WLAN - Wireless Local Area Networks, die Technologie im Detail

Im Gegensatz zum Wireless Personal Area Network (WPAN) wie z.B. Bluetooth oder ZigBee haben WLANs größere Sendeleistungen und Reichweiten und bieten im Allgemeinen höhere Datenübertragungsraten.

Grundsätzlich sind zwei Betriebsmodi möglich: der Ad-hoc-Modus oder der Infrastruktur -Modus, wobei nur letzterer für fixe WLAN-Installationen verwendet wird. Dieser ähnelt im Aufbau einem Mobilfunknetz: Ein Access Point übernimmt die Koordination aller anderen mobilen Netzknoten (Clients) und stellt deren Anbindung an das verdrahtete Firmennetzwerk sicher. Da in der Regel größere Flächen abgedeckt werden müssen, finden mehrere Access Points Verwendung. Hierbei ist erhöhtes Augenmerk auf die Planung zu legen, um gegenseitige Störeinflüsse zu vermeiden und die Systemperformance zu maximieren.

• Standards

Im Lauf der Zeit sind nacheinander immer neue Standards entstanden, die Verbesserungen in Bezug auf die Datenrate brachten.

Folgende Tabelle veranschaulicht dies

Standard	Jahr	Frequenz	Brutto/Netto Datenrate
IEEE 802.11	1997	2.4 GHz	2 / 0.9 Mbit/s
IEEE 802.11 a	1999	5 GHz	54 / 23 Mbit/s
IEEE 802.11 b	1999	2.4 GHz	11 / 4.3 Mbit/s
IEEE 802.11 g	2003	2.4 GHz	54 / 19 Mbit/s
IEEE 802.11 n	2009	2.4 oder 5 GHz	600 / 74 Mbit/s

Obwohl grundsätzlich der 2.4 GHz und der 5 GHz-Bereich weltweit verwendet werden dürfen, gibt es dennoch lokal einige Einschränkungen punkto Sendeleistung oder Kanäle (z. B. sind im 2.4 GHz-Bereich in den USA 11, in der EU 13 und in Japan 14 Kanäle verfügbar).

In der folgenden Tabelle sind zusätzliche Standards angeführt, die Eigenschaften von WLAN-Netzen genauer definieren oder notwendige Erweiterungen (z.B. Sicherheit) umsetzen

IEEE 802.11 d	Länderspezifischer Informationsaustausch für internationales Roaming (Sendeleistung, Kanäle)
IEEE 802.11 e	Erweiterung für QoS (Quality of Service), notwendig z.B. für Telefonie- oder Videoanwendungen
IEEE 802.11 f	Inter Access Point Protocoll
IEEE 802.11 i	Erweiterung zur Datensicherheit
IEEE 802.11 p	Optimierung für Datenaustausch auf Fahrzeugen
IEEE 802.11 r	Optimierung des Roamings (Fast Roaming)
IEEE 802.11 s	Definition eines drahtlosen Mesh-Netzwerkes

• Sicherheit

Die Datensicherheit ist in Verbindung mit WLAN ein besonders wichtiger Punkt, da die Funkübertragung nicht an Raum- oder Gebäudegrenzen endet. Es ist unbedingt anzuraten, die zu übertragenden Daten zu verschlüsseln. Dieser Anforderung tragen verschiedene Mechanismen Rechnung, die im Lauf der Zeit weiterentwickelt wurden. Beispiele dafür sind neben proprietären Verfahren die WEP-, WPA- oder WPA2-Verschlüsselung, wobei die beiden letzten aufgrund Ihrer Verschlüsselungsstärke zu empfehlen sind.

Neben der Datenverschlüsselung erhöht auch eine Zugangsbeschränkung zum WLAN die Datensicherheit wesentlich. Die Möglichkeiten reichen hier von einer einfachen Einschränkung auf bestimmte MAC-Adressen bis hin zu Authentifizierung an sogenannten Radius-Servern.

• Architektur

Der Aufbau eines WLAN-Netzwerkes ist grundsätzlich auf zwei Arten möglich:
1. Verwendung von mehreren eigenständigen, vollwertigen Access Points
2. Verwendung von sogenannten „Access Ports“ oder „Lightweight Access Points“ und einer übergeordneten Verteilungs- und Kontrollinstanz (Wireless Switch)

Bei Variante 1 ist das mobile Gerät via WLAN mit dem Access Point verbunden und dieser koordiniert direkt den Datenverkehr vom WLAN ins LAN und zurück. Lösungen dieser Art werden meist bei kleineren Installationen verwendet, da das Management von einigen wenigen Access Points noch nicht zwingend zentral erfolgen muss.

Bei Variante 2 ist das mobile Gerät via WLAN mit einem „Access Port“ oder einem „Lightweight Access Point“ verbunden (diese wären für sich alleine nicht funktionsfähig). Der gesamte Datenverkehr wird per LAN zu einer zentral platzierten Kontrollinstanz, dem Wireless Switch, geleitet und erst von dort weiter im LAN verteilt. Dieser Lösungsansatz bringt Vorteile bei großen Installationen, da sich alle Access Ports zentral managen lassen (Lastverteilung, Firmware-Updates, Sicherheitseinstellungen, …). Da der Ausfall des zentralen Wireless Switches den Ausfall des gesamten WLAN-Netzwerkes bedeuten würde, werden diese Wireless Switches redundant ausgeführt. Parallel können auch vollwertige Access Points über den Switch gemanagt werden, die im Fehlerfall (Wireless Switch nicht verfügbar) wie in Variante 1. beschrieben arbeiten.