Was ist 802.11? WLAN-Standards erklärt

Mit 802.11 bezeichnet man mehrere WLAN-Standards, die heutzutage in den meisten übertragungsfähigen Geräten Verwendung finden. Dabei haben sich vor allem Übertragungsraten und -geschwindigkeiten seit der Ersteinführung 1997 deutlich gesteigert.

Der etwas sperrige Name 802.11 oder auch IEEE 802.11 sagt den meisten Nutzerinnen und Nutzern zunächst vermutlich nichts. Dabei kommen sie täglich mit 802.11 in Berührung. So werden nämlich WLAN-Standards und damit der Zugriff eines Mediums auf die Bitübertragungsschicht in einem lokalen Funknetz bezeichnet. Die Begriffe Wireless LAN oder Wi-Fi sind dabei wohl deutlich geläufiger. Der Standard 802.11 wurde erstmals 1997 vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) herausgegeben und schnell in die verschiedenen Geräte integriert. Heute ist IEEE 802.11 die bekannteste und am häufigsten verwendete Technik für drahtlose Netzwerke. Es gibt dabei mehrere WLAN-Generationen.

Der Unterschied zwischen WLAN und 802.11

Zwar wird 802.11 ab und zu als Synonym für den Begriff „WLAN“ verwendet, ganz richtig ist das allerdings nicht. Wireless Local Area Network ist ein schnurloses Ethernet, also ein lokales Netzwerk, das ohne Kabel auskommt. Um ein solches Netzwerk aufzubauen, wird der Standard 802.11 benötigt. Dieser definiert die physische Schicht in einem lokalen Funknetz und ermöglicht einen Zugriff auf diesen Layer. Grundsätzlich wäre es auch möglich, eine andere Technik zu verwenden, um ein Netzwerk aufzubauen. Da IEEE 802.11 allerdings so weit verbreitet ist, wird es häufig als WLAN bezeichnet.

Die Evolution von IEEE 802.11

Seit seiner Einführung 1997 hat sich der Standard 802.11 stetig weiterentwickelt. Seine Varianten unterscheiden sich beispielsweise im Hinblick auf ihre Übertragungsraten und sind teilweise nicht miteinander kompatibel. Einige WLAN-Standards sind heute nicht mehr aktuell und finden daher keine Verwendung mehr. Zwar revolutionierte die erste Variante namens 802.11-1997 die Netzwerktechnik, ihre maximale Datenrate von 1 oder 2 MBit pro Sekunde ist heute aber längst nicht mehr zeitgemäß. Ab 2024 soll der Standard IEEE 802.11be zertifiziert werden und angeblich auf 45,1 GBit pro Sekunde kommen.

WLAN-Standards im Vergleich

Selbst beim Blick auf die aktuell noch verwendeten WLAN-Standards sind allerdings große Unterschiede festzustellen. Die meisten Geräte nutzen IEEE 802.11n (auch bekannt als Wi-Fi 4), IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5) oder IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6 bzw. 6E). Deren Spezifikationen sehen aus wie folgt:

 

IEEE 802.11n (Wi-Fi 4)

IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5)

IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6/6E)

Theoretische Übertragungsrate

300 MBit/s

867 MBit/s

1.200 MBit/s

Maximale Übertragungsrate

600 Mbit/s

6.936 MBit/s

9.608 MBit/s

Reichweite

Bis zu 100 m

Bis zu 50 m

Bis zu 50 m

Frequenzbereich

2,4 GHZ + 5 GHz

5 GHz

2,4 GHZ + 5 GHz + 6 GHz

Sende- und Empfangseinheiten

4 x 4

8 x 8

8 x 8

Antennen

MIMO

MU-MIMO

MU-MIMO

Kanalbreite

Bis zu 40 MHz

Bis zu 160 MHz

Bis zu 160 MHz

Modulationsverfahren

64 QAM

256 QAM

1024 QAM

Die Übertragungsgeschwindigkeiten von 802.11

Auch die maximalen Übertragungsgeschwindigkeiten der unterschiedlichen 802.11-Standards variiert. Hier sehen Sie eine Auflistung der aktuell noch gängigen Varianten im Vergleich zum Ausgangsstandard:

 

IEEE 802.11 (Wi-Fi 1)

IEEE 802.11n (Wi-Fi 4)

IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5)

IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6/6E)

Frequenz

2,4 GHz

2,4 GHz + 5 GHz

5 GHz

2,4 GHz + 5 GHz + 6 GHz

Streams

1

1, 2, 3, 4

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Bei 20 MHz Kanalbreite

Bis zu 2 MBit/s

Bis zu 300 MBit/s

-

Bis zu 574 MBit/s

Bei 40 MHz Kanalbreite

-

Bis zu 600 MBit/s

-

Bis zu 1.144 MBit/s

Bei 80 MHz Kanalbreite

-

-

Bis zu 3.400 MBit/s

Bis zu 4.804 MBit/s

Bei 160 MHz Kanalbreite

-

-

Bis zu 6.936 MBit/s

Bis zu 9.608 MBit/s

Hierbei sollten Sie allerdings beachten, dass diese maximalen Übertragungsraten im Normalfall nicht erreicht werden. Auch bei 802.11 spielt längst nicht nur die theoretische Leistungsfähigkeit eine Rolle. Ebenfalls wichtig sind die Bedingungen, unter denen eine Übertragung stattfindet. Andere Netze, große Entfernungen, dicke Wände und Decken oder sonstige Hindernisse können die Übertragungsgeschwindigkeit empfindlich drosseln, weshalb häufig nicht einmal die Hälfte der theoretischen Rate erreicht wird. Dafür wird bei der Übertragung nach dem Standard 802.11 mit einem geteilten Kanal gearbeitet, der von mehreren Teilnehmern gleichzeitig verwendet wird. Auch das wirkt sich auf die tatsächliche Geschwindigkeit aus.