Tag 23: WLAN

Aktueller Standard

Wi-Fi 7

IEEE 802.11be · bis 46 Gbit/s

Prüfungsrelevant

Wi-Fi 4–6

802.11n / ac / ax – häufig gefragt

Frequenzbänder

2,4 / 5 / 6 GHz

Je nach Generation verschieden

IEEE 802.11 – Übersicht aller wichtigen Standards

Generationen im Vergleich

Prüfungstipp: Standard-Nummer ↔ Wi-Fi-Generation ↔ Frequenzband ↔ Maximalrate auswendig lernen.

IEEE-Standard	Wi-Fi-Gen.	Jahr	Frequenzband	Max. Bruttodatenrate	Besonderheit
802.11	–	1997	2,4 GHz	2 Mbit/s	Urstandard, historisch
802.11b	–	1999	2,4 GHz	11 Mbit/s	DSSS, erste Verbreitung
802.11a	–	1999	5 GHz	54 Mbit/s	OFDM, wenig verbreitet
802.11g	–	2003	2,4 GHz	54 Mbit/s	OFDM auf 2,4 GHz; rückwärtskompatibel zu b
802.11n	Wi-Fi 4	2009	2,4 + 5 GHz	600 Mbit/s	MIMO (bis 4×4), Kanalbreite 40 MHz, dual-band
802.11ac	Wi-Fi 5	2013	5 GHz	6,9 Gbit/s	MU-MIMO, bis 160 MHz Kanalbreite, Beamforming
802.11ax	Wi-Fi 6	2019	2,4 + 5 GHz	9,6 Gbit/s	OFDMA, BSS Coloring, TWT (Target Wake Time)
802.11ax	Wi-Fi 6E	2021	2,4 + 5 + 6 GHz	9,6 Gbit/s	Erweiterung um 6-GHz-Band (1.200 MHz neu)
802.11be	Wi-Fi 7	2024	2,4 + 5 + 6 GHz	46 Gbit/s	Multi-Link Operation (MLO), 320 MHz Kanäle

🧠 Merkhilfe Reihenfolge: b · a · g · n(4) · ac(5) · ax(6) · be(7) – „Böse alte Geier nehmen alle Betten"

Wichtige Kenngröße: MIMO

MIMO – Multiple Input Multiple Output

Mehrere Antennen senden und empfangen gleichzeitig auf demselben Kanal. Schreibweise: Sende-Antennen × Empfangs-Antennen (z.B. 2×2 MIMO).

SU-MIMO (Single User): Alle Streams gehen an ein Gerät – ab Wi-Fi 4
MU-MIMO (Multi User): Gleichzeitig mehrere Geräte bedienen – ab Wi-Fi 5 (downlink), ab Wi-Fi 6 (up- & downlink)
Spatial Streams: Wi-Fi 4 = max. 4, Wi-Fi 5 = max. 8, Wi-Fi 6 = max. 8

🧠 MU-MIMO ab Wi-Fi 5 – vorher immer nur ein Gerät auf einmal (SU-MIMO)

Prüfungsrelevant: Modulationsverfahren

Modulationsverfahren im Überblick

Verfahren	Beschreibung	Eingesetzt ab
DSSS	Direct Sequence Spread Spectrum – robust, niedrige Datenrate	802.11b
OFDM	Orthogonal Frequency Division Multiplexing – viele Unterträger parallel, hohe Effizienz	802.11a/g/n
OFDMA	Mehrere Nutzer teilen sich gleichzeitig die Unterträger (Resource Units); besser bei vielen Clients	Wi-Fi 6 (802.11ax)
QAM	Quadratur-Amplitudenmodulation – Bits pro Symbol: 64-QAM (6 Bit), 256-QAM (8 Bit), 1024-QAM (10 Bit)	Wi-Fi 4–7

Kanalbreite

Kanalbreiten und ihr Einfluss

Breitere Kanäle = mehr Datenrate, aber mehr Interferenz und weniger überlappungsfreie Kanäle.

20 MHz – Standard, am meisten genutzt (2,4 + 5 GHz)
40 MHz – Wi-Fi 4 aufwärts; Channel Bonding zweier 20-MHz-Kanäle
80 MHz – Wi-Fi 5 (802.11ac), typisch im 5-GHz-Band
160 MHz – Wi-Fi 5/6, nur 5- und 6-GHz-Band sinnvoll
320 MHz – Wi-Fi 7, nur 6-GHz-Band

🧠 Prüfungstipp: Im 2,4-GHz-Band gibt es nur 3 überlappungsfreie 20-MHz-Kanäle (1, 6, 11). 40-MHz-Kanäle dort sind daher problematisch!

Frequenzbänder im Vergleich

2,4 GHz vs. 5 GHz vs. 6 GHz

📶

2,4 GHz

Höhere Reichweite, bessere Wanddurchdringung. Aber stark überlastet (Mikrowellen, Bluetooth, Nachbarn). Nur 3 überlappungsfreie Kanäle (1, 6, 11) bei 20 MHz. Max. Kanäle gesamt: 13 (DE).

802.11b/g/n/ax Reichweite: gut Störanfällig: hoch 3 nicht-überlappende Kanäle

📡

5 GHz

Weniger Überlastung, höhere Datenraten. Geringere Reichweite und schlechtere Gebäudedurchdringung. Viele Kanäle, teilweise DFS-pflichtig (Radarerkennung). In DE bis zu 19 nicht-überlappende 20-MHz-Kanäle.

802.11a/n/ac/ax Reichweite: mittel DFS-Kanäle (52–140) Bis 19 nicht-überl. Kanäle

🚀

6 GHz (neu seit Wi-Fi 6E)

Seit 2021 in DE freigegeben. Kaum Störquellen, kein DFS, riesiger Frequenzbereich (5.925–7.125 MHz = 1.200 MHz). Ideal für hochauflösende Medien, VR, AR. Kürzere Reichweite.

802.11ax (Wi-Fi 6E) / be (Wi-Fi 7) Kein DFS nötig Reichweite: gering Bis 59 nicht-überl. Kanäle (20 MHz)

2,4-GHz-Kanalplan

Kanalverteilung 2,4 GHz (DE, Kanäle 1–13)

Blau = nicht-überlappend (empfohlen). Die anderen Kanäle überlappen mit den Nachbarkanälen.

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🧠 Goldene Regel 2,4 GHz: Nachbar-APs immer auf Kanal 1, 6 oder 11 setzen – kein Überlapp, keine Co-Channel-Interferenz!

DFS – Dynamic Frequency Selection

DFS im 5-GHz-Band

Kanäle 52–140 im 5-GHz-Band teilen sich Frequenzen mit militärischem/zivilem Radar. Access Points müssen dort DFS implementieren:

CAC (Channel Availability Check): Vor der Nutzung 60 Sekunden auf Radar horchen
Radar-Erkennung während Betrieb: Wird Radar erkannt → AP wechselt sofort den Kanal (Channel Switch Announcement, CSA)
DFS-freie Kanäle (5 GHz, DE): 36, 40, 44, 48 (UNII-1) – kein CAC nötig, empfohlen für zeitkritische Anwendungen

36

40

44

48

52

56

60

64

100

…

149

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157

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Blau = DFS-frei · Gelb = DFS-pflichtig

Praxiswissen: Reichweite & Dämpfung

Typische Reichweiten und Einflussfaktoren

Band	Innen (typisch)	Außen (typisch)	Dämpfung durch Wände
2,4 GHz	30–50 m	100–150 m	gering (gut)
5 GHz	15–30 m	50–100 m	mittel
6 GHz	10–20 m	bis 50 m	hoch (schlecht)

Einflussfaktoren auf die Signalqualität:

RSSI (Received Signal Strength Indicator): Signalstärke in dBm. Gut: –50 bis –65 dBm · Grenzwertig: –75 dBm · Unbrauchbar: unter –85 dBm
SNR (Signal-to-Noise Ratio): Abstand Signal zu Rauschen; je höher, desto besser
Interferenz: Überlappende Kanäle, Mikrowellen, Bluetooth (alle bei 2,4 GHz)
Free-Path-Loss: Signaldämpfung im freien Raum nimmt mit dem Quadrat der Entfernung zu

Verschlüsselungsstandards – Zeitstrahl

WEP → WPA → WPA2 → WPA3

✗

WEP – Wired Equivalent Privacy (1997)

RC4-Verschlüsselung mit 40- oder 104-Bit-Schlüssel. Statischer Schlüssel + kurzer IV (24 Bit) → In Minuten knackbar. Nicht mehr verwenden! Seit 2004 offiziell deprecated.

RC4IV: 24 BitGEBROCHEN

!

WPA – Wi-Fi Protected Access (2003)

Übergangslösung. TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) – Schlüssel wird pro Paket gewechselt. Weiterhin RC4-Basis. Bekannte Schwachstellen. Veraltet, nicht mehr empfohlen.

TKIPRC4-BasisVERALTET

✓

WPA2 – Wi-Fi Protected Access 2 (2004)

Basis: AES (Advanced Encryption Standard) mit CCMP. Deutlich sicherer als Vorgänger. Zwei Modi:

WPA2-Personal (PSK): Pre-Shared Key – gemeinsames Passwort für alle. KRACK-Angriff (2017) bekannt.
WPA2-Enterprise (802.1X): Jeder Nutzer authentifiziert sich individuell über RADIUS-Server + EAP.

AES-CCMP128-Bit-SchlüsselNoch weit verbreitet

★

WPA3 – Wi-Fi Protected Access 3 (2018)

Aktueller Standard. Löst bekannte WPA2-Probleme:

SAE (Simultaneous Authentication of Equals): ersetzt PSK, kein Dictionary-Angriff mehr möglich
Forward Secrecy: Aufgezeichneter Verkehr kann nicht nachträglich entschlüsselt werden
WPA3-Enterprise: Optional 192-Bit-Sicherheitsmodus (CNSA-Suite)
OWE (Opportunistic Wireless Encryption): Verschlüsselung auch für offene Netze

SAEAES-256 (Enterprise)OWEEmpfohlen

🧠 Reihenfolge: WEP (kaputt) → WPA/TKIP (veraltet) → WPA2/AES (ok) → WPA3/SAE (aktuell best practice)

IEEE 802.1X – Enterprise-Authentifizierung

Portbasierte Netzwerkzugangskontrolle

Wird in WPA2/WPA3-Enterprise eingesetzt. Drei Rollen:

Supplicant: Client-Gerät (z.B. Laptop), das Zugang beantragt
Authenticator: Access Point – leitet Anfragen weiter, sperrt/öffnet den Port
Authentication Server: RADIUS-Server prüft Anmeldedaten (z.B. FreeRADIUS, Windows NPS)

Protokoll: EAP (Extensible Authentication Protocol) in verschiedenen Varianten:

EAP-Variante	Beschreibung
EAP-TLS	Gegenseitige Zertifikatsauthentifizierung – sicherste Variante
PEAP	Tunnel via TLS; Nutzer authentifiziert sich mit User/Passwort darin
EAP-TTLS	Ähnlich wie PEAP; unterstützt mehr innere Protokolle

Weitere Angriffe & Gegenmaßnahmen

Typische WLAN-Angriffe – IHK-relevant

Angriff	Beschreibung	Gegenmaßnahme
Evil Twin / Rogue AP	Gefälschter AP mit gleichem SSID – Nutzer verbinden sich und werden abgehört	802.1X, WIDS, VPN
KRACK	Key Reinstallation Attack – Angriff auf WPA2-Handshake (2017)	WPA3 oder Patches einspielen
Deauth-Angriff	Gefälschte Deauthentication-Frames trennen Clients vom Netz (DoS)	802.11w (Management Frame Protection)
PMKID-Angriff	Offline-Brute-Force ohne Handshake möglich (WPA2)	Starkes Passwort, WPA3
War Driving	Scanning offener WLANs vom Auto aus	WPA2/WPA3, kein offenes WLAN

Weitere Sicherheitsmaßnahmen

Checkliste WLAN-Absicherung

SSID-Broadcast deaktivieren: Netz ist nicht sichtbar – kein echter Schutz, aber erschwert Zufallsangriffe
MAC-Filterung: Nur bekannte Geräte zugelassen – leicht umgehbar, aber zusätzliche Hürde
Gastnetz (VLAN-Trennung): Besucher ins eigene VLAN, kein Zugriff aufs interne Netz
802.11w (PMF): Schützt Management-Frames vor Fälschung (Deauth-Schutz)
WIDS/WIPS: Wireless Intrusion Detection/Prevention System – erkennt Rogue APs und Angriffe
Regelmäßige Passwortänderung / starkes Passwort: Min. 20 Zeichen, Sonderzeichen
WPA3 oder WPA2-Enterprise: Kein WEP, kein WPA, kein offenes Netz

IEEE 802.11 Betriebsmodi

WLAN-Topologien und Betriebsmodi

🏠

Infrastructure Mode (BSS)

Normalfall: Clients verbinden sich über einen Access Point (AP). Der AP bildet ein Basic Service Set (BSS). BSSID = MAC des AP.

🏢

Extended Service Set (ESS)

Mehrere APs mit gleichem SSID bilden ein ESS. Clients roamen nahtlos zwischen APs. Basis für Unternehmensnetzwerke.

🔗

Ad-hoc Mode (IBSS)

Direkte Verbindung zwischen Clients ohne AP. Independent BSS. Einfache Dateiübertragung, kein Internet ohne separaten Router.

📡

Repeater / Bridge / Mesh

Repeater: Verstärkt Signal (halbe Bandbreite!). Bridge: Verbindet zwei Netze per WLAN. Mesh: Mehrere APs bilden selbstkonfigurierendes Netz.

Roaming & Handover

Nahtloses Roaming im Unternehmensnetz

Wenn ein Client von einem AP zum nächsten wechselt (Roaming), muss die Verbindung aufrechterhalten werden:

IEEE 802.11r (Fast BSS Transition): Beschleunigt den Handover – Schlüssel wird vorab mit dem neuen AP ausgehandelt. Wichtig für VoIP, Video.
IEEE 802.11k: Neighbor Report – AP teilt dem Client Nachbar-APs mit, sodass der Client gezielter sucht
IEEE 802.11v: BSS Transition Management – AP kann Client empfehlen, zu einem anderen AP zu wechseln
Controller-basiertes WLAN: Zentraler WLAN-Controller (z.B. Cisco WLC, Aruba) verwaltet alle APs. Roaming wird zentral koordiniert.

🧠 Merkhilfe 802.11k/r/v: „Kenne Route, Verwalte" – k = kennen (Nachbarn), r = route (schnell wechseln), v = verwalten (AP-Empfehlung)

CSMA/CA – Zugriffsverfahren

Wie teilen sich WLAN-Clients das Medium?

WLAN nutzt CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) – im Gegensatz zu Ethernet (CSMA/CD).

Listen before talk: Bevor gesendet wird, wird das Medium auf Belegung geprüft (Carrier Sense)
Backoff: Ist das Medium belegt, wartet der Sender eine zufällige Zeit (Contention Window)
RTS/CTS (optional): Request to Send / Clear to Send – verhindert das Hidden-Station-Problem
ACK: Jedes Datenpaket wird von Empfänger bestätigt (anders als bei Ethernet)

🧠 CA ≠ CD: WLAN vermeidet Kollisionen (Avoidance), Ethernet erkennt sie (Detection) – Kollisionen im WLAN nicht direkt erkennbar!

Prüfungswissen: Begriffe & Abkürzungen

Wichtige WLAN-Begriffe für die IHK

Begriff	Bedeutung
SSID	Service Set Identifier – Name des WLANs (max. 32 Zeichen)
BSSID	MAC-Adresse des Access Points
AP	Access Point – WLAN-Basisstation
BSS	Basic Service Set – ein AP + alle verbundenen Clients
ESS	Extended Service Set – mehrere APs mit gleichem SSID
DS	Distribution System – Backbone-Netz (meist Ethernet) zwischen APs
Beacon Frame	Regelmäßige Aussendung des APs zur Ankündigung des WLANs (inkl. SSID, Fähigkeiten)
Hidden SSID	SSID wird nicht im Beacon gesendet; kein echter Sicherheitsgewinn
WPS	Wi-Fi Protected Setup – vereinfachtes Einrichten; bekannte Sicherheitslücken (PIN-Brute-Force) → deaktivieren!
PoE	Power over Ethernet – AP-Stromversorgung über Netzwerkkabel (IEEE 802.3af/at/bt)
WLAN-Controller	Zentrales Verwaltungsgerät für mehrere APs (Thin-AP-Konzept)

Planung & Dimensionierung

WLAN-Planung – prüfungsrelevante Aspekte

Site Survey: Vor der Installation Analyse von Gebäude, Störquellen, Kanalnutzung der Umgebung (z.B. mit inSSIDer, Ekahau)
AP-Platzierung: Möglichst zentral, auf Augenhöhe oder höher; Sichtverbindung bevorzugen
Kanalplanung: Benachbarte APs müssen nicht-überlappende Kanäle nutzen
Zellengröße: Überlapp zwischen Zellen ca. 15–20 % für reibungsloses Roaming
Sendeleistung: Zu hohe Leistung → Co-Channel-Interferenz; Faustregel: so niedrig wie nötig
Kapazität vs. Reichweite: Viele Nutzer auf kleiner Fläche → mehr APs mit geringerer Leistung (High-Density-WLAN)

Fortschritt

0 von 8 beantwortet

1. Welcher IEEE-Standard entspricht Wi-Fi 5?

2. Wie viele überlappungsfreie 20-MHz-Kanäle gibt es im 2,4-GHz-Band in Deutschland?

3. Welches Verschlüsselungsverfahren nutzt WPA2?

4. Was beschreibt das „Maximumprinzip" bei der WLAN-Kanalplanung NICHT korrekt?

5. Was ist DFS (Dynamic Frequency Selection)?

6. Welche Aussage zu CSMA/CA ist korrekt?

7. Welche Neuerung bringt WPA3 gegenüber WPA2-Personal?

8. Ein AP sendet regelmäßig einen Frame aus, der SSID, unterstützte Datenraten und Sicherheitsfähigkeiten enthält. Wie nennt sich dieser Frame?