Die Vorteile der 5-GHz-Frequenz bei der WLAN-Übertragung sind eindeutig: Dort ist mehr Platz und weniger los. Deshalb können WLAN-Router ihre Datenpakete schneller und ungestörter übertragen. Schon seit Jahren beherrschen deshalb die meisten WLAN-Geräte Dual-Band – sie bauen eine Verbindung entweder über 5 GHz oder 2,4 GHz auf. Nur sehr wenige WLAN-Clients nutzen ausschließlich 2,4 GHz – meist Drucker und Smart-Home-Geräte, die Daten nicht schnell oder in großen Mengen übertragen müssen.
Doch 5 GHz lässt sich in der WLAN-Praxis nicht so einfach einsetzen wie 2,4 GHz: Es gibt gesetzliche Vorgaben, denen WLAN-Geräte unterliegen, die auf dieser Frequenz funken wollen. Diesen entsprechen sie, wenn sie zum Beispiel die Funktion Dynamic Frequency Selection (DFS) beherrschen. Bei einigen WLAN-Geräten verzichten die Hersteller aber auf DFS: Zwar sind dann bestimmte Bereiche der 5-GHz-Frequenz trotzdem erlaubt, aber der Tempovorteil ist meist dahin.
Manchmal sorgen diese Vorgaben, mit denen DFS umgehen muss, dafür, dass ein WLAN über 5-GHz-Frequenz gar nicht erscheint und Sie darüber keine Geräte mit dem Router verbinden können.
Deshalb steht vor dem Umstieg auf die schnelle Frequenz erst mal ein grundlegender Check der Einstellungen von WLAN-Router und -Clients: Wenn Sie hier richtig vorgehen, steht einer problemlosen 5-GHzÜbertragung nichts mehr im Weg.
5 GHz sorgt für mehr Bandbreite im WLAN
Vor der Einführung des WLAN-Standards IEEE 802.11n (Wi-Fi 4) funkten die WLAN-Geräte in Deutschland ausschließlich im 2,4-GHz-Band. Der zulässige Frequenzbereich liegt zwischen 2400 und 2483,5 MHz (Kanäle 1 bis 13) und ist damit nur rund 80 MHz breit. Da eine einzige WLAN-Verbindung mehr als 20 MHz Bandbreite benötigt, können nur drei bis maximal vier benachbarte WLAN-Router gleichzeitig funken, ohne sich zu stören. Und selbst das funktioniert nur, wenn die einzelnen Geräte einen Mindestabstand von vier oder fünf Kanälen einhalten, indem sie sich beispielsweise auf die Kanäle 1, 6 und 11 oder 1, 5, 9 und 13 verteilen. Sonst überlappen sich ihre Funksignale, was zu Übertragungsstörungen und damit zu einem niedrigeren WLAN-Tempo führen kann.
Dem wollen die meisten Router über die Autokanalfunktion begegnen: Sie soll den für die aktuelle Übertragung besten Kanal auswählen. Allerdings führt das nicht immer zu einer optimalen Kanalverteilung bei den erreichbaren Routern.
Ab Wi-Fi 4 dürfen WLAN-Geräte auch das 5-GHz-Band für Übertragungen nutzen. Diese Frequenz ist im Gegensatz zum 2,4-GHz-Band nicht mehr zusammenhängend, sondern besteht aus zwei Frequenzblöcken – den sogenannten unteren und oberen Kanälen. Im unteren Bereich von 5150 bis 5350 MHz (Kanäle 36 bis 64) stehen 200 MHz und im oberen Bereich von 5470 bis 5725 MHz (Kanäle 100 bis 140) sogar über 250 MHz für WLAN bereit – deutlich mehr als die 80 MHz bei 2,4 GHz.
Ein weiterer Vorteil im 5-GHz-Band besteht darin, dass WLAN-Router nur jeden vierten Übertragungskanal für eine Verbindung auswählen dürfen: So ist ein Mindestabstand von 20 MHz zwischen zwei Kanälen gewährleistet. Auch Kanalbündelungen mit 40 MHz Bandbreite sind nur in vorgegebenen Frequenzblöcken möglich, was unerwünschte Überlappungen vermeidet. Ähnliches gilt auch bei den neueren WLAN-Standards Wi-Fi 5 und 6: Hier geht es sogar um noch breitere Funkkanäle, die 80 MHz (Kanäle 36-48, 52-64, 100-112, 116-128) oder sogar 160 MHz (36 bis 64, 100 bis 128) umfassen.
Radaranwendungen im 5-GHz-Band haben Vorfahrt
Auf dem 5-GHz-Band überträgt nicht nur WLAN. Deshalb müssen sich 5-GHz-Geräte an Auflagen europäischer beziehungsweise nationaler Regulierungsbehörden – in Deutschland die der Bundesnetzagentur – halten, die für das 2,4-GHz-Band nicht gelten. Wie strikt die Routerhersteller diese umsetzen, variiert allerdings, was bei einigen Routermodellen die Tempovorteile der 5-GHz-Übertragung deutlich einschränkt. Das betrifft nicht nur ältere Wi-Fi-4-Geräte, sondern kommt auch bei Wi-Fi-5- und sogar in aktuellen Wi-Fi-6-Routern vor.
Bestimmte Bereiche der 5-GHz-Frequenz nutzen unter anderem auch Ortungsfunksysteme wie Wetter-, Flug- oder Militärradar. Die Regulierungsbehörden stufen sie als bevorrechtigte Nutzer ein – ihre Übertragung ist wichtiger als eine WLAN-Verbindung und deshalb sollen sie nicht durch einen WLAN-Router gestört werden. Der muss deshalb regelmäßig prüfen, ob ein Radarsystem in seiner Nähe das 5-GHz-Band nutzt, wenn er das komplette, rund 450 MHz breite Spektrum nutzen will. Dieser Check ist vorgeschrieben, wenn die WLAN-Übertragung über die Kanäle 52 bis 64 und 100 bis 140 erfolgt. Erkennt der Router einen bevorrechtigten Nutzer, muss er auf einen anderen Funkkanal wechseln.
Dafür nutzt er die Funktionen DFS (Dynamic Frequency Selection) und TPC (Transmit Power Control) . Sie sind im IEEE-Standard 802.11h beschrieben. DFS ist in der Praxis am wichtigsten, denn nur damit kann ein Router bei Radarerkennung auf einen anderen, erlaubten 5-GHz-Kanal wechseln.
Bevor der Wechsel auf einen DFS-Kanal stattfinden darf, muss der Router prüfen, ob der Kanal tatsächlich frei für ihn ist (Channel Availability Check). Für die meisten Kanäle ist ein Prüfzeitraum von 60 Sekunden vorgesehen. Die Kanäle 120, 124 und 128 erfordern sogar einen 600-sekündigen Check, also geschlagene 10 Minuten. Damit der Router DFS nutzen und gegebenenfalls den Kanal wechseln kann, muss seine Kanalsteuerung effizient arbeiten: Wie klug er dabei vorgeht, hängt von seiner Firmware ab und damit von den Programmierfähigkeiten der Routerentwickler: Integriert ein WLAN-Gerät DFS nur oberflächlich, kann das Nebenwirkungen im Heimnetz auslösen. Beispiel Mesh-Systeme: Nutzen die Mesh-Knoten 5-GHz-DFS-Kanäle für die Verbindung untereinander, kann eine Radarerkennung dazu führen, dass sie ausfallen, sodass die Mesh-Geräte nur noch über eine deutlich langsamere 2,4-GHz-Verbindung kommunizieren.
Die simple Lösung: 5-GHz-Nutzung auf DFS-freie Kanäle begrenzen
Im 5-GHz-Band, das in Deutschland für WLAN zugelassen ist, gibt es einen kleinen Bereich, über den der Router übertragen darf, ohne auf bevorrechtigte Radarnutzer achten zu müssen: Die vier Kanäle 36, 40, 44 und 48 am unteren Ende des 5-GHz-Bandes heißen deshalb „DFS-freie“ Kanäle. Einige Hersteller sparen sich den Aufwand für DFS-Unterstützung bei bestimmten Produkten: Diese Geräte können nur die Kanäle 36 bis 48 fürs WLAN einsetzen. Damit verschenken sie aber die großen Tempovorteile von 5 GHz, da die DFS-freien Kanäle nicht einmal ein Fünftel der gesamten Bandbreite der Frequenz abdecken.
So prüfen Sie, ob Ihr WLAN-Router, Access Point oder Repeater DFS unterstützt: Melden Sie sich im Menü an und sehen Sie bei den WLAN-Optionen nach, welche Kanäle Sie über 5 GHz einstellen können: Lassen sich nur die Kanäle 36, 40, 44 und 48 auswählen, beherrscht das WLAN-Gerät kein DFS. Der Nachteil für Ihr Heimnetz: Der Router kann nicht auf die höheren DFS-Kanäle ausweichen, falls der WLAN-Router des Nachbarn ebenfalls auf den Kanälen 36 bis 48 funkt. Er muss dann mit seiner Übertragung warten, bis der andere Router seinen Datentransfer beendet hat – das WLAN-Tempo im Netzwerk sinkt. Außerdem kann sich ein Router, der nur die Kanäle 36 bis 48 nutzen darf, nur mit maximal 80 MHz Bandbreite mit einem WLAN-Client verbinden. Viele Wi-Fi-5- oder Wi-Fi- 6-Adapter zum Beispiel in Notebooks unterstützen aber eine Kanalbandbreite von 160 MHz. Das maximal mögliche Tempo beim Datentransfer halbiert sich dann, beispielsweise auf 867 MBit/s von 1733 MBit/s bei Wi-Fi 5 oder 1201 MBit/s statt 2402 MBit/s bei Wi-Fi 6.
WLAN-Router mit DFS-Unterstützung
Wi-Fi-6-Router, die mit 160 MHz Kanalbandbreite funken, müssen DFS unterstützen, da die DFS-freien Kanäle 36 bis 48 nur 80 MHz abdecken. Doch bevor der Router zum ersten Mal einen 160 MHz breiten Kanalbereich nutzt, muss er mindestens eine Minute warten, um per Verfügbarkeitscheck zu prüfen, ob die Frequenz nicht von einer Radaranwendung belegt ist. Manche Wi-Fi-6-Router stellen während dieser Zeit keine 5-GHz-Verbindungen für WLAN-Clients bereit. Erst nach Ablauf der Prüfzeit aktivieren sie das 5-GHz-WLAN: Das führt zu Verwirrung, wenn Sie fürs WLAN über 2,4 und 5 GHz unterschiedliche Netzwerknamen (SSIDs) verwenden: Das 2,4-GHz- WLAN taucht in der WLAN-Liste des Clients sofort auf, das 5-GHz-Netz dagegen nicht.
Am besten nutzen Sie deshalb für beide WLANs dieselben Einstellungen für SSID und WLAN-Passwort: So kann der Router zum einen seine WLAN-Clients optimal auf die beiden Frequenzen verteilen (Band Steering) und Geräte beim vorübergehenden Ausfall des 5-GHz-Netzes wegen Radarerkennung schnell auf 2,4 GHz verschieben, ohne die Verbindung zu unterbrechen.
Außerdem ist es empfehlenswert, in den 5-GHz-Einstellungen des Routers die Autokanalfunktion zu nutzen. Stellen Sie nämlich einen festen Kanal ein, beispielsweise die Kanäle 52 bis 64 oder 100 bis 112, kann es passieren, dass der Router bei Radarerkennung sehr lange warten muss, bis der Kanalbereich wieder frei ist. Währenddessen kann keine WLAN-Übertragung stattfinden.
Zero-Wait-DFS: Die elegante Lösung zur Umgehung der Wartezeit
Wechselt der Router während des DFS-Checks von 5 GHz auf 2,4 GHz, bleibt die WLAN-Verbindung erhalten, das Transfertempo sinkt aber. Deshalb ist es eleganter, wenn ein Router in diesem Fall von einem DFS-Kanal vorübergehend auf die DFS-freien Kanäle 36 bis 48 ausweicht. Dadurch bleiben alle 5-GHz-Geräte weiterhin verbunden und müssen sich nicht in das leistungsschwächere 2,4-GHz-Band zwängen.
Diese Fähigkeit nennt sich Zero-Wait-DFS , das zum Beispiel die Fritzbox 7590 beherrscht: Sobald sie ihr WLAN einschaltet, etwa nach dem Booten oder einer nächtlichen WLAN-Ruhephase über den Zeitplaner, nutzt das Gerät zuerst für eine Minute die DFS-freien Kanäle 36 bis 48 mit 80 MHz Kanalbandbreite. Nach Ablauf des Verfügbarkeitschecks nimmt der Router die Kanäle 52 bis 64 dazu und kann dann mit 160 MHz Kanalbandreite übertragen. Um den 160-MHz-Bereich von Kanal 100 bis 128 nutzen zu können, ist dagegen eine Wartezeit von mindestens zehn Minuten erforderlich. Aber auch hier hilft Zero-Wait-DFS, weil die Fritzbox die 5-GHz-Verbindung über die DFS-freien Kanäle 36 bis 48 aufrecht erhält – allerdings dann nur mit 80 MHz Kanalbandbreite. Zero-Wait-DFS ermöglicht außerdem den direkten Wechsel zwischen verschiedenen DFS-Frequenzbereichen, beispielsweise von Kanal 52 (bis 64) auf Kanal 100 (bis 112) ohne den Zwischenschritt über die DFS-freien Kanäle.
Die Umsetzung von Zero-Wait-DFS ist aber nicht trivial: Der Router muss dafür über ein spezielles Mehrantennen-WLAN-Modul verfügen, das Verbindungen zu WLAN-Clients über einen Kanalbereich herstellen und parallel die Verfügbarkeit eines anderen Frequenzbereichs prüfen kann. Außerdem muss der Hersteller die Router-Firmware entsprechend anpassen.
Router ohne Zero-Wait-DFS
Bei WLAN-Routern, die 160 MHz Kanalbandbreite, aber kein Zero-Wait-DFS unterstützen, müssen Sie diese Kanalbandbreite manuell aktivieren. Die Geräte bevorzugen dann oft den unteren 160-MHz-Bereich (Kanäle 36 bis 64), da hier nur maximal 60 Sekunden Wartezeit für den Kanalverfügbarkeitscheck erforderlich sind. Falls ein Wechsel auf den höheren 5-GHz-Bereich (Kanal 100 bis 128) gewünscht ist, fällt das 5-GHz-WLAN für mindestens zehn Minuten aus. Dies sollten Sie im Hinterkopf behalten, wenn Sie viele Geräte im Heimnetz haben, die das 5-GHz-Band nutzen.
Wer in einer Region mit hohem Radaraufkommen lebt, sollte die 160-MHz-Unterstützung abgeschaltet lassen. Dann erreicht das WLAN-Tempo mit 160-MHz-Clients zwar keine Spitzenwerte, doch dafür halten sich die Ausfälle des 5-GHz-WLANs in einem überschaubaren Rahmen.
Kein Radar bei Wi-Fi 6E
Seit einigen Monaten ist in Deutschland eine neue Frequenz für WLAN-Übertragungen freigegeben: Das 6-GHz-Band zwischen 5925 und 6425 MHz, das den Namen „Wi-Fi 6E“ trägt. Entsprechende Geräte sind nicht nur schneller, weil sie ein zusätzliches Frequenzspektrum von 500 MHz Bandbreite nutzen dürfen. Sondern sie dürfen es auch jederzeit einsetzen: Denn dort gibt es keine bevorrechtigten Nutzer, auf die der Router achten müsste. Die Hersteller können damit bei Wi-Fi-6-Geräten auf lästige DFS-Frequenzwechsel und langwierige Kanalverfügbarkeits-Checks verzichten.