IEEE 802.11a

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IEEE 802.11a ist eine Erweiterung des IEEE 802.11-Standards für das 5-GHz-Frequenzband (≈ 5,2 GHz bis ≈ 5,8 GHz). WLANs nach 802.11a erreichen eine maximale Bruttodatenrate von 54 MBit/s.

802.11a nutzt zur Datenübertragung das Modulierungsverfahren OFDM. Diese Technik wurde später auch auf das 2,4 GHz ISM-Frequenzband angewandt – daraus entstand die konkurrierende Erweiterung IEEE 802.11g. In der EU ist die Verwendung von 802.11a mit größeren Strahlungsleistungen (EIRP) oder der Verwendung im Außenbereich an die gleichzeitige Unterstützung von 802.11h gebunden. Dann erlaubt 802.11a aber auch eine höhere Reichweite als 802.11b/g, trotz der größeren Signaldämpfung durch die höheren Übertragungsfrequenzen.

Geschichte und Verbreitung von 802.11a[Bearbeiten]

Die Erweiterung IEEE 802.11a wurde 1999 ratifiziert, erste Produkte kamen im Jahr 2001 auf den Markt. Wegen der rechtlichen Beschränkungen der Nutzung des Frequenzbandes bei 5 GHz sind drahtlose Netzwerke nach 802.11a/h deutlich weniger verbreitet. Die Endgeräte sind durch die zusätzlichen Techniken der dynamischen Frequenzwahl (DFS) und Regelung der Sendeleistung (TPC) zudem teurer als reine 802.11b/g-Geräte. Bei Verwendung von Dual-Band-Endgeräten, die gleichzeitig in beiden Bändern nach IEEE 802.11a/b oder IEEE 802.11a/b/g funken können, verschwindet dieser Nachteil jedoch zunehmend.

Da das ISM-Frequenzband bei 2,4 GHz durch Bluetooth, Mikrowellenherde, Babyphones und viele andere Anwendungen stark ausgelastet ist, kann man die geringe Verbreitung von 802.11a/h auch als Vorteil ansehen. Funknetze nach 802.11a/h sind durch das wenig genutzte Frequenzband und die dynamische Frequenzwahl (DFS) häufig deutlich zuverlässiger und weniger störanfällig. Durch die hohe erlaubte Sendeleistung von 802.11a/h von maximal 1,0 W EIRP bei automatischer Frequenzwahl, Sendeleistungssteuerung und geringer Auslastung des 5-GHz-Frequenzbandes eignet sich 802.11a/h insbesondere für den Aufbau von Punkt-zu-Punkt-Funkbrücken im Außeneinsatz.

Kompatibilität zu anderen WLANs[Bearbeiten]

Wegen der Benutzung eines anderen Frequenzbandes sind drahtlose Netzwerke nach IEEE 802.11a/h nicht kompatibel zu WLANs nach IEEE 802.11b/g. Es befinden sich jedoch zahlreiche Dual-Band-Geräte im Handel, welche gleichzeitig mit beiden Frequenzbändern umgehen können.

Bitraten[Bearbeiten]

Die Erweiterung sieht Bitraten von bis zu 54 Mbit/s vor (6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 und 54 Mbit/s). Kompatible Hardware muss mindestens die Bitraten 6, 12 und 24 MBit/s unterstützen.

Frequenzen/Kanäle[Bearbeiten]

Kanalnummer Frequenz (GHz) Erlaubt in
36 5,180 EU, USA, Japan
40 5,200 EU, USA, Japan
44 5,220 EU, USA, Japan
48 5,240 EU, USA, Japan
52 5,260 EU, USA
56 5,280 EU, USA
60 5,300 EU, USA
64 5,320 EU, USA
100 5,500 EU
104 5,520 EU
108 5,540 EU
112 5,560 EU
116 5,580 EU
120 5,600 EU
124 5,620 EU
128 5,640 EU
132 5,660 EU
136 5,680 EU
140 5,700 EU
149 5,745 USA
153 5,765 USA
157 5,785 USA
161 5,805 USA
165 5,825 USA

Sendeleistung[Bearbeiten]

Zum Betrieb mit großen Sendeleistungen[1] und für den Einsatz außerhalb von Gebäuden in Europa ist die Erweiterung 802.11h nötig, welche über die Fähigkeiten Transmission Power Control (TPC) und Dynamic Frequency Selection (DFS) einen Betrieb von WLANs im 5-GHz-Frequenzband garantieren soll, ohne militärische Radaranlagen, Satelliten- und Ortungsdienste zu stören.

Übersicht möglicher Frequenzen und Sendeleistungen bei WLANs nach 802.11a/h
Frequenzband in GHz maximale EIRP-Sendeleistung über den Gesamtbereich Spektrale Strahlungsleistungsdichte zusätzliche Einschränkungen
5,15…5,25
Kanäle 36,40,44
200 mW (23 dBm EIRP) 0,25 mW je 0,025 MHz nur in Gebäuden
5,25…5,35
Kanäle 48,52,56,60,64
200 mW (23 dBm EIRP) 10 mW je 1,0 MHz nur in Gebäuden mit DFS und TPC
5,470…5,725
Kanäle 100-140
1000 mW (30 dbm EIRP) 50 mW je 1,0 MHz mit DFS und TPC
5,755…5,875
Kanäle 149-165
4000 mW (36 dbm EIRP) FBWA – nur gewerblich, öffentlich / Meldepflicht [2]

Im Zuge einer Überarbeitung der zugrunde liegenden ETSI-Norm 301 893 werden ab dem 1. Januar 2006 die Regelungen bzgl. 802.11h mit und ohne TPC oder DFS europaweit einheitlich geregelt.[3]

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

OFDM und DSSS sind Übertragungsarten (auch Sendearten genannt) und keine Modulationsarten. Die dazugehörigen Modulationsarten in der Tabellenspalte (Modulation / Multiplexverfahren) müssen säuberlich getrennt werden.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Es ist hier mit Sendeleistung nicht die (meistens einstellbare) Sendeleistung des Senders gemeint, sondern die Sendeleistung der Kombination aus Sender und Antenne. Diese ist nur dann gleich, wenn die Antenne nicht über Antennengewinn verfügt. Siehe auch EIRP.
  2. http://www.bundesnetzagentur.de/cae/servlet/contentblob/32264/publicationFile/2533/FundstelleId11239pdf.pdf
  3. ETSI 301 893 (Aktuelle und überholte Versionen). Abgerufen am 1. Dezember 2014.