Wi-Fi-Standards erklärt: 802.11ac, 802.11 b/g/n und 802.11a

Alle modernen Internetnutzer kennen den Begriff WLAN. Es ist eine Möglichkeit, sich drahtlos mit dem Internet zu verbinden. Wi-Fi ist eine Marke der Wi-Fi Alliance. Diese Organisation ist für die Zertifizierung von Wi-Fi-Produkten verantwortlich, wenn sie die von IEEE festgelegten 802.11-Wireless-Standards erfüllen. Was sind das für Kriterien? Es handelt sich im Grunde genommen um eine Reihe von Spezifikationen, die mit der Verfügbarkeit neuer Frequenzen weiter wachsen. Mit jedem neuen Standard ist es das Ziel, den drahtlosen Durchsatz und die Reichweite zu verbessern. Alle modernen Internetnutzer kennen den Begriff Wi-Fi. Es ist eine Möglichkeit, sich drahtlos mit dem Internet zu verbinden. Wi-Fi ist eine Marke der Wi-Fi Alliance. Diese Organisation ist für die Zertifizierung von Wi-Fi-Produkten verantwortlich, wenn sie die von IEEE festgelegten 802.11-Wireless-Standards erfüllen. Was sind das für Kriterien? Es handelt sich im Grunde genommen um eine Reihe von Spezifikationen, die mit der Verfügbarkeit neuer Frequenzen weiter wachsen. Mit jedem neuen Standard besteht das Ziel darin, den drahtlosen Durchsatz und die Reichweite zu verbessern.

Sie können auf diese Kriterien stoßen, wenn Sie neue drahtlose Netzwerkgeräte kaufen möchten. Es gibt eine Reihe verschiedener Standards, von denen jeder seine eigenen Fähigkeiten hat. Nur weil ein neuer Standard veröffentlicht wird, bedeutet das nicht, dass er sofort für den Verbraucher verfügbar ist oder dass Sie darauf umsteigen müssen. Das Auswahlkriterium hängt von Ihren Anforderungen ab.

Verbraucher finden Standardnamen in der Regel schwer verständlich. Dies liegt an dem von der IEEE übernommenen Benennungssystem. Vor kurzem (im Jahr 2018) hat sich die Wi-Fi Alliance zum Ziel gesetzt, Standardnamen einfach zu verwenden. Daher haben sie sich jetzt leicht verständliche Standardversionsnamen/-nummern ausgedacht. Die einfacheren Namen sind jedoch nur für moderne Standards. IEEE bezieht sich immer noch auf die Standards, die das alte Schema verwenden. Daher ist es eine gute Idee, auch mit dem IEEE-Namenssystem vertraut zu sein.

Wi-Fi-Standards erklärt: 802.11ac, 802.11 b/g/n und 802.11a

Einige der modernen Wi-Fi-Standards sind 802.11n, 802.11ac und 802.11x. Diese Namen können den Benutzer leicht verwirren. Daher lauten die von der Wi-Fi Alliance vergebenen Namen für diese Standards – Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 und W-Fi 6. Sie werden feststellen, dass alle Standards „802.11“ enthalten.

Was ist 802.11?

802.11 kann als die grundlegende Grundlage angesehen werden, auf der alle anderen drahtlosen Produkte entwickelt werden. 802.11 war der erste WLAN-Standard. Es wurde 1997 von IEEE entwickelt. Es hatte eine Reichweite von 66 Metern im Innenbereich und eine Reichweite von 330 Metern im Freien. 802.11-Wireless-Produkte werden aufgrund ihrer geringen Bandbreite (kaum 2 Mbit/s) nicht mehr hergestellt. Viele andere Standards wurden jedoch um 802.11 herum aufgebaut.

Schauen wir uns nun an, wie sich die Wi-Fi-Standards seit der Entwicklung des ersten WLANs entwickelt haben. Im Folgenden besprechen wir die verschiedenen Wi-Fi-Standards, die seit 802.11 in chronologischer Reihenfolge erschienen sind.

1. 802.11 b

Obwohl 802.11 der allererste WLAN-Standard war, war es 802.11b, der Wi-Fi populär machte. Zwei Jahre nach 802.11, im September 1999, wurde 802.11b veröffentlicht. Während es immer noch die gleiche 802.11-Wireless-Signalfrequenz (etwa 2.4 GHz) verwendet, ist die Geschwindigkeit von 2 Mbit/s auf 11 Mbit/s gestiegen. Das war noch theoretische Geschwindigkeit. In der Praxis betrug die erwartete Bandbreite 5.9 Mbit/s (für TCP) und 7.1 Mbit/s (für UDP). Und er ist nicht nur der älteste, sondern hat auch die niedrigste Geschwindigkeit unter allen Parametern. Die 802.11b-Reichweite betrug etwa 150 Fuß.

Da es auf einer ungeregelten Frequenz arbeitet, können andere Haushaltsgeräte im 2.4-GHz-Band (z. B. Öfen und schnurlose Telefone) Störungen verursachen. Dieses Problem wurde vermieden, indem das Gerät in einiger Entfernung von Geräten installiert wurde, die Störungen verursachen könnten. Der 802.11b-Standard und der nächste 802.11a-Standard wurden gleichzeitig genehmigt, aber es war 802.11b, der zuerst auf den Markt kam.

2. 802.11a

802.11a wurde gleichzeitig mit 802.11b erstellt. Die beiden Technologien waren aufgrund der unterschiedlichen Frequenzen nicht kompatibel. 802.11a arbeitet mit 5 GHz und ist weniger überfüllt. Somit wird die Wahrscheinlichkeit einer Störung verringert. Aufgrund der höheren Frequenz hatten 802.11a-Geräte jedoch eine geringere Reichweite und die Signale konnten Hindernisse nicht so leicht durchdringen.

802.11a verwendet eine Technologie namens Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) Um ein drahtloses Signal zu erzeugen. 802.11a versprach auch eine viel höhere Bandbreite – ein theoretisches Maximum von 54 Mbit/s. Da 802.11a-Geräte zu dieser Zeit teurer waren, war ihr Einsatz auf Geschäftsanwendungen beschränkt. 802.11b war der vorherrschende Standard in der breiten Öffentlichkeit. Daher ist es beliebter als 802.11a.

3. 802.11g

802.11g wurde im Juni 2003 genehmigt. Der Standard versuchte, die Vorteile der letzten beiden Standards – 802.11a und 802.11b – zu kombinieren. Somit stellte 802.11g eine Bandbreite von 802.11a (54 Mbit/s) bereit. Aber es bot eine größere Reichweite, indem es auf der gleichen Frequenz wie 802.11b (2.4 GHz) betrieben wurde. Während die letzten beiden Standards nicht miteinander kompatibel waren, ist 802.11g abwärtskompatibel mit 802.11b. Dies bedeutet, dass drahtlose 802.11b-Netzwerkadapter mit 802.11g-Access Points verwendet werden können.

Dies ist der günstigste Standard, der noch verwendet wird. Es bietet zwar Unterstützung für fast alle heute verwendeten drahtlosen Geräte, weist jedoch einen Fehler auf. Wenn 802.11b-Geräte angeschlossen sind, wird das gesamte Netzwerk verlangsamt, um seine Geschwindigkeit zu erreichen. Somit ist er nicht nur der älteste verwendete Standard, sondern auch der langsamste.

Dieser Benchmark war ein großer Sprung in Richtung einer besseren Geschwindigkeit und Abdeckung. Dies war die Zeit, als Verbraucher von Genuss sprachen Router Bessere Abdeckung als frühere Standards.

4. 802.11n

Dieser Standard wurde im Oktober 4 auch als Wi-Fi 2009 von der Wi-Fi Alliance genehmigt. Es war der erste Standard, der verwendet wurde MIMO-Technologie. MIMO steht für Multiple Input und Multiple Output. Bei dieser Anordnung arbeiten mehrere Transceiver entweder an einem Ende oder sogar an beiden Enden der Verbindung. Dies ist eine wichtige Entwicklung, da für die Datenerweiterung nicht auf eine höhere Bandbreite oder Sendeleistung zurückgegriffen werden muss.

Mit 802.11n ist Wi-Fi schneller und zuverlässiger. Den Begriff Dualband haben Sie vielleicht schon von LAN-Anbietern gehört. Das bedeutet, dass die Daten über zwei Frequenzen geliefert werden. Das 802.11n-Netzwerk arbeitet auf zwei Frequenzen - 2.45 GHz und 5 GHz. 802.11n hat eine theoretische Bandbreite von 300 Mbit/s. Es wird angenommen, dass Geschwindigkeiten 450 Mbit/s erreichen können, wenn 3 Antennen verwendet werden. Aufgrund der höheren Signaldichte bieten 802.11n-Geräte eine größere Reichweite als frühere Standards. 802.11 bietet Unterstützung für eine Vielzahl von drahtlosen Netzwerkgeräten. Allerdings ist es teurer als 802.11g. Außerdem kann es bei Verwendung im Nahbereich mit 802.11b/g-Netzwerken aufgrund der Verwendung mehrerer Signale zu Interferenzen kommen.

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5. 802.11ac

Er wurde 2014 veröffentlicht und ist heute der beliebteste Standard. 802.11ac hat von der Wi-Fi Alliance den Namen Wi-Fi 5 erhalten. Heutige WLAN-Router für zu Hause sind Wi-Fi 5-kompatibel und arbeiten mit 5 GHz. Es verwendet MIMO, was bedeutet, dass auf den sendenden und empfangenden Geräten mehrere Antennen vorhanden sind. Es gibt einen geringen Fehler und eine hohe Geschwindigkeit. Die Besonderheit hierbei ist der Einsatz von Multi-User-MIMO. Dadurch wird es effizienter. In MIMO werden viele Streams an einen einzelnen Client geleitet. In MU-MIMO können Spatial Streams an viele Clients gleichzeitig geroutet werden. Dies kann die Geschwindigkeit eines einzelnen Clients möglicherweise nicht erhöhen. Aber die gesamte Datenübertragungsrate des Netzwerks erhöht sich erheblich.

Der Standard unterstützt mehrere Verbindungen auf beiden Frequenzbändern, in denen er betrieben wird – 2.5 GHz und 5 GHz. 802.11g unterstützt vier Streams, während dieser Standard beim Betrieb im 8-GHz-Frequenzband bis zu 5 verschiedene Streams unterstützt.

802.11ac implementiert eine Technologie namens Beamforming. Dabei senden die Antennen Funksignale aus, die auf ein bestimmtes Gerät gerichtet sind. Dieser Standard unterstützt Datenraten bis zu 3.4 Gbit/s. Dies ist das erste Mal, dass die Datengeschwindigkeit auf Gigabyte angestiegen ist. Die angebotene Bandbreite beträgt rund 1300 Mbit/s im 5-GHz-Band und 450 Mbit/s im 2.4-GHz-Band.

Der Standard bietet die beste Signalreichweite und -geschwindigkeit. Seine Leistung ist vergleichbar mit Standard-Kabelverbindungen. Die Leistungsverbesserung ist jedoch nur bei Anwendungen mit höherer Bandbreite sichtbar. Außerdem ist es der teuerste Standard für die Implementierung.

Andere WLAN-Standards

1ad

Der Standard wurde im Dezember 2012 eingeführt. Es handelt sich um einen sehr schnellen Standard. Es arbeitet mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von 6.7 Gbps. Es arbeitet im 60-GHz-Frequenzband. Einziges Manko ist die kurze Reichweite. Die angegebene Geschwindigkeit kann nur erreicht werden, wenn sich das Gerät in einem Radius von 11 m um den Zugangspunkt befindet.

2. 802.11ah

802.11ah wird auch als Wi-Fi HaLow bezeichnet. Genehmigt im September 2016 und freigegeben im Mai 2017. Ziel ist es, einen Funkstandard mit geringem Stromverbrauch bereitzustellen. Es ist für Wi-Fi-Netzwerke gedacht, die die üblichen Bänder von 2.4 GHz und 5 GHz überschreiten (insbesondere solche, die im 1-GHz-Band arbeiten). In diesem Standard können Datengeschwindigkeiten von 347 Mbit/s erreicht werden. Der Standard ist für Low-Power-Geräte wie IoT-Geräte gedacht. Mit 802.11ah ist es möglich, über große Reichweiten zu kommunizieren, ohne viel Strom zu verbrauchen. Es wird angenommen, dass der Standard mit der Bluetooth-Technologie konkurrieren wird.

3. 802.11ac

Es ist eine leicht modifizierte Version des 802.11ad-Standards. Es ist für den Einsatz in Regionen vorgesehen, die im 64-59-GHz-Band betrieben werden (hauptsächlich China). Somit hat der Standard auch einen anderen Namen – die Millimeterwelle in China. Es funktioniert im 45-GHz-Band Chinas, ist jedoch 802.11ad-kompatibel.

4. 802.11ak

802.11ak soll Geräte mit 802.1-Fähigkeiten bei der internen Kommunikation in 802.11q-Netzwerken unterstützen. Im November 2018 hatte die Norm Entwurfsstatus. Es ist für Home-Entertainment und andere Produkte mit 802.11-Fähigkeit und 802.3-Ethernet-Funktionalität vorgesehen.

5ay

Die Datenübertragungsrate von 802.11ad beträgt 7 Gbit/s. 802.11ay, auch bekannt als 60GHz der nächsten Generation, zielt darauf ab, einen Durchsatz von bis zu 20 Gbit/s im 60-GHz-Frequenzband zu erreichen. Zusätzliche Ziele - Reichweite und Zuverlässigkeit erhöhen.

6. 802.11ax

Bekannt als Wi-Fi 6, wird es der Nachfolger von Wi-Fi 5. Es hat viele Vorteile gegenüber Wi-Fi 5, wie z. B. bessere Stabilität in überfüllten Bereichen, hohe Geschwindigkeit auch bei Verbindung mehrerer Geräte, besseres Beamforming usw. .. Es ist ein hocheffizientes WLAN . Es wird erwartet, dass es in dicht besiedelten Gebieten wie Flughäfen eine hervorragende Leistung bietet. Die Nenngeschwindigkeit ist mindestens 4-mal höher als die aktuelle Geschwindigkeit in Wi-Fi 5. Es arbeitet im gleichen Spektrum - 2.4 GHz und 5 GHz. Da es auch mehr Sicherheit verspricht und weniger Strom verbraucht, werden alle zukünftigen drahtlosen Geräte Wi-Fi 6-kompatibel hergestellt.

Zusammenfassung

Wi-Fi-Standards sind eine Reihe von Spezifikationen für die drahtlose Kommunikation.
Diese Standards wurden von IEEE eingeführt und von der Wi-Fi Alliance gebilligt und genehmigt.
Viele Benutzer kennen diese Standards aufgrund des verwirrenden Benennungssystems von IEEE nicht.
Um es den Benutzern leicht zu machen, hat die Wi-Fi Alliance einige der gebräuchlichsten Wi-Fi-Standards mit benutzerfreundlichen Namen umgetauft.
Mit jedem neuen Standard gibt es zusätzliche Funktionen, bessere Geschwindigkeit, größere Reichweite usw.
Der heute am weitesten verbreitete WLAN-Standard ist WLAN 5.