Wie funktionieren drahtlose Sender und Empfänger?

Drahtlose Netzwerke übertragen überraschenderweise Daten auf ein Kabel. Der fragliche Draht ist das Herzstück einer Wi-Fi-Antenne. Sowohl die Antenne der Sender als auch der Empfänger in drahtlosen Netzwerken verlassen sich auf die Eigenschaften von Draht, um Daten als Funksignal zu übertragen.

Funkwellen sind elektromagnetische Störungen, die in alle Richtungen ausstrahlen. Wenn ein Strom entlang eines Drahtes fließt, erzeugt er ein magnetisches Feld um diesen Draht. Wi-Fi-Sender nutzen diesen Faktor, um einen Strom auf den Kupferdraht in einer Antenne zu pulsieren. Der Draht ist an einem Ende geerdet und am anderen Ende nicht befestigt. Die Erdung bedeutet, dass jedes Signal fast sofort verschwindet, aber die Anwesenheit der Ladung auf dem Draht erzeugt kurzzeitig ein Kraftfeld, das eine Funkwelle erzeugt.

Metall leitet sowohl Elektrizität als auch Magnetismus. Wenn das Funkwellensignal vom Sender ausgestrahlt wird, "klebt" es an jedem Metallobjekt, auf das es trifft. Es lenkt dann um und läuft entlang der Länge dieses Metallobjekts. Aus diesem Grund blockieren große Metallgegenstände wie Kühlschränke das WLAN-Signal und schaffen tote Zonen. Das Signal durchläuft das Kunststoffgehäuse der Empfangsantenne und trifft auf den darin befindlichen Kupferdraht. Es wandert dann entlang der Länge dieses Kabels, das zu einem drahtlosen Netzwerkadapter führt. Der Netzwerkadapter interpretiert den elektronischen Impuls in Daten und leitet sie an den Computer oder Router weiter, den er bedient.

Radiowellen pulsieren wie eine Reihe von Wellen. Die Wellen haben ein Tempo und verlassen den Sender in einem regelmäßigen Rhythmus. Dies ist die Frequenz. "Frequenz" bedeutet die Anzahl der Wellen, die als "Zyklen" pro Sekunde emittiert werden, und wird in Hertz gemessen. Wi-Fi-Systeme arbeiten im Mikrowellen-Frequenzband. Dieser Bereich wird in Tausenden von Millionen Zyklen pro Sekunde gemessen. Tausend Millionen Hertz sind ein Gigahertz (GHz). Unterschiedliche WLAN-Standards verwenden unterschiedliche Frequenzen. Das 802.11a-System verwendet 5 GHz. Die 802.11b- und 802.11g-Systeme verwenden 2,4 GHz. Das neueste WLAN-System heißt 802.11n und verwendet sowohl 2,4 GHz als auch 5 GHz.

Wi-Fi-Sender erzeugen eine Trägerwelle. Dies ist eine Standardwelle, die mit der Frequenz des Systems pulsiert. Der drahtlose Netzwerkadapter wandelt Computerdaten in einen elektronischen Impuls um, der ebenfalls eine Wellenform hat. Es führt die Datenwelle mit der Trägerwelle für den Transport zusammen. Dies wird als "Modulation" bezeichnet. Wenn der empfangende Netzwerkadapter die Welle empfängt, subtrahiert er die Trägerwelle und wandelt die wiederhergestellte Datenwelle in Binärdaten für den Computer oder Router um. Dies wird als "Demodulation" bezeichnet.