Definition

Was ist 802.11g/11a?

| Autor / Redakteur: tutanch / Andreas Donner

(© aga7ta - Fotolia)

Bei 802.11g und 802.11a handelt es sich um zwei WLAN-Standards, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten aber ähnliche Eigenschaften besitzen. Beide ermöglichen eine maximale Datenrate von bis zu 54 Mbit/s und verwenden das Modulationsverfahren OFDM.

Obwohl die beiden Standards für drahtlose Netzwerke 802.11g und 802.11a oft gemeinsam genannt werden, handelt es sich um zwei getrennte veröffentlichte Spezifikationen. Sie sind in verschiedenen Jahren erschienen und verwenden die unterschiedlichen und miteinander nicht kompatiblen Frequenzbereiche 2,4 GHz und 5 GHz.

Ein Grund, weshalb die Standards häufig zusammen genannt werden, ist, dass beide maximale Bruttodatenraten von 54 Megabit pro Sekunde bieten und identische Verfahren für die Übertragung und Modulation nutzen. Viele Access Points unterstützen 802.11g/11a gemeinsam und ermöglichen die Kommunikation von Clients in beiden Frequenzbereichen. Sowohl 802.11g als auch 802.11a verwenden als Modulationsverfahren OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Die beiden Standards definieren jeweils die Bitübertragungsschicht und den physischen MAC-Layer des drahtlosen Netzwerks.

802.11a wurde vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) im Jahr 1999 veröffentlicht. 802.11g folgte erst einige Jahre später im Jahr 2003. Gegenüber dem Vorgängerstandard IEEE 802.11b mit seiner maximalen Datenrate von elf Megabit pro Sekunde sind 802.11g/11a-Netze mit 54 Megabit pro Sekunde fast fünf Mal schneller.

Einer der Gründe für die Entwicklung des 802.11a-Standards für das 5-GHz-Band ist die hohe Auslastung des 2,4-GHz-Frequenzbereichs. Es steht nur eine sehr begrenzte Bandbreite zur Verfügung und andere Funktechniken nutzen ebenfalls das 2,4-GHz-Band. Mit 802.11a sollt diese Begrenzung aufgehoben und auf das noch wenig genutzte 5-GHz-Band ausgewichen werden. Je nach Land und Region können nationale Begebenheiten die Nutzung des 5-GHz-Bereichs jedoch einschränken. Es existieren daher unterschiedliche Spezifikationen wie IEEE 802.11a, IEEE 802.11h und IEEE 802.11j.

Das 20-MHz-Kanalschema des 802.11a-Standards wurde auf den später erschienenen 802.11g-Standard übertragen. Es stehen jedoch im 2,4-GHz-Band in Europa nur vier überlappungsfreie Kanäle gegenüber 19 im 5-GHz-Band für drahtlose Netzwerke zur Verfügung. Ein weiteres Merkmal von 802.11g/11a ist die Möglichkeit der Nutzung von WPA2 (Wi-Fi Protected Access), um ein drahtloses Netzwerk per Authentisierung und Verschlüsselung abzusichern. Veraltete und unsichere Verfahren wie WEP (Wired Equivalent Privacy) und WPA lassen sich mit WPA2 ablösen.

Durch die Weiterentwicklung der IEEE 802.11 Standards wie 802.11n und 802.11ac verliert IEEE 802.11g/11a zunehmend an Bedeutung. In vielen drahtlosen Netzwerken wird 802.11g/11a nur noch aus Kompatibilitätsgründen betrieben, um Geräten mit alten WLAN-Schnittstellen den Zugang zum drahtlosen Netzwerk zu ermöglichen.

Im Folgenden kurz zusammengefasst die wichtigsten Eigenschaften und Merkmale der Standards IEEE 802.11a und IEEE 802.11g:

IEEE 802.11a

  • IEEE 802.11a erschien im Jahr 1999
  • WLAN-Standard für das 5-GHz-Band
  • mögliche Bruttodatenraten sind 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 oder 54 Megabit pro Sekunde, die Nettodatenrate liegt etwa bei 22 Megabit pro Sekunde
  • verwendetes Modulationsverfahren: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
  • Unterstützung von WPA2

IEEE 802.11g

  • IEEE 802.11g erschien im Jahr 2003
  • WLAN-Standard für das 2,4-GHz-Band
  • mögliche Bruttodatenraten sind 6, 12, 18, 24, 36, 48 oder 54 Megabit pro Sekunde, die Nettodatenrate liegt etwa bei 22 Megabit pro Sekunde
  • verwendetes Modulationsverfahren: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
  • Unterstützung von 802.11 und 802.11b als Fallback
  • Unterstützung von WPA2

Unterschiede der 2,4-GHz- und 5-GHz-Frequenzbänder – spezifische Vor- und Nachteile

Grundsätzlich stehen für ein drahtloses Netzwerk zwei lizenzfrei nutzbare Frequenzbänder zur Verfügung. Diese sind das 2,4- und das 5-GHz-Band. Die ersten WLAN-Standards 802.11 und 802.11b ermöglichten nur die Nutzung des 2,4-GHz-Frequenzbereichs. Der 802.11a-Standard war die erste Spezifikation, die die Kommunikation im 5-GHz-Bereich ermöglichte.

Beide Frequenzbänder besitzen zum Teile unterschiedliche Eigenschaften sowie spezifische Vor- und Nachteile für drahtlose Netzwerke. Die Frequenzbereiche erstrecken sich von 2,400 bis 2,4835 Gigahertz und je nach Region von circa 5,2 Gigahertz bis circa 5,8 Gigahertz. Damit besitzt das 5-GHz-Band gegenüber einer Bandbreite von circa 80 Megahertz beim 2,4-GHz-Band ein wesentlich größeres Spektrum. Dies spiegelt sich auch in den überlappungsfreien Kanälen von bis zu 19 gegenüber vier wider. Unterstützt ein Access Point 802.11g/11a, lassen sich die jeweiligen Vorteile der einzelnen Frequenzbänder für das gemeinsame WLAN nutzen und beide Frequenzbereiche stehen parallel für die Kommunikation zur Verfügung.

Die niedrigeren Frequenzen des 2,4-GHz-Bands können abschirmende Materialien verlustärmer überwinden und erzielen dadurch im Vergleich zu den 5-GHz-Frequenzen bei gleicher Sendeleistung in der Regel höhere Reichweiten. Zudem sind im niedrigeren Frequenzband keine aufwendigen Funktionen für das Spektrum-Management wie DFS (Dynamic Frequency Selection) oder TPC (Transmit Power Control) zu implementieren, um die maximale Sendeleistung ausschöpfen und alle Kanäle verwenden zu dürfen.

Das 5-GHz-Band bietet den Vorteil, dass aufgrund der größeren Bandbreite, den mehr zur Verfügung stehenden Kanälen und der weniger häufigen Nutzung höhere Übertragungsraten erzielbar sind. Zwar erreicht 802.11a wie 802.11g 54 Megabit pro Sekunde, doch unterstützen Nachfolgestandards im 5-GHz-Band wie 802.11ac deutlich höhere Übertragungsraten bis in den Gigabitbereich.

Die maximale Sendeleistung in Europa für 802.11g beträgt 100 Milliwatt. Bei der Verwendung im Außenbereich und gleichzeitiger Unterstützung von 802.11h sind bei 802.11a maximale Sendeleistungen von über 200 Milliwatt bis zu 1.000 Milliwatt möglich. Mit diesen hohen Sendeleistungen lassen sich trotz größerer Signaldämpfung durch die höheren Frequenzen Entfernungen von bis zu zwei Kilometer im Freien per WLAN überbrücken.

IEEE 802.11g/11a und die Kompatibilität zu anderen WLAN-Standards

Die Kompatibilität von IEEE 802.11g/11a muss aufgrund der unterschiedlichen Frequenzbereiche getrennt betrachtet werden. Aufgrund der Verwendung des 5-GHz-Bereichs ist IEEE 802.11a nicht mit den WLAN-Standards IEEE 802.11b und 802.11g kompatibel. Zwar erzielen IEEE 802.11a und IEEE 802.11g ähnliche Datenraten und verwenden gleiche Modulations- und Übertragungsverfahren, doch ist die Kompatibilität zwischen den verschiedenen Frequenzbereichen nicht gegeben.

802.11g- und 802.11b-Clients können nicht in einem 802.11a-WLAN kommunizieren. Eine Lösung für dieses Problem stellen WLAN-Router oder Access Points mit so genannter Dual-Band-Technik dar. Sie unterstützen beide Frequenzbereiche parallel und ermöglichen es, dass 802.11a-, 802.11b- und 802.11g-Clients sich mit dem Netzwerk verbinden.

Bei IEEE 802.11g ist die Abwärtskompatibilität zu IEEE 802.11b gegeben. Diese Kompatibilität war eine schon in der Spezifikationsphase geforderte Eigenschaft des Standards. Ein 802.11g-Router oder -Access Point unterstützt in der Regel einen speziellen Kompatibilitätsmodus, der es erlaubt, dass verschiedene Clients über das WLAN kommunizieren können. Erreicht wird dies durch die CCK-Modulation (Complementary Code Keying).

802.11g-Hardware beherrscht sowohl hohe Datenraten von 54 Megabit pro Sekunde als auch die 11 Megabit pro Sekunde von 802.11b. Sind allerdings 802.11b- und 802.11g-Clients im WLAN gleichzeitig angemeldet, geht der Kompatibilitätsmodus zu Lasten der Datenrate. Der Datendurchsatz für alle Endgeräte sinkt. Hintergrund hierfür ist, dass im Kompatibilitätsmodus zur Erkennung des verwendeten Standards und der belegten Kanäle spezielle Verfahren angewandt werden, die es den Clients nicht mehr gestatten, die vollen Bandbreiten auszuschöpfen.

802.11b-Geräte im 802.11g-WLAN führen aufgrund der Abwärtskompatibilität zu erheblichen Wartezeiten für alle 802.11g-Geräte. Für 802.11g/11a existieren jeweils herstellerspezifische Anpassungen, die nicht in den IEEE Standards spezifiziert sind. Diese erlauben zwar zum Teil erheblich höhere Übertragungsraten, sorgen aber dafür, dass Inkompatibilitäten zwischen Geräten verschiedener Hersteller entstehen.

IEEE 802.11g/11a und die Sicherheit in drahtlosen Netzen

Im Vergleich zu den Vorgängerstandards wie 802.11 oder 802.11b, die entweder keine Sicherheitsmaßnahmen oder die Authentisierung und Verschlüsselung mit WEP (Wired Equivalent Privacy) vorsahen, unterstützt IEEE 802.11g/11a WPA (Wi-Fi Protected Access) und WPA2. Dies ist insbesondere von Bedeutung, da WEP und WPA nur beschränkte Sicherheit für ein drahtloses Netzwerk bieten.

Die Schlüssel von WEP lassen sich beispielsweise mit Hilfe von mitgeschnittenem Datenverkehr binnen weniger Minuten berechnen. Auch WPA besitzt einige Schwächen, weshalb lediglich WPA2 als sicher eingestuft werden kann. WPA2 basiert auf dem Advanced Encryption Standard (AES) und ist auf Funknetzen der IEEE-Standards 802.11a, b, g, n und ac anwendbar. Das Verfahren bietet sowohl eine sichere Authentifizierung von Endgeräten im Netz als auch eine zuverlässige Verschlüsselung der übertragenen Daten.

Gegenüber WPA unterscheidet sich WPA2 durch die Einführung der AES-Verschlüsselung und Ablösung des TKIP-Algorithmus (Temporal Key Integrity Protocol). WPA2 erfüllt die grundlegenden Sicherheitsfunktionen, wie sie im IEEE Standard 802.11i spezifiziert sind. Mit WPA2 geschützte Netzwerke sind gegen unbefugte Nutzung und gegen das Mitlesen von Daten sehr gut geschützt.

Eine Sicherheitsbedrohung entsteht nur, wenn einem Angreifer das Passwort bekannt ist. Aus diesem Grund sind die Passwörter für WPA2 möglichst lang zu wählen und sollten aus Groß- und Kleinbuchstaben, Ziffern und Sonderzeichen bestehen. Zur Authentifizierung von Clients können bei WPA2 neben dem Pre-shared-Key-Verfahren (PSK) auch zentrale Radius-Server zum Einsatz kommen. Radius-Server ermöglichen in großen Netzen eine zentrale Benutzerverwaltung und ein Accounting. Verwendet WPA2 zur Authentifizierung einen Radius-Server, bezeichnet man diese Methode oft als Enterprise-Verfahren.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Aktuelle Beiträge zu diesem Thema

Highspeed, WLAN & Bluetooth: Raspberry Pi 3

Raspberry Pi 3 mit 1,2-GHz-64-Bit-Quadcore-CPU

Highspeed, WLAN & Bluetooth: Raspberry Pi 3

Raspberry Pi 3 mit 64-Bit BCM2837-SoC (ARM Cortex-A53) ist 50 Prozent schneller als der Raspberry Pi 2. Neu ist zudem WLAN 802.11b/g/n und Bluetooth Low Energy. lesen

Business-Rechner, iPhone, Printer und NAS perfekt vernetzt

Praxisbericht: SOHO-Vernetzung mit Consumer-Equipment, Teil 1

Business-Rechner, iPhone, Printer und NAS perfekt vernetzt

IP-Insider hat überprüft, wie gut sich eine komplette Home-Office-Umgebung mit Consumer- bzw. Prosumer-Equipment vom 11n-WLAN über Powerline-Adapter bis hin zum zentralen NAS-Device vernetzen lässt und dabei mit Netgear-Produkten weitestgehend auf eine Single-Vendor-Strategie gesetzt. Dies sind die Erkenntnisse. lesen

PCI-Express-Adapter für schnelles WLAN

Steckkarten ermöglichen Datenraten von 405 bzw. 270 MBit/s

PCI-Express-Adapter für schnelles WLAN

Die PCI-Express-Adapter TL-WDN4800 (2,4-GHz- und 5-GHz-Band) und TL-WN881ND (2,4-GHz-Band) verbinden Desktop-PCs mit dem drahtlosen Netz. Die TP-Link-Adapter unterstützen Windows 7, Vista, XP und 2000 (nur WN881ND). lesen

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44679141 / Definitionen)