Was ist WLAN oder WiFi und was steckt hinter den Geschwindigkeitsangaben?

Der Begriff WiFi

Zwei Dinge beschreiben den Begriff WiFi: Einerseits die Wi-Fi Alliance, welche Produkte verschiedener Hersteller auf Basis des IEEE-802.11-Standards zertifiziert und andererseits den dazugehörigen Markenbegriff.

Dabei wird WiFi gerne und auch international für das drahtlose Netzwerk (WLAN, Wireless LAN) verwendet.

Prinzipiell kein Problem, sofern man die Umstände kennt und weiß worum es sich handelt.

Der Begriff WLAN

Die Abkürzung WLAN steht für Wireless LAN, also ein drahtloses lokales Netzwerk nach dem Standard der IEEE-802.11-Familie.

Hierzulande hat sich der Begriff WLAN etabliert und wird damit richtig verwendet. Fragen wir in einem Hotel oder Café nach dem WLAN-Zugangscode, ist das verständlich und der Gefragte weiß worum es sich handelt. International in einem Hotel nach WLAN zu fragen hat bei mir schon häufig zu Rückfragen geführt, weil derjenige einfach nicht wußte, was ich damit meine.

Was ist Dual Band / Radio?

Wenn Hersteller den Begriff Dual Band oder Dual Radio verwenden, heißt dass, das Gerät kann im 2,4 GHz und 5 GHz Frequenzbereich senden. Dabei gilt grundsätzlich: Clients können sich entweder mit dem 2,4 GHz oder dem 5 GHz Netz verbinden. Weil WiFi-Geräte auf beiden Frequenzen senden, empfängt der Client nicht auf beiden gleichzeitig!

Interferenzen

Ein 5-GHz-Netzwerk hat eine geringeres Problem Interferenzen aufzunehmen, weil die meisten wireless Geräte wie Bluetooth-Geräte, schnurlose Telefone, Mikrowellen und Computer das 2,4-GHz-Frequenz verwenden.

Das 2,4 GHz Band

Das aktuelle WiFi nach 802.11n schafft Datenraten bis zu 600 Mbit/s, brutto versteht sich. Dafür müssen aber etliche Bedingungen stimmen:

  • beide Geräte müssen jeweils vier MIMO-Antennen haben
  • beide Geräte müssen gleichzeitig vier Funktströme senden und empfangen können

Zudem sollte sich kein weiteres Gerät im WLAN-Netzwerk des Access Points befinden. Was im Endeffekt netto von der Datenrate übrig bleibt, siedelt sich in der Praxis zwischen 50% aufwärts an.

Kurz und knapp heißt das, ein Access Point oder Router schafft im 2,4 GHz Frequenzband nach 802.11n Standard folgende Datenraten:

  • 1 Antenne (1×1) bei einer Bandbreite von 40 MHz 150 Mbit/s
  • 2 Antennen (2×2) bei einer Bandbreite von 40 MHz 300 Mbit/s
  • 3 Antennen (3×3) bei einer Bandbreite von 40 MHz 450 Mbit/s
  • 4 Antennen (4×4) bei einer Bandbreite von 40 MHz 600 Mbit/s

Möchtest du also 600 Mbit/s netto erreichen, muss dein Client ebenfalls 4 MIMO-Antennen für das 2,4 GHz Band an Board haben und es darf kein weiterer Client vom Access Point bedient werden, ausser er hat mehr Antennen für MU-MIMO.

Das 5 GHz Band

Im 5 GHz Frequenzband sind theoretisch 6,9 Gbit/s möglich. Dafür müssen 8×8 Antennen verbaut sein und eine Bandbreite von 160 MHz genutzt werden. Aktuell sind nach 802.11ac Standard Datenraten von 1.733 Mbit/s vorzufinden.

Alle Randbedingungen vom 2,4 GHz Netzwerk gelten auch hier.

  • 1 Antenne (1×1) bei einer Bandbreite von 80 MHz 433Mbit/s
  • 2 Antennen (2×2) bei einer Bandbreite von 80 MHz 866 Mbit/s
  • 3 Antennen (3×3) bei einer Bandbreite von 80 MHz 1.300 Mbit/s
  • 4 Antennen (4×4) bei einer Bandbreite von 80 MHz 1.733 Mbit/s
  • 8 Antennen (8×8) bei einer Bandbreite von 160 MHz 6.900 Mbit/s

Beamforming

Access Points oder Router können das Sendesignal zum Empfänger verstärken und in dessen Richtung verformen. Damit spielen Antennenmuster eine geringe Rolle, da sich ein solches je nach Position des Clients verändert. Die Übertragungsrate zu einem bestimmten Client wird durch die Richtwirkung der Sendeenergie erhöht und die Qualität der WiFi-Verbindung verbessert sich.

MiMo – MU-MiMo

Mit der MiMo-Technik (Multiple Input Multiple Output) werden mehrere Sende- und Empfangsantennen genutzt. Einfach gesagt kann ein Access Point mit 4 MiMo-Antennen 4 Streams gleichzeitig zu einem ebensolch ausgestatteten Client senden. Damit wird im 5 GHz-Band eine Geschwindigkeit von 1.733 Mbit/s erreicht.

Damit ist das Maximum des Access Points oder Routers erreicht, ein weiterer Client kann nur mit MU-MiMo bedient werden.

Hat ein WiFi-Gerät beispielsweise acht Antennen für das 5 GHz Band, so kann er einen Client mit vier Antennen und vier Streams bei 1.733 Mbit/s bedienen und einen weiteren Client mit dieser Datenrate. Oder alternativ einen weiteren Client mit zwei Antennen und 866 MBit/s und zwei Smartphones mit einer Antenne bei 433 Mbit/s.