Wireless LAN - Definition und Bedeutung

Wireless LAN (Wireless Local Area Network, knapp WLAN) bezeichnet ein "drahtloses" lokales Funknetz-Netzwerk, wobei meistens ein Standard der IEEE 802.11-Familie gemeint ist.

Das Kürzel "Wi-Fi" (Wireless Fidelity) wird in diesem Zusammenhang häufig genannt. Verschiedene große Hersteller haben sich zusammengeschlossen und testen ihre Geräte auf Interoperabilität. Geräte, die diesen Test bestehen, bekommen das Wi-Fi-Siegel.

Netze mit WLAN nach IEEE 802.11 arbeiten meistens im Infrastruktur-Modus, bei der eine oder mehrere Basisstationen (Wireless Access Points) die Kommunikation unter den Clients organisieren. Der Datentransport läuft jederzeitüber die Basisstation(en). Seltener werden heute Netze im Ad-hoc-Modus betrieben, bei dem die Clients direkt miteinander kommunizieren.

Teil des WLAN-Standards IEEE 802.11 ist Wired Equivalent Privacy (WEP), ein Sicherheitsstandard, der FHSS, DSSS und den RC4-Algorithmus enthält. Die enthaltene Verschlüsselung mit nur 40 Bit reicht allerdings längst nicht aus. Durch das Sammeln von Schlüsselpaaren sind Known-Plaintext-Attacken möglich. Jeder Nutzer des Netzwerkes kann den gesamten Verkehr zudem mitlesen. Die Kombination von RC4 und CRC wird als mathematisch unsicher betrachtet.

Aus diesen Gründen haben sich technische Ergänzungen entwickelt, ungefähr WEPplus mit 128 Bit- Verschlüsselung, Fast Packet Keying, Extensible Authentication Protocol, Kerberos oder High Security Solution, die alle mehr oder weniger gut das Sicherheitsproblem von WLAN verkleinern. Auch der Einsatz von Zugangsschutzsystemen (firewalls) ist gerade bei WLAN unabdinglich.

Der Nachfolger des WEP ist der WPA-Standard (Wi-Fi Protected Access). Er bietet eine erhöhte Sicherheit und gilt zur Zeit als nicht zu entschlüsseln, solange man bei der Einrichtung keine trivialen Passwörter verwendet (Brute Force Attacke). Die Weiterentwicklung WPA2 und der neue Sicherheitsstandard 802.11i sollen die Missbrauchsmöglichkeiten weiter erschweren.

Eine alternative Herangehensweise besteht darin die Verschlüsselung komplett auf IP-Ebene zu verlagern. Hierbei wird der Datenverkehr zum Beispiel durch die Verwendung von IPsec oder ebenso durch einen VPN-Tunnel (EDV) geschützt. Besonders in freien Funknetzen werden so die Inkompatiblitäten verschiedener Hardware umgangen, eine zentrale Benutzerverwaltung vermieden und der offene Charakter des Netzes gewahrt.

Beim so genannten WarWalking werden mit einem WLAN-fähigen Notebook oder PDA offene WLAN-Netze gesucht. Diese werden dann mit Kreide markiert (WarChalking). Das Ziel ist hierbei entweder, Sicherheitslücken aufzudecken und dem Betreiber zu melden, oder aber einen kostenlosen Internetzugang zu erhalten oder gar Daten auszuspähen oder zu manipulieren. Fährt man bei der Suche eines WLAN-Netzes mit einem Auto, so spricht man von WarDriving.

Die von WLAN-Geräten genutzten Funkfrequenzen liegen um 2,4 GHz, im Mikrowellenbereich. Die gleiche Wellenlänge wird von Mikrowellenherden, Mobilfunk und Radar genutzt. Es herrscht allgemein Unsicherheit darüber, ob die Strahlungsleistungen, die von Mobilfunk- oder WLAN-Geräten ausgehen, schädliche Auswirkungen auf Organismen haben - sprich gefährlich sind. Bei den Leistungen im Innern einer Mikrowelle oder in der Nähe militärischer Radaranlagen sind schädliche Auswirkungen unbestritten.

Im Unterschied zu GSM senden WLAN-Geräte allerdings mit einer deutlich niedrigeren Sendeleistung (0,1 Watt statt 1-10 Watt) und mittels Frequenzspreizung mit einer höheren Bandbreite. Die Energie pro Frequenzband ist also deutlich niedriger und teilweise kaum vom Hintergrundrauschen zu unterscheiden.

Die Antennen handelsüblicher 802.11 Endgeräte lassen 30 bis 100 Meter Reichweite erwarten.

Bessere WLAN-Hardware sollte den Anschluss einer externen Antenne erlauben. Mit externen Rundstrahlantennen lassen sich bei Sichtkontakt 100 bis 300 Meter überbrücken.

Leichtbauwände mindern die Reichweite sind aber einzeln kein Hinderniss; dagegen werden Stahl und Beton nicht durchdrungen, können im Outdoor-Bereich aber experimentiell als Reflektorwand dienen, um Funklöcher “auszuspiegeln”. Bäume, speziell dicht belaubte, sind gleichfalls Hindernisse für WLAN-Verbindungen.

WLAN nach 802.11b oder 802.11g funkt im 2,4-GHz-Band (Wellenlänge von ca. 13 cm). Damit werden alle Gegenstände, ab einer Dicke von 13 cm, zu echten Wellenbrechern. Je stärker die elektrische Leitfähigkeit des Materials, desto stärker der Effekt. Außerdem können leitende Gegenstände in der Nähe von Antennen deren Richtcharakteristik stark beeinflussen. (WLAN nach 802.11a funkt im 5-GHz-Band, was theoretisch höhere Datenraten erlaubt. Dieser Frequenzbereich ist in Deutschland nicht lizenzfrei nutzbar, was den Preis der Geräte erhöht. 802.11a hat sich ebenso international nicht gegen 802.11b oder g durchgesetzt.)

Mit speziellen Richtfunkantennen lassen sich bei Sichtkontakt mehrere km überbrücken. (Hier werden teilweise irrsinnige Rekorde mit Verbindungen über mehrere hundert Kilometer ohne aktiven Verstärker - abgesehen von den Antennen - erzielt. Allerdings funktioniert das nur unter hohen Bergen; auf dem Meer endet nach ungefähr 30 km durch die Erdkrümmung der Sichtkontakt.)

Antennen bringen einen Sende- wie Empfangs-Gewinn (Antennengewinn, in dBi), indem sie elektromagnetische Wellen bündeln. Rechtlich darf die Sende- und die Empfangsleistung aller Komponenten zusammengenommen in Deutschland 20 dBm nicht übersteigen. Deshalb benötigt man zum Selbstbau/-montage einer WLAN-Antenne eine Amateurfunklizenz und Messgeräte oder einen freundlich gesinnten Funkamateur.

Berechnet wird die Gesamtleistung (in dBm) eines WLAN-Gerätes aus:

+ Leistung Sender/Empfänger (Tx/Rx) 
+ Gewinn Verstärker 
- Dämpfung Kabel 
- Dämpfung Stecker 
- Dämpfung Blitzschutz 
+ Gewinn Antenne
-----------------
= Sende- beziehungsweise Empfangsgesamtleistung

Aus Sicht auf die Gesundheit und die der Nachbarn empfielt sich beim Bau eigener Antennen oder deren Montage Vorsicht walten zu lassen.

In bestehenden Netzwerken sind die Endverbraucher um große Provider versammelt über die der Datenverkehr relativ zentral abgewickelt wird, was die großen Provider in eine mächtige Position bei der Kontrolle des Datenverkehrs erhebt. Der Benutzer tritt hier relativ konsumorientiert am Rande der Netzwerke auf.

Eine neue Perspektive bieten hier Freie Funknetze: Hardware für Funknetze ist mittlerweile halbwegs günstig und das Medium eines Funknetzes, die elektromagnetische Welle, ist kostenlos (wenigstens im lizenzfreien 2,4-GHz-Band). Durch Wegfall der Kosten einer teuren kabelgebundenen Infrastruktur können Bürgerschaften mit dieser Technik öffentliche Netze errichten. Bildlich wird gerne das Entstehen einer Datenwolke im Äther als frei verfügbares Allgemeingut über einer Gemeinde, geschildert. Ihr volles Potential entwickelt diese Idee durch Protokolle für Mesh-Netzwerke (MANET).

Es gibt seit wenigen Jahren weltweit lokale Initiativen in dieser Richtung. Eine deutsche Anlaufstelle ist zum Beispiel http://www.freifunk.net.

IEEE 802.11 für technische Details zu Frequenzbändern, Übertragungsraten, etc.

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