Wi-Fi erklärt

WiFi, oft als Wi-Fi geschrieben und ausgesprochen wie „Wi-Fi“, ist der gängige Name für einen drahtlosen Netzwerkstandard, der es Geräten ermöglicht, Daten drahtlos über Funkwellen zu übertragen und auf das Internet zuzugreifen. Die Bezeichnung „Wi-Fi steht eigentlich für „Wireless Fidelity“, obwohl dieser Begriff in der Praxis selten verwendet wird.

Wi-Fi-Technologie

Der Wi-Fi-Standard wurde in den 1990er Jahren von der Wi-Fi Alliance entwickelt, einer Non-Profit-Organisation, die die Einführung von WLAN-Technologie fördert und zertifiziert. Wi-Fi basiert auf den IEEE 802.11-Protokollen, einer Gruppe von Standards, die von dem Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) für drahtlose Netzwerke entwickelt wurden.

Technische Grundlagen

• Funkwellen: Wi-Fi nutzt Radiowellen, ähnlich wie Mobiltelefone, Radios und Fernseher. Typischerweise werden Frequenzen von 2,4 GHz oder 5 GHz für die Datenübertragung verwendet, wobei neuere Standards auch das 6 GHz Band nutzen.
• Komponenten: Die Hauptkomponenten in einem Wi-Fi-Netzwerk sind der Router (oder Access Point) und die Client-Geräte, die darauf zugreifen, wie Smartphones, Tablets, Laptops und Desktop-PCs.
• SSID: Jedes Wi-Fi-Netzwerk hat eine Service Set Identifier (SSID), die im Grunde der Name des Netzwerks ist. Wenn Sie eine Verbindung zu einem Wi-Fi-Netzwerk herstellen möchten, suchen Sie nach dieser SSID.

Standards und Geschwindigkeiten

Wi-Fi hat im Laufe der Jahre mehrere Entwicklungsphasen durchlaufen, mit neuen Standards, die höhere Geschwindigkeiten und bessere Leistung bieten:

1. 802.11a: Dieser Standard wurde zu Beginn des Jahrtausends eingeführt. Er bot Geschwindigkeiten von bis zu 54 Mbps, was damals recht beeindruckend war. Er nutzte das 5-GHz-Band, was weniger störanfällig gegenüber anderen Geräten war. Aber seine Reichweite war kürzer und er war teurer in der Herstellung.
2. 802.11b: Ein früherer und sehr beliebter Standard, der das 2,4-GHz-Band nutzte. Während er eine längere Reichweite als 802.11a hatte, bot er nur Geschwindigkeiten von bis zu 11 Mbps.
3. 802.11g: Dies war eine Art „Best-of-both-worlds“-Ansatz, der das 2,4-GHz-Band von 802.11b mit Geschwindigkeiten von bis zu 54 Mbps kombinierte. Er wurde bald zum Standard für viele Heimnetzwerke.
4. 802.11n (Wi-Fi 4): Ein großer Fortschritt, der sowohl das 2,4-GHz- als auch das 5-GHz-Band nutzen konnte. Die Einführung von Mehrfachantennen (MIMO-Technologie) ermöglichte es, die Geschwindigkeiten erheblich zu steigern, theoretisch bis zu 600 Mbps.
5. 802.11ac (Wi-Fi 5): Dieser Standard konzentrierte sich hauptsächlich auf das 5-GHz-Band und bot Geschwindigkeiten von über 1 Gbps, insbesondere mit der Verwendung von mehreren Datenströmen.
6. 802.11ax (Wi-Fi 6): Ein weiterer Fortschritt in der Wi-Fi-Technologie. Er verbessert die Effizienz vor allem in dicht besiedelten Gebieten, nutzt sowohl das 2,4-GHz- als auch das 5-GHz-Band und bietet schnellere Geschwindigkeiten, bessere Reichweite und erhöhte Kapazität.
7. 802.11ax (Wi-Fi 6E): Wi-Fi 6E ist nicht wirklich ein neuer Standard im Vergleich zu Wi-Fi 6, sondern eine Erweiterung desselben. Die Hauptunterscheidung von Wi-Fi 6E ist die Nutzung des 6-GHz-Bandes zusätzlich zu den 2,4-GHz- und 5-GHz-Bändern, die von früheren Wi-Fi-Versionen verwendet werden. Dieses zusätzliche Band bietet mehr Spektrum und somit auch mehr Kanäle, was weniger Interferenzen und Überlastungen bedeutet, besonders in dicht besiedelten Gebieten. Geräte müssen speziell für Wi-Fi 6E zertifiziert sein, um das 6-GHz-Band nutzen zu können.
8. 802.11be (Wi-Fi 7): Es wird erwartet, dass dieser Standard Geschwindigkeiten bietet, die deutlich über denen von Wi-Fi 6 liegen, und weitere Verbesserungen in Bezug auf Latenz, Effizienz und Zuverlässigkeit.

Mögliche Bandbreite

• 802.11a: Bis zu 54 Mbps im 5-GHz-Band.
• 802.11b: Bis zu 11 Mbps im 2,4-GHz-Band.
• 802.11g: Bis zu 54 Mbps im 2,4-GHz-Band.
• 802.11n (Wi-Fi 4): Bis zu 600 Mbps, verwendet sowohl das 2,4-GHz- als auch das 5-GHz-Band.
• 802.11ac (Wi-Fi 5): Bis zu 1,3 Gbps (theoretisch können einige Implementierungen bis zu 2,3 Gbps oder mehr erreichen) im 5-GHz-Band.
• 802.11ax (Wi-Fi 6): Bis zu 9,6 Gbps über mehrere Kanäle und Frequenzbänder, einschließlich 2,4 GHz und 5 GHz.
• 802.11ax (Wi-Fi 6E): Ähnlich wie Wi-Fi 6 in Bezug auf Geschwindigkeiten, aber mit Zugriff auf das zusätzliche 6-GHz-Band, was mehr Bandbreite und Kanäle bedeutet.
• 802.11be (Wi-Fi 7):bis zu 46Gbit/s

Sicherheit

Wi-Fi-Netzwerke können mit verschiedenen Sicherheitsprotokollen geschützt werden:

WEP (Wired Equivalent Privacy):

• Einführung: 1997 mit IEEE 802.11.
• Sicherheit: Bietet eine Grundverschlüsselung, die jedoch mit der Zeit durch Fortschritte in der Kryptanalyse und der Rechenleistung als unsicher eingestuft wurde.
• Hauptprobleme: Kurze Verschlüsselungsschlüssel, mangelnde Schlüsselverwaltung und Schwachstellen im Algorithmus machen es anfällig für Angriffe.
• Aktueller Status: Wird aufgrund von Sicherheitsproblemen nicht mehr empfohlen und sollte vermieden werden.

WPA (Wi-Fi Protected Access):

• Einführung: 2003 als Zwischenlösung für die Mängel von WEP.
• Sicherheit: Bietet verbesserte Datenverschlüsselung durch den Einsatz des Temporal Key Integrity Protocol (TKIP).
• Hauptprobleme: Obwohl sicherer als WEP, hat TKIP auch seine Schwachstellen und wurde später durch bessere Technologien ersetzt.
• Aktueller Status: Veraltet und durch WPA2 ersetzt.

WPA2 (Wi-Fi Protected Access II):

• Einführung: 2004 als Weiterentwicklung von WPA.
• Sicherheit: Verwendet den Advanced Encryption Standard (AES) für die Verschlüsselung und bietet eine viel höhere Sicherheit als seine Vorgänger. Es bietet zwei Modi: WPA2-Personal (für Heimnetzwerke) und WPA2-Enterprise (für Unternehmen).
• Aktueller Status: Weit verbreitet und weiterhin sicher, aber mit dem Aufkommen von WPA3 wird es langsam ersetzt.

WPA3 (Wi-Fi Protected Access III):

• Einführung: 2018 als der neueste Standard.
• Sicherheit: Bietet mehrere Verbesserungen gegenüber WPA2, darunter eine bessere Schutzmaßnahme gegen Brute-Force-Angriffe und eine erweiterte Verschlüsselung für öffentliche WLAN-Netzwerke.
• Besonderheiten: Unterstützt Perfect Forward Secrecy (PFS), wodurch abgefangener Datenverkehr in der Vergangenheit nicht entschlüsselt werden kann, selbst wenn der aktuelle Schlüssel später kompromittiert wird.
• Aktueller Status: Aktueller Standard und wird als der sicherste betrachtet. Es wird empfohlen, auf diesen Standard zu aktualisieren, wenn Hardware und Geräte dies unterstützen.

Vorteile von Wi-Fi:

Flexibilität: Anbindung unterschiedlichster Geräte, von Smartphones über Laptops bis zu Smart-Home-Geräten.

Kostenersparnis: Beseitigung der Notwendigkeit, Räumlichkeiten mit Ethernet-Kabeln zu verdrahten.

Gastzugriff: Ermöglicht Besuchern einen einfachen Internetzugang ohne Zugriff auf das Hauptnetzwerk.

Standortunabhängigkeit: Internetzugriff in Bereichen, in denen eine Verkabelung schwierig oder nicht möglich wäre, z. B. in Außenbereichen.

Integration mit öffentlichen Hotspots: Ermöglicht den Benutzern den Zugriff auf das Internet in Cafés, Flughäfen und anderen öffentlichen Orten.

Konnektivität in temporären Einrichtungen: Ideal für Veranstaltungen, Messen oder temporäre Büros, wo eine permanente Verkabelung nicht praktikabel ist.

Optimierung von Arbeitsplätzen: Da keine physischen Kabel erforderlich sind, können Arbeitsbereiche flexibel gestaltet und nach Bedarf neu organisiert werden.

Raumästhetik: Vermeidung von sichtbaren Kabeln führt zu einem saubereren und ordentlicheren Erscheinungsbild in Wohn- und Arbeitsräumen.

Wi-Fi hat die Art und Weise, wie wir kommunizieren und auf Informationen zugreifen, revolutioniert und ermöglicht drahtlose Konnektivität in einer Vielzahl von Umgebungen, von Haushalten über Büros bis hin zu öffentlichen Orten wie Cafés und Flughäfen.