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Turbo-WLAN mit Tücken

Geschwindigkeiten im Bereich von 100-MBit/s netto und mehr versprechen neue WLANs nach dem IEEE-Standard 802.11n. Eine erfolgreiche Migrationsstrategie erfordert jedoch mehr als den einfachen Austausch der Access Points.

von Mathias Hein

WLANs auf Basis des neuen IEEE-Standards 802.11n versprechen drastisch höhere Durchsatzraten. Diese Raten werden durch eine noch komplexere Technologie als bei bisherigen WLANs und das Zusammenspiel einer Vielzahl unterschiedlicher Funktionen erreicht. Deshalb ist ein Umstieg in Enterprise-Umgebungen - im Gegensatz zum heimischen Umfeld - meist nicht mit dem einfachen Austausch der Access Points erledigt. Um optimal von der neuen WLAN-Technik zu profitieren, kommen Netzverantwortliche in den Augen von Stephan Walder, Systems Engineer beim WLAN-Anbieter Colubris Networks, nicht umhin, sich mit den technischen Besonderheiten des neuen Funkstandards zu befassen. Ferner sollten sie laut Walder bei der Migration einige Besonderheiten beachten.

Standard erst Mitte 2008 erwartet
Obwohl bereits eine ganze Reihe Draft-N-Produkte den Markt überschwemmen, ist der neue WLAN-Standard 802.11n noch nicht fertig ausformuliert. Seit März 2007 liegt der Draft 2.0 vor. Die endgültige Verabschiedung des Standards ist für Mitte 2008 vorgesehen. Allerdings ist der Draft 2.0 inzwischen so stabil, dass Hersteller wie Intel, Broadcom, Atheros, Marvell und Qualcomm passende Chipsätze auf den Markt gebracht haben. Diese erfordern nur noch ein Software-Update, um die jeweilige Komponente auf den endgültigen Standard aufzurüsten.

Die neue WLAN-Spezifikation verspricht maximale Bruttodatendurchsatzraten von bis zu 600 MBit/s. Minimal wird eine Datenrate von 100 MBit/s garantiert. Dabei hängt der Durchsatz nicht allein von der Taktrate des Interface ab, sondern wird durch zusätzlichen Protokoll-Overhead und Sendewiederholungen, die auf schlechte Signalqualitäten zurückzuführen sind, maßgeblich beeinflusst.

Vierfacher Durchsatz gegenüber alten WLANs
Der Unterschied zwischen alter und neuer Technik beginnt bereits beim Messen der Geschwindigkeit. Durchsatzmessungen werden bei den klassischen WLANs (802.11a/b/g) in der Regel auf dem Funk-Interface beziehungsweise der Funkverbindung vorgenommen. Hier führt natürlich jeder Overhead zu einer Reduktion des Durchsatzes. Der 802.11n-Standard definiert dagegen den Durchsatz als Funktion des MAC SAP (Media Access Control Service Access Point) Interface. Damit kommt dem Parameter "Durchsatz" eine neue Bedeutung zu, denn in diesem Fall wird der echte Datendurchsatz gemessen. Ein Durchsatz von 100 Mbit/s auf dem MAC SAP Interface bedeutet also einen vierfachen Durchsatz gegenüber den älteren WLAN-Technologien.

Die maximale Datenrate von bis zu 600 MBit/s erzielt 802.11n durch neue Modulationsverfahren sowie die (optionale) Verwendung eines 40 Megahertz breiten Übertragungskanals. Ferner werden zwei bis maximal vier Antennen verwendet. Letzteres ermöglicht es, einen Funkkanal im selben Frequenzbereich räumlich mehrfach zu nutzen und somit eine parallele Datenübertragung zu garantieren. Hierdurch wird nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Reichweite erhöht. Dieser Mechanismus wird als "Multiple Input, Multiple Output" (MIMO) bezeichnet.

MIMO übermittelt Signale über mehrere Pfade
MIMO ist eine der Innovationen bei der funkgestützten Datenübertragung. Der Begriff "Multipath" beschreibt das Phänomen der unterschiedlichen Ausbreitungswege eines Funksignals, hervorgerufen durch Reflektionen an Wänden, Einrichtungsgegenständen und Menschen. Dabei trifft das ausgesendete Signal mehrfach, zeitlich verzögert und mit unterschiedlichen Signalstärken beim Empfänger ein; dort werden die empfangenen Signale überlagert und erscheinen als Verwischung des ausgesendeten Signals. Die Standards 802.11a/b/g versuchen die Effekte der Multipath-Übertragung auszufiltern, indem der Empfänger nur das stärkste Signal auswertet. Die in 802.11n festgeschriebene MIMO-Technologie nutzt nun erstmals die Übermittlung der Signale über mehrere Pfade für die WLAN-Übertragung und erreicht dadurch mehrere simultane Datenübermittlungen.

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