WiFi ist eine drahtlose Netzwerktechnologie, mit der Sie Ihre WiFi -fähigen Geräte mit einem lokalen Netzwerk verbinden können. Mit WiFi können Sie Daten zwischen lokalen Netzwerkgeräten übertragen oder sich mit dem Internet verbinden, wenn eine Verbindung verfügbar ist. Die meisten Leute kennen das wahrscheinlich, da wir alle täglich WLAN nutzen, aber wie funktioniert ^(WiFi)WLAN^(WiFi) eigentlich?

WLAN ist Radio^{(WiFi Is Radio)}

Die grundlegendste Tatsache über WiFi ist, dass es Funkwellen verwendet, um Informationen zu übertragen. Als Radiowellen bezeichnen wir einen bestimmten Frequenzbereich elektromagnetischer Strahlung. Licht^(Light) ist der Teil des Spektrums, für den unsere Augen empfindlich sind, aber es besteht aus dem gleichen „Stoff“ wie Radiowellen.

WiFi verwendet zwei verschiedene Frequenzen für die Übertragung: 2,4 GHz und 5 GHz. Das sind 2.400.000.000 bzw. 5.000.000.000 Zyklen pro Sekunde. Dies ist ziemlich hoch im Vergleich zu UKW-Radio, das eine Frequenz von nur etwa 100 MHz hat.

Die genaue Frequenz einer Funkwelle ändert viel über ihre Eigenschaften. Mit einer höheren Frequenz können Sie mehr Informationen in Ihr Signal packen. Einige Frequenzen haben jedoch keine sehr großen Reichweiten. 

Unterschiedliche Frequenzen durchdringen Materie auch unterschiedlich. Einige Frequenzen können von der Atmosphäre reflektiert werden, sodass Sender und Empfänger keine Sichtverbindung benötigen, um zu funktionieren. Andere Frequenzen schießen einfach geradewegs in den Weltraum hinaus. Das ist nützlich, wenn Sie mit einem Satelliten kommunizieren möchten, nicht so sehr, wenn sich der Empfänger auf der Erde befindet.

Wellen bei den WiFi -Betriebsfrequenzen können Hunderte von Kilometern erreichen, wenn Sie genügend Watt in die Sendeleistung stecken, nichts im Weg steht und die richtige Antenne verwendet. Standard-Haushalts - WLAN^(WiFi) hat jedoch normalerweise eine ungehinderte Reichweite zwischen 30 und 50 Metern (ca. 100/150 Fuß). 2,4-GHz- WLAN^(WiFi) hat die größere Reichweite, 5-GHz- WLAN^(WiFi) hat höhere Geschwindigkeiten.

WLAN ist digital^{(WiFi Is Digital)}

WiFi ist Radio, aber es ist Digitalradio^{(digital )} . Das bedeutet, dass die Funkwellen moduliert werden, um digitalen Code zu übertragen. WiFi ist vollgepackt mit digitalen Informationen.

Die neueste und beste WLAN^(WiFi) -Technologie hat eine theoretische Geschwindigkeitsbegrenzung von 4,8 Gbit^(Gbps) /s , wobei vier 1,2 - Gbit^(Gbps) /s -Datenströme gleichzeitig verwendet werden. Das sind 600 Megabyte pro Sekunde! Natürlich werden theoretische Geschwindigkeiten in einem Labor unter optimalen Bedingungen ermittelt, aber auch in der realen Welt ist modernes WLAN^(WiFi) sehr schnell.

WiFi hat Standards und Protokolle^{(WiFi Has Standards & Protocols)}

WiFi gibt es schon seit langer Zeit. Die erste kommerzielle Iteration der Technologie wurde bereits 1997 veröffentlicht. Das Institute of Electrical and Electronics Engineers^{(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)} ( IEEE ) hat den ^(IEEE)WiFi -Standard kodifiziert , der offiziell als IEEE 802.11 bekannt ist . Die erste WiFi^(WiFi) - Generation ist als 802.11a bekannt, aber im Laufe der Zeit wurden neuere, bessere Versionen von WiFi entwickelt:

• 802.11a
• 802.11b
• 802.11g
• 802.11n
• 802.11ac
• 802.11ax

WiFi ist nicht vollständig abwärtskompatibel. Sie werden nicht viele moderne Geräte finden, die noch mit 802.11a-Geräten kommunizieren können. Viele WLAN^(WiFi) -Geräte da draußen sind „bgn“ und funktionieren mit diesen drei Standards, die alle das 2,4-GHz-Frequenzband verwenden. 802.11ac verwendet das 5-GHz-Band, aber die meisten dieser Router sind „Dual-Band“ und bieten auch 2,4 GHz, um mit älteren Geräten zu kommunizieren, die ältere Standards verwenden.

In der Praxis ist die Abwärtskompatibilität mit WiFi lückenhaft, da einige Geräte innerhalb des jeweiligen Standards auf bestimmte Geschwindigkeiten festgelegt sind. Neuere Router lassen es vielleicht nicht so langsam angehen!

Übrigens wurde die ganze „802.11“-Namenskonvention fallen gelassen. Das neueste 802.11ax ist jetzt als WiFi 6 bekannt , wobei 802.11 WiFi 5 ist und so weiter.

WLAN ist verschlüsselt^{(WiFi Is Encrypted)}

Jeder kann WLAN^(WiFi) -Funkwellen abfangen, aber dank digitaler Verschlüsselung^{(digital encryption)} nicht einfach abhören, was gesendet und empfangen wird. Dies ist zumindest der Fall, wenn Ihr WLAN^(WiFi) -Netzwerk passwortgeschützt ist. 

Ihr WLAN^(WiFi) -Passwort ist auch der Verschlüsselungsschlüssel, sodass jeder mit dem Passwort alle Datenpakete ungefiltert sehen kann. Aus diesem Grund sollten Sie nur HTTPS-fähige Websites verwenden und immer einen VPN -Dienst verwenden, wenn Sie einen öffentlichen WLAN^(WiFi) - Hotspot verwenden!

Ihre WLAN-^(WiFi) Geräte verwenden höchstwahrscheinlich WPA2 . WPA ist die Abkürzung für WiFi Protected Access und ist ein sehr starkes Verschlüsselungsschema für WLAN-^(WiFi) Verbindungen. Im Laufe der Jahre haben Hacker jedoch verschiedene Exploits entdeckt, die es ihnen in einigen Fällen ermöglichen, die WPA2 -Verschlüsselungsprotokolle zu knacken. 

Im Jahr 2018 kündigte die WiFi Alliance , die Hüterin der WiFi -Technologie, WPA3 an . Diese neue Version verbessert die Sicherheit und schließt die in WPA2 gefundenen Sicherheitslücken . Natürlich wird es noch einige Zeit dauern, bis alle Hardware in freier Wildbahn den neuen Sicherheitsstandard unterstützt.

WiFi Direct ist eine Sache^{(WiFi Direct Is a Thing)}

WiFi wurde entwickelt, um ein zentrales Gerät wie einen Router zu verwenden, um die Kommunikation zwischen Geräten zu verwalten. WLAN^(WiFi) kann aber auch verwendet werden, um zwei Geräte in einer sogenannten „Peer-to-Peer“-Verbindung direkt miteinander zu verbinden. Dies ist sehr praktisch, wenn Sie zum Beispiel eine große Datei von Ihrem Smartphone an jemandes Smartphone senden möchten. 

Dies ist auch die Art von WLAN^(WiFi) , die häufig verwendet wird, um Videos von einem Telefon auf einen Smart-TV zu übertragen. Wenn Sie Geräte wie GoPro- Kameras oder bestimmte WiFi -Kameradrohnen verwenden, verwenden Sie auch eine direkte WiFi - Verbindung. Bluetooth erhält die meiste Aufmerksamkeit in der Welt der drahtlosen Peer-to-Peer-Verbindungen, insbesondere weil es so energieeffizient ist, aber WiFi Direct ist schnell und genauso einfach zu verwenden.

Router, Repeater und Mesh-Netzwerke^{(Routers, Repeaters & Mesh Networks)}

Während direkte WLAN^(WiFi) - Verbindungen heutzutage alltäglich sind, verwendet das WLAN^(WiFi) , das wir alle die meiste Zeit nutzen, ein Hub-and-Spoke-Design. Mit anderen Worten, alle Ihre WLAN^(WiFi) -Geräte verbinden sich mit einem zentralen Gerät, das als Vermittler fungiert. Für die meisten Menschen wird dies der gemeinsame WLAN-^(WiFi) Router sein.

Moderne Router verfügen über mehrere Antennen, die verschiedene Frequenzbänder sowie die Hardware trennen, die WLAN^(WiFi) -Daten sendet und empfängt. Diese Router verwalten auch Ihre Internetverbindung und alle kabelgebundenen Ethernet- Geräte in Ihrem Netzwerk, sodass die kabelgebundenen und kabellosen Netzwerke miteinander kommunizieren können.

Wie bereits erwähnt, sind die Reichweiten von WLAN^(WiFi) -Signalen jedoch ziemlich begrenzt. Das heißt, je weiter Sie vom Router entfernt sind, desto schlechter ist die Signalstärke. Ein WLAN-Repeater^{(WiFi repeater)} kann verwendet werden, um dieses Signal am Rand des Abdeckungsbereichs zu verlängern.

Während Repeater gut genug funktionieren, gibt es einen neuen Trend zu „Mesh “-WLAN^{(” WiFi)} -Systemen. Hier gibt es keinen zentralen Router. Stattdessen sind mehrere kleinere Router über Ihr Zuhause verteilt, die miteinander verbunden sind und eine nahtlose WLAN^(WiFi) -Wolke bereitstellen . Dies ist die WLAN^(WiFi) -Technologie, die am häufigsten in großen Unternehmen verwendet wird, aber sie ist für den Heimgebrauch erschwinglich geworden.

Jenseits von WLAN^{(Beyond WiFi)}

WLAN^(WiFi) ist mehr denn je um uns herum, da alle Arten von Geräten jetzt eine Netzwerkverbindung benötigen. WiFi ist jedoch nicht die einzige konkurrierende Technologie, wenn es um die drahtlose Datenübertragung geht. Bluetooth regiert das Quartier, wenn es um Verbindungen mit geringem Stromverbrauch und kurzer Reichweite geht. Zukünftige Bluetooth -Versionen könnten ^(Bluetooth)WLAN^(WiFi) in puncto Geschwindigkeit und Reichweite sogar das Wasser reichen.

Der größte Konkurrent von WiFi könnte jedoch sehr wohl 5G sein. Die Mobilfunktechnologie der fünften Generation bietet günstigere Datenraten und eine dichte städtische Abdeckung. 5G ersetzt zwar nicht das WLAN^(WiFi) im Haushalt, aber 5G bietet eine Alternative zu öffentlichen WLAN^(WiFi) - Hotspots, die vor allem aufgrund der hohen Kosten für mobile Daten beliebt geworden sind.

HDG Explains: How Does WiFi Work?

WiFi is a wireless networking technology that lets you connect your WiFi-enabled devices to a local network. Using WiFi you can transfer data between local network devices or connect to the internet, if a connection is available. Most people probably know this, since we all use WiFi every day, but how does WiFi actually work?

WiFi Is Radio

The most fundamental fact about WiFi is that it uses radio waves to transmit information. Radio waves are what we call a specific frequency range of electromagnetic radiation. Light is the portion of the spectrum our eyes are sensitive to, but is made of the same “stuff” as radio waves.

WiFi uses two different frequencies for transmission: 2.4Ghz and 5Ghz. That’s 2,400,000,000 and 5,000,000,000 cycles per second respectively. This is pretty high compared to FM radio which has a frequency of only about 100Mhz.

The exact frequency of a radio wave changes a lot about its characteristics. With a higher frequency, you can pack more information into your signal. However, some frequencies don’t have very long ranges. 

Different frequencies also penetrate matter differently. Some frequencies can be bounced off the atmosphere, so your transmitter and receiver don’t need line-of-sight to work. Other frequencies just shoot straight out into space. That’s useful if you want to communicate with a satellite, not so much if the receiver is on Earth.

Waves at the WiFi operating frequencies can reach hundreds of miles if you put enough wattage into the transmission power, have nothing in the way and use the right antenna. However, standard household WiFi usually has an unobstructed range of between 30-50 meters (approx 100/150 feet). 2.4Ghz WiFi has the longer range, 5Ghz WiFi has higher speeds.

WiFi Is Digital

WiFi is radio, but it’s digital radio. That means the radio waves are modulated to carry digital code. WiFi is absolutely packed with digital information.

The latest and greatest WiFi technology has a theoretical speed limit of 4.8 Gbps, using four 1.2Gbps data streams at once. That’s 600 megabytes per second! Of course, theoretical speeds are determined in a lab under optimal conditions, but even in the real world modern WiFi is very fast.

WiFi Has Standards & Protocols

WiFi has been around for a long time.The first commercial iteration of the technology was released all the way back in 1997. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) codified the WiFi standard, which is officially known as IEEE 802.11. The first generation of WiFi is known as 802.11a, but as time went by newer, better versions of WiFi were developed:

• 802.11a
• 802.11b
• 802.11g
• 802.11n
• 802.11ac
• 802.11ax

WiFi is not fully backwards compatible. You won’t find many modern devices that can still communicate with 802.11a devices. Many WiFi devices out there are “bgn” and will work with those three standards, which all use the 2.4Ghz frequency band. 802.11ac uses the 5Ghz band, but most of these routers are “dual band” and also offer 2.4Ghz to talk to older devices using older standards.

In practice backwards compatibility with WiFi is spotty, since some devices are locked to certain speeds within each respective standard. Newer routers may not let things go that slowly!

Incidentally, the whole “802.11” naming convention has been dropped. The latest 802.11ax is now known as WiFi 6, with 802.11 being WiFi 5 and so on.

WiFi Is Encrypted

Anyone can intercept WiFi radio waves, but thanks to digital encryption they can’t simply eavesdrop on what’s being sent and received. At least, this is the case if your WiFi network is password protected. 

Your WiFi password is also the encryption key, so anyone with the password can see all the data packets unfiltered. This is why you should only use websites that are HTTPS enabled and always use a VPN service if you’re using a public WiFi hotspot!

Your WiFi devices are most likely using WPA2. WPA is short for WiFi Protected Access and is a very strong encryption scheme for WiFi connections. However, over the years hackers have discovered various exploits that, in some cases, allow them to break the WPA2 encryption protocols. 

In 2018 the WiFi Alliance, which is the custodian of WiFi technology, announced WPA3. This new version improves security and plugs the security holes found in WPA2. Of course, it will be some time before all hardware out in the wild will support the new security standard.

WiFi Direct Is a Thing

WiFi was designed to use a central device such as a router to manage communication between devices. However, WiFi can also be used to directly connect two devices in what’s known as a “peer-to-peer” connection. This is very handy when, for example, you want to send a large file to someone’s smartphone from yours. 

This is also the type of WiFi that’s often used to cast video from a phone to a smart TV. When you use devices such as GoPro cameras or certain WiFi cameras drones, you’re also using a direct WiFi connection. Bluetooth gets most of the attention in the peer-to-peer wireless connection world, especially since it’s so energy efficient, but WiFi direct is fast and just as simple to use.

Routers, Repeaters & Mesh Networks

While direct WiFi connections are commonplace these days, the WiFi we all use most of the time make use of a hub-and-spoke design. In other words, all of your WiFi devices connect to a central device, which acts as the go-between. For most people, this is going to be the common WiFi router.

Modern routers boast multiple antennas, separating different frequency bands as well as the hardware that sends and receives WiFi data. These routers also handle your internet connection and any wired Ethernet devices on your network, allowing the wired and wireless networks to communicate with each other.

However, as we said above, WiFi signal ranges are pretty limited. Which means that the further you are from the router, the worse the signal strength is. A WiFi repeater can be used to extend that signal at the edge of the coverage range.

While repeaters work well enough, there’s a new trend towards “mesh” WiFi systems. Here, there’s no central router. Instead several smaller routers are spread across your home, connected to each other and providing a seamless cloud of WiFi. This is the WiFi technology most commonly used in large businesses, but it’s become affordable for home use.

Beyond WiFi

WiFi is around us more than ever, as all sorts of devices now have a need for a network connection. However, WiFi is not the only competing technology when it comes to wireless data transmission. Bluetooth rules the roost when it comes to low-power, short range connections. Future versions of Bluetooth may even give WiFi a run for its money when it comes to speed and range.

However, the biggest competitor to WiFi might very well be 5G. Fifth-generation cellular technology offers cheaper data rates and dense urban coverage. 5G may not replace WiFi in the home, but 5G offers an alternative to public WiFi hotspots, which have become popular mainly due to the high costs of mobile data.

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