IEEE 802.11n

IEEE 802.11n (n-WLAN, in der vorläufigen Version auch Draft-N genannt) ist ein Standard für drahtlose Netzwerke (WLAN). Der erste Entwurf (engl. draft) des Standards wurde am 20. Januar 2006 verabschiedet, die endgültige Fassung wurde am 12. September 2009 von der IEEE ratifiziert. Da bereits vor der Ratifizierung Geräte auf den Markt kamen, die dem Standardentwurf folgten, wurden sie als Draft-n-kompatibel bezeichnet.

Der Standard definiert seit der Veröffentlichung am 29. Oktober 2009 eine Technik zum Aufbau von drahtlosen lokalen Netzwerken. Die maximalen Bruttodatenraten sollen bei 600 Mbit/s liegen. Dazu werden mehrere Sende- und Empfangsantennen eingesetzt.

Technik

802.11n nutzt zur Datenübertragung die Technik Multiple Input Multiple Output (MIMO). Gegenüber älteren WLAN-Techniken erreicht der Standard entweder gleiche Datenraten über größere Distanzen oder auf gleicher Distanz eine höhere Datenrate. Die Verbreiterung der Übertragungskanäle von 20 MHz auf 40 MHz und der Einsatz von vier Antennen erhöht die Bruttodatenrate auf 600 Mbit/s.

802.11n kann sowohl im 2,4-GHz-Frequenzbereich als auch im 5-GHz-Frequenzbereich arbeiten.

802.11n erreicht pro parallelem Inhaltsstrom (engl. stream) maximal 150 Mbit/s (brutto); für höhere Datenraten müssen mehrere (bis zu 4) Ströme gebündelt werden. Dies setzt eine entsprechende Anzahl Sende- und Empfangsantennen (bis zu 4) jeweils auf beiden Seiten voraus. Konstruktionen, die mehr Antennen bereitstellen, als parallele Strömen vorhanden sind, sind möglich (z. B. zwei Ströme – 300 Mbit/s – mit drei Antennen).

Als Kurzform wird in der Fachsprache die Anzahl der in einem Gerät vorhandenen Sender- und Empfänger-Ströme mit den Buchstaben T für Transmitter (engl. für Sender) und R für Receiver (engl. für Empfänger) dargestellt. Danach beschreibt z. B. die Abkürzung 3T3R jeweils drei Sende- und Empfangsströme.^[1]

Die MIMO-Modulation verwendet bei 802.11n eine Orthogonal-Frequency-Division-Multiplex-Modulation als Basis-Modulation. Die Einzelträger dieser OFDM-Modulation können je nach Qualität der Verbindung mittels BPSK, QPSK oder QAM moduliert werden.

Kompatibilität

WLANs nach 802.11n sind zu 802.11b- und 802.11g-Netzen kompatibel. Der Kompatibilitätsmodus ermöglicht eine Koexistenz von 802.11n- und bestehenden 802.11a-Netzen. Der Kompatibilitätsmodus kann in manchen Implementierungen auch deaktiviert werden (sogenannter „Greenfield-Modus“), um die Leistungsfähigkeit des 11n-Netzes zu steigern. Dies senkt jedoch die Leistung anderer am gleichen Ort aktiver 802.11a-Netze, da diese das 802.11n-Netz in diesem Falle als Radarstrahlen interpretieren und aufgrund der vorgeschriebenen DFS ihren Kanal wechseln, was letztlich zu einem Totalausfall durch DoS bei dem 802.11a-Netz führen kann^[2]. Da der 802.11n draft noch zwingend die Verwendung von WPA2 vorsah, muss bei den Draft-N Geräten explizit WPA2 (AES) als Verschlüsselung ausgewählt werden, um die volle Bandbreite nutzen zu können^[3].

Stand der Entwicklung des Standards

Der WLAN-Standard 802.11n sollte ursprünglich Mitte 2007 von der IEEE verabschiedet werden. Im Mai 2006 wurde ein finaler Entwurf jedoch nicht angenommen^[4].

Im November 2008 wurde der Entwurf in Fassung 7.0 verabschiedet^[5] und im März 2009 die Fassung 8.0^[5]. Im September 2009 wurde die finale Version offiziell verabschiedet^[6] und am 29. Oktober 2009 veröffentlicht^[7].

Vergleich der IEEE-Standards

Protokoll	veröffentlicht	Frequenz	Durchsatz (netto)	Datenrate (brutto)	Modulations-/Multiplex­verfahren	Reichweite (im Haus, abhängig von Wänden)	Reichweite (Radius im Freien, inkl. einer Wand)
802.11	1997	2,4 GHz	0,9 Mbit/s	2 Mbit/s	FHSS-GFSK, DSSS-DBPSK/DQPSK	≈ 20 Meter	≈ 100 Meter
802.11a	1999	5 GHz	23 Mbit/s	54 Mbit/s	OFDM-BPSK/QPSK/QAM	≈ 35 Meter	≈ 120 Meter
802.11b	1999	2,4 GHz	4,3 Mbit/s	11 Mbit/s	DSSS-CCK	≈ 38 Meter	≈ 140 Meter
802.11g	2003	2,4 GHz	19 Mbit/s	54 Mbit/s	OFDM-BPSK/QPSK/QAM	≈ 38 Meter	≈ 140 Meter
802.11n	September 2009 Standard ratifiziert1 am 29. Oktober 2009 veröffentlicht2	2,4 GHz 5 GHz	240 Mbit/s5	600 Mbit/s3	MIMO-OFDM-BPSK/QPSK/QAM	≈ 70 Meter	≈ 250 Meter
802.11y	Juni 2008 4	3,7 GHz	23 Mbit/s	54 Mbit/s		≈ 50 Meter	≈ 5000 Meter

Quellen:

¹ Pressemeldung zur Ratifizierung vom 11. September 2009

² Bezug der Spezifikation von IEEE Standard 802.11n vom 4. Januar 2010

³ Status of Project IEEE 802.11n vom 4. April 2009

⁴ IEEE 802.11 Official Timelines vom 28. Januar 2009

⁵ Elektronik Kompendium Netzwerktechnik vom 25. Oktober 2010

Einzelnachweise

1. ↑ METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTIVE REDUCED OVERHEAD TRANSMIT BEAMFORMING FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS. Patentdocs. Abgerufen am 3. Februar 2011.
2. ↑ https://mentor.ieee.org/802.11/file/08/11-08-0351-02-000n-new-evidence-that-11n-greenfield-devices-causes-false-radar-detections-on-dfs-channels.ppt
3. ↑ http://www.searchnetworking.de/forum/messages.cfm?threadid=E3313E1B-2282-490B-B5F0EAECBC208A83
4. ↑ Jens Ihlenfeld: 802.11n: WLAN-Standard fällt bei Abstimmung durch. In: Golem.de, 4. Mai 2006. Abgerufen am 3. Februar 2011. 
5. ↑ ^{a b} Status of Project IEEE 802.11n (en). März 2009. Abgerufen am 3. Februar 2011. 
6. ↑ Alexandra Kleijn: IEEE ratifiziert WLAN-Standard 802.11n. In: heise online, 12. September 2009. Abgerufen am 3. Februar 2011. 
7. ↑ 802.11n-2009 IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems--Local and metropolitan area networks. 29. Oktober 2009, ISBN 978-0-7381-6047-4, doi:10.1109/IEEESTD.2009.5307322 (Online, abgerufen am 25. August 2010).

Weblinks

• Computerwoche-Wiki: Der IEEE-Standard 802.11n
• Elektronik-Kompendium: Der IEEE-Standard 802.11n

IEEE-802.11-Normen

IEEE 802.11a | IEEE 802.11b | IEEE 802.11g | IEEE 802.11n | IEEE 802.11p

Zusätzliche Erweiterungen: IEEE 802.11c | IEEE 802.11d | IEEE 802.11e | IEEE 802.11f | IEEE 802.11h | IEEE 802.11i | IEEE 802.11j | IEEE 802.11s