W-lan standards

Der Standard 802.11 ist der WLAN-Standard schlechthin. Dieser Grundstandard umfasst mehrere Erweiterungen, die die Übertragungsgeschwindigkeit von 11 auf 54 MBit/s und mehr anheben.
IEEE 802.11 hat sich als Standard für Funknetzwerke bei Herstellern und Anwendern durchgesetzt und nahezu alle anderen Standards verdrängt.

 

802.11b-g

Hier die Ansicht mit drei 802.11g Kanäle man sieht gut warum es manchmal knapp wird, aber es wird noch schlimmer ! Man sollte sich bewusst sein das 13 Kanäle nicht heisst das man effektiv 13 W-Lan Signale nebeneinander betreiben kann da jeder Kanal je nach Modulation sehr breit sein kann.

 

Besser Schneller Weiter?

Die aufgebohrten G+, Packet Bursting, Packet Aggregation, Frame Bursting, Nitro und Channel Bonding oder wie auch immer sie auch heissen bedeuten alle, ausser das letzte, bedeuten daselbe:
Sie optimieren das Zugriffsprotokoll der Funkschnittstelle. Beim Start ihrer Übertragung reservieren sich die Stationen die Sendezeit gleich für mehrere Datenpakete. Dadurch wird der Funkkanal effektiver ausgenutzt, weil die Zwangspausen und Synchronisationsprozesse weniger Zeit in Anspruch nehmen und so mehr Zeit für die Übertragung der Datenpakete bleibt.

Das letzte Verfahren ist das effektivste weil es zusätzlich zum Channel Bonding auch noch die anderen Optimierungsmethoden verwendet. Bisher ist der Atheros Chipsatz der einzige der diese Methode unterstützt leider hat der nur 32mW Ausgangs Leistung. Der Chipsatz-Hersteller Atheros verbreitert den Funkkanal von 20 MHz auf 40 MHz. Beim Channel-Bonding verdoppelt die Einzelträger von OFDM 64 (effektiv 52) auf OFDM 128 (effektiv 104). Die maximale Bandbreite steigt so von 54 MBit/s auf 108 MBit/s. In der Praxis verdoppelt sich die Netto-Bitrate nicht. Sie bleibt nur etwa darunter. Das Atheros-Verfahren hat den Nachteil, dass es einen doppelt so breiten Anteil des bereits schmalen 2,4 GHz-Frequenzbandes belegt. Das so nahe gelegene WLAN-Zellen gestört werden ist nicht ausgeschlossen. Zwei 108 MBit-WLANs schließen sich praktisch aus, weil sich die Kanalbelegung nicht flexibel steuern läßt. Sie senden immer auf dem Kanal 6 leider.

Andere Länder andere Sitten

In der USA sind nur die unteren 11 Kanäle freigegeben. Hier in Europa haben wir glückliche 13 Kanäle was uns ein wenig Ellbogenfreiheit gibt. Wir könne auch nur drei 802.11g Kanäle gleichzeitig übertragen. Jetzt sehen wir auch warum Atheros den Kanal 6 gewählt, er ist so universel für alle Netze einsetzbar.

 

Kanalnummer

USA -Kanäle 1-11

Rest EU -Kanäle 1-13

Japan -Kanäle 1-14

Frankreich -Kanäle 10-13

Spanien -Kanäle 10-11

Leistung

Erlaubt sind 20dBm=100mW

Kanäle mit Frequenzen

Kanal Frequenz Frequenzstreubereich
1
2412 MHz
2399,5 MHz - 2424,5 MHz
2
2417 MHz
2404,5 MHz - 2429,5 MHz
3
2422 MHz
2409,5 MHz - 2434,5 MHz
4
2427 MHz
2414,5 MHz - 2439,5 MHz
5
2432 MHz
2419,5 MHz - 2444,5 MHz
6
2437 MHz
2424,5 MHz - 2449,5 MHz
7
2442 MHz
2429,5 MHz - 2454,5 MHz
8
2447 MHz
2434,5 MHz - 2459,5 MHz
9
2452 MHz
2439,5 MHz - 2464,5 MHz
10
2457 MHz
2444,5 MHz - 2469,5 MHz
11
2462 MHz
2449,5 MHz - 2474,5 MHz
12
2467 MHz
2454,5 MHz - 2479,5 MHz
13
2472 MHz
2459,5 MHz - 2484,5 MHz
14
2477 MHz
2464,5 MHz - 2489,5 MHz

 

Die Sicherheitsfunktionen, die bereits auf dem MAC-Schicht vorhanden sind, können in den oberen Protokoll-Schichten zu Problemen führen. Kommt es bereits auf dem MAC-Schicht zu Datenverlusten, verzögern sich die Datenpakete. Dies führt zu verlängerten Übertragungszeiten, die z. B. TCP/IP mit bestimmten Mechanismen zur Bestätigung von Datenpaketen durch den Empfänger erhöht. Dies führt zu erhöhtem Datenaufkommen durch die vermehrten Bestätigungsmeldungen. Diese Schwierigkeiten sind häufig dafür verantwortlich, dass die Performance von drahtlosen Netzen deutlich unter der von drahtgebundenen Netzwerken liegt.

 

Übersicht aller IEEE-802.11-Standards

Standard Beschreibung
802.11 Protokoll und Übertragungsverfahren für drahtlose Netze, 1997 zunächst nur für 2 MBit/s bei 2,4 GHz definiert.
802.11a WLAN mit bis zu 54 MBit/s im 5 GHz Bereich, 12 nicht-überlappende Kanäle, Modulation: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM).
802.11b WLAN mit bis zu 11 MBit/s im 2,4GHz Bereich, 3 nicht-überlappende Kanäle.
802.11b+ WLAN mit bis zu 22 MBit/s im 2,4 GHz Bereich, Modulation: PBCC, Hardware basiert meist auf TI-ACX100 Chipset.
802.11c Wireless Bridging zwischen Access Points.
802.11d Anpassungen an regionale Regulierungen: Zuerst für den US-Markt entwickelt, wurden mit dieser Erweiterung regionale Besonderheiten (z. B. Frequenzbereich) berücksichtigt.
802.11e Erweitert WLAN um QoS (Quality of Service) - Priorisierung von Datenpaketen, z. B. für Multimedia-Anwendungen und Streaming.
802.11f Roaming zwischen Access Points verschiedener Hersteller.
802.11g 54-Mbit/s-WLAN im 2,4-GHz-Band, Modulation OFDM.
802.11h Ergänzungen zum 802.11a für Europa: DFS (Dynamic Frequency Selection) und TPC (Transmit Power Control).
802.11i Verbesserung der Verschlüsselung: AES, 802.1x (Ergänzend/Aufbauend auf WEP und WPA).
802.11j Japanische Variante von 802.11a für den Bereich 4,9 GHz - 5 GHz.
802.11k Bessere Messung/Auswertung/Verwaltung der Funkparameter (z. B. Signalstärke), soll z. B. ortsbezogene Dienste (Location Based Services) ermöglichen.
802.11m Zusammenfassung früherer Ergänzungen, Bereinigung von Fehlern aus vorausgegangenen Spezifikationen (Maintenance).
802.11n Geplante Erweiterung für ein zukünftiges, schnelleres WLAN mit 108 Mbit/s bis 320 MBit/s.

 

802.11g und der Atheros g+ benützen OFDM modulation.

Was ist OFDM?

OFDM heisst Orthogonal Frequency Division Multiplexing was das bedeutet? tja, Das müssen wir erarbeiten. Im Prinzip werden die Daten aufgeteilt und auf 64 Träger übertragen. Diese sind miteinander so verknüpft das eigentlich 40 träger reichen würden die weitere 20 sind für die Checksumme und 4 Hilfsträger die keine Daten übertragen ermöglichen dem Receiver auch bei einer verschobenen Phase zu wissen, wo Norden im QAM Signal ist. Was jetzt wieder? QAM, Quadratur Amplituden Modulation das ist eigendlich ganz einfach. Nehmen wir mal unseren Träger 4, er hat eine bestimmte Grund Frequenz, eine Frequenz ist nichts als eine Drehung eines Vektors. Werden wir mal Virtuel, stell dir mal vor der Vektor dreht sich mit seiner Grunddrehzahl, und nun drehen wir uns mit derselben Grunddrehzahl. Dann sehen wir einfach einen Zeiger der seine Länge nach, nach Vorn zeigt.

 

Jetzt geben wir Daten auf unsere Übertragung. Dann sieht das etwa so aus: Jeder Punkt hat einen Binären Wert so wie der Zeiger drauf zeigt dies gibt uns das die Daten. Wir haben aber nicht nur 1 Träger sondern deren 52 - 4 Hilfsträger also 48 aktive Träger und beim Atheros 96 Träger - 8 Hilfsträger. So kommt also einiges an Nullen und Einsen zusammen. Der grösste Nachteil ist beim OFDM Signal die Intermodulation und Kreuzmodulation.

 

Wenn zwei Träger aufeinander kommen und durch einen überforderten Verstärker müssen. Kommen am Ausgang des Verstärkers, schon diverse Produkte der zwei Haupträger heraus. Das ganze nun mit 96 Träger das wird selbst für den angefressensten Mathematiker zum Albtraum. Sind wir froh das es "nur" 96 Träger auf 40MHz sind. Den beim DVB-t (Digitales terestrisches Fernsehen) arbeitet man zumindest in fortgeschrittenen Netzen mit 8k OFDM (eff 7816 Träger und Hilfsträger) auf einer Bandbreite von nur 8MHz . Also nennen wir uns Glücklich und Kühlen unsere Access Points und Router, damit der Modulator und der Verstärker sich richtig wohl fühlen.