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28.04.2014 - 

Drahtloses Netzwerk

WLAN: So sieht die Zukunft des Funknetzwerks aus

Serverräume oder Orte mit abenteuerlichem Internetzugang sind heute sein Habitat. Seltener ist er in Meetings anzutreffen, zumal sich seine Existenz als Freelancer über zwei Kontinente und diverse Projekte erstreckt.
Kaum eine andere Technik hat die Art und Weise, wie Computer und Mobilgeräte verwendet werden, so stark verändert wie die WLAN-Funktechnik. Wir werfen einen Blick auf die Herkunft und die nahe Zukunft des drahtlosen 802.11-Funkstandards.

Die Stärke von Wireless LAN (WLAN) ist kabellose Konnektivität. Die Schwächen sind im Vergleich zum Kabel die schmale Bandbreite und die geringe Reichweite. Unschlagbar sind Drahtlos-Netzwerke aber überall da, wo es darum geht, Geräte mit wenig Aufwand zu vernetzen - speziell wenn diese nicht stationär an einem Ort wie dem Schreibtisch stehen.Geschwindigkeiten von WLAN-Standards

WLAN-Standard

Maximale Datenrate

Datendurchsatz netto (ohne Overhead)

Frequenzband

Jahr der Einführung

802.11

2 MBit/s

0,9 MBit/s

2,4 GHz

1997

802.11a

54 MBit/s

24 MBit/s

5 GHz

1999 (2007 überarbeitet)

802.11b

11 MBit/s

4,3 MBit/s

2,4 GHz

1999

802.11g

54 MBit/s

19 MBit/s

2,4 GHz

2003

802.11n

600 MBit/s

240 MBit/s

2,4 GHz/5 z

2009

802.11ac

1300 MBit/s

400 MBit/s

5 GHz

2014 (Final)

WLAN (WiFi) ist eine Sonderform von Ethernet und hat den gleichen Vorfahren, der vor 40 Jahren an der Universität von Hawaii in Betrieb ging: Das Alohanet diente dazu, verschiedene Außenstellen auf entfernten Inseln mit einem Zentralrechner auf der Hauptinsel Oahu zu verbinden. Anders als das ebenfalls im Aufbau begriffene Arpanet, Vorläufer des Internets, machte Alohanet die Netzwerkverbindung per Funkstrecke zu einem gemeinsam genutzten Übertragungsweg. Während im Arpanet eine Station nur mit einer anderen direkt über ein Kabel kommunizieren konnte, waren im Alohanet alle Teilnehmer auf einer gemeinsamen Frequenz zu einer Station verbunden - heute würde man dies den "Access Point" nennen. Eine weitere Besonderheit war die Hardware, die mit handelsüblichem Amateurfunk-Equipment realisiert wurde. Das verwendete Band umfasste eine Broadcast-Frequenz um 413,475 MHz und einen Datenkanal um 407 350 MHz. Darauf funkten alle Teilnehmer gleichzeitig und der Access Point erkannte dabei Paketkollisionen. Im Falle einer Kollision bekam die Sendestation keine Empfangsbestätigung und legte eine kurze Wartezeit zufälliger Länge ein, um das Paket noch einmal zu senden. So ließ sich immerhin schon eine Übertragungsrate von 9600 Bit/s erreichen.

Kanalaufteilung im 5-GHz-Spektrum: In Europa muss WLAN (802.11n und 802.11ac) auf diesen Frequenzen darauf achten, Wetterradar und Satellitenkommunikation nicht zu stören. Das Band ist deshalb stark reguliert.
Kanalaufteilung im 5-GHz-Spektrum: In Europa muss WLAN (802.11n und 802.11ac) auf diesen Frequenzen darauf achten, Wetterradar und Satellitenkommunikation nicht zu stören. Das Band ist deshalb stark reguliert.

Die 802.11-Standards für Funknetzwerke

Damit sich aus Alohanet ein Funkstandard für höhere Bandbreiten entwickeln konnte, war noch ein größeres Frequenzband erforderlich. 1985 erlaubte die US-Regulierungsbehörde FCC die lizenzfreie Nutzung von "schmutzigen" Bändern im Gigahertz-Bereich. Diese Frequenzen um 900 MHz, 2,4 GHz und 5 GHz wurden vordem kaum für Kommunikation verwendet. Zumal sich hier schon eine Menge Störsender befinden, beispielsweise Mikrowellenöfen und Babyphones. 1988 nutzte der Hardware-Konzern NCR das Spektrum, um Registrierkassen drahtlos zu verbinden, und daraus entstand schließlich der Standard IEEE 802.11. Um die Probleme mit den zahlreichen Störsendern im freien Frequenzspektrum zu umgehen, baut die Technologie auf Frequenzspreizung auf, die ein Signal auf einen größeren Frequenzbereich dehnt und damit weniger störanfällig macht.

Die technische Gestaltung des Funknetzstandards liegt beim Berufsverband der Elektrotechnik- und Elektronik-Ingenieure (IEEE) und ist dort Aufgabe der Arbeitsgruppen zu 802.11. Deren Spezifikationen unterliegen einer stetigen, wenn auch langsamen Weiterentwicklung.