Soziale Scripte

WLAN 2,4 und 5 GHz

Vor- und Nachteile von 2,4 GHz

Schwankende Datenraten oder gar Verbindungsabbrüche des WLAN Netzwerkes kommen in dicht besiedelten Gebieten, gerade in Mehrfamilienhäusern / Hochhäusern immer wieder vor. Das Problem entsteht durch zu viel Störung anderer Funknetze, die mit der gleichen Frequenz arbeiten. Im 2,4 GHz Bereich stehen 13 verschiedene Kanäle zur Verfügung, von denen aber nur drei überlappungsfrei sind und sich somit völlig störungsfrei nutzen lassen. Je mehr Traffic im 2,4 GHz Bereich besteht, desto häufiger kommt es zu Kollisionen und desto stärker sinkt die Datenrate und Zuverlässigkeit. Der Vorteil von 2,4 GHz Netzwerken ist die (theoretisch) höhere Reichweite und die Kompatibilität mit älteren Endgeräten, die kein 5 GHz unterstützen.


Kanalverteilung

Ein Unterschied zwischen 2,4 und 5 GHz ist die Auswahl von verfügbaren, überlappungsfreien Funkkanälen. Der stark gestiegene Nutzen drahtloser Technologie führt in vielen Gebieten zu einem erheblichen Umfang einzelner Funknetze. Dies bedeutet gerade bei datenaufwändigen Einsatzbereichen deutlich spürbare Störungen. Vor allem in Ballungsräumen befinden sich keine ausreichenden räumlichen Abstände (ca. 30 - 40 m) zwischen den WLAN-Zugangspunkten.

Überlappungsfreie Kanäle bei 802.11b/g/n
Kanal 1, 6, 11 sind überlappungsfrei und lassen sich ohne gegenseitige Störung betreiben. Bei 40 MHz Kanalbandbreite sind Kanal 3+ und 11- nahezu überlappungsfrei und lassen sich mit geringer gegenseitiger Störung betreiben. Im Mischbetrieb von 802.11b/g und 802.11n wird deutlich, dass eine überlappungsfreie Nutzung kaum möglich ist.

Die technische Voraussetzung für den Betrieb mit gebündelten Frequenzen zur Datenübertragung ist ein Abstand der Kanäle von ca. 5 MHz. Bei einer Kanalbreite von 20 MHz (IEEE 802.11n) bedeutet dies für 72 MHz verfügbare Bandbreite: 11 bis 13 Kanäle. Für einen störungsarmen Betrieb paralleler WLAN-Netze sollten sie min. 5 Kanäle auseinander liegen (5x20 MHz). So ergeben sich im 2,4 GHz Bereich maximal vier bzw. drei überlappungsfreie Kanäle.

Vor- und Nachteile von 2,4 GHz WLAN

Vor- und Nachteile in Übersicht.
Vorteile Nachteile
Bessere Durchdringung von Wänden Nur drei überlappungsfreie Kanäle
Kompatibilität mit älteren Endgeräten Viele Technologien nutzen ebenfalls 2,4 GHz (z.B. Bluetooth)
Höhere Reichweite bei gleicher Sendeleistung Maximal 100 mW Sendeleistung
Überlappungsfreie Kanäle bei 802.11a/h
Bei IEEE 802.11a/h (20 MHz Bandbreite) stehen insgesamt 19 überlappungsfreie Kanäle zur Verfügung. Die Kanäle 120, 124 und 128 sind jedoch nur mit starken Einschränkungen nutzbar (Wetter-Radar-Kanäle).
Damit ist klar, ein größeres Frequenzband, bringt mehr Platz für parallele Funknetze. Im Bereich 5 GHz heißt das bei 20 MHz Kanalbreite: 19 überlappungsfreie Kanäle. Außerdem sind viele alte WLAN Geräte nicht für 5 GHz ausgelegt. Damit befinden sich bisher weniger Teilnehmer in diesem Bereich, die sich die Kanäle teilen müssen.

Voraussetzung für die Nutzung der oberen Kanäle bei 5 GHz sind die Funktion der automatischen Frequenzwahl (DFS) und der Sendeleistungs-Regulierung (TPC), um reservierte Frequenzen zu umgehen und öffentliche Geräte (z.B. Wetterradar) nicht zu stören.

Zusätzliche Verbesserung, die der 5 GHz Bereich begünstigt


Bei IEEE 802.11n (40 MHz Bandbreite) stehen insgesamt 9 überlappungsfreie Kanäle zur Verfügung. Die Kanäle 116+ und 124+ sind jedoch nur mit starken Einschränkungen nutzbar (Wetter-Radar-Kanäle).

Zur Erhöhung der Datenrate, ist es möglich größere Kanalbreiten zu wählen zB. IEEE 802.11n bietet eine Kanalbreite von 20 MHz (Übertragungsrate bis 288 Mbit/s), oder 40 MHz (Übertragungsrate bis 600 Mbit/s). Der noch aktuellere IEEE 802.11ac Standard kann sogar 80 und 160 MHz bündeln.

So ist zwar weniger Platz für Kanäle im Frequenzbereich, aber eine hohe Datenrate bedeutet, die Datenpakete werden schneller “abgearbeitet”. Der Datenaustausch ist also insgesamt verkürzt und der Router kann mehr Übertragungen in der gleichen Zeit abwickeln. (Breitere Straße = weniger Stau bei “Rush Hour”)

Moderne Geräte verwenden MIMO (multiple input, multiple output) Antennentechnik. Was mehrere Verbindungen gleichzeitig ermöglicht. Analog beschrieben: breitere Straße (Funkkanal) und zusätzliche Straßen (Antennen).

Überlappungsfreie Kanäle bei 802.11a/h/n


Außerdem ist sogar bei einem Mischbetrieb von z.B. den Standards IEEE 802.11a/h und IEEE 802.11n ein weitgehend überlappungsfreier Betrieb möglich. Moderne Router sind in der Lage 2,4 und 5 GHz zu bedienen. Damit stehen dann insgesamt 527 MHz (abzgl. reseservierter Frequenzen) zur Verteilung von unterschiedlich breiten Kanälen zur Verfügung.

Den vergleichsweise kurzen Wellenlängen und den damit einhergehenden geringen Reichweiten, wird bei den Funkstandards im 5 GHz Bereich mit mehr Sendeleistung entgegengewirkt. Daher auch die vorgeschriebene Regulierung (TPC). Lesen Sie dazu auch unsere Tipps für mehr WLAN Reichweite.

Vorteile und Nachteile von 5 GHz WLAN

Vorteil Nachteil
Bis zu 19 überlappungsfreie Kanäle Nicht kompatibel mit älteren Access Points
Höhere Sendeleistung bis zu 1000 mW ---
Weniger Teilnehmer und andere Technologien im 5 GHz Band ---

Kennzahlen der WLAN-Frequenzbänder