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13.07.04 10:04 Alter: 17 Jahre
Von: Arno Kral

Agere Systems unterstützt neuen Wi-Fi-Normenvorschlag mit einer Übertragungsrate von bis zu 500 MBit/s

Der Entwurf des Standards 802.11n enthält MIMO-Technologien zur optimalen Kombination von hoher Datenrate, großer Spektraleffizienz und Abwärtskompatibilität für Wireless-Anwendungen im Büro und zuhause.


Agere MIMO-Chip.

Agere Systems setzt auf die drahtlose Netzwerk-Spezifikation IEEE802.11n, mit der ultraschnelle Daten-Streams für drahtlose HDTV-Übertragungen sowie User-Umgebungen für stark frequentierte Funk-Netzwerke ermöglicht werden. Der Vorschlag definiert die kommende Wireless-Networking-Generation mit der Bezeichnung IEEE802.11n, deren Roh-Datenrate von 500 MBit/s etwa zehnmal höher ist als die heutiger drahtloser Netzwerke. Dieser Vorschlag ist breit angelegt und stellt die Interoperabilität zu existierenden Wi-Fi-Standards und die Unterstützung aller bedeutenden PC-, Consumer-Elektronik- und Mobil-Plattformen sicher. 

Die mit dem 802.11n-Standard anvisierten Anwendungen richten sich sowohl an Unternehmen als auch an private Anwender und lassen sich in zwei Gruppen einteilen: jene, die nach hohen Datenübertragungsraten und zuverlässiger Quality of Service (QoS) verlangen und jene, die bei Anwendungen mit vielen Usern (z.B. Großunternehmen oder Appartement-Komplexe) eine Leistung auf dem Niveau leitungsgebundener Netzwerke voraussetzen. Der von Agere ausgearbeitete Vorschlag, der noch in diesem Sommer beim IEEE eingereicht werden soll, sieht fortlaufende Verbesserungen im Bereich der Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Technik, Breitband-Kanäle und 5-GHz-Übertragungen sowie zahlreiche Betriebsarten vor, die für robusten Datendurchsatz, mehr Netzwerk-Kapazität und Kompatibilität zu älteren Protokollen sorgen.

Bereits im Jahr 2002 hatte Agere der Öffentlichkeit mit der Demonstration eines 3x3-MIMO-Systems (3 Sender und 3 Empfänger), einen Eindruck von der neuen Technologie für hohe Datenraten vermittelt. Damals wurde eine drahtlose Übertragungsrate von 162 MBit/s unterstützt. Gemeinsam werden die neuen Technologien dafür sorgen, dass mit drahtlosen Netzwerk-Lösungen höhere Datenraten möglich sind als mit heute üblichen Ethernet-LANs. Während die zwingend vorgeschriebenen Implementierungen für die vorgeschlagene Spezifikation eine Datenrate von 250 MBit/s unterstützen, sind auch die Voraussetzungen für Übertragungsraten bis nahe 500 MBit/s gegeben.

„Mit diesem Vorschlag hilft Agere bei der Definition eines Standards für den vollwertigen Ersatz leitungsgebundener Übertragungen in jeder PC , Enterprise  oder Mobil-Applikation“, sagt Stan Swearingen, Vice President der Computing Connectivity Division von Agere. „Voraussetzung für die erfolgreiche Einführung des neuen 802.11n-Standards ist flexible Unterstützung für neue Technologien wie HDTV, für ein ganzes Spektrum von Umgebungsbedingungen, ob Privathaushalt, Büro oder Hot-Spot, sowie für jedes heute gebräuchliche Wireless-Protokoll.“

Der Normenvorschlag 802.11n von Agere setzt in erster Linie auf zwei Techniken, um die Datenraten und die Spektraleffizienz zu verbessern: MIMO und höhere Kanalbandbreiten.

MIMO-Techniken zur Steigerung der Datenraten

MIMO ist eine Technik, die den Datendurchsatz auf einem bestimmten Kanal anhebt, indem mehrere drahtlose Übertragungswege (‚Air Paths‘) für die zu übertragenden Daten eingerichtet werden. Durch die Verwendung mehrerer Sende  und Empfangsantennen ist es möglich, über jedes Antennenpaar einen anderen Teil der Daten auf derselben Frequenz zu übermitteln. MIMO verbessert die Netzwerk-Kapazität durch Heraufsetzen der Geschwindigkeit, mit der die Übertragungen erfolgen, sodass Zeit für mehr Sendungen frei wird. Sie ersetzt zudem komplexere Modulationsverfahren, die sich sonst nachteilig auf die Reichweite und Betriebssicherheit einer WLAN-Lösung auswirken können.

Kanalbandbreiten von 40/20 MHz

Der Vorschlag unterstützt Kanalbandbreiten von 20 und 40 MHz, was den weltweiten Einsatz ermöglicht und die Übertragungskapazität erhöht. Die aus zwei benachbarten 20-MHz-Kanälen zusammengesetzten 40-MHz-Kanäle werden die gegenwärtige Datenrate von 54 MHz auf etwa 125 MHz anheben und damit mehr als verdoppeln. Möglich ist dies durch die Aktivierung des ungenutzten Quad-Bands zwischen zwei Kanälen.

Der Datendurchsatz wächst proportional mit der Zahl der Antennenpaare. Der Agere-Vorschlag sieht sender  und empfängerseitig jeweils minimal zwei und maximal vier Antennen vor. Eine MIMO-Konfiguration mit 2x2 Antennen und erhöhter Kanalbandbreite ermöglicht eine Datenrate von 250 MBit/s. Eine 4x4-Konfiguration wierum lässt Datenraten von beinahe 500 MBit/s zu und ist die optimale Lösung beispielsweise für Backhaul-Pipes in großen Kaufhäusern, wo sie zur drahtlosen Vernetzung mehrerer Access Points dienen kann.

Betrieb im 5-GHzSpektrum

Mit einer verfügbaren Bandbreite von 400 MHz im 5-GHz-Frequenzspektrum profitieren 802.11n-Netzwerke von bis 11 nutzbaren 40-MHz-Kanälen, während im 2,4-GHz-Band lediglich zwei Breitband-Kanäle verfügbar sind. Die zusätzliche Kapazität schafft mehr Raum für umfangreichere drahtlose Dienste. Zum Beispiel kann an einem bestimmten Hotspot eine umfangreiche Auswahl von Netzwerkbetreibern angeboten werden, um High-Speed-Anschlüsse für mehrere Appartements oder Büros einzurichten und über eigens reservierte Kanäle schnelle Video-Streams zu übertragen. Wi-Fi-Verbindungen mit 5 GHz stellen ebenfalls eine günstige Alternative zum stärker belegten 2,4-GHz-Band dar, das bereits von einer Vielzahl drahtloser Geräte und Applikationen genutzt wird, darunter schnurlose Telefone, Mikrowellenöfen, Babyphone und Bluetooth-Produkte.

Koexistenz und Abwärtskompatibilität 

Agere setzt sich für neue und existierende Betriebsumgebungen für drahtlose Netzwerke ein. Obwohl die vorgelegte Basis-Spezifikation in erster Linie auf 40-MHz-Kanäle im 5-GHz-Band abzielt, werden auch 20-MHz-Kanäle und der Betrieb im 2,4-GHz-Band unterstützt. Auf diese Weise erhalten 802.11n-Systeme Abwärtskompatibilität zu 802.11b,  a , und  g-Netzwerken und können die in Japan vorgeschriebene Kanalbandbreite von 20 MHz einhalten. Uneingeschränkt unterstützt würde von dieser Spezifikation auch der QoS-Standard 802.11e, der in diesem Jahr für Wi-Fi-Netzwerke abschließend definiert wird.

Frame Aggregation für einen oder mehrere Bestimmungsorte 

Der Normenvorschlag spezifiziert ein standardisiertes Frame-Aggregation-Verfahren für einen oder mehrere Bestimmungsorte, um die Effizienz und Interoperabilität des Netzwerks zu verbessern. Frame Aggregation, also das Bündeln mehrerer Frames zu einem Paket, ist von großer Bedeutung für Streaming-Applikationen wie etwa die drahtlose Übertragung von Voice over IP oder Multimedia-Content.

Die abschließende Formulierung der Spezifikation 802.11n durch das IEEE wird voraussichtlich 2006 erfolgen.

 


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