Mittwoch, 3. Juli 2013

WLAN-Geschichte: Durchsatz

Wenn man sich die Geschichte der Wireless-LANs ansieht, dann fallen zuallererst die massive Steigerung der Datenraten auf.
Aber wie hat diese Erfolgsgeschichte angefangen?

Also so wirklich angefangen hat es mit der Gründung der Arbeitsgruppe bei der IEEE am 21. März 1991 – also vor 22 Jahren.

Wichtiger als dieses Datum sind jedoch die Daten an welchem die entsprechenden Standards ratifiziert worden sind.
In diesem Blog werde ich daher nur die Ratifizierungs-Daten wieder geben sowie ein paar ganz oberflächliche Bemerkungen zu den einzelnen Standards machen.

Genauer werde ich auf einzelne Standards eventuell in späteren Blogs eingehen.
Standard Hauptbestandteil des Standards Ratifizierung
802.11 Orginal-WLAN-Standard (bis zu 2Mbps) im 2.4 GHz 26. Juni 1997
802.11b Mehr Bandbreite (bis zu 11Mbps) im 2.4 GHz-Band 16. Sept. 1999
802.11a Viel Bandbreite (bis zu 54Mbps) im 5 GHz-Band 16. Sept. 1999
802.11g Viel Bandbreite im 2.4 GHz (bis zu 54Mbps) 12. Juni 2003
802.11h Notwendige Funktionen um 5GHz in Europa nutzen zu können 11. Sept. 2003
802.11n Sehr viel Bandbreite (bis zu 600Mbps);
sowohl im 2.4 GHz-, wie auch im 5GHz-Bereich.
11. Sept. 2009
802.11ad Extrem viel Bandbreite (bis zu 7Gbps) im 60GHz-Band 23. Okt. 2012
802.11ac Extrem viel Bandbreite (bis zu 7Gbps) im 5GHz-Band geplant:
Februar 2014
Quelle: www.ieee802.org/11/Reports/802.11_Timelines.htm 

Kurze Anmerkungen zu diesen Standards:
802.11 Von der breiten Öffentlichkeit kaum beachtet
802.11a In Europa erst mit 802.11h einsetzbar
802.11b Noch heute sind Geräte nach diesem Standard im Einsatz, da billig und bewährt. Allerdings hat 802.11b einige Schwächen und ein Austausch solcher Geräte sollte ins Auge gefasst werden!
802.11g Für lange Zeit der WLAN-Standard schlechthin. Basierend auf der gleichen Technologie wie 802.11a jedoch im 2.4GHz-Band. Daher billiger und somit weiter verbreitet.
802.11n Der heute dominierende WLAN-Standard – es sind heute mehr WLAN-Geräte gemäss diesem Standard ausgerüstet, als alle früheren Standards gemeinsam aufweisen können.
802.11ad 60GHz bringt ganz eigene Probleme mit sich
802.11ac Auch wenn die Ratifizierung erst im 2014 erfolgen wird, sind bereits erste Geräte auf dem Markt. Die WiFi-Alliance hat auch bereits mit Interoperabilitätstest und Zertifizierungen begonnen.

Tatsächliche Datenvolumen gegenüber Standard
Viele Laien sind enttäuscht, wenn sie das erste Mal die Übertragungsraten ihres WLANs messen. Diese ist konstant deutlich geringer als die Datenrate die der Standard verspricht.

Diese Differenz liegt hauptsächlich an 2 Punkten:

1. Der Standard rechnet mit einer idealen Umgebung
Das heisst, man geht davon aus, dass alle Übermittlungen gut übertragen und von nichts gestört werden – nur dann ist der maximale Datendurchsatz zu erreichen.
Allerdings ist dies in der Praxis nicht realistisch; und schon gar nicht heutzutage, wo an jeder Ecke WLAN installiert ist.

2. WLANs benötigen einen Teil der Bandbreite für sich selbst
Um eine sichere Übertragung der Daten zu garantieren, müssen WLANs eigenen Verkehr generieren, welcher die Abstimmung zwischen dem AccessPoint und dem Endgerät übernimmt. Dieser Management-Verkehr frisst jedoch einen Teil, ja sogar einen grossen Teil der zur Verfügung stehenden Bandbreite weg.
In der Realität kann ich also bei 802.11a/b/g mit einem realen Durchsatz von ca. 45% rechnen; unter idealsten Bedingungen vielleicht auch mal ein wenig mehr.
Bei 802.11n hängt die effektive Bandbreite sehr stark von den Möglichkeiten der Geräte ab – der Standard lässt hier einen grossen Spielraum zu.
Vergleicht man jedoch die Brutto- und Netto-Datenraten der jeweiligen 802.11n-Systeme stellt man eine deutliche Verbesserung fest – bei 802.11n kann man nun doch schon mit einem Faktor von etwa 65% rechnen.
802.11ac soll nochmals leicht besser sein, wobei ich dies selber noch nicht gesehen habe.
Schlechter als 802.11n wird es wohl jedoch kaum mehr werden, also kann man einen Faktor von ca. 65-70% annehmen.

Neuer Wein in alten Schläuchen
Dies ist ein letzter wichtiger Punkt, den nicht allzuviele Leute beachten.
Alle Welt spricht noch heute von oben aufgeführten Standards. Genau genommen existieren jedoch die meisten dieser Standards heute gar nicht mehr!
Um die “Alphabet-Suppe” unterschiedlicher Standards nicht ausufern zu lassen, fasst die IEEE in regelmässigen Abständen die unterschiedlichen Standards unter einem gemeinsamen Dach zusammen.
Dieses gemeinsame Dach ist der Orginal-Standard, desen Bezeichnung einfach mit dem entsprechenden Jahr der Zusammenfassung ergänzt wird. Die zugefügten Standards werden mit einer Nummer (dem sogenannten Clause) versehen, was so eine Art Kapitel-Bezeichnung ist.
Der aktuelle Standard ist heute “IEEE 802.11-2012”, welcher am 1. März 2012 ratifiziert wurde. Von allen oben aufgeführten Standards sind ausschliesslich 802.11ac und 802.11ad nicht darin enthalten.
Anstelle von zum Beispiel “802.11g” müsste man also korrekter Weise von “802.11-2012, Clause 19” reden – allerdings weiss im Alltag niemand, welcher Clause was ist und daher bleibt man umgangssprachlich bei den alten Standard-Bezeichnungen.

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