, Drucker |
Merksatz:
WLAN ist flexibel.
Kabel ist meist stabiler.
Frequenzbereiche
WLAN nutzt verschiedene Frequenzbereiche.
Typische Bereiche sind:
2,4 GHz
5 GHz
6 GHz
GHz steht für:
Gigahertz
Ein Hertz beschreibt eine Schwingung pro Sekunde.
Gigahertz bedeutet:
Milliarden Schwingungen pro Sekunde
Merksatz:
WLAN funkt typischerweise im 2,4-GHz-, 5-GHz- und 6-GHz-Bereich.
2,4 GHz
Das 2,4-GHz-Band hat eine größere Reichweite als höhere Frequenzbereiche.
Typische Eigenschaften:
- größere Reichweite
- bessere Durchdringung von Wänden
- geringere maximale Datenrate als moderne 5-GHz- oder 6-GHz-Verbindungen
- stärker belegt
- häufiger Störungen durch andere Geräte
Typische Störquellen:
- andere WLAN-Netze
- Bluetooth
- Mikrowellen
- Funkgeräte
- IoT-Geräte
Merksatz:
2,4 GHz = größere Reichweite,
aber oft stärker überlastet.
5 GHz
Das 5-GHz-Band bietet meist höhere Datenraten und mehr nutzbare Kanäle als 2,4 GHz.
Typische Eigenschaften:
- höhere Datenraten möglich
- mehr Kanäle
- weniger überlaufen als 2,4 GHz
- geringere Reichweite als 2,4 GHz
- schlechtere Wanddurchdringung
Merksatz:
5 GHz = schneller,
aber geringere Reichweite als 2,4 GHz.
6 GHz
Das 6-GHz-Band wird bei neueren WLAN-Standards genutzt.
Typischer Bezug:
Wi-Fi 6E
Wi-Fi 7
Typische Eigenschaften:
- zusätzliche Kanäle
- hohe Datenraten möglich
- weniger Altgeräte
- geringere Reichweite als 2,4 GHz
- hohe Anforderungen an Endgeräte und Access Points
Merksatz:
6 GHz = moderne Erweiterung mit viel Kapazität,
aber geringerer Reichweite.
WLAN-Standards
WLAN-Standards gehören zur IEEE-802.11-Familie.
| Wi-Fi-Bezeichnung | technischer Standard | typische Frequenzbereiche |
|---|---|---|
| Wi-Fi 4 | IEEE 802.11n | 2,4 GHz und 5 GHz |
| Wi-Fi 5 | IEEE 802.11ac | 5 GHz |
| Wi-Fi 6 | IEEE 802.11ax | 2,4 GHz und 5 GHz |
| Wi-Fi 6E | IEEE 802.11ax | 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz |
| Wi-Fi 7 | IEEE 802.11be | 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz |
Wichtig:
Die Wi-Fi-Bezeichnung ist einfacher zu merken.
Die IEEE-Bezeichnung ist die technische Normbezeichnung.
Merksatz:
Wi-Fi 6 = IEEE 802.11ax.
Wi-Fi 7 = IEEE 802.11be.
Ältere WLAN-Standards
Historisch sind auch ältere Standards wichtig.
| Standard | typischer Frequenzbereich |
|---|---|
| IEEE 802.11a | 5 GHz |
| IEEE 802.11b | 2,4 GHz |
| IEEE 802.11g | 2,4 GHz |
| IEEE 802.11n | 2,4 GHz und 5 GHz |
| IEEE 802.11ac | 5 GHz |
| IEEE 802.11ax | 2,4 GHz, 5 GHz und bei Wi-Fi 6E zusätzlich 6 GHz |
| IEEE 802.11be | 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz |
Prüfungshinweis:
Alte Standards können in Vergleichsfragen auftauchen,
moderne Praxis nutzt aber meist Wi-Fi 5, Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E oder Wi-Fi 7.
Begriff: Access Point
Ein Access Point ist ein WLAN-Zugangspunkt.
Er verbindet WLAN-Clients mit dem kabelgebundenen Netzwerk.
Typischer Aufbau:
WLAN-Client
→ Funkverbindung
→ Access Point
→ Switch
→ Router / Server / Internet
Ein Access Point arbeitet vor allem im Bereich Schicht 1 und Schicht 2.
Merksatz:
Access Point = Zugangspunkt vom WLAN ins LAN.
Begriff: WLAN-Router
Ein WLAN-Router kombiniert mehrere Funktionen in einem Gerät.
Typische Funktionen:
- Router
- Access Point
- Switch
- Firewall
- DHCP-Server
- NAT/PAT
- Internetzugang
Wichtig:
Ein WLAN-Router ist nicht nur ein Access Point.
Er vereint mehrere Netzwerkfunktionen.
Merksatz:
WLAN-Router = Kombigerät mit WLAN und Routing-Funktionen.
Begriff: SSID
SSID steht für:
Service Set Identifier
Die SSID ist der Name eines WLANs.
Beispiel:
Firma-Mitarbeiter
Firma-Gast
Schule-WLAN
Heimnetz
Wichtig:
Die SSID ist nicht das Passwort.
Die SSID ist der sichtbare oder konfigurierte Netzwerkname.
Merksatz:
SSID = WLAN-Name.
Begriff: BSSID
BSSID bezeichnet die MAC-Adresse eines Access Points für ein bestimmtes WLAN.
In größeren WLAN-Umgebungen kann es mehrere Access Points mit gleicher SSID geben.
Beispiel:
SSID: Firma-WLAN
Access Point 1: eigene BSSID
Access Point 2: eigene BSSID
Access Point 3: eigene BSSID
Merksatz:
SSID = WLAN-Name.
BSSID = MAC-Adresse eines konkreten Access Points.
Begriff: Kanal
Ein WLAN-Kanal ist ein Teilbereich eines Frequenzbandes.
Mehrere WLANs können sich gegenseitig stören, wenn sie gleiche oder überlappende Kanäle nutzen.
Besonders im 2,4-GHz-Band ist das wichtig, weil dort nur wenige überlappungsfreie Kanäle zur Verfügung stehen.
Merksatz:
Kanal = genutzter Frequenzbereich innerhalb eines WLAN-Bandes.
Kanalbreite
Die Kanalbreite beschreibt, wie breit ein WLAN-Kanal genutzt wird.
Typische Kanalbreiten:
20 MHz
40 MHz
80 MHz
160 MHz
320 MHz
Größere Kanalbreite kann höhere Datenraten ermöglichen.
Aber:
Größere Kanalbreite benötigt mehr freien Frequenzbereich
und kann eher zu Störungen mit anderen Netzen führen.
Merksatz:
Größere Kanalbreite kann schneller sein,
braucht aber mehr sauberen Funkraum.
Begriff: Roaming
Roaming bedeutet, dass ein WLAN-Client zwischen Access Points wechselt.
Beispiel:
Ein Notebook bewegt sich durch ein Gebäude.
Es wechselt vom Access Point im Raum 101
zum Access Point im Flur.
Wichtig:
Roaming funktioniert nur gut,
wenn WLAN-Abdeckung,
SSID,
Sicherheitseinstellungen
und Access-Point-Planung passen.
Merksatz:
Roaming = Wechsel zwischen Access Points.
Begriff: Funkzelle
Eine Funkzelle ist der Bereich, den ein Access Point mit WLAN-Signal versorgt.
Die Größe der Funkzelle hängt ab von:
- Sendeleistung
- Antennen
- Frequenzband
- Wänden
- Decken
- Störungen
- Umgebung
Merksatz:
Funkzelle = Abdeckungsbereich eines Access Points.
Begriff: Reichweite
Reichweite beschreibt, wie weit ein WLAN-Signal nutzbar ist.
Die Reichweite hängt ab von:
- Frequenzband
- Sendeleistung
- Antennen
- Hindernissen
- Störungen
- Endgerät
- Access Point
Wichtig:
Eine hohe Signalreichweite bedeutet nicht automatisch hohe Datenrate.
Merksatz:
WLAN-Reichweite und WLAN-Geschwindigkeit sind nicht dasselbe.
Signalstärke und Datenrate
Je schlechter das WLAN-Signal ist, desto niedriger kann die nutzbare Datenrate werden.
Gründe:
- niedrigere Modulationsverfahren
- Wiederholungen
- Paketverluste
- Störungen
- größere Entfernung
- Hindernisse
Wichtig:
WLAN passt die Verbindung häufig dynamisch an die Funkqualität an.
Merksatz:
Schlechteres Signal bedeutet oft weniger Durchsatz.
Bandbreite und Durchsatz bei WLAN
Die beworbene WLAN-Geschwindigkeit ist meist eine theoretische Bruttodatenrate.
Der tatsächliche Durchsatz ist oft geringer.
Gründe:
- Protokoll-Overhead
- geteiltes Medium
- Funkstörungen
- Entfernung
- andere Clients
- Wanddurchdringung
- Kanalbelegung
- Gerätefähigkeiten
Merksatz:
WLAN-Bruttodatenrate ist nicht gleich tatsächlicher Durchsatz.
WLAN als geteiltes Medium
WLAN ist ein geteiltes Übertragungsmedium.
Das bedeutet:
Mehrere Clients teilen sich den verfügbaren Funkbereich.
Wenn viele Clients gleichzeitig aktiv sind, kann die Leistung pro Client sinken.
Beispiel:
30 Clients an einem Access Point
teilen sich die verfügbare Funkkapazität.
Merksatz:
WLAN-Kapazität wird zwischen Clients geteilt.
Halbduplex bei WLAN
WLAN arbeitet grundsätzlich nicht wie eine voll-duplexfähige Kabelverbindung.
WLAN ist typischerweise halbduplexartig.
Das bedeutet vereinfacht:
Ein Gerät sendet,
während andere warten müssen.
Der Zugriff auf das Funkmedium muss koordiniert werden.
Merksatz:
WLAN ist ein geteiltes Funkmedium und nicht wie ein Vollduplex-Kabel.
CSMA/CA
CSMA/CA steht für:
Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
Auf Deutsch sinngemäß:
Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionsvermeidung
WLAN nutzt Kollisionsvermeidung, weil Kollisionen im Funk möglichst vermieden werden sollen.
Merksatz:
CSMA/CA = Kollisionsvermeidung bei WLAN.
CSMA/CD im Vergleich
CSMA/CD steht für:
Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection
Das bedeutet:
Kollisionserkennung
CSMA/CD ist historisch mit klassischen Ethernet-Umgebungen verbunden.
Wichtig für den Vergleich:
| Verfahren | Bedeutung | typischer Bezug |
|---|---|---|
| CSMA/CD | Kollisionserkennung | ältere drahtgebundene Ethernet-Umgebungen |
| CSMA/CA | Kollisionsvermeidung | WLAN |
Merksatz:
CD = Collision Detection
CA = Collision Avoidance
WLAN-Sicherheit kurz eingeordnet
Da WLAN per Funk übertragen wird, kann das Signal grundsätzlich auch außerhalb eines Raumes oder Gebäudes empfangbar sein.
Deshalb ist Verschlüsselung besonders wichtig.
Typische Sicherheitsstandards:
- WPA2
- WPA3
Nicht mehr zeitgemäß:
- WEP
Wichtig:
WLAN sollte mindestens mit WPA2,
besser mit WPA3 abgesichert werden.
Merksatz:
WLAN braucht starke Verschlüsselung,
weil Funk nicht an der Wand endet.
Gast-WLAN
Ein Gast-WLAN ist ein eigenes WLAN für Besucher oder private Geräte.
Ziel:
Gäste sollen Internetzugang erhalten,
aber keinen direkten Zugriff auf interne Systeme bekommen.
Typische Trennung:
Mitarbeiter-WLAN
Gäste-WLAN
IoT-WLAN
Technisch kann die Trennung zum Beispiel über VLANs und Firewall-Regeln erfolgen.
Merksatz:
Gäste-WLAN vom internen Netzwerk trennen.
WLAN und VLAN
Ein Access Point kann mehrere SSIDs bereitstellen.
Jede SSID kann einem anderen VLAN zugeordnet werden.
Beispiel:
| SSID | VLAN | Zweck |
|---|---|---|
| Firma-Mitarbeiter | VLAN 10 | internes Netzwerk |
| Firma-Gast | VLAN 20 | Gastzugang |
| Firma-IoT | VLAN 30 | Geräte-Netz |
Wichtig:
SSID ist der WLAN-Name.
VLAN ist die logische Netztrennung.
Merksatz:
SSID sichtbar für Nutzer,
VLAN logisch für Netztrennung.
Typische WLAN-Probleme
Mögliche Ursachen für WLAN-Probleme:
- zu große Entfernung
- schwaches Signal
- falsche Access-Point-Position
- zu viele Clients
- Kanalüberlappung
- Störungen durch andere Funkquellen
- veralteter WLAN-Standard
- falsches Passwort
- falsche Verschlüsselung
- DHCP-Probleme
- DNS-Probleme
- Roaming-Probleme
- falsches VLAN
Wichtig:
Nicht jedes WLAN-Problem ist ein Funkproblem.
Es kann auch an IP, DHCP, DNS oder Firewall-Regeln liegen.
Fehlersuche bei WLAN
Sinnvolle Prüfschritte:
1. Ist WLAN am Client aktiviert?
2. Ist die richtige SSID ausgewählt?
3. Stimmt das Passwort?
4. Ist die Signalstärke ausreichend?
5. Hat der Client eine IP-Adresse erhalten?
6. Stimmt das Standard-Gateway?
7. Funktioniert DNS?
8. Ist das Ziel per IP erreichbar?
9. Funktioniert der gewünschte Dienst?
10. Gibt es VLAN- oder Firewall-Regeln?
Merksatz:
Bei WLAN zuerst Funkverbindung prüfen,
danach IP, DNS und Dienste.
Einordnung häufiger WLAN-Fehler nach Schichten
| Fehlerbild | mögliche Schicht |
|---|---|
| kein WLAN-Signal | Schicht 1 |
| schwaches Signal | Schicht 1 |
| falsches Passwort / Authentifizierung | Schicht 2 / Sicherheit |
| falsches VLAN | Schicht 2 |
| keine IP-Adresse | Schicht 3 / DHCP-Bezug |
| falsches Gateway | Schicht 3 |
| DNS funktioniert nicht | Schicht 7 mit Schicht-3-Bezug |
| Webseite lädt nicht | Schicht 4 bis 7 möglich |
Merksatz:
WLAN-Probleme können Funk,
Sicherheit,
IP-Konfiguration
oder Anwendungen betreffen.
Typische IHK-Fragen
In AP1 und AP2 kann zum Beispiel gefragt werden:
- Was bedeutet WLAN?
- Was bedeutet IEEE 802.11?
- Welche Frequenzbereiche werden bei WLAN genutzt?
- Was ist der Unterschied zwischen 2,4 GHz und 5 GHz?
- Was ist eine SSID?
- Was ist ein Access Point?
- Warum ist WLAN-Sicherheit besonders wichtig?
- Warum ist WLAN ein geteiltes Medium?
- Was bedeutet CSMA/CA?
- Warum ist der tatsächliche WLAN-Durchsatz geringer als die Bruttodatenrate?
- Warum kann ein Gast-WLAN sinnvoll sein?
- Wie kann man WLAN logisch vom internen Netz trennen?
Typische Prüfungsfallen
WLAN ist nicht dasselbe wie Internet.
WLAN ist der drahtlose Zugang zum lokalen Netzwerk.
Wi-Fi ist die Vermarktungs- bzw. Zertifizierungsbezeichnung.
SSID ist der WLAN-Name,
nicht das Passwort.
WLAN nutzt Funk und ist deshalb störanfällig.
2,4 GHz hat meist mehr Reichweite,
aber oft mehr Störungen.
5 GHz ermöglicht meist höhere Datenraten,
hat aber geringere Reichweite.
6 GHz bietet zusätzliche Kapazität,
aber benötigt passende Geräte.
WLAN-Bruttodatenrate ist nicht gleich tatsächlicher Durchsatz.
WLAN ist ein geteiltes Medium.
WLAN sollte mindestens mit WPA2,
besser mit WPA3 abgesichert werden.
Ein Access Point ist nicht automatisch ein Router.
Wichtige Begriffe kurz erklärt
| Begriff | Kurze Erklärung |
|---|---|
| WLAN | Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netzwerk |
| Wi-Fi | Zertifizierungs- und Vermarktungsbezeichnung für WLAN-Technik |
| IEEE 802.11 | Normfamilie für WLAN |
| Access Point | WLAN-Zugangspunkt zum lokalen Netzwerk |
| WLAN-Router | Kombigerät mit Router- und WLAN-Funktionen |
| SSID | Name eines WLANs |
| BSSID | MAC-Adresse eines konkreten Access Points |
| Kanal | Frequenzbereich innerhalb eines WLAN-Bandes |
| Kanalbreite | Breite des genutzten Funkkanals |
| Roaming | Wechsel eines Clients zwischen Access Points |
| Funkzelle | Versorgungsbereich eines Access Points |
| Signalstärke | Stärke des empfangenen WLAN-Signals |
| Durchsatz | tatsächlich erreichte Datenrate |
| CSMA/CA | Zugriffsverfahren mit Kollisionsvermeidung |
| WPA2 | moderner WLAN-Sicherheitsstandard |
| WPA3 | neuerer WLAN-Sicherheitsstandard |
| Gast-WLAN | separates WLAN für Gäste |
| VLAN | logisches Netz zur Trennung von Datenverkehr |
IHK-sichere Kurzformulierung
WLAN steht für Wireless Local Area Network und bezeichnet ein drahtloses lokales Netzwerk. Die Datenübertragung erfolgt per Funk nach Standards der IEEE-802.11-Familie. WLAN nutzt typischerweise Frequenzbereiche wie 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz. Ein Access Point stellt den drahtlosen Zugang zum lokalen Netzwerk bereit. Da WLAN ein geteiltes und störanfälliges Funkmedium ist, hängen Reichweite und Durchsatz stark von Umgebung, Kanalwahl, Frequenzband, Anzahl der Clients und Signalqualität ab. WLAN sollte mindestens mit WPA2, besser mit WPA3 abgesichert werden.
Merksätze
WLAN = drahtloses lokales Netzwerk.
Wi-Fi = Zertifizierungs- und Vermarktungsbezeichnung.
IEEE 802.11 = WLAN-Normfamilie.
Access Point = WLAN-Zugangspunkt.
SSID = WLAN-Name.
WLAN ist nicht dasselbe wie Internet.
WLAN ersetzt das Kabel auf der Zugangsstrecke.
WLAN nutzt Funk.
2,4 GHz = größere Reichweite,
aber oft mehr Störungen.
5 GHz = höhere Datenraten,
aber geringere Reichweite.
6 GHz = moderne zusätzliche Kapazität.
WLAN ist ein geteiltes Medium.
WLAN-Bruttodatenrate ist nicht echter Durchsatz.
CSMA/CA = Kollisionsvermeidung bei WLAN.
WLAN braucht Verschlüsselung.
WPA2 ist Mindeststandard,
WPA3 ist besser.
Gast-WLAN vom internen Netzwerk trennen.
SSID ist sichtbar,
VLAN trennt logisch.