WLAN Standards 802.11b/g/n – Vom Fax zum modernen WLAN

WLAN ist fast in keinem Bereich der Unternehmenswelt mehr weg zu denken. Zeitgleich wachsen die Anforderungen der Nutzer an möglichst hohe Übertragungsgeschwindigkeiten, denn der Bedarf entsprechende Datenmengen zu verarbeiten steigt ebenfalls stetig. Im Laufe der Zeit sind demnach die WLAN Standards weiterentwickelt worden.

Sie erinnern sich sicherlich noch an die Zeit, als noch Faxe versendet und empfangen wurden. Wenn Sie ein Fax versenden wollten haben Sie eine Nummer gewählt an die Sie die Information versenden wollten und der Empfänger musste eine freie Leitung haben, um die Sendung annehmen, also dann tatsächlich empfangen zu können. Wenn die gewünschte Leitung jedoch belegt war, bekamen Sie das in der Form eines Besetztzeichens signalisiert. Es musste dann solange gewartet werden, bis die Leitung wieder frei wurde, um dann die Sendung wieder neu anzustoßen. Dabei erinnern Sie sich sicher wie oft Sie den Versuch ggf. noch einmal vornehmen mussten bis Sie Ihre Nachricht überhaupt erst einmal erfolgreich an den gewünschten Empfänger ausliefern konnten. Vermutlich hätte sich WLAN nicht so etablieren können, wenn die Übertragung ähnliche Herausforderungen bedeuten würde bzw. wenn hier nicht Übertragungsstandards entwickelt worden wären die das Senden und Empfangen komfortabel gestalten.

Denn bei der Funkübertragung von Daten wie beim WLAN sind die Übertragungswege bzw. Verbindungswege etwas umfangreicher, doch letztlich auch auf verfügbare Kanäle und Bandbreiten zwischen den jeweiligen Endpunkten begrenzt. Um bei dem Vergleich unseres guten alten Faxes zu bleiben, die verfügbaren Leitungen sind begrenzt und wenn diese besetzt sind, sind sie besetzt. Bei stetig steigender Nutzerzahl die z.B. gleichzeitig an den gleichen Empfänger Sendungen übertragen wollen bzw. Sendungen empfangen, bestand also die Notwendigkeit einer Regelung.

Diese Reglungen sind in den WLAN Standards definiert. Der 802.11 Standard aus 1997 bildete die Basis auf der aufgebaut wird und entsprechend Erweiterungen hinzugefügt werden.

Grundlegend wird innerhalb dieser WLAN-Standards das 2,4 GHz sowie 5 GHz Frequenzband genutzt. Es gibt auch Beschreibungen für den Bereich um 60 GHz und 900MHz. Die jeweiligen Frequenzbänder wurden wiederum in entsprechende Kanäle unterteilt. Das sind entsprechende Frequenzbereiche, auf denen eine Übertragung möglich ist.

2,4 GHz

Der 2,4 GHz Bereich wird in den Standards 802.11b/g/n genutzt und ist in 14 Kanäle mit einem Kanalabstand von 5 MHz aufgeteilt. In den meisten Ländern dürfen jedoch nur die ersten 13 Kanäle mit Länderspezifisch erlaubter Sendeleistung genutzt werden. In Europa und fast allen Ländern der Welt darf mit einer Sendeleistung von 100mW gesendet werden in den USA zum Teil mit bis zu 1000mW.

Da sich die Frequenzbereiche überlappen besteht bei zu nah aneinander liegen Frequenzbereichen die Möglichkeit einer Störung. Es gibt nur begrenzte überlappungsfreie Kanalkombination. Dazu zählen: Kanäle 1,5,9,13 bzw. 1,6,11.  Da zusätzlich andere Geräte wie Mikrowellengeräte (2,455 GHz), Bluetoothgeräte oder Babyphones auf ähnlichen Bereichen Strahlungen aussenden, ist bei der WLAN-Planung darauf zu achten, dass es in der jeweiligen Umgebung Gegebenheiten existieren können, die die Funkleistung beeinflussen, stören. Ebenfalls ist darauf zu achten, das auch Abschirmungen auftreten können, welche die Funkleistung weiter einschränken können. 

5 GHz

Im 5 GHz-Band ist es ähnlich nur das hier 24 Kanäle mit einer Breite von 20 MHz verfügbar sind. Die Sendeleistung, mit der ein Signal ausgestrahlt wird, variiert innerhalb verschiedener Länder. Die zulässige Sendeleistung beträgt in Europa:

  • 25mW auf den Kanälen 149 – 165 im Bereich von 5.745 – 5.825 GHz
  • 200mW auf den Kanälen 36 – 64 im Bereich von 5.180 – 5.320 GHz sowie
  • 1000mW auf den Kanälen 100-140 im Bereich von 5.500 – 5.700 GHz.

Modulations-Multiplexverfahren

Ein entsprechendes Übertragungsverfahren bzw. ein Modulationsverfahren dient zusätzlich dazu, dass eine Übertragung mit einer möglichst hohen Übertragungsgeschwindigkeit bzw. so störungsfrei wie möglich erfolgt. Das Ziel ist, innerhalb der theoretisch maximal möglichen Datendurchsatzraten (brutto) auch letztlich eine entsprechend hohe Netto Übertragungsdatenrate zu erzielen. Hier gibt verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Merkmalen.

Welche Übertragungsleistungen sind mit den einzelnen Standards möglich?

Protokoll

Frequenz

Datenrate Brutto

IEEE-Standard 802.11b

2,4 GHz

11 Mbit/s

IEEE-Standard 802.11g

2,4 GHz

54 Mbit/s

IEEE-Standard 802.11n

2,4 GHz
5 GHz

450 Mbit/s

IEEE-Standard 802.11ac

5 GHz

1700 Mbit/s