Wifi einfach erklärt
Die technische Bezeichnung für WiFi ist IEEE 802.11. WiFi ermöglicht die drahtlose Kommunikation innerhalb eines drahtlosen lokalen Netzwerks, häufig zu einem Access Point oder Wireless Router/Hotspot.
Wi-Fi-Verbindungen sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Alle Smartphones haben die Wi-Fi-Technologie als eines der grundlegenden Elemente des Telefons integriert, was eine kostengünstige drahtlose Kommunikation ermöglicht.
Computer, Laptops, Tablet-PCs, Kameras, Spielkonsolen, Fernsehgeräte und eine Vielzahl anderer Geräte, einschließlich ferngesteuerter Sensoren für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), nutzen ebenfalls Wi-Fi, um sich mit drahtlosen LANs zu verbinden und eine Verbindung zum Internet und anderen Diensten herzustellen.
Wi-Fi-Zugang ist an vielen Orten über Wi-Fi-Zugangspunkte, Ethernet-Router oder sogar öffentliche Wi-Fi-Netze verfügbar. Privathaushalte, Büros, Einkaufszentren, Flughäfen, Cafés und viele andere Orte bieten Wi-Fi-Zugang.
Wi-Fi ist heute eine der wichtigsten Kommunikationsformen für viele Geräte, und mit zunehmender Heimautomatisierung wird es von immer mehr Geräten genutzt. Wi-Fi zu Hause ist ein großer Anwendungsbereich der Technologie, wobei die meisten Haushalte, die Breitbandanschlüsse für den Internetzugang nutzen, Wi-Fi-Zugang als wichtiges Kommunikationsmittel verwenden.
Lokale Netze aller Art verwenden Wi-Fi als eine der wichtigsten Kommunikationsformen neben Ethernet. Zu Hause, im Büro und an vielen anderen Orten ist Wi-Fi ein wichtiger Datenträger. Lokale Netzwerke können verdrahtet, drahtlos oder eine Kombination aus beidem sein, was der häufigste Fall ist.
Damit verschiedene drahtlose Geräte miteinander kommunizieren können, sind gemeinsame Standards erforderlich. Der Standard für Wi-Fi ist IEEE 802.11. Die verschiedenen Varianten wie 802.11n oder 802.11ac sind verschiedene Upgrades innerhalb der gesamten Serie und definieren verschiedene Varianten. Durch die Veröffentlichung aktualisierter Varianten konnte die gesamte Wireless-LAN-Technologie mit den ständig wachsenden Anforderungen an mehr Daten, höhere Geschwindigkeiten etc. Schritt halten. Schritt halten.
Die Geschichte der Entwicklung von WiFi
Obwohl sich die Geschichte von Wi-Fi auf viele Entwicklungen in der Funk- oder Drahtlostechnologie zurückverfolgen lässt, wurde der Standard IEEE 802.11 erstmals 1997 veröffentlicht. Damals steckte das Internet noch in den Kinderschuhen und die meisten PCs waren Desktop-Computer.
Die erste Veröffentlichung von IEEE 802.11 war für ein System, das Übertragungsraten von 1 oder 2 Mbit/s mit Frequenzsprung oder direkter Sequenzspreizung bereitstellte. Der Standard wurde einfach als IEEE 802.11 bezeichnet und es gab keine Suffix-Buchstaben, wie wir sie heute kennen.
Im Jahr 1999 wurde dann die Spezifikation 802.11b veröffentlicht. Diese bot Rohdatenraten von 11 Mbit/s und nutzte das 2,4 GHz ISM-Band: Die ersten Produkte wurden im Jahr 2000 veröffentlicht.
Die Veröffentlichung von 802.11b erfolgte fast zeitgleich mit der von 802.11a. Letzterer nutzte das 5-GHz-ISM-Band, in dem mehr Platz für größere Bandbreiten und weniger Interferenzen zur Verfügung stand. Außerdem wurde OFDM für das Wellenformformat verwendet. Es konnte Daten mit Übertragungsraten zwischen 1,5 und 54 Mbit/s übertragen.
Im Laufe der Zeit folgten weitere Versionen, die jeweils eine verbesserte Leistung oder andere Funktionen boten. Die wichtigsten waren: 802.11g (2003), 802.11n (2009), 802.11ac (2013), 802.11ax (2019).
Ein weiterer wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von Wi-Fi 802.11 war die Gründung der Wi-Fi Alliance im Jahr 1999. Dabei handelt es sich um eine Industrieorganisation, die sich für eine größere Akzeptanz von WiFi einsetzt und sicherstellt, dass alle Geräte erfolgreich miteinander kommunizieren können. Sie ist unabhängig von der IEEE, die die Standards entwickelt, arbeitet aber natürlich mit ihr zusammen, um die Nutzung von 802.11 Wireless-LANs voranzutreiben.
Was ist WiFi?
Es gibt viele Diskussionen darüber, woher der Begriff Wi-Fi kommt. Oft wird angenommen, dass es sich um Wireless Fidelity handelt, aber das ist nicht der Fall. Obwohl der Begriff Wireless Fidelity in vielen Dokumenten auftaucht, ist die Wahrheit, dass dies eine falsche Erklärung des Begriffs ist.
Der Begriff Wi-Fi wurde als Markenname von der Wi-Fi Alliance geprägt, als diese gegründet wurde und die Förderung des drahtlosen Kommunikationsstandards 802.11 übernahm.
Wi-Fi ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie, die es Geräten wie Laptops, Smartphones, Fernsehern, Spielkonsolen usw. ermöglicht, sich mit hoher Geschwindigkeit mit dem Internet zu verbinden, ohne dass eine physische Verkabelung erforderlich ist.
Die Technologie verwendet Lizenzfreigaben, so dass sie von jedermann kostenlos genutzt werden kann, ohne dass eine Lizenz für die drahtlose Übertragung erforderlich ist. Typischerweise nutzt Wi-Fi die 2,4 und 5 GHz ISM-Bänder, da diese keine Lizenz erfordern, aber dies bedeutet auch, dass sie für andere Nutzer offen sind, was zu Interferenzen führen kann.
Die Leistungspegel sind ebenfalls niedrig. Sie liegen in der Regel bei 100 oder 200 mW, wobei die Höchstwerte von dem Land abhängen, in dem sich die Anlage befindet. In einigen Ländern ist auf bestimmten Kanälen eine maximale Leistung von einem Watt oder mehr zulässig.
Das Herzstück eines jeden Wi-Fi-Systems wird als Access Point (AP) bezeichnet. Der Wi-Fi-Zugangspunkt ist im Wesentlichen die Basisstation, die mit den Wi-Fi-fähigen Geräten kommuniziert – die Daten können dann in der Regel über ein lokales Netzwerk via Ethernet weitergeleitet und typischerweise mit dem Internet verbunden werden. Diese Geräte sind im Wesentlichen drahtlose Router.
Öffentliche Wi-Fi-Zugangspunkte werden typischerweise verwendet, um einen lokalen Internetzugang bereitzustellen, oft auf Geräten wie Smartphones oder anderen Geräten, ohne dass die teureren mobilen Datendienste genutzt werden müssen. Sie befinden sich häufig auch in Gebäuden, in denen die Mobilfunksignale nicht stark genug sind.
Heim-Wi-Fi-Systeme verwenden häufig einen Ethernet-Router, der den WiFi-Zugangspunkt und die Ethernet-Kommunikation für Desktop-Computer, Drucker usw. sowie die wichtige Verbindung zum Internet über eine Firewall bereitstellt.
Als Ethernet-Router übersetzt er die IP-Adressen, um die Firewall-Funktionalität bereitzustellen. Die meisten drahtlosen Router bieten sowohl drahtgebundene als auch drahtlose Verbindungen.
Obwohl WiFi-Verbindungen über eines der beiden Hauptbänder, 2,4 GHz und 5 GHz, hergestellt werden, bieten viele Ethernet-Router und Wi-Fi-Zugangspunkte eine Wi-Fi-Zweibandkonnektivität mit 2,4 GHz und 5 GHz Wi-Fi. Dies ermöglicht beste Wi-Fi-Verbindungen unabhängig von der Auslastung und Interferenzen auf den Bändern.
In der Regel stehen mehrere Wi-Fi-Kanäle zur Verfügung, die genutzt werden können. Der Wi-Fi-Zugangspunkt oder -Router wählt normalerweise den optimalen Kanal aus, der verwendet werden soll. Wenn der Access Point oder Router Dual-Band Wi-Fi unterstützt, wird auch eine Auswahl des Bandes getroffen. Heutzutage wird diese Auswahl in der Regel vom Wi-Fi-Zugangspunkt oder -Router ohne Eingreifen des Benutzers getroffen, so dass es nicht mehr erforderlich ist, zwischen 2,4 GHz und 5 GHz Wi-Fi zu wählen, wie dies bei älteren Systemen der Fall war.
Um sicherzustellen, dass das lokale Netzwerk, mit dem der WiFi-Zugangspunkt verbunden ist, sicher bleibt, ist normalerweise ein Kennwort erforderlich, um sich am Zugangspunkt anzumelden. Wi-Fi-Heimnetzwerke verwenden ebenfalls ein Passwort, um sicherzustellen, dass unerwünschte Benutzer keinen Zugang zum Netzwerk erhalten.
Viele Arten von Geräten können eine Verbindung zu WiFi-Netzwerken herstellen. Heutzutage erwarten Geräte wie Smartphones, Laptops usw. die Verwendung von Wi-Fi, so dass es als Teil des Produkts integriert ist – es muss nichts weiter getan werden, als eine Verbindung herzustellen. Auch viele andere Geräte haben Wi-Fi integriert: Smart-TVs, Kameras und vieles mehr. Die Einrichtung ist ebenfalls sehr einfach.
Gelegentlich benötigen einige Geräte etwas mehr Aufmerksamkeit. Die meisten Desktop-PCs sind heutzutage für den Einsatz mit Ethernet vorbereitet und verfügen oft auch über WiFi-Funktionen. Einige haben möglicherweise kein integriertes Wi-Fi und benötigen daher zusätzliche Hardware, um Wi-Fi-Verbindungen nutzen zu können. Eine zusätzliche Karte im PC oder ein externer Dongle sollten ausreichen.
Im Allgemeinen sind die meisten Geräte, die Daten elektronisch übertragen müssen, Wi-Fi-fähig.
WiFi-Netzwerktypen Obwohl die meisten Menschen mit der grundlegenden Funktionsweise eines WiFi-Heimnetzwerks vertraut sind, ist dies nicht das einzige Format für ein WiFi-Netzwerk.
Grundlegende Arten von WiFi-Netzwerken
Netzwerke, die auf lokalen Netzwerken basieren
Diese Art von Netzwerk kann lose als LAN-basiertes Netzwerk bezeichnet werden. Hier wird ein Wi-Fi-Zugangspunkt, AP, mit einem lokalen Netzwerk verbunden, um drahtlose und drahtgebundene Konnektivität bereitzustellen, oft mit mehr als einem WiFi-Hotspot.
Die Infrastrukturanwendung zielt auf Bürobereiche ab oder dient als „Hotspot“. Das Büro kann sogar ausschließlich drahtlos sein und nur über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) verfügen. Ein kabelgebundenes Backbone-Netz ist weiterhin erforderlich und mit einem Server verbunden. Das drahtlose Netzwerk wird dann in eine Reihe von Zellen unterteilt, die jeweils von einer Basisstation oder einem Access Point (AP) bedient werden, der als Controller für die Zelle fungiert. Jeder Access Point hat eine Reichweite von 30 bis 300 Metern, abhängig von der Umgebung und dem Standort des Access Points.
Normalerweise bietet ein LAN-basiertes Netzwerk sowohl drahtgebundenen als auch drahtlosen Zugang. Diese Art von Netzwerk wird in den meisten Haushalten verwendet, wobei ein Router mit einer eigenen Firewall mit dem Internet verbunden ist und der drahtlose Zugang über einen Wi-Fi-Zugangspunkt im Router erfolgt. Ethernet- und häufig auch USB-Anschlüsse sind ebenfalls für den kabelgebundenen Zugang vorhanden.
Ad-hoc-Netzwerk
Die andere Art von WiFi-Netzwerk, die verwendet werden kann, wird als Ad-hoc-Netzwerk bezeichnet. Sie entstehen, wenn mehrere Computer und Peripheriegeräte zusammengebracht werden. Sie können erforderlich sein, wenn mehrere Personen zusammenkommen und Daten austauschen oder auf einen Drucker zugreifen müssen, ohne auf drahtgebundene Verbindungen zurückgreifen zu müssen. In dieser Situation kommunizieren die Benutzer nur untereinander und nicht mit einem größeren kabelgebundenen Netzwerk. Daher gibt es keinen Wi-Fi-Zugangspunkt, und es werden spezielle Algorithmen in den Protokollen verwendet, damit eines der Peripheriegeräte die Rolle des Masters übernehmen kann, um das Wi-Fi-Netzwerk zu steuern, während die anderen als Slaves fungieren.
Diese Art von Netzwerken wird häufig für die Kommunikation zwischen Geräten wie Gamecontrollern/Konsolen verwendet.
WiFi-Hotspots
Einer der Vorteile der Nutzung von WiFi IEEE 802.11 ist die Möglichkeit, sich unterwegs mit dem Internet zu verbinden. Öffentliche WiFi-Zugänge gibt es überall – in Cafés, Hotels, Flughäfen und an vielen anderen Orten.
Manchmal genügt es, ein Netzwerk auszuwählen und auf die Schaltfläche „Verbinden“ zu klicken. Bei anderen muss ein Passwort eingegeben werden.
Bei der Nutzung öffentlicher WiFi-Netzwerke ist Vorsicht geboten, da es für Hacker sehr einfach ist, sich Zugang zu verschaffen und genau zu sehen, was Sie senden: Benutzernamen, Passwörter, Kreditkarteninformationen usw. Wenn das Wi-Fi-Netzwerk nicht verschlüsselt ist, können alle Daten von potenziellen Hackern eingesehen werden.
Um einen gemeinsamen Standard für die Implementierung von WiFi-Hotspots zu entwickeln, wurde ein Standard namens Hotspot 2.0 entwickelt. Dieser wird von einer Reihe von Betreibern implementiert, wenn sie WiFi-Hotspots anbieten.
Wi-Fi ist nun ein wesentlicher Bestandteil des Konnektivitätssystems, das neben mobiler Kommunikation, lokaler drahtgebundener Konnektivität und vielem mehr funktioniert. Mit der zunehmenden Nutzung verschiedener Formen drahtloser Konnektivität für Geräte wie Smartphones und Laptops, vernetzte Fernsehgeräte, Sicherheitssysteme und vieles mehr wird die Nutzung von Wi-Fi noch weiter zunehmen. Tatsächlich wird die Nutzung von WiFi mit dem Internet der Dinge, das jetzt Realität ist und immer häufiger genutzt wird, weiter zunehmen.
Mit der Entwicklung neuer Standards wird sich die Leistung verbessern, sowohl für Büros, lokale Hotspots als auch für Wi-Fi zu Hause. In Zukunft werden sich nicht nur die Geschwindigkeiten mit der Einführung von Aspekten wie Gigabit-Wi-Fi verbessern, sondern auch die Nutzungsmethoden und ihre Flexibilität. Auf diese Weise wird WiFi eine bevorzugte Technologie für Kurzstreckenverbindungen bleiben.
