IEEE 802.11 Glossar IEEE 802.11

IEEE 802.11
Glossar
IEEE 802.11
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Index IEEE 802.11
IEEE 802.11
IEEE 802.11i
IEEE 802.11a
IEEE 802.11n
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11p
IEEE 802.11b
IEEE 802.11r
IEEE 802.11e
IEEE 802.11s
IEEE 802.11g
Impressum
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IEEE 802.11
IEEE 802.11
Der 802.11-Standard für WLANs stellt sich in den verschiedenen Versionen vollkommen
unterschiedlich dar hinsichtlich der Übertragungsrate, Frequenzbereiche,
Modulationsverfahren, Kanalzahl usw., was nicht zuletzt auf die Entwicklungszeit des
Standards und die technologischen Fortschritte zurückzuführen ist. Für den Anwender stellen
sich die 802.11-Standards unübersichtlich dar, da sie größtenteils inkompatibel zueinander
sind.
Der Basisstandard 802.11 erschien Anfang der neunziger Jahre und
hatte eine Übertragungsrate von 2 Mbit/s, die erst Anfang des Jahrhunderts in dem Standard
802.11a auf bis zu 54 Mbit/s erhöht wurde.
WLANs nach 802.11 übertragen die Signale mittels Infrarot (IR) oder über Mikrowellen in den
Frequenzbändern bei 2,4 GHz und 5 GHz. Im 2,4-GHz-Band, dem ISM-Band, in dem auch
Bluetooth und HomeRF sendet, arbeitet der Basisstandard 802.11 mit Spreizbandtechnik
(DSSS) und nach dem Frequenzsprungverfahren (FHSS). Dieses Frequenzband wird auch von
den Standards 802.11b und 802.11g benutzt, das 5-GHz-Band hingegen von 802.11a und
Hiperlan. Auch bei der Modulation und Codierung arbeiten die verschiedenen Standards mit
unterschiedlichen Verfahren.
So benutzt 802.11b den Barker-Code und das Complementary Code Keying (CCK), 802.11g
hingegen neben den genannten Verfahren auch noch Orthogonal Frequency Division Multiplex
(OFDM) und letztendlich 802.11a nur das OFDM-Multiplexing. Aus diesen verschiedenen
Verfahren resultieren völlig unterschiedliche Übertragungsraten, die zwischen 1 Mbit/s und 54
Mbit/s liegen. Weitere Unterschiede zeigen sich in der Kanalzahl, die zwischen drei 20-MHzKanälen (802.11b, 802.11g) und 19 Kanälen bei 802.11a differiert.
Der IEEE Arbeitskreis 802.11 definiert die Standards für die physikalische Schicht, wie z.B. die
Modulation und die Protokolle für den Medienzugang WMAC. Die Spezifikation unterstützt drei
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IEEE 802.11
verschiedene
Übertragungstechniken: Das
Frequenzsprungverfahren
(FHSS), die
Spreizbandtechnik
(DSSS) und die
Infrarot-Übertragung (IR). Wobei
die letztgenannte
Technik noch nicht
in technischen
Produkten
implementiert
Modulationsverfahren bei WLANs nach 802.11
wurde.
Beide Funkverfahren arbeiten im Frequenzbereich zwischen 2,412 GHz und 2,484 GHz. Die
maximale Sendeleistung, das EIRP, beträgt für die europäischen Systeme 100 mW, in den USA
sind bis zu 1.000 mW zulässig. Der Standard sieht vor, dass die Sendeleistung gesteuert und
die Kanäle automatisch selektiert werden können. Diese Funktionen heißen Transmit Power
Control (TPC) und Dynamic Frequency Selection (DFS).
Die Übertragungsraten liegen bei der DSSS-Technik bei 1 Mbit/s bis 2 Mbit/s, bei der FHSSTechnik bei 1 Mbit/s. Bei der am häufigsten verwendeten FHSS-Technik sah der Standard vor,
dass die Sendeleistung auf 1 W begrenzt wird, für die Übertragung 75 Frequenzbänder mit
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IEEE 802.11
einer maximalen Bandbreite von 1 MHz zur Verfügung stehen, die sich nicht gegenseitig
überlappen, und die minimale Kanal-Sprungrate 2,5 Sprünge/Sekunde beträgt. Um die
gegenseitige Beeinflussung und die entstehenden diffusen Spektren so weit als möglich zu
eliminieren, wurde das FHSS-Verfahren überarbeitet. In einer Revision des Standards wurde
die Anzahl der FHSS-Frequenzbänder auf 15 reduziert; wobei jeder Kanal eine Bandbreite von
5 MHz hat.
Zur Verschlüsselung werden in WLANs das WEP-Protokoll und proprietäre Lösungen mit
dynamischen Schlüsseln eingesetzt. Die Authentifizierung arbeitet mit dem EAP-Protokoll oder
mit Varianten von diesem.
Für Infrarot-LANs wird der Spektralbereich von 850 nm bis 950 nm verwendet. Die
Übertragungsgeschwindigkeiten liegen bei dieser Technik ebenfalls zwischen 1 Mbit/s und 2
Mbit/s, wobei bei der
Übertragungsgeschwindigkeit
von 1 Mbit/s mit BPSK
gearbeitet wird, bei der 2-Mbit/
s-Übertragung mit QPSK. Als
MAC-Protokoll setzt 802.11 auf
CSMA/CA.
Dem Standard nach wird ein
802.11-LAN aus mindestens
Einordnung der verschiedenen WLANs
zwei Funkstationen gebildet,
die als Basic Service Set (BSS)
bezeichnet werden. Die BSSStationen sind über den
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IEEE 802.11
Gegenüberstellung verschiedener Funktechniken
Zugangspunkt mit dem Distribution System (DS) verbunden.
802.11 berücksichtigt in 802.11e und 802.11r Sprachdienste wie VoIP und VoWLAN und hat
Mechanismen für das Roaming und den schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Access
Points (AP), damit dieser unterbrechungs- und verzögerungsfrei erfolgt. Das Problem liegt
dabei in der Authentifizierung, die einige Zeit in Anspruch nehmen kann. Um diese Zeit zu
verkürzen wenn der Teilnehmer einen Access Point verlässt, sich an einem anderen anmeldet
und wieder zu dem vorherigen zurückkehrt, wurde der PMK-Mechanismus entwickelt, was für
Pairwise Master Key steht. In diesem Fall wird die erneute Authentifizierung durch eine
Bestätigung der PMKID auf wenige Datenpakete reduziert.
Neben dem Basisstandard 802.11 gibt es weitere bereits verabschiedete und vorgeschlagene
Standards:
802.11a: 802.11a beschreibt den High Speed Physical Layer im 5-GHz-Band. Der Standard
basiert auf OFDM und der Direct-Sequence-Modulation (DSSS).
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IEEE 802.11
802.11b: 802.11b beschäftigt sich mit dem Higher Speed Physical Layer. Erweiterung im 2,4GHz-Band. Diese Technik sieht Übertragungsraten von 5,5 Mbit/s über 11 Mbit/s bis 20 Mbit/s
vor.
802.11c: Supplement to Bridge Standard. 802.11c spezifiziert das MAC-Layer-Bridging nach
802.11d. Standard für die drahtlose Kopplung zweier Netzwerke über ein WLAN. Beim Bridging
bauen die Zugangspunkte (AP) der WLANs eine dedizierte Funkverbindung über die MACAdresse untereinander auf.
802.11d: Regulatory Domain Updates. Standard für die Anpassung von WLAN-Geräten in
Ländern mit unterschiedlichen Frequenznutzungsvorschriften. Dazu gehört u.a. die Wahl der
Funkkanäle.
802.11e: 802.11e definiert das MAC Enhancement. Definition von Verfahren mit denen dem
Anwender Quality of Service (QoS) zur Verfügung gestellt werden. Dies ist besonders wichtig
für VoWLANs und für das Echtzeitverhalten in Feldbussen.
802.11f: Inter Access Point Protocol (IAPP). Ein Protokoll über das Access Points (AP)
miteinander kommuzieren können. Über dieses Protokoll können beispielsweise RoamingInformationen ausgetauscht werden.
802.11g: 802.11g unterstützt Übertragungsraten bis 54 Mbit/s, Übertragung im 2,4-GHz-Band.
Modulationsverfahren ist das Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM).
802.11h: Frequenzspektrum-Management von 802.11a. Dieser noch nicht verabschiedete
Standard schreibt dynamische Frequenz- und Leistungswahl etwa für den Einsatz in Europa
vor.
802.11i: Der Sicherheitsstandard 802.11i soll das WEP-Protokoll ablösen. Teile von 802.11i
sind in der WiFi Protected Architecture (WPA) veröffentlicht. Verlängerung des
Initialisierungsvektors von 24 Bit auf 128 Bit zur Erhöhung der WLAN-Sicherheit.
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IEEE 802.11
802.11j: Die japanische Variante von 802.11a im Frequenzbereich zwischen 4,9 GHz und 5
GHz.
802.11k: RF Measurement. Planung und Messmethoden für Funk-LANs.
802.11m: Dieser Standard soll die Priorisierung von VoWLAN gegenüber dem Datenverkehr
definieren.
802.11n: Die Arbeitsgruppe 802.11n arbeitet an Hochgeschwindigkeitsübertragungen bis zu
600 Mbit/s. Bei dieser Technik kommt OFDM zum Einsatz. Die Spezifikationen für diesen
Standard wurden vom Enhanced Wireless Consortium (EWC) erarbeitet.
802.11p: Wireless Access for Vehicular Environment (WAVE). Drahtlose Car-to-CarKommunikation.
802.11q: Unterstützung von virtuellen WLANs.
802.11r: Bei 802.11r geht es um das Fast-Roaming zwischen Access Points. Der Wechsel
zwischen Access Points (AP) verursacht bei der Wireless-Telefonie höhrbare Unterbrechungen,
die sich bei der Authentifizierung auf Port-Basis noch verlängern. #7
802.11s: Wireless Mesh Network (WMN). Mit dem Thema Mesh-Netze werden neue
Netzstrukturen behandelt, bei denen die Access Points (AP) funktechnisch miteinander
verbunden sind. Die typische Hub-Struktur wird sich in Zukunft auflösen und alle Knoten
werden miteinander ein großes vermaschtes Funknetz bilden.
802.11t: Wireless Performance Prediction (WPP) legt u.a. Leistungsmetriken, Messmethoden
und Testverfahren fest um die Leistungsfähigkeit von WLAN-Komponenten messen und
hinischtlich der Anwendung besser vorhersagen zu können.
802.11u: Wireless Interworking with external Networks regelt das Zusammenspiel von
802.11-Netzen mit nicht-802-konformen Netzen wie beispielsweise UMTS.
802.11v: Wireless Network Management definiert Netzwerkmanagement-Funktionen für
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IEEE 802.11
Funknetze.
802.11w: Bei der Protection of Management Frames geht es um den Schutz von ManagementVerbindungen.
802.11y: Frequenzbereich 3,5 GHz bis 3,70 GHz, der in den USA genutzt werden kann.
802.11z: Direkte Verbindungen zwischen WLAN-Clients ohne den Umweg über die
Basisstation.
802.11ac: Very High Throuput, mit einem Datendurchsatz im Gigabitbereich. Die Arbeitsgruppe
802.11ac entwickelt den Physical Layer (PHY) mit einem Datendurchsatz von mindestens 1
Gbit/s.
802.11ad: 802.11ad steht für ein Gigabit-WLAN im 60-GHz-Band mit 2 GHz breiten
Funkkanälen. In einem solchen 2-GHz-Band sollen mit Quadraturamplitudenmodulation
(QAM64) Datenraten von bis zu 6,7 Gbit/s realisiert werden.
IEEE 802.11a
Der 802.11a-Standard zeichnet sich durch einen High Speed Physical Layer im 5-GHz-Band
aus. Der Standard aus der Arbeitsgruppe IEEE 802.11 basiert auf OFDM und der
Spreizbandtechnik (DSSS). Die RegTP hat für Deutschland zwei Frequenzbänder im 5-GHzBereich freigegeben, in dem auch die Sendefrequenzen von HiperLAN liegen: Den
Frequenzbereich von 5,150 GHz bis 5,350 GHz mit acht 20-MHz-Kanälen und den
Frequenzbereich zwischen 5,470 GHz und 5,725 GHz mit weiteren elf 20-MHz-Kanälen.
Jeder dieser insgesamt 19 Kanäle setzt sich zusammen aus 52 Schmalband-Kanälen mit 300
kHz Bandbreite. Das untere Frequenzband darf nur im Innenbereich verwendet. Die zulässige
Sendeleistung EIRP ist abhängig davon ob die 802.11a-Geräte ohne oder mit Transmit Power
Control (TPC) ausgestattet sind und außerdem Dynamic Frequency Selection (DFS) haben. Je
nach Ausstattung beträgt die Sendeleistung 30 mW (ohne TPC), 60 mW (mit TPC) und 200
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IEEE 802.11
mW (mit TPC und DFS). Dagegen darf im Außenbereich im oberen Frequenzbereich mit 1 W
gesendet werden.
Mittels OFDM werden die Daten über alle Kanäle übertragen und wieder zusammen gefasst.
Da jeder Kanal eine Übertragungsrate von 125 kbit/s hat, 48 Kanäle für den Datentransport
genutzt werden, ergibt sich eine summierte Datenrate von 6 Mbit/s. Die Datenrate kann in 6Mbit/s-Intervallen zwischen 6 Mbit/s und maximal 54 Mbit/s skaliert werden.
In den USA gibt es ein Frequenzband zwischen 5,725 GHz und 5,825 GHz für acht
überlappungsfreie Kanäle. Außerdem haben einige europäische Staaten andere
Frequenzbänder freigegeben. Der 802.11aStandard zeichnet sich durch einen High
Speed Physical Layer im 5-GHz-Band aus.
Der Standard aus der Arbeitsgruppe IEEE
802.11 basiert auf OFDM und der
Spreizbandtechnik (DSSS). Die RegTP hat für
Deutschland zwei Frequenzbänder im 5-GHzBereich freigegeben, in dem auch die
Sendefrequenzen von HiperLAN liegen: Den
Frequenzbereich von 5,150 GHz bis 5,350
GHz mit acht 20-MHz-Kanälen und den
Frequenzbereich zwischen 5,470 GHz und
Spezifikationen von 802.11a
5,725 GHz mit weiteren elf 20-MHz-Kanälen.
Jeder dieser insgesamt 19 Kanäle setzt sich
zusammen aus 52 Schmalband-Kanälen mit
300 kHz Bandbreite. Das untere
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IEEE 802.11
Frequenzband darf nur im Innenbereich verwendet. Die zulässige Sendeleistung EIRP ist
abhängig davon ob die 802.11a-Geräte ohne oder mit Transmit Power Control (TPC)
ausgestattet sind und außerdem Dynamic Frequency Selection (DFS) haben. Je nach
Ausstattung beträgt die Sendeleistung 30 mW (ohne TPC), 60 mW (mit TPC) und 200 mW
(mit TPC und DFS). Dagegen darf im Außenbereich im oberen Frequenzbereich mit 1 W
gesendet werden.
Mittels OFDM werden die Daten über alle Kanäle übertragen und wieder zusammen gefasst.
Da jeder Kanal eine Übertragungsrate von 125 kbit/s hat, 48 Kanäle für den Datentransport
genutzt werden, ergibt sich eine summierte Datenrate von 6 Mbit/s. Die Datenrate kann in 6Mbit/s-Intervallen zwischen 6 Mbit/s und maximal 54 Mbit/s skaliert werden.
In den USA gibt es ein Frequenzband zwischen 5,725 GHz und 5,825 GHz für acht
überlappungsfreie Kanäle. Außerdem haben einige europäische Staaten andere
Frequenzbänder freigegeben.
IEEE 802.11ac
Die Arbeitsgruppe 802.11ac arbeitet an einem Standard für Very High Throughput, einem
Gigabit-WLAN. Sie spezifiziert einen Physical Layer (PHY) mit Datendurchsatz von 1 Gbit/s,
geplant sind Spitzenwerte von maximal 6,9 Gbit/s. Pro Verbindung sollen mindestens 500
Mbit/s übertragen werden. Das WLAN nach 802.11ac soll im 5-GHz-Frequenzband arbeiten und
zwar mit einer Quadraturamplitudenmodulation QAM256, wobei jeder Übertragungsschritt mit
8 Bit codiert wird. Die Funkkanäle haben eine Kanalbreite von 160 MHz, die Übertragung
erfolgt mit Multiple Input Multiple Output (MIMO) für Multiuser.
Der Standardisierungsentwurf sieht die Kompatibilität zu anderen 802.11-Geräten vor sowie
die Koexistenz mehrerer Geräte.
Da in dem 5-GHz-Frequenzband nur wenige parallele 160-MHz-Frequenzbänder zur Verfügung
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IEEE 802.11
stehen, weicht man bei der Entwicklung der Gigabit-WLANs auf das 60-GHz-Band aus. Mit
dieser Thematik beschäftigt sich die Arbeitsgruppe 802.11ad.
IEEE 802.11b
Der 802.11b-Standard arbeitet mit dem Higher Speed Physical Layer im 2,4-GHz-Band, dem
ISM-Band. Dieser Standard der IEEE-Arbeitsgruppe 802.11 sieht Übertragungsraten von 5,5
Mbit/s über 11 Mbit/s bis 20 Mbit/s vor. Als Modulationstechnik wird Complementary Code
Keying (CCK) benutzt und zwar ausschließlich mittels Spreizbandtechnik (DSSS).
Der Standard berücksichtigt auch sicherheitsrelevante Aspekte. So wird der WEPA-Algorithmus
für die Verschlüsselung eingesetzt, der verhindert, dass Datenpakete von anderen Stationen
entschlüsselt werden können. Die Verschlüsselung arbeitet mit 40 Bit beziehungsweise 128
Bit mit RC4-Algorithmus. Darüber hinaus wird der
Netzzugang durch eine Systemidentifikation
gesichert und durch die Funkübertragungsverfahren
werden die Funksignale entweder im ständigen
Frequenzwechsel übertragen oder gescrambelt.
Der Standard sieht drei Verbindungsarten vor: Die
Punkt-zu-Punkt-Verbindung mittels Richtfunk, die
Punkt-zu-Multipunkt-Verbindung über Access Points
(AP) und einen unstrukturierten Access-Modus.
WLANs nach 802.11b können von der WiFi-Allianz
zertifiziert werden. Mit der WiFi-Zertifizierung wird
die Interoperabilität von WLAN-Produkten
bestätigt, die dem Standard 802.11b gemäß
Spezifikationen von 802.11b
arbeiten.
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IEEE 802.11
IEEE 802.11e
Die Arbeitsgruppe
802.11e erarbeitet
Mechanismen für die
Unterstützung einer
definierten Dienstgüte
MAC-Sublayer von 802.11e für die Dienstgüte
(QoS) für die
Funkverbindung. In
diesem Standard werden
Prioritätsmechanismen
zur Sicherstellung
bestimmter
Reaktionszeiten entwickelt.
802.11e soll das Echtzeitverhalten verbessern und damit Sprach- und Video-Übertragungen
ermöglichen. Dabei wird Anwendungen mit Echtzeitverhalten Priorität vor reinen
Datenanwendungen eingeräumt. Das bedeutet, dass mit 802.11e die Voraussetzungen für
Voice over WLAN (VoWLAN) oder Video- und Audio-Streaming geschaffen wurden. Der
Standard ist mit der in Festnetzen benutzten Priorisierung kompatibel, nämlich mit Type of
Service (ToS) und dem Differential Service Code Point (DSCP). Verzögerungszeiten und Jitter
bleiben unter zwei Millisekunden und sind daher für das menschliche Gehör nicht
wahrnehmbar.
Der MAC-Layer von 802.11e besteht aus einer Distributed Coordination Function (DCF) und
einer Point Coordination Function (PCF). Während die DCF-Implementierung im 802.11eStandard vorgeschrieben ist, ist die PCF-Implementierung optional. In beiden Verfahren wird
der Medienzugang durch unterschiedliche Interframe Spaces (IFS) koordiniert. Das DCF13
IEEE 802.11
Verfahren ist die Basis für die WLAN-Kommunikation und arbeitet mit CSMA/CA als
kollisionsfreiem Medienzugangsverfahren auf die Funkstrecke.
802.11e wird u.a. in der mobilen Mitarbeiterkommunikation über VoWLANs und in WiFi
Multimedia (WMM) eingesetzt. Ein anderes Einsatzgebiet liegt in der Automotive-Technik, bei
der ein definiertes Antwortzeitverhalten zwingend notwendig ist.
Der 802.11e-Standard benutzt für die Sicherstellung einer vorhersagbaren Zugangszeit eines
Teilnehmers auf das 802.11-Funknetz die Enhanced Distributed Coordination Function (EDCF).
IEEE 802.11g
Der 802.11g-Standard für WLANs arbeitet im
2,4-GHz-Band mit Übertragungsraten bis 54
Mbit/s. Als Modulationsverfahren benutzt
802.11g das Orthogonal Frequency Division
Multiplex (OFDM). Dabei werden die 20 MHz
breiten Kanäle wie bei 802.11a in 52 jeweils
300 kHz breite Unterträger. Die restlichen vier
Kanäle benötigen OFDM für Pilottöne. Da
802.11g abwärtskompatibel zu 802.11b sein
muss, kann es auch mit Complementary Code
Keying (CCK) arbeiten. CCK stellt
Datenübertragungsraten von 1, 2, 5,5 und 11
Mbit/s zur Verfügung.
Um Störungen bei der Kommunikation zwischen
Spezifikationen von 802.11g
Geräten nach 802.11b und 802.11g zu
vermeiden, gibt es einen Kompatibilitätsmodus.
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IEEE 802.11
In diesem Modus sendet ein 802.11g-Sender vor der eigentlichen Übertragung seine
Sendebereitschaft (CTS) nach der sich die 802.11b-Clients richten können.
Bei 802.11g sind außerdem optional die Modulationsverfahren CCK-OFDM und CCK- PBCC
zugelassen. Für Packet Binary Convolution Coding (PBCC) ist eine maximale Datenrate von 33
Mbit/s festgelegt. Der 802.11g-Standard für WLANs arbeitet im 2,4-GHz-Band mit
Übertragungsraten bis 54 Mbit/s. Als Modulationsverfahren benutzt 802.11g das Orthogonal
Frequency Division Multiplex (OFDM). Dabei werden die 20 MHz breiten Kanäle wie bei
802.11a in 52 jeweils 300 kHz breite Unterträger. Die restlichen vier Kanäle benötigen OFDM
für Pilottöne. Da
802.11g
abwärtskompatibel
zu 802.11b sein
muss, kann es auch
mit Complementary
Code Keying (CCK)
arbeiten. CCK stellt
Datenübertragungsraten
von 1, 2, 5,5 und 11
Mbit/s zur Verfügung.
IEEE 802.11i
Um Störungen bei
der Kommunikation
zwischen Geräten
nach 802.11b und
Authentifizierungsprozedur in 802.11i
802.11g zu
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IEEE 802.11
vermeiden, gibt es einen Kompatibilitätsmodus. In diesem Modus sendet ein 802.11g-Sender
vor der eigentlichen Übertragung seine Sendebereitschaft (CTS) nach der sich die 802.11bClients richten können.
Bei 802.11g sind außerdem optional die Modulationsverfahren CCK-OFDM und CCK- PBCC
zugelassen. Für Packet Binary Convolution Coding (PBCC) ist eine maximale Datenrate von 33
Mbit/s festgelegt.
Der 2004 verabschiedete Standard IEEE 802.11i für die WLAN-Sicherheit löst das WEPProtokoll ab und behebt dessen Schwachpunkte.
Als Verschlüsse-lungsverfahren schreibt 802.11i die AES-Verschlüsselung mit Counter Mode
With CBC-MAC Protocol (CCMP) vor, optional kann auch WRAP benutzt werden. CCMP
beschreibt wie der AES-Algorithmus auf WLAN-Datenpakete angewendet wird und dient der
Authentifizierung. Als Transportprotokoll für die Authentifizierungsmethoden zwischen den
WLAN-Geräten und dem Zugangspunkten benutzt 802.11i das EAP-Protokoll, dessen
Nachrichten verkapselt werden, und als Authentifizierungsinfrastruktur RADIUS. Die Integrität
der Klartext-Header wird mit dem Message Integrity Check (MIC) gewährleistet.
Der AES-Algorithmus arbeitet mit einem 128 Bit langen Schlüssel und einem 48 Bit langen
Initialisierungsvektor (IV), der sich ständig ändert und bei Wiederholung verworfen wird. Da
ältere WLANs noch mit TKIP und dem WEP-Protokoll arbeiten sind diese neben WRAP optional
zugelassen.
Die Authentifizierung in 802.11i basiert auf einer ausgefeilten Schlüsselhierarchie mit
mehreren Hierarchieebenen. Dabei wird aus einem Master Key (MK) ein Pairwise Master Key
(PMK), daraus wiederum ein Pairwise Transient Key (PTK) abgeleitet. Aus Letzterem werden
die Schlüssel für die Verteilung der Chiffrierschlüssel und die Verschlüsselung der Daten
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IEEE 802.11
gewonnen.
IEEE 802.11n
Die Arbeitsgruppe IEEE
802.11n arbeitet an einem
Vorschlag des Enhanced
Wireless Consortium (EWC)
für drahtlose
Hochgeschwindigkeitsübertragung
mit Datenraten von 600
Mbit/s. Dieser Vorschlag soll
kompatibel sein zu WiFi und
ist auch für das Home
Spezifikationen von 802.11n
Networking konzipiert.
Wobei solche Datenraten im Heimnetz nur in Verbindung mit hochauflösendem Fernsehen
(HDTV) vorkommen. WLANs mit diesen Datenraten würden damit auf die Stufe von
leitungsgebundenen lokalen Netzen wie Gigabit-Ethernet gestellt.
Der Vorschlag wurde von Agere eingereicht und basiert auf Breitbandkanälen, die mit dem
MIMO-Verfahren arbeiten. Als Frequenzbereiche sind das ISM-Band bei 2,4 GHz und das UNIIBand bei 5 GHz vorgesehen. Im 2,4-GHz-Band stehen in Deutschland 13 Kanäle, im 5-GHzBand 19 Kanäle zur Verfügung, in den USA sind es 11 und 24.
Beide Frequenzbereiche können gleichzeitig im Dual-Band-Betrieb benutzt werden. Da das 5GHz-Band höhere Bandbreiten zur Verfügung stellt, nutzt man im Dual-Band den 2,4-GHzFrequenzbereich für allgemeine Internet-Anwendungen wie E-Mails, Surfing und Chats und den
5-GHz-Bereeich für Streaming von Audio und Video, für Videogames und andere breitbandige
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IEEE 802.11
Anwendungen.
802.11n bietet verschiedene Techniken zur Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit. Bei der
Nutzung eines 20-MHz-Kanals wird die nominale Übertragungsgeschwindigkeit von derzeit 54
Mbit/s bei 2x2 20-MHz-Kanälen durch Multiple Input Multiple Output (MIMO) auf 150 Mbit/s
erhöht. Eine 4x4-Konfiguration mit jeweils zwei 40-MHz-Kanälen in beiden Frequenzbändern
hat eine Vervierfachung auf nominal 600 Mbit/s zur Folge. Die reale Datenrate dürfte etwa die
Hälfte der nominalen betragen. Als Alternative zu MIMO kann auch mit Spatial-Multiplexing,
Beamforming oder Space Time Block
Coding (STBC) gearbeitet werden. Bei
der STBC-Codierung werden mehrere
parallele Datenströme in einem
Funkkanal übertragen.
Die Spezifikationen von 802.11n, das
als IEEE 802.11n-2009 standardisiert
wurde, wurden vom Enhanced Wireless
Consortium (EWC) entwickelt und
vorangetrieben. Weitere Aktivitäten zur
IEEE 802.11p
Erhöhung der Datenrate von WLANs
werden von Worldwide Spectrum
Efficiency (WWISE) und TGnSync
vorangetrieben.
Der Standard 802.11n ist
Schichtenmodell von WAVE mit P1609
vollkompatibel zu den Standards
802.11b und 802.11g.
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IEEE 802.11
Die Arbeitsgruppe 802.11p ist aus den Aktivitäten von 802.11a entstanden und nutzt die hohe
Datenrate von 54 Mbit/s im 5-GHz-Band zwischen 5,850 GHz und 5,925 GHz (USA) für die
Fahrzeugkommunikation. Unter 802.11p, Wireless Access for Vehicular Environment (WAVE),
wird ein Standard für die Car-to-Car-Kommunikation und die Kommunikation zwischen
Fahrzeug und Baken für Mautsysteme definiert. Die Fahrzeugkommunikation schließt
Personenfahrzeuge (Pkw), aber auch Lkws, Schienenfahrzeuge und Schiffe mit ein.
Der 802.11p-Standard umfasst die Funkübertragung auf der physikalischen Schicht und Teile
der Sicherungsschicht (MAC). Die Funktionen der höheren Schichten werden von der IEEEArbeitsgruppe 1609 bearbeitet. Die Randbedingungen für diesen Standard sehen eine
Fahrgeschwindigkeit von bis zu 200 km/h, einen Entfernungsbereich von 1 km und eine
Datentransferrate zwischen 4 ms und 50 ms vor.
IEEE 802.11r
Die Arbeitsgruppe 802.11r befasst sich mit dem Fast-Roaming in WLANs nach 802.11. In
diesem 2008 verabschiedeten Standard geht es um die Verkürzung der Authentifizierung und
damit um die Reduzierung von Unterbrechungszeiten, die beim Übergang eines mobilen
WLAN-Endgeräts von einem Access Point zu einem anderen auftreten. Diese
Unterbrechungszeiten können bei einigen hundert Millisekunden liegen und beeinträchtigen
damit die Sprachkommunikation. Sie müssen auf unter 50 ms reduziert werden, damit sie sich
bei der Internettelefonie, bei VoIP oder anderen Echtzeitanwendungen nicht störend
bemerkbar machen. .
802.11r unterstützt Mechanismen für die Dienstgüte (QoS) wie sie in 802.11e festgelegt sind
sowie ein schnelles Roaming, ohne dabei die in 802.11i festgelegten Sicherheitsfunktionen zu
beeinträchtigen. Damit erfüllt 802.11r die Anforderungen von Unternehmen in Bezug auf eine
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IEEE 802.11
Konfiguration eines Mesh-Netzes für WLANs nach 802.11s
gute Sprachqualität als auch auf die geforderte Sicherheit.
Die Arbeitsgruppe 802.11s beschäftigt sich mit der Vermaschung von Funksystemen. Da
Funksysteme wie WiMax, WLAN oder UWB zwar über hohe Datenraten verfügen, diese aber
nur in begrenzten Entfernungen übertragen können, setzt man auf flächendeckende HSFunksysteme. Bei diesen Konzepten müssen die Basisstationen untereinander verbunden
werden, was bisher drahtgebunden, also über Datenkabel erfolgte. Um diesen Aufwand zu
verringern, wird von IEEE 802.11s ein Mesh-Netz (WMN) spezifiziert, bei dem Mesh Access
Points (MAP) drahtlos untereinander verbunden sind und so ein Wireless Distribution System
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IEEE 802.11
(WDS) bilden. Neben dem Mesh Point (MP) wird in 802.11s noch ein Lightweight Mesh Point
(LW-MP) definiert, die keine Weiterleitfunktion hat.
Das 802.11s-Konzept besteht im Wesentlichen aus der dynamischen Wegewahl, den
Änderungen im Kanalzugriff und dem Sicherheitskonzept.
Die Wegewahl für WLAN-Meshs setzt auf der Sicherungsschicht auf, wodurch Layer-3-
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Impressum
IEEE 802.11
Urheber und Herausgeber
Klaus Lipinski
Datacom-Buchverlag GmbH
84378 Dietersburg
ISBN: 978-3-89238-229-4
IEEE 802.11
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