Ältere MIMIO-Geräte können 802.11n ausbremsen.
Die neue Funktechnik wartet mit einer anderen Ausleuchtungscharakteristik auf.
Neues Modulationsverfahren kann zur Verknappung der verfügbaren Kanäle im 2,4 Gigahertz-Band führen.
Störungen im 2,4-Gigahertz-Band können das schnelle WLAN ausbremsen.
Prüfen Sie den Aufbau eines separaten 802.11n-WLAN im 5 Gigahertz-Band, um die Leistung voll auszuschöpfen.
Achten Sie bei der Anschaffung neuer Notebooks darauf, dass diese 802.11n auch im Gigahertz-Bereich unterstützen.
Mit 802.11n steigt der Datendurchsatz auf das Zehnfache verkraften die WLAN-Switches diesen Verkehrszuwachs?
Mit 802.11n deutet sich ein Paradigmenwechsel an. Zentrale WLAN-Intelligenz wird wieder nach außen verlagert.
Die schnellen Access Points erfordern eine Gigabit-Ethernet-Verkabelung im Backbone.
Beherrschen vorhandene Gigabit-Ethernet-Switches Power over Ethernet? Sonst benötigen die Access Points eine eigene Stromversorgung.
welche Veränderungen mit dem Turbo-WLAN 802.11n auf ihre Netzarchitektur zukommen;
was 802.11n im Unternehmensumfeld bringt;
worauf bei Investitionen zu achten ist;
auf welche technischen Besonderheiten zu achten ist;
was bei der Migration zu berücksichtigen ist.
Mit neuen Techniken wie MIMO und besserer Geschwindigkeitsanpassung etc. haben die 802.11n-WLANs durchaus das Potenzial, die bisherige Desktop-Verkabelung abzulösen. Allerdings sollte sich gerade im professionellen Umfeld niemand von Marketing-Versprechen, wie dass es mit einem einfachen Austausch des Equipments getan sei, täuschen lassen. Wer von Vorteilen der neuen Funktechnik wirklich profitieren will, der kommt um eine genauere Planung nicht herum. Nimmt er das auf sich, dann eröffnet ihm 802.11n neue Freiheitsgrade, wie sie mit den bisherigen Funkverfahren nicht möglich waren.
WLANs auf Basis des neuen IEEE-Standards 802.11n versprechen drastisch höhere Durch-satzraten. 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.
Obwohl bereits erste 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 entsprechende 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.
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 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.
Verwendet man mehrere Antennen (im Abstand einer halben Wellenlänge der Trägerfrequenz), erhält der Empfänger zusätzliche Information über die Einfallsrichtung der Funkwellen. Obwohl die Signale im selben Funkkanal arbeiten, lässt sich dadurch die räumliche Signatur (Spatial Signature) zweier Signale voneinander unterscheiden. So wird die Kanalkapazität gesteigert. Wird das Sendesignal von zwei (oder mehr) Antennen ausgestrahlt, kann durch eine zeitliche Verzögerung eine Richtwirkung an den Antennen erreicht werden. Dieses Verfahren wird als Beamforming bezeichnet. Peilt man mehrere Empfänger mittels Beamforming an, spricht man von räumlichem Multiplexgewinn (Spatial Multiplexing).
Die heute verfügbaren 802.11n-Chipsätze unterstützen in der Regel zwei spatiale Streams und sind in der Lage, mehr als zwei Sender und Empfänger zum Trans-port der Streams zu nutzen.
Bereits bei früheren Versionen des 802.11-Standards wurden relativ komplexe Geschwindigkeitsanpassungen eingesetzt. Diese Mechanismen wirken jedoch im Vergleich zu 802.11n recht trivial. Die klassischen 802.11a/b/g-Komponenten stellen automatisch und dynamisch die jeweilige Datenrate anhand der Bedingungen des Funkkanals ein. Je besser die Qualität des Funkkanals, desto höher die Datenrate. Die bisherigen Funktechniken unterstützen dabei nur einen Datenstrom, entweder auf der Modulationsbasis Direct-Sequence Spread-Spectrum (DSSS) oder mit Orthogonal-Frequency-Division Multiplexing (OFDM). Die jeweiligen Datenraten werden dabei automatisch ausgewählt.
Die unterschiedlichen Anforderungen und die aus der automatischen Geschwindigkeitsanpassung resultierende Komplexität des 802.11n-Standards führte zur Entwicklung des Modulation Coding Scheme (MCS). MCS definiert eine Reihe von Variablen, die beispielsweise die Anzahl der spatialen Streams, Modulation und die Datenrate jedes Datenstroms festlegen. Beim Aufbau und während des Betriebs einer Verbindung muss die Funkeinheit automatisch die für den jeweiligen Stream optimalen MCS (Basis sind die jeweiligen Kanalbedingungen) finden. Die MCS werden darüber hinaus während des Betriebs bei Veränderungen an die jeweiligen Bedingungen (wie Interferenzen, Bewegung des Senders, Abschwächung des Signals) angepasst. Im veröffentlichten 802.11n-Draft-2.0 wurden 77 MCS spezifiziert, von denen jedes 802.11n-Gerät acht unterstützen muss.
Der MIMO-Durchsatz, die Anzahl der spatialen Streams, die Wahl der MCS und die Beamforming-Techniken hängen wiederum direkt mit dem physikalischen Kanal zusammen. Als Grundlage für die Entwicklung und für die Tests von MIMO-Produkten hat die IEEE-802.11n-Gruppe sechs MIMO-Kanalmodelle (A bis F) festgelegt. Modell A beschreibt den reinen Testmodus. Modell B repräsentiert typische Umgebun-gen in kleinen Büros. Modell F repräsentiert einen offenen Funkraum (Metro-Netzwerk). Dieser Einteilung liegt ein einfacher Gedanke zugrunde: Alle Funksignale werden von Gebäuden, Wänden, Möbeln und anderen Oberflächen reflektiert. Dabei erreichen mehrere Reflektionen des gleichen Signals mit unterschiedlichen Amplituden und Laufzeiten den Empfänger. Das MIMO-Kanal-modell berücksichtigt diese sowie auch Dopplereffekte, die durch Bewegungen von Objekten (Menschen, Autos) im Funkfeld entstehen und zu einer Veränderung des Signals führen. Anhand dieser Kategorien können nun MIMO-Produkte an die spezifischen Einsatzbedingungen angepasst werden, wobei für Europa nur die hier genannten Modelle relevant sind, da die anderen Szenarien meist nur in den USA anzutreffen sind.
Um die Vorteile einer besseren Funkausleuchtung im Alltag auch wirklich nutzen zu können, sollten bei der Installation eines 802.11n-Netzes die Access Points nicht einfach anstelle der bereits vorhandenen montiert werden. Mittels einer geschickten, neu vermessenen Ausleuchtung kann nicht nur die Performance gesteigert, sondern auch der eine oder andere Funkknoten eingespart werden.
Parameter wie Durchsatz, Reichweite oder Performance lassen sich bei 802.11n-Komponenten mit Hilfe eines Kanalemulators (Basis sind die IEEE-802.11n-Modelle) messen. Die Kanalemulation arbeitet bidirektional und bildet den Funkkanal nach. Für diesen Test hat die IEEE-Arbeitsgruppe die Testspezifikation 802.11T veröffentlicht. Die jeweilige Kanalinformation wird durch den Sender anhand der vom Empfänger gesendeten ACK-Pakete oder der vom Empfänger ermittelten Signale berechnet. Ein Kanalemulator arbeitet in der Regel auf Basis einer 3x3- oder 4x4-Konfiguration, da 802.11n bis zu vier spatiale Streams unterstützt. Dabei digitalisiert der Kanalemulator das Signal, wendet festgelegte mathematische Regeln (der jeweiligen IEEE-802.11n-Modelle) darauf an und emuliert somit die Kanaleffekte. Das veränderte Signal wird anschließend zurückkonvertiert und an die andere Station am anderen Ende des Emulators übermittelt.
