IEEE 802.11n

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IEEE 802.11n (n-WLAN, in der vorläufigen Version auch Draft-N genannt) ist ein Standard für drahtlose Netzwerke (WLAN). Der Standard definiert eine Technik zum Aufbau drahtloser lokaler Netzwerke. Die theoretisch erreichbare Bruttodatenrate liegt bei 600 Mbit/s. Standardkonforme Endgeräte, die vor Veröffentlichung des Standards im Oktober 2009 auf den Markt kamen, wurden als Draft-n-kompatibel bezeichnet.

Technik[Bearbeiten]

802.11n nutzt zur Datenübertragung die Technik Multiple Input Multiple Output (MIMO). Gegenüber älteren WLAN-Techniken erreicht der Standard entweder gleiche Datenraten über größere Distanzen oder auf gleicher Distanz eine höhere Datenrate. Die Verbreiterung der Übertragungskanäle von 20 MHz auf 40 MHz und der Einsatz von vier Antennen erhöht die Bruttodatenrate auf 600 Mbit/s.

802.11n kann sowohl im 2,4-GHz-Frequenzbereich als auch im 5-GHz-Frequenzbereich arbeiten.

802.11n erreicht pro parallelem Inhaltsstrom (engl. stream) maximal 150 Mbit/s (brutto); für höhere Datenraten müssen zwei bis max. vier Ströme gebündelt werden. Pro Strom ist mindestens eine Sende- und eine Empfangsantenne notwendig, um die Ströme wieder trennen zu können. Zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften werden aber auch mehr Antennen als Ströme eingesetzt, z. B. trifft man häufig drei Antennen für zwei Ströme (300 Mbit/s) an.

Als Kurzform wird in der Fachsprache die Anzahl der in einem Gerät vorhandenen Sender- und Empfänger-Ströme mit den Buchstaben T für Transmitter (engl. für Sender) und R für Receiver (engl. für Empfänger) dargestellt. Danach beschreibt z. B. die Abkürzung 3T3R jeweils drei Sende- und Empfangsströme.[1]

Die MIMO-Modulation verwendet bei 802.11n eine Orthogonal-Frequency-Division-Multiplex-Modulation als Basis-Modulation. Die Einzelträger dieser OFDM-Modulation können je nach Qualität der Verbindung mittels 2-PSK, 4-PSK, 16-QAM oder 64-QAM moduliert werden.

Kompatibilität[Bearbeiten]

WLANs nach 802.11n sind zu 802.11b- und 802.11g-Netzen kompatibel. Der Kompatibilitätsmodus ermöglicht eine Koexistenz von 802.11n- und bestehenden 802.11a-Netzen. Der Kompatibilitätsmodus kann in manchen Implementierungen auch deaktiviert werden (sogenannter „Greenfield-Modus“), um die Leistungsfähigkeit des 11n-Netzes zu steigern. Dies senkt jedoch die Leistung anderer am gleichen Ort aktiver 802.11a-Netze, da diese das 802.11n-Netz in diesem Falle als Radarstrahlen interpretieren und aufgrund der vorgeschriebenen DFS ihren Kanal wechseln, was letztlich zu einem Totalausfall durch DoS bei dem 802.11a-Netz führen kann[2]. Da der 802.11n draft noch zwingend die Verwendung von WPA2 vorsah, muss bei den Draft-N Geräten explizit WPA2 (AES) als Verschlüsselung ausgewählt werden, um die volle Bandbreite nutzen zu können[3].

Stand der Entwicklung des Standards[Bearbeiten]

Der erste Entwurf (engl. draft) des Standards wurde am 20. Januar 2006 verabschiedet, die endgültige Fassung wurde am 12. September 2009 von der IEEE ratifiziert. Der WLAN-Standard 802.11n sollte ursprünglich Mitte 2007 von der IEEE verabschiedet werden. Im Mai 2006 wurde ein finaler Entwurf jedoch nicht angenommen[4].

Im November 2008 wurde der Entwurf in Fassung 7.0 verabschiedet[5] und im März 2009 die Fassung 8.0[5]. Im September 2009 wurde die finale Version offiziell verabschiedet[6] und am 29. Oktober 2009 veröffentlicht[7].

Vergleich der IEEE-Standards[Bearbeiten]

Protokoll veröffentlicht Frequenz Durchsatz (netto) Datenrate (brutto) Modulations-/Multiplex­verfahren Reichweite (im Haus, abhängig von Wänden) Reichweite (Radius im Freien, inkl. einer Wand)
802.11 1997 2,4 GHz 0,9 Mbit/s 2 Mbit/s FHSS-GFSK, DSSS-DBPSK/DQPSK ≈ 20 Meter ≈ 100 Meter
802.11a 1999 5 GHz 23 Mbit/s 54 Mbit/s OFDM-BPSK/QPSK/QAM ≈ 35 Meter ≈ 120 Meter
802.11b 1999 2,4 GHz 4,3 Mbit/s 11 Mbit/s DSSS-CCK ≈ 38 Meter ≈ 140 Meter
802.11g 2003 2,4 GHz 19 Mbit/s 54 Mbit/s OFDM-BPSK/QPSK/QAM ≈ 38 Meter ≈ 140 Meter
802.11n September 2009 Standard ratifiziert1
am 29. Oktober 2009 veröffentlicht2
2,4 GHz
5 GHz
240 Mbit/s5 600 Mbit/s3 MIMO-OFDM-BPSK/QPSK/QAM ≈ 70 Meter ≈ 250 Meter
802.11y Juni 2008 4 3,7 GHz 23 Mbit/s 54 Mbit/s ≈ 50 Meter ≈ 5000 Meter

Quellen:

1 Pressemeldung zur Ratifizierung vom 11. September 2009
4 IEEE 802.11 Official Timelines vom 28. Januar 2009


Weblinks[Bearbeiten]


Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTIVE REDUCED OVERHEAD TRANSMIT BEAMFORMING FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS. In: Patentdocs. Abgerufen am 3. Februar 2011.
  2. https://mentor.ieee.org/802.11/file/08/11-08-0351-02-000n-new-evidence-that-11n-greenfield-devices-causes-false-radar-detections-on-dfs-channels.ppt
  3. http://www.ip-insider.de/forum/messages.cfm?threadid=E3313E1B-2282-490B-B5F0EAECBC208A83
  4. Jens Ihlenfeld: 802.11n: WLAN-Standard fällt bei Abstimmung durch. In: Golem.de, 4. Mai 2006. Abgerufen am 3. Februar 2011. 
  5. a b Status of Project IEEE 802.11n (en). März 2009. Abgerufen am 3. Februar 2011. 
  6. Alexandra Kleijn: IEEE ratifiziert WLAN-Standard 802.11n. In: heise online, 12. September 2009. Abgerufen am 3. Februar 2011. 
  7.  802.11n-2009 IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems--Local and metropolitan area networks. 29. Oktober 2009, ISBN 978-0-7381-6047-4, doi:10.1109/IEEESTD.2009.5307322 (Online, abgerufen am 25. August 2010).