Die IEEE-Standard-Familie 802.11 beschäftigt sich mit drahtlosen lokalen Netzwerken (WLAN). Der 802.11-Standard definiert eine Version des MAC-Layers für diese Systeme zum Austausch von MSDUs über LLC-Verbindungen.
Zusätzlich enthält er:
- Support für asynchrone und zeitgebundene Verteildienste
- die Regelung der Dienstkontinuität in ausgedehnten Gebieten
- die Anpassung der Übertragungsraten
- die Unterstützung der meisten bestehenden Marktanwendungen
- Multicastunterstützung
- Netzwerk-Management-Dienste sowie
- Anmeldungs- und Authentifizierungsdienste
- seit 2012 die Zusammenschaltung von mehreren WLAN-Funkzellen zu einem Mesh, auch WDS genannt
Der IEEE 802.11-Standard unterstützt zwei verschiedene Arbeitsmodi, die verteilte Koordination (distributed coordination - DCF) und die zentrale Koordination (centralized point-coordination - PCF). Der IEEE 802.11-MAC wird auch DFWMAC genannt und beruht auf dem CSMA/CA-Verfahren.
Die Standards IEEE 802.11g und 802.11a/802.11h erlauben Übertragungsgeschwindigkeiten von 6-54 MBit/s. 802.11g arbeitet dabei im 2,4-GHz-Band, 802.11a/h bei 5,2 GHz. Proprietäre Produkte kombinieren mehrere Kanäle und erreichen dadurch bis zu 108 MBit/s.
Die 2009 verabschiedete Variante 802.11n erlaubt durch die Nutzung intelligenter Antennen den Durchsatz auf bis zu 600 MBit/s hochzutreiben. Verfügbar sind Produkte, die auf Basis dieses Standards 450 MBit/s anbieten. 802.11n arbeitet sowohl im 2,4-GHz-Band als auch im 5,2-GHz-Band.
802.11p ist eine Variante des veralteten 802.11a, die im Jahr 2010 für die V2X-Vernetzung im 5,9-GHz-Band spezifiziert wurde.
Von 2013 kam die Varaiante 802.11ac (bis 6900 MBit/s bei 5 GHz) hinzu. Sie wird von der Wi-Fi Alliance (WFA) als Wi-Fi 5 bezeichnet. Dieser Standard sieht einen Einzelkanal-Durchsatz von bis zu 867 MBit/s vor. Dies wird durch eine gegenüber IEEE-802.11n größere Kanalbandbreiten bis 160 MHz und verbesserte Signalmodulation (256QAM) erreicht. Darüber hinaus sind bis zu acht Mehrfachverbindungen (8₧8 MIMO) in Downstream-Richtung vorgesehen. Rein rechnerisch ergibt sich damit ein maximaler Durchsatz von 6933 MBit/s.
Ab Ende 2019 erschienen Produkte nach 802.11ax (Wi-Fi 6). 802.11ax verfügt auch in Upstream-Richtung über MIMO und MU-MIMO, nutzt OFDMA, Spatial Reuse, BSS Coloring und Target Wake Time. Damit ist es besonders auf eine effiziente Nutzung des Frequenzspektrums getrimmt, um besonders die Nutzung in Bereichen mit vielen Clients optimaler zu gestalten. Mit verbesserter Signalmodulation (1024QAM) und 1 bis 8 Antennen sind Linkraten von maximal 600 bis 9600 MBit/s möglich. Das ist gegenüber Wi-Fi 5 kein großer Sprung, allerdings werden die praktischen Datenraten öfter erreicht, wenn mehr moderne Geräte im Einsatz sind.
Mit Wi-Fi 6E bezeichnete Geräte können zusätzliche Funkbänder verwenden; in Europa im Bereich 5,95 GHz - 6,425 GHz und in den USA, Kanada, Südkorea und weiteren Staaten im Bereich 6,425 GHz - 7,125 GHz.
Die Generation Wi-Fi 7 (802.11be) erreicht mit 1 bis 8 Antennen eine Linkrate von 1440 bis 23.050 MBit/s. Das wird erreicht, indem die Kanalbandbreite auf 320 MHz erhöht und 4096QAM als Signalmodulationsverfahren eingesetzt wird. Außerdem werden mit Multi Link Operation (MLO) verschiedene Übertragungsmodi (STR, EMLMR, EMLSR, MLSR) definiert, die Kanalbündelung auch für einzelne Clients erlauben und Durchsatz, Latenz und Robustheit verbessern.
Der Standard 802.11ad (WiGig) erlaubt Datenraten von über 6 GBit/s, verwendet dafür aber ein Frequenzband bei 60 GHz, wodurch nur kurze Übertragungen von bis zu 10 m möglich sind. Bisher ist er praktisch bedeutungslos, weil die hohen Frequenzen kaum Wände durchdringen und so die Verbrauchererwartungen an WLAN nicht erfüllen. Trotzdem soll 802.11ay sogar bis zu 100 GBit/s über kurze Strecken ermöglichen.
Dagegen soll der Standard 802.ah unlizensierte Frequenzbänder unterhalb von 1 GHz benutzen und dort zwar geringe Datenraten aber eine gute Reichweite durch gute Durchdringung von Hindernissen bieten und sich so als Medium für das IoT qualifizieren.
Siehe auch:
HIPERLAN
IEEE 802
WEP
WLAN Access Point
