Computernetzwerke

sondern auch die Datenübertragungsrate. Diese negativen Effekte sind außerdem von der Frequenz abhängig, und um sie in den Griff zu bekommen, werden für WLANs die Multiträger-Modulationsverfahren (OFDM, Kapitel 4.3.5) eingesetzt.
    Allerdings ist es durchaus möglich, mit WLANs einen Kilometer und mehr zu überbrücken. Die erste Voraussetzung ist hierfür, dass die Übertragungsstrecke einer geraden Linie ohne Hindernisse entspricht. Die zweite ist die Verwendung von externen Antennen, die eine Richtcharakteristik aufweisen, also bevorzugt in einer Richtung abstrahlen, wie es bei den sogenannten Yagi-Antennen (Bild 4.10) der Fall ist, die zumindest jeder Amateurfunker kennt.
    Für die Außenmontage - etwa um den eigenen Garten oder auch ein Firmengelände mit WLAN zu versorgen - werden von einigen Herstellern wie etwa Allnet oder Osbridge neben separaten Antennen auch sogenannte Outdoor Access Points angeboten, die vom Prinzip her gewöhnlichen Access Points entsprechen und in wetterfesten Gehäusen untergebracht sind. Die Spannungsversorgung eines Outdoor Access Points sollte über das LAN-Kabel (Power Over Ethernet, siehe Kapitel 2.13) möglich sein, damit keine Steckdose notwendig ist und der AP an der günstigen Stelle montiert werden kann.
    Abbildung 4.10: Eine WLAN-Antenne in der Yagi-Bauart
    Grundsätzlich gilt, dass die Dämpfung von der Frequenz abhängig ist. Je höher die Frequenz, desto höher ist auch die Dämpfung und desto geringer die erzielbare Reichweite. Dies hat zur Folge, dass die Reichweite eines WLAN bei 5 GHz geringer ist als bei einem WLAN, das mit 2,4 GHz arbeitet, wenn man ansonsten vergleichbare Bedingungen heranzieht.
    4.3.3 Frequency Hopping Spread Spectrum
    Zur Verbesserung der Redundanz und um die Übertragungssicherheit zu erhöhen, sind verschiedene Spreiz- und Multiplexverfahren entwickelt worden, die in WLANs und auch bei anderen Funktechniken (Bluetooth, DVB-T) zum Einsatz kommen. Auf den durch das jeweilige Verfahren erzeugten Trägern werden für die eigentliche Datenübertragung verschiedene Modulationsverfahren (Kapitel 4.3.1) eingesetzt.

    Das Frequency Hopping wird unter den Spreizverfahren (Spread Spectrum) geführt und deshalb mit der genauen Bezeichnung Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) gekennzeichnet. Dabei werden die Daten entlang der Zeitachse in Blöcke aufgespalten und auf verschiedenen Frequenzen des Bandes übertragen.
    Das Spektrum des modulierten Signals ist genauso breit wie das ursprüngliche, was im Gegensatz zu DSSS (siehe folgendes Kapitel) von Bedeutung ist. Die Spreizung erfolgt bei FHSS nämlich auf zeitlicher Basis, weil die Trägerfrequenzen immer nur für kurze Zeit präsent sind.
    Die Trägerfrequenz ändert sich laufend anhand eines bestimmten, zufällig erzeugten Hopping Pattern. Die Daten werden dabei auf eine bestimmte Art und Weise über die Kanäle »verwürfelt«, und das jeweils zugrunde gelegte Prinzip - die Hop-Zuordnung -kennen nur die zum jeweiligen System gehörenden Sender und Empfänger.
    Frequenz
    Abbildung 4.11: Beim Frequency Hopping werden die Daten über Funkzellen übertragen, die sich aus verschiedenen zeitversetzten Kanälen zusammensetzen.
    Zeit
    Laut dem ersten Standard 802.11 »hüpfen« Sender und Empfänger in Form eines bestimmten Hopping Patterns in einer Zeit von 400 ms über 75 Frequenz-Slots. Im Standard sind drei Sets von 22 Hopping Patterns definiert, was sicherstellen soll, dass jeder Slot mindestens alle 30 Sekunden einmal verwendet wird. Die Zeit eines »Hüpf-Paketes« ist vom System vorgeschrieben und für alle Stationen und Frequenzbänder konstant.
    Das Prinzip des Frequenz Hoppings (FH) wird auch von Bluetooth verwendet, wo 79 Kanäle mit jeweils einer Bandbreite von 1 MHz Bandbreite eingesetzt und alle 20 ms umgeschaltet werden. Deshalb sind mit FHSS keine hohen Datenraten erreichbar, sodass dieses Verfahren nur bei der ersten WLAN-Implementierung (IEEE 802.11) zum Einsatz kommt. Die darauffolgenden WLAN-Generationen (vgl. Tabelle 4.1) verwenden DSSS und die neuesten OFDM mit MIMO.
    4.3.4 Direct Sequence Spread Spectrum
    Das Verfahren nach Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) wird auch als Pseudo Noise
    bezeichnet und verwendet ein bestimmtes Bitmuster (Chipping Sequence), mit dessen Hilfe die Daten gespreizt werden. Im Standard ist hierfür u. a. der Barker-Code (11-Chip-Code) vorgesehen, der sich dadurch auszeichnet, dass jede Binärsequenz während eines Übertragungszyklus einmalig ist, was