WLAN Funkstandard – Technik, Wi-Fi Grundlagen und Tipps WLAN Funkstandard – alles über WiFi im Smart Home

Die Abkürzung WLAN steht für „Wireless Local Area Network“. Zu Deutsch ist das übersetzt als ein drahtloses Netzwerk zu verstehen, das auf einen lokalen Bereich begrenzt ist.

Wi-Fi ist ein Begriff, der durch das Firmenkonsortium Wi-Fi Alliance geprägt wurde. Genutzt wird der Markenbegriff für WLAN-Geräte, die den IEEE 802.11-Standard verwenden. In den meisten Fällen wird WLAN und Wi-Fi synonym verwendet.

uch wenn die Begriffe WLAN und WiFi in Deutschland synonym genutzt werden, haben sie doch verschiedene Bedeutungen. WLAN bezeichnet genaugenommen das Funknetzwerk, WiFi bzw. Wi-Fi weist auf die Zertifizierung nach IEEE-802.11-Standard hin. Ein WiFi-Gerät unterstützt damit die IEEE 802.11-Norm.

Witziges Detail: Der Name Wi-Fi war ursprünglich ein Wortspiel, das sich dem Begriff Hi-Fi entlehnte: „The Standard for Wireless Fidelity“

Wer einen Router zuhause hat, ist vermutlich schon einmal mit den Begriffen 2,4 GHz und 5 GHz WLAN-Netzwerk in Berührung gekommen. Genau genommen handelt es sich dabei um verschiedene WLAN-Versionen bzw. IEEE Standards. Zu den wichtigsten IEEE Standards zählen:

Die Angabe des maximalen Datendurchsatzes variiert im Laufe der Zeit, was dem technischen Fortschritt geschuldet ist.

Die maximale Datenrate bei Wi-Fi 5 kommt zustande, indem dem Datendurchsatz des 5GHz-Netzes der des 2,4 GHz-Netzes hinzugezählt wird. Allerdings werden beide Frequenzbänder getrennt genutzt. WiFi-4-Geräte nutzen das 2,4 GHz Frequenzband und WiFi-5-Geräte das 5 GHz Frequenzband.

Wi-Fi-6-Geräte nutzen gleichzeitig die Bandbreite des 2,4 GHz und 5 GHz Frequenzbandes. WiFi 6E-Geräte nutzen zusätzlich noch das 6 GHz Band. Der große Vorteil von Wi-Fi 6 ist, dass aufgrund der großen Bandbreite sehr viele Geräte ungestört miteinander kommunizieren können. Für die Nutzung sind ein Wi-Fi 6-fähiger Router sowie Wi-Fi 6-kompatible Geräte nötig.

WLAN ist darauf ausgelegt, große Datenpakete in sehr kurzer Zeit zu transportieren. Eine hohe Übertragungsrate und ein hoher Sicherheitsstandard sind ebenfalls Schwerpunkte von diesem Funksystem. Der Fokus auf den Transport hoher Datenmengen macht WLAN zur optimalen Wahl im Entertainment-Bereich. PCs, Smartphones, Tablets und Videostreaming-Geräte haben Wireless LAN (WLAN) zu einem der am weitesten verbreiteten Funktechnologien gemacht.

Der große Nachteil von WLAN ist der hohe Energiebedarf der WLAN-Geräte. Im Vergleich zu stromsparenden Funkstandards wie ZigBee, Bluetooth LE oder Z-Wave sind WLAN-Geräte so gut wie „always on“, hinzu kommt das Bewegen von großen Datenströmen, was sich insbesondere beim Streaming bemerkbar macht. Eine WLAN Steckdose benötigt zum Beispiel auch dann Strom, wenn das darin angesteckte Gerät ausgeschaltet wird. Ansonsten könnte ein Nutzer die Funksteckdose z. B. nicht anweisen, jetzt Strom an die Stehlampe weiterzuleiten.

Da das WLAN-Funksystem nicht auf die Anforderungen der Hausautomation ausgelegt wurde, sondern für die von IT-Umgebungen, ist ein WLAN-Netz nicht energiesparend zu betreiben. Durch den hohen Stromverbrauch von WLAN-Geräten, müssen Nutzer bei kabellosen Varianten häufig die Batterie wechseln.

Weiterhin muss auch die problematische Reichweite der Wireless LAN Technologie angesprochen werden. Das 2,4 GHz Netz ist stark beansprucht. Ob Nachbars Netzwerk, die Mikrowelle oder kabellose Computerperipherie, die Frequenz ist überaus gern genutzt. Und tatsächlich hat sogar das Wetter Einfluss darauf, wie stabil ein Smart Home Netz über WLAN ist. Bei Regen ist der Empfang schlechter, verursacht dadurch, dass Wasser selbst eine Frequenz von 2,4 GHz hat.

Der Unterschied zwischen dem 2,4 GHz und 5 GHz WLAN lässt sich einfach erklären: Das 2,4 GHz WLAN hat eine höhere Reichweite, aber einen geringeren Datendurchsatz. Das 5 GHz WLAN hat einen hohen Durchsatz, dafür aber eine geringere Reichweite als das 2,4 GHz WLAN.

Da WLAN Smart Home Geräte meistens nur kleinere Datenmengen versenden, dafür aber eine höhere Reichweite benötigen, nutzen sie meistens das 2,4 GHz WLAN. Smart Home Geräte mit Entertainment-Funktionen wie Musik- oder Videostreaming setzen hingegen auf das 5 GHz WLAN. Dazu zählen beispielsweise intelligente Lautsprecher oder Streaming-Sticks.

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Will ein Smart Home Nutzer ein 2,4 GHz Smart Home Gerät in sein WLAN Heimnetzwerk einbinden, muss er darauf achten, dass der Router das 2,4 GHz WLAN unterstützt. Das kann mitunter ein Problem sein, da viele Router auf das 5 GHz WLAN eingestellt sind.

Die Verbindung eines Smart Home Gerätes, das 2,4 GHz unterstützt und einem 5 GHz Router ist nur möglich, wenn sowohl 2,4 als auch 5 GHz unterstützt wird

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Da die allermeisten aktuellen WLAN-Router Dualband-Router sind, unterstützen sie gleichzeitig das 2,4 GHz und 5 GHz WLAN. Um das Installationsproblem zu lösen, empfehlen wir deshalb folgende 3 Schritte:

1. In den Router-Einstellungen auf das 2,4 GHz WLAN wechseln
2. 2,4 GHz WLAN Smart Home Gerät installieren
3. In den Router-Einstellungen die Dualband WLAN Funktion aktivieren

Alternativ kann man versuchen, vor der Installation des Smart Home-Gerätes den Router gleich auf die Dualband WLAN Funktion umzustellen.

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Ein Dualband Router unterstützt gleichzeitig das 2,4 GHz und 5 GHz WLAN. Die Funktion kann in den Router-Einstellungen aktiviert werden.

Der hohe Energiebedarf von WLAN-Geräten wirkt sich auf Akku-betriebene Smart Home Geräte negativ aus. In einigen Bereichen, wie z. B. Bewegungsmelder, Akku-Überwachungskameras oder Wassermelder gibt es deshalb nur sehr wenig Geräteauswahl. Die meisten Smart Home Systeme nutzen deshalb vielmehr energiesparende Funkstandards wie Zigbee, Z-Wave oder BLE.

Erst mit Aufkommen der am Stromnetz betriebenen intelligenten Lautsprecher Amazon Echo und Google Nest Home gewann der WLAN-Funkstandard auch im Smart Home an Bedeutung.

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 Die besten WLAN-Smart Home Geräte sind sehr schnell identifiziert. Es sind die, bei denen große Datenmengen anfallen, wie bei smarten Streaming-Geräten. Hier unsere Top 3 Geräteauswahl:

Amazon Echo: Der intelligente Lautsprecher bringt mit der Sprachassistentin Alexa intelligente Assistenzfunktionen nach Hause und bietet bereits ab Werk kostenloses Musik-Streaming mit Amazon Music und TuneIn.

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Amazon Fire TV: Beim Streaming-Stick Amazon Fire TV ist die Künstliche Intelligenz Alexa in der Fernbedienung integriert. Die Sprachausgabe erfolgt über den Smart TV. Über die Bedienoberfläche können sich Nutzer Videostreaming-Angebote per WLAN auf den heimischen Fernseher holen.

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WLAN Steckdosen: Eine WLAN Steckdose ist die moderne Variante der Zeitschaltuhr. Nutzer können damit herkömmliche Elektrogeräte smart machen, wie zum Beispiel eine Stehlampe. Per Smartphone App kann diese dann bequem vom Sessel ein- oder ausgeschaltet werden.

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Der WLAN Router empfängt das Internetsignal des Online-Providers über den Internet-Anschluss. Dann werden die Daten per Funk an die verbundenen Smart Home Geräte, Handys, Computer, Tablets und Streaming-Geräte weitergeleitet.

Sind WLAN-Geräte mit dem WLAN-Router verbunden, haben diese Zugriff auf das Internet. Die verbundenen Geräte teilen sich die Bandbreite des Routers. Sind beispielsweise viele Streaming-Geräte eingebunden und aktiv, wird das Internet gefühlt langsamer.

Wer zuhause ein WLAN-Heimnetzwerk einrichten will, muss kein Technik-Experte sein. Alles, was dazu nötig ist sind ein Internetanschluss und ein Router mit WLAN-Funktion. Danach folgende vier Schritte ausführen:

1. WLAN-Router mit Steckdose und Internetanschluss verbinden
2. Am Computer im Browser die Einstellungen des WLAN-Routers aufrufen
3. Nutzername und Passwort eingeben, die der Router-Hersteller mitliefert
4. Der Computer verbindet sich nun per WLAN mit dem Router und baut eine verschlüsselte Verbindung auf

Die Verbindung von Smart Home Geräten mit dem WLAN ist spielend einfach. Dazu wie folgt vorgehen:

1. WLAN Smart Home Gerät mit Strom versorgen
2. Die Smartphone App des WLAN Smart Home Gerätes aufs Handy herunterladen und starten
3. Das Passwort für das WLAN-Heimnetzwerk eingeben

Bei einigen Geräteherstellern ist erst noch das Anlegen eines Nutzerkontos erforderlich.

Ein WLAN Repeater nimmt das Signal des WLAN Routers auf und gibt es an weiter entferntere WLAN-Geräte weiter. Im Gegensatz zu einem WLAN Gerät verfügt der Repeater also nicht nur über einen Empfänger, sondern auch über einen Sender. Bei der Installation eines WLAN Repeaters wird ein neues WLAN-Heimnetzwerk mit eigenem Netzwerknamen und Netzwerkschlüssel aufgespannt. Das Problem dabei ist, dass sich WLAN Smart Home Geräte immer im gleichen Heimnetzwerk befinden müssen, das auch das Smartphone verwendet, auf dem die Installations-App heruntergeladen wird. In den meisten Fällen ist das Smartphone aber mit dem WLAN-Router verbunden und nicht mit dem WLAN-Repeater.

Ein WLAN Mesh Netzwerk funktioniert ähnlich, wie ein WLAN Repeater. Um ein WLAN Mesh Netzwerk aufzubauen, sind mindestens zwei Geräte nötig: ein WLAN Mesh Router, der den bisherigen WLAN-Router ersetzt sowie eine Mesh Station, welche die Repeater-Funktion übernimmt. Zu den bekannten WLAN Mesh Set zählen Amazon eero, TP-Link Deco oder Google Wifi.

Im Unterschied zum WLAN Repeater spannt eine WLAN Mesh Station kein neues Netzwerk auf, sondern erweitert dieses. Der Vorteil für den Anwender: Alle Geräte werden im gleichen WLAN-Heimnetzwerk eingebunden. Es gibt keine verschiedenen Netzwerknamen. Ein weiterer Unterschied ist, dass sich der WLAN Mesh Router und die WLAN Mesh Stationen miteinander „vermaschen“. Sind mehrere WLAN Mesh Stationen im Einsatz, sucht sich das Signal immer den kürzesten Weg zum Empfangsgerät.

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Wer sein WLAN verbessern will, muss nicht gleich zum WLAN Repeater oder WLAN Mesh System greifen. Oft lässt sich die Reichweite optimieren, indem man die Antennen des WLAN Routers richtig ausrichtet oder dessen Firmware updatet.