802.11n: Turbo-WLAN mit Tücken

20.08.2007
Von Mathias Hein

802.11n in mobilen Geräten

Eine weitere Neuerung gegenüber den bisherigen WLAN-Spezifikationen ist ein spezielles Stromsparprotokoll. Damit trägt die 802.11n-Arbeitgruppe der steigenden Verwendung in mobilen Geräten und der Frage der Akkuleistung Rechnung. Dieser PSMP-Mechanismus (Power Save Multi-Poll) sorgt dafür, dass 802.11n-Geräte bei Inaktivität in den Schlafmodus übergehen. Dieser Modus ist unter anderem für VoIP-Geräte wie WLAN-Telefone interessant. Der Sprachverkehr verfügt nämlich über zyklische Verkehrsmuster, die je nach Codec aus kurzen Paketen (Übertragungsdauer weniger als 100 Millisekunden) und längeren Ruheperioden (Dauer: 20 bis 30 Millisekunden) bestehen. Anhand dieser Verkehrsmuster lässt sich der Funkteil des Geräts gezielt ein- beziehungsweise ausschalten. Geht die Station während der Off-Zyklen in den Schlafmodus, verlängert sich die Akkubetriebszeit signifikant. PSMP wacht nun darüber, dass die mobilen Kommunikationseinheiten zum richtigen Zeitpunkt aufwachen, um mit dem zugeordneten Access Point Pakete auszutauschen. Im Access Point speichert PSMP darüber hinaus die Daten der betreffenden Geräte bis zur periodischen Weiterleitung während der Wach- und Schlafphasen zwischen. Auf diese Weise reduziert sich bei 802.11n der Stromverbrauch trotz der höheren Datenraten dank der verkürzten Sendezeiten.

Wahl der Kanalfrequenz

Der 802.11n-Standard unterstützt die lizenzfreien Frequenzbänder in den Bereichen 2,4 und 5 Gigahertz (GHz). Während die 802.11a/b/g-Netze bislang ausschließlich 20 Megahertz (MHz) breite Kanäle nutzen, können beim 802.11n entweder 20 oder 40 MHz breite Kanäle verwendet werden. Ein 40-MHz-Kanal besteht aus zwei angrenzenden (Primary und Secondary) 20-MHz-Kanälen. Weil im 2,4-GHz- Band nur 70 MHz zur Verfügung stehen und dieses Frequenzband von vielen anderen Funkgeräten (etwa Bluetooth, 802.11b/g-Geräte) bereits stark belegt ist, würde ein Betrieb mit 40 MHz breiten Kanälen in den meisten Fällen zu einer Störung der bestehenden Netze führen. Entsprechend kontrovers diskutierte die IEEE das Thema 40-MHz-Kanäle im 2,4-GHz-Band. Im Januar 2007 fand die Arbeitsgruppe eine Lösung in Form der Koexistenzprotokolle. Die Koexistenzfunktionen definieren Methoden zur Erkennung von WLAN-Aktivitäten im Frequenzband. Dadurch ist das System in der Lage, den zweiten Kanal mit anderen Basic Service Sets (BSS) zu teilen und bei Bedarf den Kanal zu wechseln, um Interferenzen zu vermeiden. Die Koexistenz unterschiedlicher Standards ist in der Regel aber nur ein Problem im 2,4-GHz-Band. Im 5-GHz-Band stehen dagegen genügend Spektrum und mehr Kanäle zur Verfügung. Aus diesem Grund kommt es hier weniger zu Konkurrenzsituationen, in denen sich verschiedene Funktechniken und Geräte eventuell stören. Aus diesem Grund sollte sich der IT-Verantwortliche überlegen, ob es nicht sinnvoll ist, zwei Funknetze aufzubauen: eines für ältere Geräte, also 802.11b/g, und ein neues Netz im 5-GHz-Band für 802.11n. Damit schlägt der Entscheider laut Colubris-Manager Walder gleich zwei Fliegen mit einer Klappe: Er umgeht die Konkurrenzsituation bei der Kanalwahl und verhindert gleichzeitig, dass ältere WLAN-Stationen das schnelle 802.11n-Funknetz ausbremsen.