Wie kommt diese Webseite auf Dein Handy ohne Kabel?
Dieser Beitrag erklärt Dir, wie WLAN funktioniert.
Starten wir!
Was WLAN?
WLAN ist die Kurzversion für Wireless Local Area Network. Normalerweise senden wir Daten über ein Kupferkabel (Ethernet) mit Stromimpulsen. Strom aus / an bedeutet 0 oder 1. Ein kleines „a“ ist in ASCII-Codierung eine „01100001“
Das Problem an den Kabel ist, dass diese unflexibel sind und keiner Kabel mag. Ein Sendegerät (Dein Router) überträgt elektromagnetische Wellen an den Empfänger (Dein Handy) mit einer Antenne, um Daten ohne einen Draht zu übertragen.
Was sind elektromagnetische Wellen?
Elektromagnetische Wellen sind Energieimpulse, die fließende Elektronen erzeugen und sich durch den Raum ausbreiten. Elektromagnetische Wellen benötigen kein Medium wie Kupfer, Glasfaser, Luft oder Wasser, um sich zu verbreiten, und können sich daher auch im Vakuum des Weltraums ausbreiten.
Das elektromagnetische Spektrum umfasst eine breite Palette von Wellenlängen und Frequenzen. Zu den verschiedenen Arten elektromagnetischer Wellen gehören Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, Ultraviolettstrahlung, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen. Jede dieser Arten hat unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen.
Wie gefährlich ist WLAN?
WLAN-Strahlung ist nicht gefährlich für den menschlichen Körper, weil wir keine Sinnesorgane (Fühler) für die Strahlung haben. Wir können nicht unterscheiden, ob ein Gerät ein WLAN-Signal sendet oder nicht.
Auf der anderen Seite kann elektromagnetische Strahlung schädlich sein z. B. zu viel Sonnenlicht (UV) kann Deiner Haut schaden. Röntgenstrahlung dringt tief in den Körper ein, während die intensive radioaktive Gammastrahlung Teile der Zellen im menschlichen Körper zerstört. Radio oder WLAN-Strahlung sind nicht so energiereich und durchlaufen unsere Körper.
Wie schirme ich WLAN ab?
Wer nicht von seinem Nachbar-WLAN gestört werden will, braucht am besten einen faradayschen Käfig, welcher ein Gefängnis mit Metallstäben im Boden, der Decke und den Wänden sind. Eine Abschirmung ist in der Praxis wichtig, wenn Du empfindliche Geräte schützen willst oder der Nachbar das eigene WLAN nicht ausspionieren darf. Eine Abschirmung aus gesundheitlichen Gründen ist sinnlos, weil wir selbst für diese Strahlung keine Antennen haben.
Wie können Daten damit übertragen werden?
Auf die Wellen der elektromagnetischen Strahlung kann das Sendegerät ein Muster modellieren. Der Sender ändert die Amplitude – die Höhe des Wellenbergs und die Tiefe des Wellentals. Die Welle wird dazu gestaucht (gepresst) oder gestreckt. Das Gerät kann auch die Frequenz variieren, um eine 0 (niedrige Frequenz) oder 1 (hohe Frequenz) zu codieren.
Dieses Muster kann der Empfänger mit der Antenne auffangen und das Gerät auswerten. Die Sende- und Empfängerchips sind standardisiert. Sie senden und empfangen auf der gleichen Frequenz.
- 2,4 GHz
- 5 GHZ
- 6 GHz
Um mehr Leistung zu erreichen, brauchen wir neue Frequenzen / Frequenzbänder, welche mehr Daten übertragen können. Je mehr Bänder wir haben, desto besser können die Antennen zwischen Datenpakete unterscheiden, welche für Sie oder ein anderes Gerät bestimmt sind.
Warum ist die Verbindung instabil?
Die Physiker und Mathematiker erklären uns die Theorie hinter Empfängern und Antennen, aber die Realität sieht anders aus. Stahlbeton, Wände, Metall und andere Gegenstände dämpfen das Signal (Interferenz). Die Antenne hat große Schwierigkeiten, dass Signal richtig zu deuten. Wenn Du mit vollem Mund sprichst oder Dir ein Stück Stoff vor dem Mund hältst, versteht Dein Gegenüber Dich nur Brocken weise.
Außerdem verwirren andere WLAN-Geräte Deinen Empfänger. Ein Sender strahlt in alle Richtung sein Signal aus und erreicht auch Geräte, welche keinen Zugang haben. Der Strahlungssalat muss die Antenne herausfiltern und nur mit dem richtigen Gerät kommunizieren.
Kriminelle können Störsender installieren, welche zufällige Daten auf allen Frequenzen senden. Der Störsender kann die Kommunikation so stark stören, dass keine Kommunikation mehr möglich ist. Der Besitz und die Nutzung eines Störsenders ist in Deutschland untersagt. Störsender kann man finden, indem man in die Richtung des diffusen Signals geht, den Täter stellt und das Gerät unschädlich macht.
Kann nicht jeder das Signal abhören?
Jedes elektromagnetische Signal kann von einem Dritten abgehört werden. Er muss nur die Frequenz kennen und die richtige Antenne verwenden. In der Vergangenheit war das Abhören ein Problem, heutzutage kann man Signale verschlüsseln.
Statt die Daten direkt zu übertragen, werden die Signale beim Sender verschlüsselt und das wieder beim Empfänger entschlüsselt. Die Verschlüsselungsalgorithmen AES und One-Time-Pads sind frei verfügbar und bei vielen Geräten verfügbar.
Bei vielen Routern ist die Verschlüsselung nicht von Werk aktiv! Überprüfe, ob Dein WLAN-Router WPA-2 oder WPA-3 verwendet. Diese nutzen AES im Hintergrund in Kombination mit einem WLAN Passwort.
Tipp: Gute WLAN Passwörter müssen lang sein, damit Du nicht abgehört werden kannst. Verwende einen Passsatz.
Warum sollte ich immer ein Kabel bevorzugen?
WLAN ist genial – aber auch nicht.
Die Technologie gibt viele Freiheiten und ist für viele Geräteklassen unabdingbar. Trotzdem ist das klassische Kabel nicht tot. Das Kabel ist immer die erste Wahl, wenn ein Gerät stationär verwendet wird. Wireless Access Points haben immer wieder Probleme durch
- Hindernisse (Wände, Metall, Stahlträger)
- Reichweite (5- 100 Meter)
- Stabilität (Signalabbrüche)
Wenn viele Geräte mit einem Sender verbunden sind, kann sich Datenverkehr aufstauen oder Daten verloren gehen. Videokonferenzen, Games und andere Realzeit Anwendung profitieren von einem Kabel stark, weil die Störeinflüsse minimal sind (Ein Idiot schneidet es durch oder zieht es heraus). Wenn Du die Möglichkeit hast, solltest Du immer Dich an ein Kabel hängen.
Umständlicher Nerd-Tipp: Du kannst ein Handy mit einem USB-zu-Ethernet Adapter bzw. OTG und USB-Ethernet-Adapter auch an ein Netzwerkkabel hängen.
Wieso funktioniert das WLAN nicht mit meinem Handy?
- Update Probleme: In Android und iOS finden sich gelegentlich Programmierfehler (Bugs). Diese muss der Hersteller lösen. Wenn das Update bereitliegt, solltest Du es installieren.
- Überlast: Dein Handy kann kein Signal mehr verarbeiten, wenn es mit einer anderen Aufgabe beschäftigt ist. Trotz Multicore und Threads hängen sich Geräte auf. Starte das Gerät neu.
- Schlechter Empfang: Gehe an den Sender näher ran und vermeide Wände, Stahlträger, Stahlbeton usw. Wenn Du Dein Gerät wenige Zentimeter weiter rechts oder links platzierst, kann sich die Signalqualität schon verbessern.
- Überlast des Senders: Im Netzwerk kann so viel los sein, dass der Sender Dir nicht rechtzeitig die gewünschten Daten übertragen kann. Das passiert häufig, wenn zu viele Teilnehmer im Netzwerk sind und diese hochaktiv Daten empfangen und senden.
- Stromsparmodus: Die Batterie diktiert Deinem Computer langsamer zu arbeiten. Jeder Prozess, auch die Netzwerkprozesse, laufen langsamer ab. Die gesparte Energie hilft Deiner Batterie, aber nicht Deinem Download oder der Videokonferenz.
