Die Physik hinter WLAN - Unser erstes YouTube-Video

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Mir hat ein grundlegendes Verständnis der Physik hinter WLAN geholfen, Antworten auf einige der häufigsten Fragen zu den kabellosen Datenverbindungen zu finden. So kann man zum Beispiel aus der Frequenz eines Signals ableiten, wie gut dieses Signal Wände durchdringen kann. Wenn Sie möchten, nehme ich Sie gerne mit auf eine kleine Entdeckungsreise und zeige Ihnen, wie wir uns den Grenzen der Physik annähern.

WLAN basiert auf Funksignalen, das sind elektromagnetische Wellen, die sich über die Luft ausbreiten. Die zur Verfügung stehenden Frequenzen sind dabei in kleine Abschnitte – Kanäle – unterteilt. Auf einem Kanal kann nur EIN Gerät gleichzeitig „sprechen“ alle anderen müssen warten. Man teilt sich das Medium und spricht von einem „shared medium“.

Im WLAN verwenden wir derzeit hauptsächlich Frequenzbänder um 2,4GHz sowie 5 und 6 GHz. Das heißt ihr Handy sendet Wellen aus, die sich 5 Milliarden Mal pro Sekunde verändern. Eine einzelne Welle ist dabei nur ca. 6cm lang. Abhängig von dieser Wellenlänge werden feste Materialien unterschiedlich gut durchdrungen. Kurze Wellen, also solche mit hoher Frequenz werden von massiven Objekten wie Wänden stärker absorbiert als solche mit größeren Wellenlängen. Ein Teil der Wellen wird auch noch reflektiert.

Neue WLAN-Router werben mit Geschwindigkeiten von 4Gbit/s und mehr. Damit dieser theoretische Wert erreicht werden kann, müsste einfach alles passen. Es muss eine sehr komplexe Signalmodulation verwendet werden, die nur bei bester Signalqualität und niedrigem Hintergrundrauschen verwendet werden kann. Mit 160MHz muss man sich ein großes Stück an verfügbarem Spektrum reservieren. Das geht nur, wenn niemand in der Nachbarschaft auch WLAN nutzen möchte. Durch clevere Phasenverschiebung werden auch noch 4 Datenströme parallel benötigt. Dazu muss das Endgerät erst einmal diese Funktion beherrschen. In Summe heißt das, diese theoretischen Datenraten werden in der Praxis nicht erreicht.

Trotz dieser Herausforderungen versuchen sich Hersteller von WLAN-Geräten den Grenzen der Physik anzunähern. Mit dem neusten WLAN-Standard 802.11ax wird das shared medium also das elektromagnetische Spektrum in der Luft effizienter genutzt und gezielter auf die einzelnen Teilnehmer aufgeteilt.

Mit Technologien wie Beamforming oder BeamFlex+ vom Hersteller Ruckus werden Signale zielgerichteter ausgestrahlt und unerwünschte störende Strahlung wird reduziert. Damit steigt die Signalqualität und höhere Übertragungsraten werden möglich. Zu guter Letzt kommt auch das aktuellste Werkzeug der Informatik zum Einsatz: Mit Künstlicher Intelligenz wählen die Management-Systeme die geeignetsten Kanäle, vermeiden gegenseitige Beeinträchtigungen durch benachbarte WLANs und optimieren so die Nutzererfahrung.

Wenn Sie noch mehr über WLAN-Grundlagen erfahren möchten schauen Sie sich in unserem wlanWIKI um, nehmen Sie Kontakt für einen Beratungstermin auf oder fragen Sie eine kostenneutrale Teststellung an. Links zu all diesen Möglichkeiten finden Sie in der Videobeschreibung. Wir freuen uns auf Sie – Bis zum nächsten Video – Ihr wlanport.