HI-Speed Wireless IEEE 802.11n – The Next Generation

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Die Enterprise-Hersteller sind noch in der Warteschleife
Eine Umfrage von ComConsult Research unter den führenden Herstellern von WLAN-Equipment führte dementsprechend auch zu der übereinstimmenden Aussage, dass mit der Entwicklung von 11n-Produkten zwar schon auf der Basis von Pre-N-Chips begonnen wurde, mit der Vorstellung marktreifer Produkte für den Enterprise-Markt wollen alle Befragte jedoch bis zur endgültigen Verabschiedung des Standards durch die IEEE warten. Darüber hinaus wird auf dieser Ebene noch auf eine neue Chip-Generation von MIMO-Chips gewartet, die einen höheren Qualitätsstandard hat als bisher.

Dies bedeutet, dass Pre-N-Produkte (zunächst) nur für den Consumer-Markt produziert werden. Das ist für sich genommen auch kein großes Problem, die Innovations- und Lebenszyklen in diesem Marktsegment sind nun einmal deutlich kürzer, die wenigsten Produkte werden hier länger als ein Jahr lang produziert und vertrieben und Interoperabilität mit Geräten anderer Hersteller ist nicht gerade ein Hauptverkaufsargument.

Sollte sich jedoch die Verabschiedung von 802.11n länger als geplant hinauszögern, steht zu befürchten, dass Pre-N-Produkte aus dem Consumer-Umfeld in die Unternehmensnetze drängen. Sollte das passieren, werden sicherlich auch die Enterprise-Hersteller ihre abwartende Haltung aufgeben – die oben zitierte Aussage relativiert sich ohnehin, sobald ein ernstzunehmender Mitbewerber vorprescht und „Pre-N“ oder „Angeblich-N“ oder „Final-N“ ankündigt.

Dann droht jedoch ein ähnliches Desaster wie bei der Einführung von 802.11g, da viele Produkte untereinander inkompatibel sein werden und im ungünstigsten Fall nicht im selben Netzwerk betrieben werden können.

Die Technik
Der vorliegende Entwurf zum 802.11n ist ein Entwurf der kleinen Schritte – und es werden sehr viele kleine Schritte vorgeschrieben und noch mehr optional vorgeschlagen, um die gewünschten hohen Datenraten zu erreichen. Im Wesentlichen wird dazu zweigleisig vorgegangen:

  • Im PHY-Layer werden durch die Einführung neuer Kodierungstechniken, doppelt so breiter Übertragungskanäle und der MIMO-Technologie die nominalen Bruttoraten auf bis zu 600 Mbit/s erhöht.
  • Im MAC-Layer wird durch eine Vielzahl verschiedener Anpassungen und ergänzender Techniken die Effizienz von Wireless LANs gesteigert, indem die vielen WLAN-typischen Steuerungs- und Wartezeiten bei den Übertragungen reduziert werden.

Im Folgenden werden beide Aspekte und ihre hauptsächlichen Merkmale erläutert.

Eine neue OFDM-Kodierung
Als erste Maßnahme wird wie schon bei der Einführung der anderen physikalischen Schnittstelle in 802.11a, 11b und 11g eine neue Übertragungstechnik eingeführt. Hierzu wird die von 802.11a und 802.11g genutzte OFDM-Kodierung um eine schnellere Variante ergänzt, die im Standard als HT-OFDM (HT steht für High Throughput) gezeichnet wird.

Viel ändert sich mit diesem neuen Verfahren allerdings nicht, statt 48 paralleler Unterträger werden bei HT-OFDM 52 Unterträger genutzt, die vier verwendeten Modulationsverfahren (BPSK, QPSK, 16-QAM und 64-QAM) werden jedoch nicht erweitert. Statt 54 Mbit/s werden damit sensationelle 58,5 Mbit/s übertragen. Eine neue, weiter reduzierte FEC-Rate (FEC = Forward Error Correction) von 5:6 steigert den Durchsatz immerhin auf maximal 65 Mbit/s und bei der optionalen Verwendung eines verkürzten Guard Intervalls – dies ist der Abstand zwischen zwei OFDM-Symbolen – von 400 ns (statt bisher 800 ns) lassen sich sogar 72,2 Mbit/s erreichen. Tabelle 1 fasst die neuen Datenraten für Basismodulationen zusammen.


Da sich außerdem die Spektralmaske nicht ändert, ist der Vorteil dieser moderaten Änderung immerhin, dass sich das Zellendesign im Vergleich zu 802.11a oder 802.11g beibehalten werden kann.

Der Einsatz des halbierten Guard-Intervalls setzt allerdings schnellere und präzisere, mithin teuere Radioteile voraus!

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