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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 61 Der Wireless LAN Standard IEEE 802.11 im Überblick

| Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Der Standard IEEE 802.11 ist heute für WLANs absolut maßgeblich. In seiner mittlerweile zehnjährigen Entwicklungsgeschichte gab es jedoch auch einige Richtungsänderungen und Technologiewechsel. Leider wurden dennoch bestimmte Elemente fragwürdiger Leistung immer wieder aufgrund der Rückwärtskompatibilität übernommen. Diese Folge gibt einen ersten Überblick, folgende Teile diversifizieren das Thema.

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Sich überlappende Funkfeldbereiche eines WLAN; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Sich überlappende Funkfeldbereiche eines WLAN; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
( Archiv: Vogel Business Media )

Nach vielen unsicheren Jahren wurde Ende 1999 endlich eine Norm für Wireless LANs verabschiedet. IEEE 802.11 versteht unter einem Wireless LAN die Realisierung eines Ethernet-Netzwerks auf der Grundlage einer Funk-Kommunikation. Generell realisieren Wireless LANs „Shared Media Networks“, bei denen alle Stationen um ein gemeinsam zu benutzendes Übertragungsmedium wetteifern. Zu einer Zeit darf nur eine Station senden, also benötigt man einen entsprechenden Wettbewerbskontrollmechanismus. IEEE 802.11b hat Ende 1999 eine Datenrate von 11 Mbps für Wireless Ethernets verabschiedet.

Es sind drei grundsätzliche Architekturen im Standard vorgesehen. Der Regelfall wird eine strukturierte Anbindung der Teilnehmergruppe über einen sog. Access Point AP sein. Dieser ist eine Mischung aus einer 802.1D-Brücke und einem Hub und stellt die Verbindung zwischen der Funkwelt und bestehenden Netzwerken her. Gibt es nur einen AP und Stationen, so nennt sich dies Basic Service Set, BSS. Eine Architektur aus mehreren APs und Stationen ist ein Extended Service Set, ESS. Außerdem kann man sich Lösungen im sog. Ad Hoc Modus vorstellen, die ohne AP auskommen, wie die Verbindung zwischen zwei Laptops. Letztlich ist es noch vorgesehen, Richtfunkstrecken über eine Sichtdistanz von max. ca. 10 km aufzubauen.

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Distributed Coordination Function

IEEE 802.11 nutzt statt CSMA/CD das CSMA/CA-Verfahren DCF (Distributed Coordination Function), mit dem das Auftreten von Kollisionen weitestgehend vermieden werden kann bzw. auf kleine Bandbreiten-Verluste reduziert wird. Es ist gut und schön, allerdings wegen der notwendigen Reservierungsphasen längst nicht so effektiv wie CSMA/CD. Man kann also ruhig davon ausgehen, dass man in einer normalen Installation lediglich etwa die Hälfte der angegebenen Nominal-Datenrate nutzen kann, es sei denn, es sendet zu einer Zeit hauptsächlich eine Station, z.B. ein Server.

Der Standard „drückt“ sich zunächst darum, nähere Angaben über das System zu machen, welches die Access Points miteinander verbinden soll. Man spricht nur von einem Verteilsystem, Distribution System, sagt aber nichts über naheliegende Fragen wie z.B. Roaming.

IEEE 802.11 Wireless LANs arbeiten im Frequenzband 2,4 GHz mit Spread Spectrum oder im 5 GHz-Band. Allerdings ist das Frequenzband 2,4 GHz eine offene Frequenz, in der eigentlich jeder tun und lassen kann, was er möchte, solange er es bei der Frequenzkontrollbehörde FCC anmeldet und das Frequenzband nicht verlässt sowie eine maximale Abstrahlleistung der Antenne nicht überschreitet.

Ein solches „Jedermannband“ ist in gewissen Abständen in der internationalen Funkfrequenzverteilung vorgesehen, einfach um, deutlich gesprochen, den „Müll“ zu kanalisieren, der nicht in ein ordentliches Frequenzband soll. Vielleicht erinnert sich der eine oder andere Leser noch an das berüchtigte 27 MHz Frequenzband, bei dem wirklich von der Fernbedienung für Flug-, Schiff- und Automodelle bis hin zum CB-Funk alles erlaubt ist.

Hier stört jeder jeden, der Frequenzkontrollbehörde kommt es vor allem darauf an, dass niemand unautorisiert dieses Band verlässt. Ein Vorteil ist natürlich, dass Produkte in einem solchen Band immer einen gewissen Massenmarkt darstellen und entsprechende elektronische Komponenten billig sind. Man kann ruhig sagen, dass IEEE 802.11 nach jahrelangem zähem Ringen mit der FCC sozusagen die Anerkennung als „ordentlicher Funkdienst“ versagt geblieben ist und sie sich jetzt mit Hethi und Kreti um das Band prügeln müssen. Das 5-GHz-Band unterliegt anderen Beschränkungen.

weiter: Alternativen zur Spread-Spectrum-Nutzung

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