802.11n - Drahtlosnetzwerk-Standard

IEEE 802.11n, bekannt als 802.11n, ist ein Drahtlosnetzwerk-Standard, der viele Antennen zur Steigerung der Datenübertragungs-Geschwindigkeit einsetzt. Zwecks Einführung dieses Standard ist eine Erhöhung der Durchlässigkeit dieses Netzwerks im Vergleich zu den zwei vorherigen Standards (802.11a sowie 802.11g) erforderlich. Es ist auch ein deutlicher Anstieg des maximalen Datenflusses eingetreten, von 54 Mb/s auf 600 Mb/s (Megabit pro Sekunde). Der Standard 802.11n kann in zwei Frequenzbändern eingesetzt werden: 2,4 GHz oder 5 GHz.

MIMO ist eine Technologie, die viele Antennen zur zusammenhängenden Übertragung größerer Datenmengen verwenden, als dies mit einer einzelnen Antenne möglich ist. Die einzige Art, um das zu erreichen, ist die Nutzung der Technologie SDM (Spatial Division Multiplexing), bei der viele räumlich unabhängige Datenströme gleichzeitig in einem Spektralkanal übertragen werden. Die MIMO SDM Technologie ermöglicht eine deutliche Steigerung der Durchlässigkeit als Zahl der aufgeteilten, räumlichen Datenströme, aber jeder räumliche Strom benötigt sowohl im Transmitter als auch im Empfänger eine Antenne. Darüber hinaus ist in der MIMO Technologie ein eigener Konverter und Analog-Digital-Wandler für jede MIMO Antenne erforderlich, was im Vergleich zu Non-MIMO-Systemen sehr kostspielig ist.

Die Anzahl der parallelen Datenströme wird durch die Zahl der auf beiden Seiten der Verbindung eingesetzten Antennen beschränkt. Einzelne Funkverbindungen beschränken jedoch zusätzlich häufig die Zahl der räumlichen Ströme, die einzigartige Daten übertragen können.

Nimmt man identische Betriebsparameter an, kann das 802.11n Netzwerk im Vergleich zum Netzwerk 802.11g (erreicht 54 Mb/s auf einem Kanal 20 MHz von einer Antenne), bis zu 72 Mb/s erreichen (auf einem Kanal 20 MHz von einer Antenne). Die Geschwindigkeit von 802.11n kann auf bis zu 150 Mb/s steigen, mithilfe zweier Kanäle 20 MHz im 40 MHz Modus, wenn keine Störungen der Emission wie Bluetooth, Mikrowelle oder sonstige Wi-Fi in der Umgebung auftreten. Im Fall von mehreren Antennen, kann die Übertragungsrate von 802.11n sogar bis zu 288 Mb/s im 20 MHz Modus von vier Antennen oder 600 Mb/s im 40 MHz Modus von vier Antennen betragen.

Die Übertragung von Daten mit einer Geschwindigkeit bis zu 600 Mb/s wird aus vier räumlichen Strömen gewonnen, mittels eines Kanals mit einer Spektralbreite von 40 MHz. Verschiedene Modulations- und kOdierungstypen werden durch Standards festgelegt und wurden im Modulations- und Kodierungs-Schema aufgezeichnet (MCS – Modulation and Coding Scheme). Um die maximale Leistung von 802.11n zu erreichen, wird ein reines 5 GHz Band empfohlen. Das 5 GHz Band hat ein wesentliches Potenzial aufgrund der zahlreichen, nicht überschneidenden Funkkanälen und die geringere Anzahl von Störungen im Vergleich zum 2,4 GHz Band.

Das 2,4 GHz ist recht überfüllt. Mit 802.11n besteht die Möglichkeit der Verdoppelung der Übertragungsrate auf einem Kanal für 40 MHz, was eine etwas mehr als doppelt so hohe Datenübertragungs-Geschwindigkeit bietet.

Die wichtigste Zertifikation von 802.11n umfasst Kanäle mit den Breiten 20 MHz und 40 MHz. Für maximal zwei räumliche Ströme beträgt die Übertragungsrate 144,4 Mb/s bei einer Kanalbreite von 20 MHz sowie 300 Mb/s bei einer Kanalbreite von 40 MHz (mit kurzem Schutzabstand).