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Warum ist der WLAN-Empfang nicht so gut wie er sein sollte?

Dieser Beitrag wurde ursprünglich vom Selfnet veröffentlicht. Wir danken dem Selfnet für die Erlaubnis, diesen ebenso in unserem Blog veröffentlichen zu dürfen.

Falls du im Wohnheim in der Vettersstraße 66 wohnst, solltest du zunächst sicherstellen, dass du drahtlose Geräte mit unserem eduroam-Netz verbindest (SSID, also der Name des WLANs ist "eduroam"). Auch für den Betrieb eines eigenen WLANs findest du im Folgenden Tipps zum Verbessern der Performance.

Wir erhalten häufig Feedback zu langsamen Netzwerkgeschwindigkeiten - vor allem bezüglich via WLAN verbundener Geräte.
In diesem Artikel werden wir Ursachen dafür erklären und - wichtiger - was du dagegen unternehmen kannst. Das Technik-Gerede versuchen wir dabei auf ein Minimum zu beschränken. Solltest du dich nur für die Lösungen interessieren, lies weiter. Wenn der Text zu technisch wird, kannst du mit dem Lesen aufhören und uns direkt kontaktieren, zum Beispiel via E-Mail oder, in einer Zeit nach Corona, auch wieder zu den Öffnungszeiten unseres Büros. Wir werden unser bestes tun, die Thematik zu erklären.

Praktische Lösungsansätze - falls du nur an diesen interessiert bist - sind in diesem Artikel fett markiert.
Moment mal, das CSN betreibt das Netzwerk, was soll ich also machen?
Eines vorweg: die WLAN-Performance kannst (und solltest?) du zum Großteil selbst beeinflussen.

Unser Netzwerk unterscheidet sich vom WLAN Zuhause

Zunächst muss eine wichtige Unterscheidung getroffen werden: Es gibt das vom CSN betriebene WLAN und es gibt tausende andere WLANs.
Wenn du in der Vettersstraße 66 wohnst, ist dein Wohnheim mit einem von uns betriebenen WiFi ausgestattet. Dieses WiFi wird einfach "eduroam" genannt. Darüber hinaus gibt es von den Bewohnern betriebene WLANs, die so unterschiedlich sind wie die Bewohner selbst. Diese nennen wir "User Wifi". Im Folgenden werden wir versuchen euch mit beiden WLAN-Arten zu helfen.

In beiden Fällen muss zunächst verstanden werden, dass Studentenwohnheime eine Umgebung mit hoher Bewohnerdichte sind. Aus technischer Sicht bedeutet dies eine hohe Anzahl von WLAN-Geräten pro Quadratmeter in den Wohnheimen. (und auch außerhalb, zum Beispiel auf dem Dach oder auf dem Parkplatz...)
Um dir eine grobe Vorstellung zu geben: Die meisten Studierenden besitzen über 5 Geräte, die dauerhaft mit dem WLAN verbunden sind. Und genauso wie du deine Mitbewohner und Mitbewohnerinnen mit Respekt behandelst und "leben und leben lassen" als vernünftiges Motto für menschliche Interaktion betrachtest, tun dies auch deine Geräte.
Viele Studierende vergessen scheinbar, wie viele WLAN-Geräte sie tatsächlich verwenden. Dazu zählen die offensichtlichen Geräte wie Laptop, Smartphone, iPad und gelegentlich auch mit dem Internet verbundene Uhren. Aber was ist mit deinen Smart Home Lautsprechern, deinem Fernseher, deinen Spielekonsolen, deiner smarten Glühbirne...? All diese Geräte sind mit dem WLAN verbunden. Die meisten davon dauerhaft.

Und ja, diese Geräte beeinträchtigen sich gegenseitig. Warum? Sie teilen sich Zeit im WLAN Netzwerk. Dies wird als Airtime bezeichnet.
So wie beim guten alten Radio Rundfunk, wo auch nicht zwei Sprecher gleichzeitig reden und verstanden werden können. Sie sprechen abwechselnd. Einer nach dem Anderem. Deine Geräte verhalten sich genauso. Und erschwerend kommt dazu, dass sie nicht gleichzeitig reden und zuhören können.
Anders als die meisten Menschen reden deine Geräte jedoch auch ohne eine aktiven Verbindung/Unterhaltung. Sie sehen nach Updates und neuen Nachrichten, senden Statistiken, stellen sicher dass die korrekte Zeit angezeigt wird oder teilen anderen Geräten mit, immernoch da und für den Empfang von Nachrichten bereit zu sein. Womit wir beim ersten Tipp angekommen sind:
Schalte ein paar deiner Geräte ab, wenn du nicht Zuhause bist.
Effekt: mittel, und du tust deinen Mitbewohnerinnen und Mitbewohnern einen Gefallen

Vermutlich musst du das nicht bei deinen Eltern Zuhause tun. Und das ist gut.
Aber denke daran, dass in Studentenwohnheimen eine Menge solcher Geräte in einer kleineren Umgebung genutzt werden. Überlege wie viele Geräte du und deine Mitbewohner_innen verwenden. Zusammengerechnet ergibt das 30? 40? 42?
Wie viele Geräte es auch immer seien mögen - es sind wahrscheinlich mehr als bei dir Zuhause.

Auf einer anderen Wellenlänge - Oder warum du 2,4 GHz vermeiden solltest

Wie bereits genannt, existieren zwei Frequenzen für WLAN: 2,4 GHz und 5 GHz. Und zweiteres sollte verwendet werden.
Die maximale Anzahl an 2,4 GHz WLANs, die parallel betrieben werden können ohne sich gegenseitig zu beeinflussen oder zu stören, beträgt 3. Wenn du nach siehst, wie viele WLANs du im Moment sehen kannst, ist die Anzahl höchstwahrscheinlich größer als 3.
Stören sich zwei WLANs bedeutet dies nicht, dass du nicht mit diesen verbinden kannst. Es bedeutet jedoch, dass du mit noch mehr Parteien teilen musst, "noch höflicher zu anderen Geräten seien musst". Stell es dir vor, wie als hättest du sieben oder mehr Geschwister.
Erschwerend kommt hinzu, dass 2,4 GHz eine sehr beliebte Frequenz ist. Du hast bereits die Anzahl an WLAN-Geräten für dich und deine Mitbewohnerinnen und Mitbewohner ermittelt. Nun addiere dazu die Anzahl an Bluetooth-Geräten.
Warum? Bluetooth verwendet die selbe Frequenz und hat darüber hinaus in der Regel eine höhere Priorität als WLAN. Und wenn du schon dabei bist, kannst du auch gleich Mikrowellen, Smart-Home-Geräte (ja, alle) und Fernbedienungen aller Arten dazu zählen.
Ja, all diese Geräte verwenden 2,4 GHz. Warum? Weil Hersteller dieser Geräte diese Frequenz kostenfrei nutzen können. (Ok, bei Mikrowellen stimmt das nicht, da hier keine anderen Frequenzen verwendet werden können.)

Verwende, wenn möglich, 5 GHz. Siehe unten wie das geht.
Effekt: am höchsten

5 GHz ermöglicht den parallelen betrieb von mindestens 9 unterschiedlichen WLAN-Netzwerken ohne das diese sich gegenseitig stören. Diese Anzahl kann durch anpassen der "Kanalbreite" erhöht werden.
Herausfinden, ob dein Gerät mit einem 5 GHz Netzwerk verbunden ist, ist nicht so einfach. Ja, es gibt Standards dafür, aber wir ersparen dir das.
Bei den meisten aktuellen Betriebssystemen kann davon ausgegangen werden, dass sie, wenn möglich, 5 GHz WLAN bevorzugen. Als Ausnahme sind dabei jedoch iPhones und iPads zu nennen.
Einige Geräte können 5 GHz WLAN jedoch nicht verwenden. Beispiele für verbreitete Geräte, die dazu nicht in der Lage sind, sind iPhones der Generation 4 und älter, einige Amazon Echo Geräte (ja, Einsteigermodelle aus 2020 können es immernoch nicht, FireTV-Geräte sind hingegen 5 GHz-fähig), ältere Google/Nest Lautsprecher und Streaming Sticks, viele vor 2019 veröffentlichte Smartphones und fast alle Smart Home Geräte, einschließlich Sonos Smartspeaker und Streaming Speakers.
Betreibe nicht dein eigenes WLAN wenn das CSN WLAN in deinem Studentenwohnheim verfügbar ist.
Effekt: hoch

Betrieb eines eigenen WLAN Routers oder Access Points

Es tut uns Leid, aber aus mehreren Gründen ist CSN WLAN nicht in allen Gebäuden verfügbar. Und an diejenigen, die trotz CSN WLAN ihr eigenes WLAN betreiben: bitte, hilf deinen Mitbewohner_innen und schalte es ab. (außer es geht nicht anders) Falls du dennoch dein eigenes WLAN betreiben musst, sind hier ein paar Tipps:
1. Schalte 2.4 GHz ab
Selbst wenn du es nicht verwendest, kostet es trotzdem Airtime. 2. Wenn du 2.4 GHz WLAN benötigst weil eines deiner Geräte 5 GHz nicht unterstützt: Konfiguriere es nur für den Standard, den du benötigst.
Wir sehen eine Menge an alten WLAN Standards in den Studentenwohnheimen. Wenn du keine 20 Jahre alten Geräte betreibst, benötigst du diese wahrscheinlich nicht. In den Standardeinstellungen ist sind diese in der Regel jedoch trotzdem aktiviert.
Das Problem dieser alten, und langsameren Standards ist, dass sie noch mehr Airtime verschwenden. Das liegt daran, dass dein Router/Access Point kurze "Verbinde dich mit mir, wenn du dich traust"-Nachrichten verschickt und diese mit dem langsamsten Standard, der unterstützt wird, übertragen werden.
Kontrolliere, ob deine Geräte WLAN Standard (802.11) N oder, besser, AC unterstützen. (Bitte vermeide b/g/n oder g/n - Denke daran, Konfigurationen, die mehrere Buchstaben aufführen, verwenden den langsamsten Standard für "Hier bin ich"-Nachrichten)
3. Nette Leute Schreien nicht - bitte reduziere die Signalstärke
Ja, das klingt kontraintuitiv, du willst ja eine starke WLAN-Verbindung. Du solltest es trotzdem tun.
Das WLAN-Signal auf volle Stärke zu stellen ist in etwa so, als würdest du dich quer über das Studentenwohnheim schreiend unterhalten, während alle Fenster und Türen geöffnet und alle Bewohner_innen Zuhause sind. Solange du die einzige Person bist, die das tut, funktioniert das, aber stelle die vor jeder würde das tun.
4. Wenn du 2,4 GHz verwendest: Bitte, höre auf Kanal 1 zu verwenden
In Deutschland sind 12 2,4 GHz Kanäle verfügbar. Die meisten, vor allem günstige Router und Access Points verwenden in der Standardeinstellung Kanal 1.
Die meisten Leute ändern das nicht. Deine Nachrichten reihen sich nun alle in Kanal 1 in die Warteschlange (erinnere dich, nur ein Gerät kann gleichzeitig reden. Das ist ein Gerät pro Frequenz, nicht pro WLAN)... Wir versuchen nicht alle durch die selbe Tür in einen Zug einzusteigen, warum sollten wir das mit WLAN versuchen?
Verwende "automatisch", Kanal 5 oder Kanal 9. Anmerkung: Manche Router bieten die Kanäle 13 und 14 an. In Deutschland sind diese jedoch nicht zur öffentlichen Verwendung freigegeben.

Ein letzter Punkt bezüglich der Signalstärke: Dein Smartphone oder Laptop zeigt dir Striche an, um die Qualität deiner Verbindung darzustellen. Dies gibt nur die Empfangsqualität an. Es sagt nichts über die Sendegeschwindigkeit aus.
Wir wissen, dass die Antennen in unseren WLAN Access Points wirklich, wirklich gut sind. Dies stellt sicher, dass du WLAN empfängst. Die Antennen in Smartphones und und Tablets sind hingegen viel kleiner als die in den WLAN Access Points.
Als Vergleich kannst du dir vorstellen, eine Unterhaltung mit einer Person mit einem Megaphon zu führen. Du kannst diese Person zwar auch aus großer Entfernung hören, aber selbst wenn du schreist bist du vielleicht nicht Laut genug um verstanden zu werden. Hier gilt das selbe. Daher:
Wenn die Signalstärke nur bei 30 - 50% liegt: Ändere deine Position. Schon 30cm können manchmal einen großen Unterschied machen.
Effekt: mittel

Ein letzter Ratschlag: Kabel sind ein Segen

Nutze Kabel für stationäre Geräte
Effekt: sehr hoch

Klar, du kannst kein Kabel für dein Smartphone verwenden. Aber was ist mit deiner Spielekonsole? Oder deinem Smartspeaker? Oder deinem Laptop, während du am Schreibtisch sitzt?
Dich mit einem Kabel zu verbinden gibt dir 1GBit/s (vorausgesetzt das Kabel ist nicht kaputt). Das ist eine höhere Geschwindigkeit als die meisten WLANs bieten können, selbst wenn sie mit nur einem Gerät verbunden sind.

Hier sind noch ein paar nützliche Details für die, die sich dafür interessieren: 1. Eine Liste mit WLAN-Standards für 2,4 GHz und 5,0GHz 2. Welche 2,4 GHz Kanäle überschneiden und stören sich nicht 3. Beispiel Signalstärke in einer Wohnung - Welchen großen Unterschied ein kleine Positionsänderung haben kann

Wir hoffen wir konnten dir ein wenig helfen, deine WLAN-Verbindung zu verbessern. Falls du Fragen hast, wie du die hier aufgeführten Vorschläge umsetzen kannst, schreibe uns eine Mail.

Möchtest du in Zukunft beim CSN mitmachen und dich ehrenamtlich um solche und andere interessante technische Dinge kümmern? Um das Wohnheimsnetz ordentlich zu betreiben gibt es viele verschiedene Dinge zu tun: Verwaltung der Hardware (inkl. Neukauf von Hardware und mit dem Hersteller bezüglich Service arbeiten), Verwaltung von Servern und anderen Netzwerkdiensten, Analyse von Problemen oder neue Wohnheime an das Wohnheimnetzwerk anschließen.

Wenn du mitmachen möchtest geht es nicht um Vorwissen. Wichtiger ist es Spaß zu haben und noch etwas sinnvolles/praktisches neben dem Studium zu tun. Wenn du dich für Technik, Softwareentwicklung, Öffentlichkeitsarbeit, Projektmanagement oder vieles andere interessierst: Wir freuen uns dich bei uns begrüßen zu dürfen! Besuche einfach eine unserer Sprechstunden, (sobald diese wieder stattfinden.).

Viele Grüße
Euer CSN

Englisch version

Why is the WiFi reception not as good as it should be?

This article was written by Selfnet. We thank them for giving us permission to republish it on our blog.

If your are living in the dorm Vettersstraße 66, please make sure, that you connect your mobile devices to our eduroam WiFi network (SSID, i.e. name of the WiFi is "eduroam"). If you are running your own WiFi check the tips below.

We are hearing complaints about slow network speeds quite often - in particular for devices relying on WiFi.
Here we would like to try to explain why this is the case and - more importantly - what you can do to change that. We do our best to save the tech talk. If you'd like to just see the solutions - read on. If the text gets too technical just stop reading and reach out to us (e-mail / office hours in a Corona-free time) and we will be more than happy to explain.
Practical solutions - if you are just interested in these - are marked in bold in this article..

Wait, CSN runs the network and that's what sucks. What's my part here?
We'll just say this up front: At least half of your WiFi experience is something you can (and should?) influence.

Our network is somewhat different to WiFi at home

First of all we need to make one part clear: There is WiFi run by CSN in some dormitories and there are thousands of other WiFis. If you are living in the dorm Vettersstraße 66, it is already equipped with WiFi operated by us. That WiFi is simply called "eduroam".
And then there is WiFi run by many of the dorm members. That's what we call "user WiFi" and it is almost as diverse as our members are. We will try to help with both kinds of WiFi here.

In both cases one more thing should be understood: A student dormitory is what is sometimes called a "densely populated environment".
From a technical point of view that means we have a lot of WiFi devices per square meter in the dorms. (and outside of them connecting through windows, and on the roof and even in parking lots...)
Just to give you an idea: Most students have more than 5 devices simultaneously connected to WiFi. And in the same way as you treat your roommates with respect and consider "live and let live" the motto of a reasonable human interaction, so do your devices.
It seems that quite a few students forget how many WiFi devices they actually use. There is the obvious laptop, smartphone, iPad and the occasional watch being connected. But what about your smart-speaker, your TV, your game console(s), your smart light bulb, .... yes these are all connected to WiFi. Most of them all the time.

And yes, they do interfere with one another. Why? Because they share time on the WiFi network. - This time is called airtime.
Very much in the same way as in good old public radio broadcasts, two speakers cannot talk at the same time and be understood. They speak while taking turns. One after the other. And that is what your devices do to. And even worse they cannot talk and listen at the same time.
However unlike most humans, many of your devices still talk without any active connection / conversation. They check for updates and new messages, they report statistics, ensure the correct time is displayed and just make sure every other device knows they are still there in order to still receive messages.
This brings us to the first piece of advice: When you are not at home consider switching of some of your devices.
Effect: Medium, plus you are being nice to your roommates.

Yes, most likely you don't need to do this at your parents house. And this is nice.
Please keep in mind that in the student dormitories lots of these devices are used in a smaller, denser, environment. Just consider how many devices you are using and how many device your room mates are using. Does that sum up to 30? 40? 42?
Whatever the count might be - it is very likely higher than at your home.

On different frequencies - Or why you should avoid 2.4 GHz

As mentioned above, there are 2.4 GHz WiFis and 5 GHz WiFis. And the later ones are the ones to use.
On a 2.4 GHz WiFi the maximum number for wireless networks running in parallel without causing effects - or interference - for the other networks is 3. Now a quick look at the number of WiFis you can see at the moment will very likely show more than 3.
Interference does not mean that you cannot connect. It means you need to share with even more parties "be even nicer / more polite to other devices". Imagine the difference between having one sibling and seven siblings.
To make matters worse, 2.4 GHz is a very popular frequency. You have already counted the number of devices using WiFi for you and your roommates. Now add those with Bluetooth.
Why? Because it is using the same frequency and Bluetooth usually has a higher priority than WiFi. And while you're at it - please add microwaves, smarthome devices (yes, all of them) and remote door openers and all other kinds of remote controls.
Yes, all of these devices operate on 2.4 GHz. Why? - Because device manufacturers can use this frequency free of charge. (Ok, for the microwave oven that's a lie - here you cannot use a different frequency)
Use 5 GHz WiFi wherever you can. See below on how to do it.
Effect: Highest

5 GHz WiFi allows operating at least nine different networks free of interference. There can be more as we can adjust the "channel size".
Knowing if your device actually is connected to a 5 GHz network is not as simple. Yes, there are standards for this, but we spare you the details.
For most up-to-date operating systems it is relatively save to assume that they will prefer 5 GHz WiFi if available. One exception to that rule: iPhones and iPads. However, several devices cannot use 5 GHz WiFi. And here are some popular ones that cannot do it: iPhones generation 4 and older, several Amazon Echo devices (yes, the 2020 entry model still cannot do it; however all of the fireTV devices can do it), older Google / Nest speaker and streaming sticks, many smartphones released prior to 2019, almost all smart home devices, including the Sonos smart speakers and streaming speakers.
Do not run your own WiFi if there is CSN WiFi in your dormitory.
Effect: High

If you are operating your own WiFi router or access point

We are sorry but for several reasons there might be no CSN WiFi in your building. And for those of you in buildings with CSN WiFi who still run their own WiFi: Please don't. (unless you absolutely have to) However if you are forced to operate your own WiFi, here are some tips on what to do:
1. Switch off 2.4 GHz WiFi
Even if you are not using it, it still consumes airtime. 2. If you have to run a 2.4 GHz WiFi because one of your devices does not support 5 GHz: Just change it to the one standard that you need.
We see a lot of older WiFi standards around the dormitories. If you have a WiFi router that is running WiFi for 20 year-old devices, you probably don't need it. However it is usually activated by default.
The problem is that these older - and slower standards - waste even more airtime. Reason for this is, that your WiFi router / access point sends out little messages saying "here I am connect if you dare" and these are sent with the slowest standard it is configured to support.
Look for a supported WiFi Standard (802.11) of N or even better AC (please avoid using b/g/n or g/n - remember, configurations which list several letters will use the slowest one to say "here am I")
3. Nice people don't scream - please reduce the signal strength
Yes, sounds counter-intuitive, because what you want is a strong WiFi connection. You should do it anyway.
Having your WiFi signal on full power all the time is the equivalent of having a shouting contest while all windows and doors are open and everyone in the dormitory is at home. You can have your conversation if you are the only one doing it, but imagine everyone is doing it.
4. If you are using 2.4 GHz WiFi: We strongly discourage using channel 1
There are 12 channels available for 2.4 GHz WiFi in Germany. Most - especially cheaper - WiFi routers / access points are by default configured to use WiFi on channel 1.
Many people do not bother changing that. All your messages queue up at channel 1 now (remember one is talking at a time and that is not a one per WiFi but one per frequency)... We aren't all trying to use the same door of the train, why bother trying this for WiFi?
Use "automatic" or channels 5 or 9. Note: Some routers allow using channels 13 and 14. However these are legally not available for public use in Germany.

One last point with regards to the signal strength: Your smartphone or laptop will show you bars to indicate the reception quality of the WiFi. That indicates your device has a good reception. It does however not tell you anything about sending / transmission rates.
Especially for our WiFi access points we can tell you that the antennas are really, really good. That ensures that you receive WiFi. However the antennas - especially in smartphones and tablets - are way smaller than in the access points.
As a comparison, imagine you are having a conversation and the other person is using a megaphone. You can hear the other person from far away. But even if you are screaming you might not be loud enough for the other person to understand what you're saying. Same here. Therefore:
If signal is just at 30 - 50% reception strength: Change the location. Sometimes 30cm can make a huge difference in signal strength.
Effect: Medium

One last piece of advice: Cables are a blessing

Use a cable for stationary devices
Effect: Very high
Sure, you do not want to use a cable to connect your smartphone but what about your game console? Or your smart speaker, or your Laptop while you are sitting at your desk?
Connecting with a network cable (given the cable is not broken) provides up to 1GBit/s. That is more than most WiFi can do. Even if when there is just one device connected.

And for those interested here are some very useful details:
1. List of WiFi-Standards for 2.4 GHz and 5 GHz 2. Which 2.4 GHz Channels do not overlap or interfere 3. Example signal strength in an apartment - see how small changes in location make a huge difference

We hope this helps a bit to get a better connection to the WiFi network. In case you have questions on how to do one or the other thing mentioned here - please reach out via e-mail.

Running our network smoothly requires a lot of things: management of the equipment (including buying new stuff and getting service), taking care of servers for the network or additional services, debugging problems like this or connecting new dormitories to our network.

If are interested in volunteering, it doesn't matter whether you are a pro or a starter: CSN offers the opportunity to learn everything required. If you are interested in technical stuff, programming, public relations, project management or anything else: We would be glad to welcome you to our team! Just visit during our support hours (once the office hours are re-opened) or write us a mail.

Cheers,
Your CSN