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Technik – W-LAN

Technik

Technische Standards

Technische Daten zu WLAN-Standards. Quelle: FSM

Die grundlegenden technischen Standards von W-LAN bzw. WiFi sind diejenigen von IEEE. Sie wurden im Wesentlichen von der Europäischen Regulierungsbehörde ETSI übernommen und wo nötig an geltende Vorschriften angepasst. Die meisten W-LAN-Anwendungen nutzen die Standards 802.11b und 802.11g im 2.4 GHz-Band. Zunehmend wichtig ist das 5 GHz-Band, das in Europa durch den Standard 802.11h reguliert ist. 802.11n ermöglicht die Nutzung beider Frequenzbänder gleichzeitig. Allerdings sind nicht alle erhältlichen W-LAN Produkte so konfiguriert, dass sie die vollen Möglichkeiten der Norm 802.11n zulassen. 802.11.ac ist eine Weiterentwicklung von "n" mit größeren Bandbreiten, effizienterer Modulation, grösserer Anzahl Merhfachverbindungen (MIMO).

Die wichtigsten technischen Daten zu den 5 heute üblichen Standards sind in der Tabelle oben zusammengestellt. Bei der Zeile „reale Datenrate“ handelt es sich um Angaben, was heute technisch implementiert ist und unter Alltagsbedingungen realisiert werden kann. Der in der Zeile maximale Datenrate aufgeführte Wert ist eine eher theoretische Grösse.

Leistungen

Erlaubte Leistungen im 5 GHz-Band. Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/0907041.htm, Ergänzungen FSM.

Die Standards begrenzen die maximale Sendestärken gemäss Tabelle. Im 2.4 GHz-Band ist die maximal erlaubte Leistung auf 100 mW begrenzt, im 5 GHz-Band sind die Bestimmungen komplexer und international nicht harmonisiert. In der Abbildung rechts sind die Vorschriften zusammengestellt. Um Störungen mit anderen Anwendungen, insbesondere mit Wetterradaren, zu vermeiden, hat die Europäische Regulierungsbehörde ETSI für die Nutzung dieses Bandes durch W-LAN zwingend DFS (Dynamic Frequency Selection) vorgeschrieben: sobald ein W-LAN Gerät eine Anwendung detektiert, die gestört werden kann, wechselt es die Frequenz auf ein unbesetztes Nachbarband. Um das Störpotenzial weiter einzudämmen, ist auch die Leistungsobergrenze restriktiv gehandhabt. Nur wenn ein Gerät eine automatische Leistungsregelung (TPC – Transmit Power Control) besitzt, dürfen die Maximalpegel von 100mW (unterer  Bandbereich) bzw. 500mW (oberer Bandbereich) überschritten werden. Die automatische Leistungsregelung sorgt dafür, dass ein Gerät stets die schwächste Leistung verwendet, die es für eine einwandfreie Datenkommunikation braucht.

Im Alltagsbetrieb sind die Sendestärken durchwegs geringer als die Standards erlauben, denn ein Access-Point ist selten ausgelastet. Je nach Anwendung wird unterschiedlich viel Kapazität benötigt. Surfen in Websites, skypen, audio streaming oder youtuben brauchen in den Standards 802.11g/h jeweils weniger als 5% der Kapazität. Erst hochauflösende Videos und Filetransfers nutzen die verfügbaren Bandbreiten. Wenn keine Nutzdaten kommuniziert werden, etwa im Stand-by Betrieb, senden W-LAN Geräte nur Pilotsignale aus, damit sie bei einer Anfrage sofort betriebsbereit sind. Die durchschnittliche Sendeleistung im Stand-by Modus beträgt weniger als 1 mW.

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