Geschwindigkeit und Durchsatz mit 802.11n maximieren

Die Datenrate im WLAN hängt von seiner Konfiguration ab. Wir sagen Ihnen, wie Sie das Maximum an Datenbreite aus Ihrem 802.11n-Funknetz herausholen.

Anbieter von Netzwerk-Technik versprechen vollmundig Datenraten von 600 Mbps, doch in der Praxis sind diese weit...

niedriger. Im Grunde ist 802.11n eine Neuerung für höheren Durchsatz. Die maximale Datenrate steigt von den 54 Mbps eines veralteten 802.11ag-WLANs auf bis zu 600 MBit/s in einem voll ausgebauten 802.11n-Funknetz. Allerdings ist die Datenrate unter 802.11n abhängig von der Konfiguration. Um 600 MBit/s zu erreichen, ist 4x4 MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) erforderlich, ein doppelt so breiter 40 MHz-Kanal und das Short Guard Intervall (SGI), das die Zeitabstände zwischen den Übertragungen reduziert. Die heutigen 802.11n-Access Points verfügen über eine maximale Datenrate von 300-450 MBit/s, was immerhin noch eine Steigerung um das Fünf- bis Sechsfache ist.

Die Datenraten übertreffen nahezu immer den tatsächlichen Durchsatz der Anwendung. Heutzutage ist es realistisch, einen alten Access Point mit maximal 25 Mbps durch einen neuen mit etwa 170 Mbps ersetzen zu können – natürlich zu einem höheren Preis. Zum Beispiel wird ein Händler, der einen Dual-Radio 802.11ag AP für 275 US-Dollar  (etwa 210 Euro) anbietet, rund 400 Euro für einen mit 802.11n verlangen. Trotzdem kann sich das lohnen: Hoher Durchsatz halbiert in etwa die Investitionskosten pro Megabit für einen neuen Access Point.

Natürlich kann diese große Ersparnis nur dann vollständig realisiert werden, wenn das WLAN  voll ausgelastet wird. Des Weiteren bleiben hierbei Netzwerk-Upgrades zur Unterstützung des erhöhten Traffics, sowie höherer Stromverbrauch unberücksichtigt. Allerdings wirkt 802.11n als solides Fundament, auf das Sie Implementierungen von Drahtlos-Anwendungen aufsetzen können. Angesichts solcher Datenraten lässt sich WLAN hier eher mit Fast-Ethernet vergleichen und stellt zudem eine deutlich flexiblere, kostengünstigere Alternative gegenüber leitungsgebundenem Netzwerk-Zugang dar.

Erreichen höherer WLAN-Kapazität unter 802.11n

Im Gegensatz zu 802.11g, das auf drei nicht überlappende Kanäle im 2,4-GHz-Band beschränkt ist, oder 802.11a, das immerhin zwölf Kanäle im 5-GHz-Band verwenden konnte, kann 802.11n jegliche Kanäle und Bänder, inklusive UNII-2e, nutzen. Diese Funk-Flexibilität bedeutet, dass 80.11n-Zugriffspunkte deutlich mehr Benutzer und Anwendungen an einem beliebigen Ort unterstützen können.

Zum Beispiel kann ein Hörsaal, der von drei 802.11g-Zugriffspunkten abgedeckt wird, einen aggregierten Durchsatz von 75 MBit/s bieten; bei 10 Clients pro Zugriffspunkt käme man damit auf insgesamt 30 Benutzer. Das Ersetzen der alten APs durch neue nach 802.11n bei 2,4 GHz würde die aggregierte Kapazität erhöhen. In diesem Beispiel wären für den Hörsaal bei 25 Clients pro Zugang insgesamt 75 Benutzer möglich. Um bessere Ergebnisse zu erzielen, können Sie die alten APs durch 802.11n APs mit 2,4 und 5 GHz ersetzen, um auch ältere Clients zu unterstützen. Dadurch wird es möglich, deutlich mehr 802.11n-Zugriffspunkte bereitzustellen und so hunderte von Benutzern an einem einzigen Ort zu unterstützen.

Die Benutzer-Anzahl, die jeder Zugriffspunkt unterstützen kann, hängt von diversen Faktoren ab, unter anderem vom Typ der Anwendung und der Konkurrenz um Platz im Äther. Vor allem langsamere Clients neigen dazu, WLAN-Ressourcen zu dominieren. Jedoch kann eine dichtere Bereitstellung von 802.11n APs, kombiniert mit der mittels MIMO verbesserten Signalstärke, eine signifikante Steigerung der gesamten WLAN-Kapazität bewirken. Die Verwendung von WLAN als Unterstützung großer Nutzergruppen, die anspruchsvolle Anwendungen wie VoIP nutzen, wird so nicht nur einfach praktikabel, sondern zunehmend attraktiv.

Mehr Abdeckung für höhere Geschwindigkeiten unter 802.11n

Auch die neuen 802.11n-Zugriffspunkte reichen nur so weit wie ihre alten Vorgänger. Die Datenrate nimmt mit zunehmender Entfernung des Clients solange ab, bis das Nutzsignal im Rauschen untergeht und die Kommunikation unmöglich wird. Allerdings verwenden die 802.11n Access Points MIMO, um die üblichen Funk-Barrieren innerhalb von Räumen, die 802.11ag-Übertragungen behindern, zu überwinden. Des Weiteren sendet 802.11n die Daten redundant, um Fehler zu kompensieren. Einige 802.11 APs sind in der Lage, der Funkkeule bei der Übertragung eine bessere „Ausrichtung“ zugunsten des Clients zu verleihen (Beam-Forming).

Im Endeffekt bedeutet dies, dass jeder 802.11n-Zugriffspunkt meist einen größeren Bereich abdeckt. Mit anderen Worten: Er liefert die Daten in einer akzeptablen Geschwindigkeit über eine größere Distanz. Wie sehr die Abdeckung zunimmt, ist von vielen Faktoren abhängig. Dazu gehören unter anderem das Vorhandensein (oder auch das Fehlen) von Barrieren, die MIMO überwinden muss, und die Art des Clients. Zum Beispiel wird ein 802.11ag-Client durch die Verbindung mit einem 802.11n-AP kaum Vorteile haben. Allerdings dürfte das Signal in weiteren Entfernungen noch nutzbar sein. Und bei 802.11n-Clients wird die Reichweite danke MIMO auf beiden Seiten noch größer sein.

Zur Erreichung einer Mindestabdeckung wird deshalb eine geringere Anzahl von 802.11n-Zugriffspunkten benötigt. In der typischen Büro-Umgebung eines Gebäudes ist es insgesamt nicht übertrieben, hier von einer Verbesserung um den Faktor Drei bis Vier auszugehen. Anders ausgedrückt: Wenn Sie ein WLAN implementieren möchten, das die Mindestanforderungen über eine möglichst große Fläche abdeckt, dann liegen die Kosten dafür auf einem vergleichbaren oder nur geringfügig höheren Niveau als bei 802.11ag, und die Clients werden von besserer Qualität des Dienstes profitieren. Dies alles macht 802.11n zur besseren Investition.

Über die Autorin: Lisa Phifer ist President und Miteigentümerin von Core Competence, einem Beratungsunternehmen mit Fokus auf die geschäftliche Nutzung neuer Netzwerk- und Sicherheitstechnologien. Phifer hat rund  27 Jahre Erfahrung mit dem Entwerfen, Implementieren und Testen von Netzwerken. Auf dieser Basis kann sie eine Reihe von Dienstleistungen anbieten, die von Schwachstellen-Analysen und Produkt-Bewertungen bis zur Schulung von Anwendern und dem Verfassen von Whitepapers reichen. Sie hat kleine wie große Unternehmen darüber beraten, wie sich Netzwerk-Technologien und Best Practices für Sicherheit dazu nutzen lassen, Risiken zu managen und Geschäftsanforderungen zu erfüllen. Phifer hält Schulungen und schreibt Artikel über ein breites Spektrum an Technologien von drahtloser/mobiler Sicherheit und Intrusion Prävention bis zu VPNs und Zugriffssteuerung in Netzwerken. Sie ist außerdem Site-Expertin von SearchMobileComputing.com und SearchNetworking.com.

Artikel wurde zuletzt im Januar 2010 aktualisiert

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