Mischen impossible

Der Originalstandard war im Jahr 1997 veröffentlicht worden und definierte die Signalisierungsrate mit 2 MBit/s. Mit 802.11b wurde das Modulationsverfahren DSSS eingeführt, mit dem sich der Brutto-Durchsatz auf 11 MBit/s steigern ließ. Mit 802.11a wurde das Modulationsverfahren OFDM in den Standard aufge-nommen, das den Brutto-Durchsatz auf 54 MBit/s und die Sendefrequenzen ins 5-GHz-Band hob. Weil dort aber - anders als beim weltweit frei nutzbaren 2,4-GHz-ISM-Band - regionale Restriktionen gelten (so nutzt hierzulande das zivile Luftraumüberwachungsradar bestimmte Bereiche im 5-GHz-Band) und wegen der doppelt so hohen Sendefrequenzen eine Abwärtskompatibilität zu 802.11 oder 802.11b daher grundsätzlich ausgeschlossen ist, sann man auf Abhilfe, indem die schnelle OFDM nun auch im 2,4-GHz-Band einsetzte - der Standard 802.11g war geboren.

Allzu große Hoffnungen auf wirklich gravierende Durchsatzsteigerungen sind indes nicht angebracht, denn im lizenzfreien 2,4-GHz-ISM-Band funken munter Geräte, die sich überhaupt nicht um 802.11, 802.11b oder 802.11g kümmern. Dazu zählen aber nicht nur Garagentoröffner, schnurlose Telefone oder die Leckstrahlung von Mikrowellenherden, sondern auch all die schicken neuen Bluetooth-Geräte wie Handys, drahtlose Sprechgarnituren oder die Bluetooth-Funkbrücken zu den Rear-Speakern von Dolby-Surround-Anlagen.

Bei 802.11g spielte die Abwärtskompatibilität zu den rund 20 Millionen bereits verkauften 802.11b-Geräte eine wichtige Rolle. 802.11g nutzt zur Durchsatz-steigerung die gleiche Modulationsmethode wie 802.11a, sendet jedoch wie 802.11b im 2,4-GHz-Band. Und obwohl Abwärtskompatibilität zu 802.11b im 802.11g-Standard eine feste Entwicklungsvorgabe war, ist doch die Umsetzung etwas fragwürdig, unterstellt man landläufig doch, dass Kompatibilität mit Koexistenz einher gehen würde. Doch dem ist keineswegs so. Es gibt zwei Gründe für die Unfähigkeit zur Koexistenz von 802.11b und 802.11g:

Zum einen können die 802.11b-Empfänger OFDM-Daten nicht dekodieren. Folglich können diese Empfänger, gleich ob in Access Point oder in Clients eingebaut, nicht erkennen, dass ein 802.11g-Gerät auf dem gleichen Kanal funkt, den man selbst verwendet.

Zum anderen nutzen 802.11b und 802.11g unterschiedliche "Short Preambles" - das sind spezielle Datenpakete, mit dem sich die Kommunikationspartner - gleich ob Access Point oder Client - auf gleiche Übertragungsparameter einigen. Durch das Kommunikations-protokoll CSMA/CD, das kabelgebundene Ethernet-Geräte nutzen, ist ein sendewilliges 802.11b-Gerät gezwungen, erst einmal im "Äther" zu lauschen, ob der Sendekanal frei ist, bevor es überhaupt Daten verschicken darf. Da es nicht in der Lage ist, eine laufende 802.11g-Über-tragung zu erkennen, erachtet es den Sendekanal fälschlicherweise als "frei" und ballert los - mit dem Ergebnis, dass es zu Kollisionen der bereits 802.11g- und der 802.11b-Datenpakete kommt. Das ist zwar nicht tragisch weil die korrupten Datenpakete erneut gesendet werden, geht aber zu Lasten des Durchsatzes - denn die Zeit ist nun einmal verbraucht. Zwangsläufig wird so das 802.11g Netz ausgebremst und schaltet auf niedrigere Geschwindigkeiten um, da es ständig Kollisionen gibt (mit den 802.11b Teilnehmern). Damit ist auch der ehemalige Geschwindigkeitsvorteil dahin.

Kompatibilität ja, Koexistenz nein

Einem 802.11g-Gerät sollten solche Fehler zwar nicht unterlaufen, denn es kann ja quasi Standard 802.11b-Geräte und deren Aktivitäten "hören". Aber in Mischumgebungen wird wegen der 802.11b-Taubheit für 802.11g-Gesänge der Gesamtdurchsatz drastisch leiden.

Und das kann gravierende Ausmaße annehmen: Die testweise Ad-Hoc-Vernetzung der "TrueMobile 1300 WLAN Mini-PCI-Card" - sie beherrscht 802.11g und ist fest in ein Dell-Notebook integriert - mit dem USB-802.11b-Adapter, integriert im Notebook MP-XP7250 von JVC, klappte zwar auf Anhieb. Doch die beiden konnten sich lediglich auf eine Signalisierungsgeschwindigkeit von maximal 5,5 MBit/s einigen - die sehr häufig sogar auf 2 MBit/s zusammenbrach – brutto!

Mischbetrieb bedeutet: 802.11g ausbremsen

Eine andere Lösung wäre es, eine Netzwerk-Koordinierungs-Instanz á la GSM, Bluetooth oder HiperLAN/2 zu nutzen, wie sie die 802.11-Dienstgüte-Arbeitsgruppe E am IEEE vorschlägt. Dienstgüte (engl.: Quality of Service, kurz: QoS) ist die Grundvoraussetzung für den saubern (also unterbrechungs- und störungsfreien) Transport von Echtzeitdatentypen wie Sprache oder Video - und eben bis dato KEIN Merkmal von Ethernet und WLAN - weil diesen Netzwerk-technologien nun einmal das CSMA/CD-Signalisierungsverfahren zu Grunde liegt. Während sich die Ethernet-Industrie, die ja mit Voice-over-IP (VoIP) durchaus Ambitionen hat, die Netzwerkkabel auch zum Telefonieren zu nutzen, jahrelang um QoS herummogeln konnte, indem sie etwa die Ether-Netze mit Switches mikrosegmentieren ließ, was Datenkollisionen weitgehend (wenngleich nicht ganz) ausschließt, wird sie im drahtlosen Ethernet nun knallhart mit ihren Versäumnissen konfrontiert. Die Luft lässt sich nun einmal nicht in einzelne Kabelstränge aufdröseln, sie ist - wie das alte Koax-Ethernet-Kabel - ein Shared Medium.

Mehr Durchatz ist auch für mehr Sicherheit wünschenswert: Nach heuristisch ermittelten Werten von 1stWAVE verringert die Verschlüsselung der Funkstrecke mit 64 Bit WEP den Durchsatz nur um ca. 6 Prozent, die aufwändigere 128-Bit-Verschlüsselung kostet 15 bis 25 Prozent. WPA kann mit ca. 20-30 Prozent angesetzt werden und WPA2 / IPSec sogar mit 50 Prozent und mehr (abhängig von der Hardware).