4G vs. WiFi: Verstehen der Unterschiede für eine bessere Konnektivität

Wussten Sie, dass im Jahr 2024 die Zahl der Internetnutzer weltweit 5,44 Milliarden beträgt? Das bedeutet, dass etwa zwei Drittel der Weltbevölkerung jeden Tag auf das Internet zugreifen. In der heutigen schnelllebigen Welt sind eine zuverlässige Verbindung und ein Internetzugang sowohl für private als auch für berufliche Aktivitäten unerlässlich geworden. Verschiedene Mobilfunktechnologien haben die Art und Weise revolutioniert, wie Menschen und Unternehmen in der digitalen Landschaft miteinander kommunizieren, navigieren und interagieren. 4G LTE (Long Term Evolution) und WiFi sind zwei dieser Technologien, die weltweit am meisten genutzt werden. Sowohl 4G LTE als auch WiFi haben dazu beigetragen, die Effizienz, den Komfort und die Sicherheit im privaten und geschäftlichen Bereich erheblich zu verbessern. Beide Technologien haben ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen und eignen sich daher für unterschiedliche Anwendungsfälle.

In diesem Artikel werden die wichtigsten Merkmale von 4G LTE und WiFi untersucht und ihre Leistung in Bezug auf Faktoren wie Geschwindigkeit, Abdeckung, Zuverlässigkeit, Kosten und Sicherheit verglichen. Dieser Artikel bietet auch einen Überblick über die idealen Anwendungen für jede Technologie, um den Nutzern zu helfen, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, welche Technologie sie für ihre spezifischen Anwendungsfälle verwenden sollten.

Was ist 4G LTE?

4G LTE ist ein drahtloser Breitbandstandard der vierten Generation von Mobilfunknetzen. Das Hauptunterscheidungsmerkmal von 4G LTE gegenüber seinen Vorgängern wie 3G und WiMAX ist die Verwendung von Funkwellen anstelle von Mikrowellen. Dies ermöglicht 4G LTE eine bessere Durchdringung, Abdeckung und Reichweite. Das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ist für die Entwicklung der Standards für diese drahtlose Hochgeschwindigkeitstechnologie verantwortlich. 4G LTE ist für niedrige Latenzzeiten und hohe Bandbreiten ausgelegt, die bis zu 100 Mbit/s im Downlink und bis zu 50 Mbit/s im Uplink betragen können. Die hohe Bandbreite eignet sich für Anwendungen, die einen schnellen Zugriff auf Inhalte wie Videoanwendungen erfordern, und die geringe Latenz ist ideal für zeitkritische Anwendungen wie Sprachdienste oder IoT-Anwendungen. 

4G LTE verfügt über eine flache IP-Netzwerkstruktur, die den Einsatz in neuen konvergierenden Diensten auf der Grundlage des IP Multimedia Subsystems (IMS) ermöglicht. Die Abwärtskompatibilität der 4G-LTE-Technologie bietet den Nutzern große Flexibilität und Komfort. Die Architektur von 4G ist modular und skalierbar, so dass das Netz leicht erweitert werden kann, um höhere Anforderungen zu erfüllen. Auch mit der Weiterentwicklung der Technologie hin zu 5G und darüber hinaus bleibt 4G LTE weiterhin eine feste Größe unter den heute verwendeten Mobilfunktechnologien.

Was ist WiFi?

Wireless Fidelity, kurz WiFi, ist eine Technologie, die Informationen zwischen physischen Internetgeräten wie Routern, Switches oder Repeatern und Endnutzergeräten wie Mobiltelefonen, Computern und IoT-Geräten über Hochfrequenzübertragungen ohne kabelgebundene Infrastruktur überträgt. Aufgrund ihrer Einfachheit sind WiFi-Netzwerke heute in den meisten öffentlichen Einrichtungen wie Büros, Flughäfen, Hotels, Cafés und Bibliotheken sowie in privaten WiFi-Netzwerken verfügbar. 

WiFi-Netzwerke arbeiten in der Regel in den Frequenzbereichen 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz, und je höher die Frequenz, desto höher ist in der Regel die Verbindungsgeschwindigkeit. Zu den am häufigsten verwendeten WiFi-Protokollen gehören 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n und 802.11ac, die standardisiert sind von IEEE. Sie verfügen jeweils über eigene Betriebsfrequenzbereiche, maximale Datenraten und Modulationsverfahren.

Es gibt vier Haupttypen von WiFi-Netzwerken, die auf dem Netzabdeckungsbereich basieren. WLAN (Local Area Network), das nur für gewerbliche und private Anwendungen oder Anwendungsfälle mit kleinen Abdeckungsbereichen verwendet wird. MAN (Metropolitan Area Network), das für Anwendungen verwendet wird, die eine größere Abdeckung erfordern, wie z. B. Universitäten oder ein Teil einer Stadt. PAN (Personal Area Network), das für Anwendungen verwendet wird, die eine minimale Anzahl von Geräten innerhalb eines sehr kleinen Abdeckungsbereichs verbinden müssen, z. B. ein einzelnes Zimmer. WAN (Wide Area Network), das für große Abdeckungsbereiche wie eine ganze Region, einen Staat oder ein Land verwendet wird.

Die nachstehende Tabelle gibt einen schnellen Überblick über die wichtigsten Merkmale und Unterschiede zwischen 4G LTE und WiFi, auf die wir später in diesem Artikel noch näher eingehen werden.

Geschwindigkeitsvergleich: 4G LTE vs. Wi-Fi

Was die Geschwindigkeit betrifft, so sind 4G LTE und WiFi im Vergleich zu den vorherigen Generationen der communication-Technologie einen großen Schritt voraus.

4G LTE bietet Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit/s beim Herunterladen. In der Praxis liegen die Download-Geschwindigkeiten von 4G LTE jedoch in der Regel zwischen 9 und 60 Mbit/s. Die Upload-Geschwindigkeiten von 4G LTE liegen in der Regel zwischen 1 und 30 Mbit/s.

WiFi bietet wesentlich höhere Datengeschwindigkeiten. Die Geschwindigkeit des WiFi-Netzwerks hängt vom jeweiligen Standard ab. WiFi im Frequenzband 5 GHz kann eine theoretische Höchstgeschwindigkeit von 6,9 Gbit/s bieten, aber in der Praxis liegen die Geschwindigkeiten in der Regel zwischen 100 und 300 Mbit/s, je nach Faktoren wie Routerqualität und Netzüberlastung. WiFi 6 und WiFi 6E können Geschwindigkeiten von bis zu 9,6 Gbit/s bieten. Die tatsächlich erreichbare Geschwindigkeit für ein Netzwerk, ob 4G LTE oder WiFi, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Entfernung zum Zugangspunkt oder Mobilfunkmast, Signalstörungen und den Fähigkeiten der angeschlossenen Geräte. Es kann Situationen geben, in denen 4G-LTE-Verbindungen im Vergleich zu WiFi schnellere und zuverlässigere Geschwindigkeiten bieten.

Was Anwendungen im realen Leben betrifft, so bietet WiFi für High-Definition-Streaming aufgrund seiner hohen Bandbreite und Funktionen wie MIMO ein reibungsloseres Erlebnis. Für Anwendungen wie Spiele, die eine Echtzeit-Verbindung mit minimaler Latenz erfordern, ist WiFi die bessere Option. Für Anwendungen, bei denen es eher auf eine flächendeckende Abdeckung und Zuverlässigkeit als auf maximale Geschwindigkeit ankommt, ist 4G LTE jedoch die bessere Wahl.

Abdeckung und Mobilität

In Bezug auf Abdeckung und Mobilität ist 4G LTE deutlich besser, da es eine weitreichende Netzabdeckung bieten kann. Die Abdeckung von 4G LTE ist in der Regel landesweit für alle Teilnehmer, während sie bei WiFi auf ein vergleichsweise kleines Gebiet beschränkt ist. Da der Zugang zu 4G LTE über ein mobiles Gerät erfolgt, können die Nutzer, solange der Mobilfunkanbieter das Gebiet abdeckt, bequem auf das Internet zugreifen, unabhängig davon, ob sie sich zu Hause oder unterwegs befinden.

WiFi ist in der Regel ein lokales Netzwerk und daher ist die Abdeckung sehr begrenzt. Die WiFi-Abdeckung wird in der Regel auf drei Arten gewährleistet, nämlich durch eine direkte Abdeckung des AP (Access Point) in Innenräumen, durch eine kombinierte Abdeckung mit einem Straßenverteilersystem in Innenräumen und durch eine direkte Abdeckung des AP im Freien. Sobald das Benutzergerät den Abdeckungsbereich des APs verlässt, verschlechtert sich das Signal erheblich. Im Allgemeinen beträgt der WiFi-Abdeckungsbereich etwa 300 Fuß vom Zugangspunkt. In Bezug auf die Mobilität ist 4G LTE besser, da es speziell für mobile Geräte konzipiert ist und nahtloses Roaming unterstützt. WiFi hat eine begrenzte Mobilität und ist in erster Linie für Geräte geeignet, die sich in einem kurzen Bereich um den Zugangspunkt befinden. Solange sich das Gerät des Nutzers jedoch innerhalb der Reichweite des WiFi-Netzwerks befindet, ist ein reibungsloses und nahtloses Surfen möglich.

Latenz und Verlässlichkeit

Sowohl 4G LTE als auch WiFi überzeugen durch ihre geringen Latenzzeiten. 4G LTE hat in der Regel Latenzzeiten zwischen 20 und 50 Millisekunden. Diese Latenzzeit hängt jedoch von der Quelle der Datenübertragung, dem Ziel der Datenübertragung, den dazwischen liegenden Störungen und dem Verkehr im Netz ab. Die Leistung eines mit 4G LTE verbundenen Geräts kann sich in überlasteten Netzen erheblich verschlechtern, da die erhöhte Belastung der Mobilfunkmasten zu Verzögerungen und Verbindungsabbrüchen führen kann. WiFi-Netzwerke weisen unter optimalen Bedingungen in der Regel geringere Latenzzeiten auf. Durch Faktoren wie physische Barrieren, Störungen durch benachbarte Netze und die Qualität des Routers kann sich die Latenz von WiFi jedoch erheblich verändern.

Moderne WiFi-Netzwerke, die mit Technologien wie MIMO, OFDMA und Beamforming ausgestattet sind, haben die Gesamteffizienz des Netzwerks verbessert und weisen daher selbst in überfüllten Umgebungen geringe Latenzzeiten auf. Insgesamt bietet WiFi in kontrollierten Umgebungen, in denen sich die Geräte in unmittelbarer Nähe zu den Netzwerkgeräten befinden, eine stabilere und zuverlässigere Verbindung mit minimalen Latenzzeiten als 4G LTE. An Orten wie Bürogebäuden oder Wohnhäusern ist es also besser, eine WiFi-Verbindung zu haben.

Die Zuverlässigkeit von 4G-LTE-Netzen hängt von der vorhandenen Mobilfunkinfrastruktur ab. In einem gut abgedeckten Gebiet kann 4G LTE jedoch auch für unternehmenskritische Echtzeitanwendungen genutzt werden.

Kosten und Zugänglichkeit

4G LTE wird von Mobilfunkanbietern bereitgestellt, und die damit verbundenen Kosten richten sich nach den Datentarifen. Bei 4G-LTE-Datentarifen können je nach Nutzung zusätzliche Kosten anfallen, insbesondere wenn sie mit begrenzten Datentarifen genutzt werden. Für die Bequemlichkeit der Nutzer gibt es jedoch sowohl Prepaid- als auch Postpaid-Optionen. Was die Kosten anbelangt, so fallen bei WiFi vor allem Vorlaufkosten für die Installation der erforderlichen Netzinfrastruktur an. Zu den WiFi-Kosten gehören im Allgemeinen die Kosten für den Festnetz-Breitbanddienst und die Erstinvestition in einen Router. Diese Kosten können je nach Internetdienstanbieter (ISP) variieren. WiFi ist im Allgemeinen eine bessere Option für Anwendungen, die das Internet stark nutzen. Für Haushalte und Büros sind WiFi-Lösungen in der Regel die kostengünstigste Lösung.

Was die Erreichbarkeit betrifft, so ist 4G LTE überall dort verfügbar, wo es eine 4G LTE-Mobilfunkabdeckung gibt. Für Anwendungen oder Nutzer, die von verschiedenen Standorten aus auf das Internet zugreifen müssen, ist 4G LTE die bessere Option. 4G LTE ist eine zugängliche Option für Gebiete, in denen eine kabelgebundene WiFi-Infrastruktur nicht machbar ist. Daher ist 4G LTE eine vielseitigere Lösung in Bezug auf die Zugänglichkeit. WiFi erfordert eine Festnetz-Breitbandverbindung und ist im Allgemeinen innerhalb des Abdeckungsbereichs der Netzinfrastruktur zugänglich. WiFi ist in Privathaushalten, Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen wie Cafés, Flughäfen und Bibliotheken zugänglich und bequemer zu nutzen.

Sicherheit und Datenschutz

Obwohl kein Netz zu 100 Prozent sicher ist, gelten 4G-LTE-Netze im Allgemeinen als sicherer als WiFi. Sie verwenden Verschlüsselungsprotokolle gegen Abhören und Abfangen, um Daten sicher zu übertragen. Außerdem werden ihre Updates und Aufgaben auf Systemebene von den Mobilfunkbetreibern selbst verwaltet, so dass der Schutz im gesamten Netz einheitlich ist. Da selbst ein geringfügiges Problem in Bezug auf die Privatsphäre und die Sicherheit der Nutzer zu Ruf- und Geschäftseinbußen und sogar zu erheblichen finanziellen Verlusten führen kann, halten die Betreiber von 4G-LTE-Netzen hohe Sicherheitsstandards ein.

In WiFi-Netzwerken werden zwar Verschlüsselungsprotokolle wie WPA3 und WPA2 zur sicheren Datenübertragung verwendet, aber das Sicherheitsniveau kann von verschiedenen Faktoren wie den Benutzereinstellungen, der Stärke der verwendeten Passwörter, der Häufigkeit der Aktualisierung der Router-Firmware usw. abhängen. Die Sicherheit und der Schutz der Privatsphäre eines WiFi-Netzwerks hängen also stark vom Benutzer ab. Ein weiterer Faktor, der sich auf die Anfälligkeit von WiFi-Benutzern auswirkt, ist das Vorhandensein von gefälschten WiFi-Netzwerken, mit denen sich die Benutzer unbewusst verbinden können. Dies ermöglicht den Zugriff auf die Browsing-Aktivitäten der Benutzer. Insbesondere öffentliche WiFi-Netzwerke sind oft unsicher und unterliegen Aktivitäten wie dem Ausspähen des Datenverkehrs.

4G LTE verwendet eine Token-basierte Autorisierung (SIM-Karte), die im Allgemeinen sicher ist. Durch das Klonen von SIM-Karten kann jedoch auch 4G LTE Gegenstand von Netzspoofing sein. Praktiken wie die Verwendung virtueller privater Netzwerke (VPN), sichere Passwörter und die Pflege aktueller Firmware und Software werden für mehr Sicherheit und Datenschutz empfohlen.

Anwendungsfälle: Wann sollte man sich für 4G LTE und wann für Wi-Fi entscheiden?

Die Entscheidung zwischen 4G LTE und WiFi hängt ganz von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. 4G LTE ist ideal für Anwendungen, die eine Verbindung für unterwegs erfordern. Wie bereits erwähnt, können Nutzer überall dort auf das Internet zugreifen, wo das 4G-LTE-Netz verfügbar ist. Die Nutzer können also unabhängig vom Standort in Verbindung bleiben, solange die Region von den Mobilfunkanbietern abgedeckt ist. 4G LTE ist auch in Regionen nützlich, in denen eine Festnetz-Breitbandinfrastruktur für einen Hochgeschwindigkeits-Internetzugang nicht machbar ist. 4G LTE kann auch als Backup-Lösung verwendet werden, wenn WiFi-Breitbandverbindungen ausfallen, um eine ununterbrochene Verbindung zu gewährleisten.

WiFi ist ideal für Anwendungen, die in einem begrenzten Bereich, z. B. in Wohnungen und Büros, genutzt werden. Innerhalb des Abdeckungsbereichs der Zugangspunkte kann WiFi eine schnelle und stabile Internetverbindung bieten. WiFi wird auch verwendet, um intelligente und IoT-gestützte Geräte in Haushalten und Büros zu verbinden. WiFi ist äußerst effektiv für datenintensive Anwendungen wie Streaming, Spiele und Downloads. WiFi ist in der Lage, eine große Anzahl von Benutzern gleichzeitig zu bedienen. Daher sind WiFi-Netzwerke ideal für Orte, an denen mehrere Geräte gleichzeitig angeschlossen werden müssen, wie z. B. in Haushalten und an Arbeitsplätzen.

Bestimmte moderne Lösungen erfordern eine Mischung aus 4G-LTE- und WiFi-Netzen, um die Vorteile zu maximieren. Insbesondere bei IoT-Anwendungen sorgt die Fähigkeit der Geräte, je nach Verfügbarkeit und Qualität des Netzes automatisch zwischen LTE und WiFi zu wechseln, für optimale Leistung und Zuverlässigkeit.

Schlussfolgerung

Wie in diesem Artikel erörtert, haben sowohl 4G LTE als auch Wi-Fi ihre einzigartigen Stärken in Bezug auf Geschwindigkeit, Abdeckung, Stabilität, Sicherheit usw. 4G LTE ist in der Lage, mobile Konnektivität in einem großen Abdeckungsbereich zu bieten. Sie eignen sich ideal für den Anschluss unterwegs und für Gebiete, in denen eine Festnetz-Breitbandinfrastruktur nicht möglich ist. Wi-Fi bietet schnelle und stabile Verbindungen für Anwendungen, die innerhalb des Abdeckungsbereichs der WiFi-Router oder Access Points genutzt werden. WiFi ist außerdem kostengünstig für datenintensive Aktivitäten. Die Entscheidung zwischen 4G LTE und WiFi hängt ganz von der jeweiligen Anwendung ab. Bei der Entscheidung müssen die Nutzer auf Faktoren wie Mobilität, Abdeckung, Sicherheit, Kosten usw. achten. Wenn die Nutzer die Hauptmerkmale, die Unterscheidungsmerkmale und die einzigartigen Vorteile jeder Technologie richtig verstehen, können sie eine fundierte Entscheidung treffen, ob sie 4G LTE oder WiFi nutzen wollen, um die Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls am besten zu erfüllen.