Was sind die wichtigsten WLAN-Protokolle? alles was du wissen musst

Bei dieser Gelegenheit erklären wir ausführlich die wichtigsten Wifi-Protokolle . Bis vor wenigen Jahren war es nur möglich, Computer über Kabel miteinander zu verbinden. Diese Art der Verbindung ist sehr beliebt, weist jedoch einige Einschränkungen auf, z. B.: Sie können das Gerät nur bis zur Reichweite des Kabels bewegen. In Umgebungen mit hohen Geräten können Anpassungen in der Gebäudestruktur für den Kabeldurchgang erforderlich sein. In einem Haus kann es erforderlich sein, Löcher in die Wand zu bohren, damit Kabel andere Räume erreichen können. Eine ständige oder falsche Manipulation kann zur Beschädigung des Kabelsteckers führen. Glücklicherweise wurden drahtlose Wi-Fi- Netzwerke entwickelt, um diese Einschränkungen zu beseitigen.

Inhaltsverzeichnis

Die Nutzung dieser Art von Netzwerk wird nicht nur im häuslichen und beruflichen Umfeld, sondern auch an öffentlichen Orten (Bars, Cafés, Einkaufszentren, Buchhandlungen, Flughäfen usw.) und in akademischen Einrichtungen immer häufiger.

Aus diesem Grund werden wir uns die Hauptmerkmale der Wi-Fi-Technologie ansehen und ein wenig erklären, wie sie funktioniert. Da es nicht aufhören konnte zu sein, werden Sie auch die Unterschiede zwischen den Wi-Fi-Standards 802.11b, 802.11g, 802.11n und 802.11ac kennen.

Was sind die wichtigsten Wifi-Protokolle? Was ist WLAN?

Wi-Fi ist eine Reihe von Spezifikationen für drahtlose lokale Netzwerke (WLAN), die auf dem IEEE 802.11-Standard basieren. Der Name "Wi-Fi" wird als Abkürzung für den englischen Begriff "Wireless Fidelity" verwendet, obwohl die Wi-Fi Alliance, die in erster Linie für die Lizenzierung technologiebasierter Produkte verantwortlich ist, eine solche Schlussfolgerung nie bestätigt hat. Es ist üblich, den Namen Wi-Fi als "Wi-Fi", "Wi-Fi" oder sogar "WiFi" zu finden. Alle diese Namen beziehen sich auf dieselbe Technologie.

Mit der Wi-Fi-Technologie können Netzwerke implementiert werden, die Computer und andere Geräte (Smartphones, Tablets, Videospielkonsolen, Drucker usw.) verbinden, die geografisch nahe beieinander liegen.

Diese Netze erfordern keine Kabel, da sie die Übertragung von Daten mittels Hochfrequenz durchführen. Dieses Schema bietet unter anderem mehrere Vorteile: Es ermöglicht dem Benutzer, das Netzwerk an jedem Punkt innerhalb des Übertragungsbereichs zu verwenden. ermöglicht das schnelle Einfügen anderer Computer und Geräte in das Netzwerk; verhindert, dass die Wände oder Strukturen des Immobiliengrundstücks aus Kunststoff bestehen oder für den Kabeldurchgang geeignet sind.

Die Flexibilität von Wi-Fi ist so groß, dass es möglich wurde, Netzwerke zu implementieren, die diese Technologie an den unterschiedlichsten Orten nutzen, hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass die im vorherigen Absatz genannten Vorteile häufig zu geringeren Kosten führen.

Daher ist es üblich, Wi-Fi-Netzwerke in Hotels, Flughäfen, Autobahnen, Bars, Restaurants, Einkaufszentren, Schulen, Universitäten, Büros, Krankenhäusern und vielen anderen Orten zu finden. Um diese Netzwerke nutzen zu können, muss der Benutzer nur über einen Laptop, ein Smartphone oder ein Wi-Fi-kompatibles Gerät verfügen.

Ein bisschen Geschichte von Wi-Fi

Die Idee der drahtlosen Netzwerke ist nicht neu. Die Industrie war lange Zeit besorgt über dieses Problem, aber die mangelnde Standardisierung von Standards und Spezifikationen erwies sich als Hindernis, schließlich arbeiteten mehrere Forschungsgruppen mit unterschiedlichen Vorschlägen.

Aus diesem Grund haben sich einige Unternehmen wie 3Com, Nokia, Lucent Technologies und Symbol Technologies (von Motorola übernommen) zu einer Gruppe zusammengeschlossen, um dieses Problem zu lösen. Daher wurde 1999 die Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) gegründet. Das Unternehmen wurde 2003 in Wi-Fi Alliance umbenannt.

Wie bei anderen Konsortien zur Standardisierung von Technologien steigt die Anzahl der Unternehmen, die der Wi-Fi Alliance beitreten, ständig an. WECA arbeitete weiter mit den IEEE 802.11-Spezifikationen, die sich eigentlich nicht sehr von den IEEE 802.3-Spezifikationen unterscheiden. Dieser letzte Satz ist unter dem Namen Ethernet bekannt und besteht einfach aus der überwiegenden Mehrheit der herkömmlichen kabelgebundenen Netzwerke. Was sich von einem Standard zum anderen ändert, sind im Wesentlichen die Verbindungseigenschaften: Ein Typ arbeitet mit Kabeln, der andere mit Hochfrequenz.

Dies hat den Vorteil, dass auf der Grundlage dieser Technologie kein spezifisches Protokoll für die drahtlose Netzwerkkommunikation erstellt werden musste. Damit ist es sogar möglich, Netzwerke zu haben, die beide Standards verwenden.

WECA musste sich jedoch noch mit einer anderen Frage befassen: einem geeigneten Namen für die Technologie, der leicht auszusprechen war und eine schnelle Verknüpfung mit seinem Vorschlag ermöglichte, dh drahtlose Netzwerke. Zu diesem Zweck stellte Interbrand ein auf Marken spezialisiertes Unternehmen ein , das nicht nur den Namen Wi-Fi (wahrscheinlich basierend auf dem Begriff "Wileress Fidelity"), sondern auch das Technologielogo kreierte. Die Bezeichnung wurde so weit verbreitet, dass WECA 2003 beschloss, ihren Namen in Wi-Fi Alliance zu ändern, wie berichtet.

Wi-Fi-Betrieb

An dieser Stelle im Text fragen Sie sich natürlich, wie Wi-Fi funktioniert. Wie Sie bereits wissen, basiert die Technologie auf dem IEEE 802.11-Standard. Dies bedeutet jedoch nicht, dass alle Produkte, die mit diesen Spezifikationen arbeiten, auch Wi-Fi sind.

Damit ein Produkt ein Siegel mit dieser Marke erhält, muss es von der Wi-Fi Alliance bewertet und zertifiziert werden. Auf diese Weise kann dem Benutzer garantiert werden, dass alle Produkte mit dem W i-Fi-zertifizierten Siegel den Funktionsstandards entsprechen, die die Interoperabilität mit anderen Geräten gewährleisten.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass Geräte ohne Siegel nicht mit Geräten funktionieren, die über ein Siegel verfügen (es ist jedoch immer besser, zertifizierte Produkte auszuwählen, um Risiken und Probleme zu vermeiden).

Der 802.11- Standard legt Standards für die Erstellung und Verwendung von drahtlosen Netzwerken fest. Die Übertragung dieser Art von Netzwerk erfolgt über Hochfrequenzsignale, die sich in der Luft ausbreiten und Bereiche im Haus von Hunderten von Metern abdecken können.

Da es eine Vielzahl von Diensten gibt, die Funksignale verwenden können, ist es wichtig, dass jeder Dienst gemäß den von der Regierung jedes Landes festgelegten Anforderungen handelt. Dies ist ein guter Weg, um Unannehmlichkeiten, insbesondere Störungen, zu vermeiden.

Es gibt jedoch einige Frequenzsegmente, die ohne direkte Genehmigung durch die entsprechenden Stellen jeder Regierung verwendet werden können: die ISM-Bänder (Industrial, Scientific and Medical), die unter anderem in den folgenden Intervallen betrieben werden können: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 485 GHz und 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (je nach Land können diese Grenzwerte variieren).

SSID (Service Set Identifier)

Wir werden die wichtigsten Versionen von 802.11 kennen, aber um das Verständnis zu erleichtern, ist es zweckmäßig zu wissen, dass zum Aufbau eines solchen Netzwerks die Geräte (auch STA genannt) mit den Geräten verbunden sein müssen, die das ermöglichen Zugang. Diese werden allgemein als Access Point (AP) bezeichnet. Wenn eine oder mehrere STAs eine Verbindung zu einem AP herstellen, gibt es daher ein Netzwerk, das als Basic Service Set (BSS) bezeichnet wird.

Aus Sicherheitsgründen und aus der Möglichkeit, dass sich an einem bestimmten Ort mehr als ein BSS befindet (z. B. zwei drahtlose Netzwerke, die von verschiedenen Unternehmen in einem Ereignisbereich erstellt wurden), ist es wichtig, dass jeder eine Identifikation namens Service Set erhält Identifier (SSID), eine Reihe von Zeichen, die nach ihrer Definition in den Header jedes Datenpakets im Netzwerk eingefügt werden. Mit anderen Worten, die SSID ist der Name, der jedem drahtlosen Netzwerk gegeben wird.

Wi-Fi-Protokolle

Die erste Version des 802.11-Standards wurde 1997 nach ungefähr siebenjähriger Studienzeit veröffentlicht. Mit dem Aufkommen neuer Versionen (die später behandelt werden sollen) wurde die ursprüngliche Version als 802.11-1997 oder 802.11 Legacy bekannt.

Da es sich um eine Hochfrequenzübertragungstechnologie handelt, hat das IEEE (Institut für Elektro- und Elektronikingenieure) festgestellt, dass der Standard im Frequenzbereich von 2, 4 GHz und 2, 4835 GHz, einem der oben genannten ISM-Bänder, arbeiten kann.

Die Datenübertragungsrate beträgt 1 Mbit / s oder 2 Mbit / s (Megabit pro Sekunde), und es können die Übertragungstechniken DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) und FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) verwendet werden.

Diese Techniken ermöglichen Übertragungen mit mehreren Kanälen innerhalb einer Frequenz. DSSS erstellt jedoch mehrere Segmente der übertragenen Informationen und sendet sie gleichzeitig an die Kanäle.

Die FHSS-Technik verwendet wiederum ein "Frequenzsprung" -Schema, bei dem die übertragenen Informationen eine Frequenz in einem bestimmten Zeitraum und andererseits eine andere Frequenz verwenden.

Durch diese Funktion hat der FHSS eine etwas niedrigere Datenübertragungsrate, andererseits ist die Übertragung weniger störanfällig, da sich die verwendete Frequenz ständig ändert. DSSS ist zwar schneller, aber es ist wahrscheinlicher, dass Interferenzen auftreten, wenn alle Kanäle gleichzeitig verwendet werden.

802.11b

Ein Update des 802.11-Standards wurde 1999 veröffentlicht und hieß 802.11b. Das Hauptmerkmal dieser Version ist die Möglichkeit, Verbindungen mit den folgenden Übertragungsgeschwindigkeiten herzustellen: 1 Mbit / s, 2 Mbit / s, 5, 5 Mbit / s und 11 Mbit / s.

Der Frequenzbereich ist derselbe, der vom ursprünglichen 802.11 verwendet wird (zwischen 2, 4 und 2, 4835 GHz), aber die Übertragungstechnik ist auf das Spektrum beschränkt, das durch direkte Sequenz verteilt wird, sobald das FHSS die von festgelegten Standards nicht berücksichtigt die Federal Communications Commission (FCC) bei Verwendung in Übertragungen mit Raten von mehr als 2 Mb / s.

Um bei Geschwindigkeiten von 5, 5 Mbit / s und 11 Mbit / s effektiv zu arbeiten, verwendet 802.11b auch eine Technik namens CCK (Complementary Code Keying).

Die Reichweite eines 802.11b-Getriebes kann in offenen Umgebungen theoretisch bis zu 400 Meter betragen und in geschlossenen Räumen (z. B. in Büros und Wohnungen) eine Reichweite von 50 Metern erreichen.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Bereich der Übertragung durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst werden kann, wie z. B. Objekte, die Interferenzen verursachen oder die Ausbreitung der Übertragung von ihrem Standort aus behindern.

Es ist interessant festzustellen, dass der 802.11b-Standard (und die Nachfolgestandards) dazu führen kann, dass die Datenübertragungsrate auf ihre Mindestgrenze (1 Mb / s) als a sinkt, um die Übertragung so funktionsfähig wie möglich zu halten Station ist weiter vom Zugangspunkt entfernt.

Das Gegenteil ist auch der Fall: Je näher am Zugangspunkt, desto höher kann die Übertragungsgeschwindigkeit sein.

Der 802.11b-Standard war der erste, der in großem Umfang übernommen wurde, und war daher einer der Verantwortlichen für die Popularisierung von Wi-Fi-Netzwerken.

802.11a

Der 802.11a-Standard wurde Ende 1999 ungefähr zur gleichen Zeit wie die 802.11b-Version veröffentlicht.

Sein Hauptmerkmal ist die Möglichkeit, mit Datenübertragungsraten in den folgenden Werten zu arbeiten: 6 Mbit / s, 9 Mbit / s, 12 Mbit / s, 18 Mbit / s, 24 Mbit / s, 36 Mbit / s, 48 Mb / s und 54 Mb / s. Die geografische Reichweite seiner Übertragung beträgt ungefähr 50 Meter. Die Betriebsfrequenz unterscheidet sich jedoch vom ursprünglichen 802.11- Standard : 5 GHz mit 20-MHz-Kanälen in diesem Bereich.

Einerseits ist die Verwendung dieser Frequenz zweckmäßig, da sie weniger Interferenzmöglichkeiten bietet, schließlich wird dieser Wert wenig genutzt. Andererseits kann dies zu bestimmten Problemen führen, da viele Länder keine Vorschriften für diese Häufigkeit haben. Darüber hinaus kann diese Funktion Kommunikationsprobleme mit Geräten verursachen, die mit den Standards 802.11 und 802.11b arbeiten.

Ein wichtiges Detail ist, dass der 802.11a-Standard anstelle von DSSS oder FHSS eine als Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) bekannte Technik verwendet. Darin werden die zu übertragenden Informationen in mehrere kleine Datensätze unterteilt, die gleichzeitig auf unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden. Diese werden so verwendet, dass das eine das andere stört, so dass die OFDM-Technik recht zufriedenstellend funktioniert.

Trotz höherer Übertragungsraten wurde der 802.11a- Standard nicht so populär wie der 802.11b-Standard.

802.11g

Der 802.11g- Standard wurde 2003 veröffentlicht und gilt als natürlicher Nachfolger der 802.11b-Version, da er vollständig damit kompatibel ist.

Dies bedeutet, dass ein Gerät, das mit 802.11g arbeitet, problemlos mit einem anderen Gerät kommunizieren kann, das mit 802.11b arbeitet, mit der Ausnahme, dass die Datenübertragungsrate offensichtlich das von letzterem zulässige Maximum begrenzt.

Die Hauptattraktion des 802.11g- Standards besteht darin, mit Übertragungsraten von bis zu 54 Mbit / s arbeiten zu können, wie dies beim 802.11a-Standard der Fall ist.

Im Gegensatz zu dieser Version arbeitet der 802.11g jedoch mit Frequenzen im 2, 4-GHz-Band (20-MHz-Kanäle) und hat fast die gleiche Abdeckungsleistung wie sein Vorgänger, der 802.11b-Standard.

Die in dieser Version verwendete Übertragungstechnik ist ebenfalls OFDM. Bei der Kommunikation mit einem 802.11b-Gerät wird die Übertragungstechnik jedoch zu DSSS.

802.11n

Die Entwicklung der 802.11n- Spezifikation begann 2004 und endete im September 2009. In dieser Zeit wurden verschiedene Geräte veröffentlicht, die mit der unvollendeten Version des Standards kompatibel sind.

Das Hauptmerkmal des 802.11n- Protokolls ist die Verwendung eines Schemas namens Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), mit dem die Datenübertragungsraten durch Kombination verschiedener Übertragungswege (Antennen) erheblich erhöht werden können. Damit ist beispielsweise die Verwendung von zwei, drei oder vier Sendern und Empfängern für den Betrieb des Netzwerks möglich.

Eine der häufigsten Konfigurationen in diesem Fall ist die Verwendung von Zugangspunkten, die drei Antennen (drei Übertragungswege) und STAs mit der gleichen Anzahl von Empfängern verwenden. Durch Hinzufügen dieser Funktion in Kombination mit der Verfeinerung seiner Spezifikationen kann das 802.11n-Protokoll im Bereich von 300 Mbit / s senden. Theoretisch kann es Geschwindigkeiten von bis zu 600 Mbit / s erreichen. Im einfachsten Übertragungsmodus kann 802.11n mit einem Übertragungspfad 150 Mbit / s erreichen.

In Bezug auf seine Frequenz kann der 802.11n- Standard mit den 2, 4-GHz- und 5-GHz-Bändern arbeiten, wodurch er auch mit 802.11a mit den vorherigen Standards kompatibel ist. Jeder Kanal innerhalb dieser Spuren ist standardmäßig 40 MHz breit.

Seine Standardübertragungstechnik ist OFDM, wird jedoch aufgrund der Verwendung des MIMO-Schemas mit bestimmten Modifikationen häufig als MIMO-OFDM bezeichnet. Einige Studien legen nahe, dass sein Abdeckungsbereich 400 Meter überschreiten kann.

802.11ac

Der Nachfolger von 802.11n ist der 802.11ac-Standard, dessen Spezifikationen zwischen 2011 und 2013 fast vollständig entwickelt wurden und dessen Eigenschaften 2014 vom IEEE endgültig genehmigt wurden.

Der Hauptvorteil von 802.11ac liegt in seiner Geschwindigkeit, die im einfachsten Modus auf bis zu 433 Mbit / s geschätzt wird. Theoretisch ist es jedoch möglich, das Netzwerk in einem erweiterten Modus, der mehrere Übertragungswege (Antennen) mit maximal acht verwendet, auf 6 Gbit / s zu bringen. Der Trend geht dahin, dass die Industrie Geräte mit bis zu drei Antennen priorisiert, wodurch die maximale Geschwindigkeit bei 1, 3 Gbit / s liegt.

802.11ac wird auch als WiFi 5G bezeichnet und arbeitet mit der 5-GHz-Frequenz, da in diesem Bereich jeder Kanal standardmäßig eine Breite von 80 MHz haben kann (160 MHz optional).

Das 802.11ac-Protokoll verfügt auch über die fortschrittlichsten Modulationstechniken. Genauer gesagt funktioniert es mit dem MU-MUMO-Schema (Multi-User MIMO), das das Senden und Empfangen des Signals von verschiedenen Terminals ermöglicht, als ob sie gemeinsam auf derselben Frequenz arbeiten würden.

Außerdem wird die Verwendung einer Übertragungsmethode namens Beamforming (auch als TxBF bezeichnet) hervorgehoben, die im 802.11n-Standard optional ist: Diese Technologie ermöglicht es dem sendenden Gerät (z. B. einem Router), die Kommunikation mit einem Clientgerät zu bewerten um die Übertragung in Ihre Richtung zu optimieren.

Andere 802.11-Standards

Der IEEE 802.11-Standard hatte (und wird) zusätzlich zu den oben genannten Versionen andere Versionen, die aus verschiedenen Gründen nicht populär geworden sind.

Einer davon ist der 802.11d- Standard , der nur in einigen Ländern angewendet wird, in denen es aus irgendeinem Grund nicht möglich ist, einige der anderen etablierten Standards zu verwenden. Ein weiteres Beispiel ist der 802.11e-Standard, dessen Hauptaugenmerk auf der QoS (Quality of Service) von Übertragungen, dh der Servicequalität, liegt. Dies macht dieses Modell für Anwendungen interessant, die stark von Rauschen (Interferenzen) betroffen sind, wie z. B. VoIP-Kommunikation.

Es gibt auch das 802.11f-Protokoll, das mit einem als Relais bezeichneten Schema arbeitet, bei dem ein Gerät kurz gesagt von einem Access Point mit schwachem Signal getrennt und mit einem anderen Access Point mit stärkerem Signal innerhalb desselben Netzwerks verbunden wird. Das Problem ist, dass einige der Faktoren dazu führen können, dass dieses Verfahren nicht ordnungsgemäß ausgeführt wird, was dem Benutzer Unannehmlichkeiten bereitet. 802.11f-Spezifikationen ermöglichen eine bessere Interoperabilität zwischen Zugriffspunkten, um diese Probleme zu verringern.

Der 802.11h- Standard verdient ebenfalls eine Hervorhebung . Tatsächlich ist dies nur eine Version von 802.11a, die über Steuerungs- und Frequenzänderungsfunktionen verfügt. Dies liegt daran, dass die 5-GHz-Frequenz (von 802.11a verwendet) in einer Vielzahl von Systemen in Europa angewendet wird.

Es gibt mehrere andere Funktionen, aber außer aus bestimmten Gründen ist es ratsam, mit den beliebtesten Versionen zu arbeiten, vorzugsweise mit der neuesten.

Letzte Worte

In diesem Artikel wurden die wichtigsten Funktionen von Wi-Fi vorgestellt. Ihre Erklärungen können jedem helfen, der etwas mehr über den Betrieb von drahtlosen Netzwerken verstehen möchte, die auf dieser Technologie basieren und als Einführung für diejenigen dienen können, die tiefer in das Thema einsteigen möchten.

Wie Sie immer wissen, empfehlen wir, die besten Router auf dem Markt und die derzeit besten SPS zu lesen. Sie sind grundlegende Messwerte, um ein gutes drahtloses Wi-Fi-System zu erwerben. Was halten Sie von unserem Artikel über Wifi-Protokolle? Welches verwenden Sie derzeit zu Hause oder bei der Arbeit?