Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 67

High Speed WLANs nach IEEE 802.11n – so funktioniert MIMO-OFDM

22.01.2010 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Die MIMO-Technik macht eine Datenübertragung mehrerer paralleler Funksignale auf dem gleichen Kanal möglich; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Es ist vollkommen klar, dass die bestehenden WLANs nach IEEE 802.11 a, b, g und h einfach zu langsam sind. Maximal 54 Mbit/s. in einer Funkzelle, die durch ein wirklich schreckliches Medienzugangsverfahren günstigstenfalls zur Hälfte erreicht werden und dann auch noch unter einer Anzahl von Benutzern aufgeteilt werden müssen, sind schlicht und ergreifend und ohne jede Diskussion einfach viel zu wenig. Der Standard IEEE 802.11n wird die Gestaltung von WLANs in den nächsten Jahren daher maßgeblich beeinflussen.

Bei der Planung von benachbarten Funkzellen für eine professionelle Flächendeckung mit vielen Teilnehmern wird man feststellen, dass es erhebliche Unterschiede zwischen dem 2,4- und 5-GHz-Band gibt, die einfach in der physikalischen Wellenausbreitung begründet sind. Ein Zellendesign, welches bei IEEE 802.11b gut funktioniert, kann man deshalb nicht ohne weiteres für die schnellere Version IEEE 802.11a bzw. die „EU-Variante“ IEEE 802.11h verwenden, weshalb viele zunächst auf IEEE 802.11g ausgewichen sind, was aber kurzsichtig ist, weil IEEE 802.11g mehr Porbleme schafft als löst.

Die Frage, die sich natürlich brennend stellt, ist, ob eine Erhöhung der Übertragungsleistung in einer Zelle zwangsläufig wiederum mit einem neuen Zellendesign einhergeht. Die Antwort von IEEE 802.11n ist eindeutig: NEIN. Das Zellendesign nach IEEE 802.11a kann hier weiter benutzt werden.

Die HTSG von IEEE 802.11 (Higher Througput Study Group) untersuchte Möglichkeiten für WLANs mit mehr als 100 Mbps in der Funkzelle. Die HTSG hat dann den Gruppennamen IEEE 802.11n erhalten und sich schon sehr früh auf Konformität zu IEEE 802.11a und auf den 5-GHz-Bereich festgelegt.

Diese Festlegungen bedeuten aber vor allem:

  • 802.11n-Systeme sind nach außen hin völlig konform zu allen Bestimmungen nach IEEE 802.11a und IEEE 802.11h
  • 802.11n-Funkzellen können genauso designt werden wie IEEE 802.11a Funkzellen
  • 802.11n-Funkzellen arbeiten im Rahmen der IEEE 802.11a Spektralmaske

Das kann für die Planung gar nicht hoch genug bewertet werden, denn

  • IEEE 802.11a-Funkzellen können zu jedem späteren Zeitpunkt zu 802.11n-Funkzellen aufgerüstet werden
  • Funktionen wie die automatische Kanalwahl und die automatische Leistungsanpassung werden in beiden Sorten Zellen arbeiten
  • IEEE 802.11a-Funkzellen und 802.11n-Funkzellen können in einem Umfeld, z.B. Bürohaus, zusammen betrieben werden und stören sich nicht
  • Wie man IEEE 802.11 einschätzen kann, wird es noch ein System zur automatischen Ratenanpassung geben. Dann können IEEE 802.11a Endgeräte in 802.11n-Zellen betrieben werden, allerdings mit max. 54 Mbps
  • IEEE 802.11a und 802.11n bilden dann ein harmonisches zweistufiges Werk, wie wir es schon von 100 Mbps Ethernet und Gigabit Ethernet kennen

IEEE 802.11b Systeme haben in diesem Umfeld allerdings nicht direkt etwas verloren. Aber: IEEE 802.11b-Systeme arbeiten im 2,4-GHz-Band, IEEE 802.11a und 802.11n-Systeme arbeiten im 5-GHz-Band.Die Systeme stören sich technisch also nicht. Durch ein entsprechendes Distribution System könnten sie sogar miteinander verbunden werden, wenn man das möchte. Dadurch entsteht eine dreistufige Hierarchie:

  • IEEE 802.11b mit 11 Mbps pro Zelle
  • IEEE 802.11a/h mit 54 Mbps pro Zelle
  • IEEE 802.11n mit bis zu 320 Mbps pro Zelle und mehr

Intelligent installiert, kann man alle drei Systemarten gleichzeitig nutzen.

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