WLAN – Was Sie erwarten können und was Sie benötigen

WLAN

WLANs (Wireless Local Area Networks) nutzen Funktechniken zur Informationsübertragung, da sie flexibler sind als ihre drahtgebundenen Verwandten. Wie sich die Technik entwickelte und weiter entwickeln wird, erfahren Sie in diesem Artikel. Wichtige notwendige Komponenten und Dienste sind beschrieben.

Was ist ein „WLAN“?

Wireless Local Area Network (WLAN) ist eine Funk-Technologie vorwiegend für mobile Inhouse-Kommunikation.

 

Geschichtliche Entwicklung

Vorläufer des heutigen drahtgebundenen Ethernet-Netzwerks war ein Funkübertragungsverfahren, das Universitäten zum Datenaustausch zwischen Lehr- und Forschungseinrichtungen nutzten. Es bekam den Namen „ALOHA“, da dieses Verfahren zu Beginn vorrangig auf Hawaii genutzt wurde.

Im Standard „Ethernet“ spezifizierten die Firmen DEC, Intel und Xerox erstmalig ein ähnliches, drahtgebundenes Verfahren. IEEE spezifizierte daraufhin ein herstellerunabhängiges Verfahren, das im Wesentlichen noch heute in Einsatz ist.

In den 90er-Jahren entstand der Standard IEEE 802.11 für drahtlose lokale Netzwerks (Wireless Local Area Networks, WLAN). Hauptanwendungsgebiet war damals die Datenkommunikation. Der Standard umfasst die Funkschnittstelle (Signaltechnik der Schicht 1 lt. OSI-Modell) und das Medienzugangsverfahren (Schicht 2-Funktionalität lt. OSI-Modell). Zusätzliche Dokumente beschreiben verschiedene physische Signalübertragungstechniken mit Funksignalen unterschiedlicher Frequenzen und Bitübertragungsgeschwindigkeiten. Die Dokumente stehen hier zum Gratis-Download bereit.

 

Weitere Entwicklungen

Die Übertragung von Gesprächen war damals noch nicht gefragt. Durch starke Verbreitung der WLAN-Technik und den Einsatz von Sprachübertragung über das Internet Protocol (Voice over IP) stieg auch der Bedarf, Sprache über Funknetze (WLANs) zu übertragen. Anpassungen der Standards folgten, sodass heute davon auszugehen ist, dass die am Markt angebotenen Lösungen auch digitalisierte Sprache mit hoher Qualität übertragen können.

Um den Anforderungen von Anwendern nach immer höheren Bitraten im WLAN nachzukommen, spezifizierte IEEE neue Schnittstellentechniken für Bitraten von bis zu theoretisch 7 Gbps. Einige Produkte unterstützen aber bereits ein Vielfaches dieser Geschwindigkeit.

Die heute genutzten Frequenzbereiche sind meist 2,4 oder 5 GHz. Schnittstellen mit Frequenzen um die 60 GHz sind im Standard IEEE 802.11ad spezifiziert (für sehr hohe Bitraten, aber auch sehr kurze Reichweiten).

 

Notwendige Infrastruktur

Um ein WLAN zu realisieren, sind unterschiedliche Komponenten erforderlich. Die wichtigsten sind hier angeführt. Je nach Anwendungsfall (z.B. Bürobereich, Firmengelände, öffentlicher Hotspot) sind unterschiedliche Rahmenbedingungen und Anforderungen (Klima, geographische Besonderheiten, Umgebung, Stromversorgung, Funkeigenschaften, Anwendungen, Datenmengen, Sicherheitsvorschriften, etc.) zu beachten.

Clients

Clients für Wireless LANs sind meist mobile Datenendgeräte, die per Funk kommunizieren. Meist ist die Funkschnittstelle in Notebooks oder Smartphones heute fix eingebaut. Manche speziellen Geräte benötigen Schnittstellenwandler („WLAN-Adapter“) zur Integration in Funknetzen.

WLAN-Access Points

Access Points sind die zentrale Stelle für den Informationsaustausch zwischen Endgeräten per Funk. Im professionellen Umfeld sind WLAN-Access Points an das drahtgebundene Local Area Network (LAN) angebunden. Das erlaubt berechtigten WLAN-Benutzern den Zugriff auf erforderliche Firmenresourcen. Die Access Points sind die „Drehscheibe“ für alle WLAN-Nutzer, da alle Endgeräte ihre Daten per Funk mit dem Access Point austauschen.

Antennen

Die eingebaute Elektronik in den Access Points und den Clients beinhaltet unter anderem Funkmodule, die elektromagnetische Wellen (Funksignale) über integrierte Antennen aussenden und empfangen. Externe Antennen sind zur gezielten Übertragung von Funksignalen in bestimmte Richtungen von vielen Herstellern am Markt verfügbar. Je nach Funktechnik und Anforderungen sind spezielle Antennen vorzusehen.

WLAN-Controller

Für größere Netze bieten Hersteller eigene Controller an, die zur Verwaltung der Access Points, der Clients und anderer Komponenten dienen. Die Controller steuern die Dienste der Access Points, die sie den WLAN-Clients anbieten. Dazu zählen z.B. Zellwechsel, Funkkanäle oder Signalstärke. Je nach Implementierung enthalten sie die gesamte „Logik“ des Wireless LANs (Frequenzkanal-Auswahl, Einstellung der Signalstärke, Steuerung des Medienzugriffs, Priorisierung, Zellwechsel, uvam.)

Cloud-Service

Cloud-Dienste übernehmen verstärkt die Aufgaben der WLAN-Controller.Einige der bekannten Hersteller von WLAN-Komponenten haben den Bedarf erkannt und bieten diesen Dienst.

Weitere Komponenten

Zusätzlich zu den hier angeführten Elementen sind Managementwerkzeuge zur Geräte- und Anwenderauthentifizierung und -autorisierung, Überwachung der Funkkanäle und der Geräte oder Erkennung und Verhinderung von Sicherheitsverletzungen erforderlich. Achten Sie auch auf erforderliche Kabel (z.B. zur Verbindung von Access Points mit externen Antennen) und spezielle Steckverbindungen.

Ausblick

Welche Funktionen heutige WLANs unterstützen und worauf man bei der Technologieauswahl achten sollte, beschreibe ich in weiteren Artikeln.

 

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Über den Autor

Ronald Schlager ist unabhängiger Trainer, Consultant, Buchautor und Blogger mit den Schwerpunkten Kommunikationstechnologien und deren Anwendungen.

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