Was ist ein WLAN-Spektrumanalysator und warum sollte ich einen verwenden?

Was ist eine WLAN-Spektrumanalyse?

Bei einer WiFi- bzw. WLAN-Spektrumanalyse wird das WLAN-Signal in einem bestimmten Bereich gemessen und seine Stärke bestimmt. In der Regel werden WLAN-Spektrumanalysen durchgeführt, um Störungen zu finden, die sich negativ auf die Funkleistung auswirken, und sie zu beseitigen.

WLAN-Netzwerke werden entweder auf dem 2,4-, 5-GHz- oder 6-GHz-Frequenzband gesendet. Jedes dieser drei Frequenzbänder ist in mehrere Kanäle unterteilt, die eine gewissen Grad der Trennung der einzelnen Netze bieten.

Idealerweise sollte auf demselben Kanal nicht mehr als ein WLAN-Netzwerk senden, aber das ist in der Praxis selten möglich. Aufgrund des steilen Anstiegs von Mobilfunk und IoT (Internet of Things, Internet der Dinge) war das WLAN-Frequenzspektrum noch nie so überfüllt wie heute.

Es sind aber nicht nur WLAN-Netzwerke selbst, die Störungen verursachen und andere WLAN-Signale verfälschen. Auch die meisten gängigen Elektrogeräte können Störungen und Rauschen verursachen. Dazu gehören Mikrowellenherde, Bluetooth-Geräte, Kfz-Alarmanlagen, Überwachungsvideokameras für drahtlose Videoüberwachung und schnurlose Telefone.

Ohne WLAN-Spektrumanalysatoren wäre es unangemessen schwierig, die exakte Quelle der Störung zu lokalisieren. Zum Glück gibt es heute viele hervorragende Softwarelösungen für die WLAN-Spektrumanalyse, und viele davon, einschließlich NetSpot, sind so einfach zu bedienen, dass auch Heimanwender ohne jegliche IT-Schulung damit ihre Heimnetzwerke optimieren und sich von Verlangsamungen und Verbindungsabbrüchen verabschieden können.

Warum beeinflussen Interferenzen und Rauschen WiFi (802.11) Netzwerke?

Falls Sie sich fragen, warum Interferenzen überhaupt WiFi-Netzwerke beeinflussen, dann applaudieren wir Ihnen für die richtige Frage. Die Antwort auf dieses an sich komplizierte Problem ist einfach: WiFi-Geräte tauschen Daten per Funkwellen aus.

Funkwellen sind eine Art elektromagnetischer Strahlung, die von allen möglichen Geräten ausgestrahlt werden kann, die in den meisten Haushalten und Büros zu finden sind, einschließlich Smartphones, Dumbphones, Bluetooth-Tastaturen und -Mäusen, intelligenten Zählern und mehr. Tatsächlich senden alle Objekte, die warm sind, einige Funkwellen aus, einschließlich der Erde selbst.

Wenn sich mehrere Quellen von Funkwellen im selben allgemeinen Bereich befinden, ist das so, als würden mehrere Personen gleichzeitig nebeneinander sprechen und ihre Stimmen zu einem Geräusch werden. Deshalb ist es immer eine gute Idee, so viele Lärmquellen wie möglich proaktiv mit einem kostenpflichtigen oder kostenlosen WiFi-Spektrumanalysator zu eliminieren.

Welchen WLAN-Spektrumanalysator soll ich verwenden?

Ein guter WLAN-Spektrumanalysator sollte bestimmte Kriterien erfüllen. Es sollte alle Signale auf den Frequenzen 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz erkennen und alle 802.11-Netzwerke identifizieren können.

Die 802.11-Technologie ist eine Reihe von MAC- (Media Access Control) und PHY-Spezifikationen (Physical Layer) zur Implementierung von drahtlosen lokalen Netzwerken. Heutzutage verwenden moderne drahtlose Router und Geräte verschiedene 802.11-Protokolle. Die folgenden drei sind bei weitem am häufigsten:

• 802.11g: hat einen Durchsatz von 54 Mbit/s im 2,4-GHz-Band. 802.11g-Hardware ist vollständig abwärtskompatibel mit der vorherigen 802.11-Spezifikation 802.11b. 802.11g leidet unter denselben Störungen wie 802.11b im bereits überfüllten 2,4-GHz-Bereich.
• 802.11n: hat einen Durchsatz von 600 Mbit/s im 2,4- oder 5-GHz-Frequenzband. 802.11n verwendet einen Standard für drahtlose Netzwerke, der mehrere Antennen zur Erhöhung der Datenraten verwendet, MIMO (Multiple Input und Multiple Output). 802.11n verdoppelt die Kanalbreite von 20 MHz auf 40 MHz, wodurch die Datenrate im überlasteten 2,4-GHz-Band etwas mehr als verdoppelt wird.
• 802.11ac: Von 2008 bis 2013 entwickelt und im Dezember 2013 in der IEEE Standards Association veröffentlicht, bietet 802.11ac einen Multi-Station-Durchsatz von mindestens 1 Gbit/s und einen Single-Link-Durchsatz von mindestens 500 Mbit/s. Der Standard erweitert den Kanal um bis zu 160 MHz und fügt mehr räumliche MIMO-Streams (bis zu acht) und Downlink-MIMO für mehrere Benutzer (bis zu vier Clients) hinzu.
• 802.11ax: entwickelt von 2014 bis 2019 und offiziell veröffentlicht im Februar 2021 von der IEEE Standards Association, 802.11ax, auch bekannt als WiFi 6, wurde entwickelt, um die Effizienz und Leistung in hochdichten Umgebungen zu verbessern. Es bietet einen Multi-Station-Durchsatz von bis zu 9,6 Gbit/s und führt Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) für eine bessere Spektrumeffizienz ein. Es unterstützt eine Kanalbreite von bis zu 160 MHz, umfasst bis zu acht MIMO räumliche Streams und führt Uplink- und Downlink-Multi-User-MIMO für verbesserte Netzkapazität ein. Zusätzlich verbessert 802.11ax die Energieeffizienz mit Target Wake Time (TWT), was es Geräten ermöglicht, zu planen, wann sie aufwachen, um Daten zu übertragen, und somit den Stromverbrauch zu reduzieren.

Neben den neuesten 802.11-Protokollen sollte ein guter HF-Spektrumanalysator auch Sicherheitseinstellungen überprüfen können und die vier am häufigsten verwendeten WLAN-Sicherheitsprotokolle WEP, WPA , WPA2 und WPA3 verstehen.

• WEP: WEP (Wired Equivalent Privacy) wurde 1997 ratifiziert und ist ein Sicherheitsalgorithmus für drahtlose IEEE 802.11-Netzwerke. Im Jahr 2004 wurde WEP vom IEEE wegen seiner schwachen Sicherheit für veraltet erklärt. Obwohl WEP nach wie vor viele Netzwerke unterstützt, kann die von ihnen bereitgestellte Sicherheit keine ernsthaften Hacking-Versuche abwehren.
• WPA: Wi-Fi Protected Access ist ein Sicherheitsprotokoll und Sicherheitszertifizierungsprogramm, das von der Wi-Fi Alliance als Ersatz für WEP entwickelt wurde. WPA ist seit 2003 verfügbar und enthält eine Nachrichtenintegritätsprüfung, die verhindern soll, dass Angreifer Datenpakete verändern und erneut senden. Sie ersetzt die vom WEP-Standard verwendete zyklische Redundanzprüfung (CRC).
• WPA2: Obwohl WPA2 nicht perfekt ist, ist es heute das am häufigsten verwendete WLAN-Sicherheitsprotokoll und Sicherheitszertifizierungsprogramm. Es enthält einen AES-basierten Verschlüsselungsmodus sowie Unterstützung für CCMP (Counter Mode Cipher Block Chaining Message Authentication Protokoll).
• WPA3: wenn auch nicht ohne Herausforderungen, stellt den neuesten Fortschritt in WiFi-Sicherheitsprotokollen und Zertifizierungsprogrammen dar. Es baut auf den Grundlagen von WPA2 auf und führt erweiterte Funktionen ein, die sowohl die Sicherheit als auch das Benutzererlebnis verbessern sollen. WPA3 integriert stärkere Verschlüsselungsmethoden, einschließlich einer verpflichtenden Nutzung des sichereren AES-GCM (Advanced Encryption Standard mit Galois/Counter Mode) für die Verschlüsselung, was bessere Vertraulichkeit und Integrität bietet. Zusätzlich wird die Simultaneous Authentication of Equals (SAE) eingeführt, welche den Handshake-Prozess stärkt und widerstandsfähiger gegen Offline-Wörterbuchangriffe macht. Während WPA3 ein robusteres Sicherheitsframework bieten soll, wächst seine Akzeptanz noch, da Benutzer von WPA2 umsteigen.

NetSpot unterstützt nicht nur die gesamte Bandbreite von 802.11-Protokollen und Protokollen für WLAN-Sicherheit, sondern kann auch ein umfassendes visuelles Gutachten des WLAN-Signals generieren, wobei alle signalschwachen Bereiche deutlich hervorgehoben werden.

Für schnelle Auswertungen bietet NetSpot den Inspector-Modus an, der sofort alle Details zu WLAN-Netzwerken in der Umgebung sammelt und die gesammelten Informationen als interaktive Tabelle präsentiert.

NetSpot läuft sowohl mit MacOS als Windows. Testen Sie es kostenlos, um zu sehen, wie der beliebte Drahtlos-Spektrum-Analysator versteckte Störquellen aufdeckt, die verhindern, dass Sie Ihre Internetverbindung in vollem Umfang nutzen können.

Wie liest man eine Wi-Fi-Spektrumanalyse?

Im Gegensatz zu herkömmlichen WiFi-Spektrumanalysatoren, die grafische Darstellungen der RF-Energie im überwachten Spektrum zeigen, präsentiert NetSpot interaktive Tabellen und Diagramme, die alle wichtigen Informationen auf einen Blick klar anzeigen. Hier sind einige Dinge, die Sie über verfügbare WiFi-Netzwerke erfahren können:

• Kanalnummer: Jedes WiFi-Netzwerk sendet auf einem spezifischen Kanal, und die Nutzung des am wenigsten überfüllten, sich nicht überlappenden Kanals ist entscheidend, um die bestmögliche Leistung zu erzielen.

• Band: Die drei dominanten WiFi-Bänder (2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz) haben sehr unterschiedliche Eigenschaften, daher ist es wichtig zu wissen, auf welchem Band ein Netzwerk gesendet wird.

• Signalstärke: Die WiFi-Signalstärke wird in dBm gemessen, was für Dezibel relativ zu einem Milliwatt steht. Unzureichende Signalstärke kann es unmöglich machen, bandbreitenintensivere Aufgaben wie Videostreaming durchzuführen.

• Störgeräusche: Gemessen im -dBm-Format (0 bis -100), geben Störgeräusche an, wie viel Hintergrundgeräusche in der analysierten Umgebung vorhanden sind. Zu viele Störgeräusche können Störungen verursachen und die Leistung negativ beeinflussen.

Zusätzlich zu interaktiven Tabellen und Diagrammen kann NetSpot auch Standortuntersuchungen durchführen und die gesammelten Daten in Form von detaillierten Visualisierungen präsentieren. Diese Visualisierungen können alles zeigen, vom drahtlosen Übertragungsraten bis hin zur Frequenzbandabdeckung.

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