IEEE 802.11 bezeichnet die Normen des WLAN, der Marketingbegriff lautet Wi-Fi.[1] Herausgeber der Norm ist das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Die erste Version des Standards wurde 1997 verabschiedet. Sie spezifiziert den Mediumzugriff (MAC-Layer) und die physische Schicht (vgl. OSI-Modell) für lokale Funknetzwerke.
Für die physische Schicht sind im ursprünglichen Standard zwei Spreizspektrumverfahren (Übertragung per Radiowellen) und ein Verfahren zur Datenübertragung per Infrarotlicht spezifiziert, wobei eine Übertragungsrate von bis zu 2 Mbit/s (brutto) vorgesehen ist. Zur Datenübertragung per Radiowellen wird das lizenzfreie ISM-Band bei 2,4 GHz verwendet. Die Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern kann direkt im so genannten Ad-hoc-Modus, im Infrastruktur-Modus mithilfe einer Basisstation (Access Point) oder als Meshnetzwerk erfolgen.
1999 folgten zwei Erweiterungen: 802.11a spezifiziert eine weitere Variante der physischen Schicht, die im 5-GHz-Band arbeitet und Übertragungsraten bis zu 54 Mbit/s ermöglicht. 802.11b ist ebenfalls eine alternative Spezifikation der physischen Schicht, die mit dem bisher genutzten 2,4-GHz-Band auskommt und Übertragungsraten bis zu 11 Mbit/s ermöglicht. Die 2003 verabschiedete 802.11g-Erweiterung, die ebenfalls im 2,4-GHz-Band arbeitet, erhöht die maximale Übertragungsrate auf 54 Mbit/s. Die Erweiterung 802.11n sieht bei geänderten Frequenzbändern und neuen Kanaleinteilungen eine Übertragungsrate von bis zu 600 Mbit/s vor.[2]
Dadurch, dass das 2,4-GHz-Band in den meisten Ländern lizenzfrei genutzt werden darf, haben Produkte nach dem Standard 802.11b/g eine weite Verbreitung gefunden. Produkte, die standardkonform arbeiten und die Interoperabilität mit Produkten anderer Hersteller gewährleisten, können vom Interessensverband Wi-Fi-Alliance zertifiziert werden. Es werden auch weitere Frequenzbänder genutzt: Der 802.11ac Standard nutzt das 5-GHz-Band, mit 802.11ad wird das 60-GHz-Band erschlossen und 802.11ah ist für das 900 MHz-Band vorgesehen.
802.11 ist eine Normenfamilie für Wireless Local Area Networks (WLAN). Die Definition der IEEE-802-Normen, die zunächst ganz allgemein den Netzwerkzugriff beschreiben, begann im Februar 1980. Die Nummer 802 wird manchmal mit dem Projektbeginn im Februar 1980 in Verbindung gebracht, es war aber einfach die nächste freie Kennnummer des IEEE.[3]
Einige wichtige Normen der IEEE 802.11 Familie sind 802.11, b, g, n, ac, ax, ad.
Im Jahre 2018 führte die Wi-Fi-Alliance aus Marketinggründen zusätzlich die „Branchenbezeichnung[en] für Produkte und Netzwerke“ Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 und Wi-Fi 6 für die IEEE-Standards 802.11n, ac und ax ein.[4]
Bezeich- nung |
Erweiterung von |
Verab- schiedung |
Beschreibung |
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802.11c | – | 2001 | Wireless Bridging: Verbinder zwischen unterschiedlichen Funknetzwerken |
802.11d | a, b, g, h | 2001 | World Mode: Anpassung an die regulatorischen Bestimmungen verschiedener Länder |
802.11e | a, g, h | 2004 | Dienstegüte und Streaming: Unterstützung von Quality of Service |
802.11f | a, g, h | 2003 | Handover: Interoperabilität zwischen Basisstationen |
802.11h | a | 2006 | DFS (Dynamic Frequency Selection, Dynamisches Frequenzwahlverfahren) und TPC (Transmitter Power Control, Übertragungssendeleistungs-Steuerung) |
802.11i | a, b, g, h | 2004 | Sicherheit WPA2: Erweiterungen bezüglich Sicherheit und Authentifizierung |
802.11j | a, h | 2004 | 4,9–5-GHz-Betrieb in Japan |
802.11k | a, g, h | 2007 | Bessere Möglichkeiten für Funkparameter (z. B. Signalstärke) |
802.11m | a, b, g, h | 2006 | Maintenance: Ergänzungen und Fehlerauslese |
802.11p | a | 2010 | Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug |
802.11r | a, g, h | 2008 | Fast Handover: Erweiterung für VoIP |
802.11s | a, g | Vermaschte Netze: Für MAC-Ebene | |
802.11t | a, b, g | Messverfahren: Leitungsparameter | |
802.11u | a, b, g | 2011 | Internetworking: Bindung zu Nicht-802-Netzwerken |
802.11v | a, b, g | 2011 | Netzwerkmanagement |
802.11w | a, b, g | Sicherheitserweiterung für Management Frames | |
802.11y | 2008 | 3,6-GHz-Anpassung für die USA |
Die vorstehende Tabelle ist dem Buch Daten- und Sprachübertragung in Wireless Local/Personal Area Networks entnommen.[17]
Neben diesen gibt es proprietäre Erweiterungen, die andere Übertragungsraten erlauben, aber keine offiziellen IEEE-Standards sind:
(äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP) – Antennengewinne sind also zu berücksichtigen):
Um einen gemeinsamen Zugriff von mehreren Geräten auf das Medium zu ermöglichen, wird innerhalb des 802.11-Standards verpflichtend der CSMA/CA-Mechanismus benutzt. Optional sind CSMA/CA RTS/CTS und CSMA/CA PCF.
Da bei Funkkommunikation eine höhere Fehlerrate auftritt, existiert bei 802.11 ein eigener Mechanismus zu Übertragungswiederholung. Bei einer korrekten Übertragung bestätigt der Empfänger die Datenübertragung, bei einer fehlerhaften Übertragung müssen die Daten erneut gesendet werden.
Die einzelnen Netze werden über ihre Netzwerknamen (Extended Service Set Identifier (ESSID), siehe Service Set Identifier) identifiziert.
Siehe hierzu den Abschnitt Frequenzen im Artikel Wireless Local Area Network.
2,4-GHz-Band:
5-GHz-Band:
Eine Tabelle zu theoretisch und praktisch möglichen Datenübertragungsraten der verschiedenen Standards findet sich im Abschnitt Datenübertragungsraten des Artikels Wireless Local Area Network.
Weitere Standards zur Datenübertragung per Funk im Nahbereich wie HomeRF oder das von der ETSI geförderte HIPERLAN haben keine praktische Bedeutung erlangt.