Vergleich von IEEE 802.11b/g Geräten mit IEEE 802.11n MIMO-Geräten der neuen Generation

Richt-Antennen an IEEE 802.11n MIMO-Geräten

Reichweite von
IEEE 802.11n MIMO-Geräten mit IEEE 802.11b/g Geräten

Höhere Datenrate auf Kosten der Reichweite?

Eine Info des e-shops von Brennpunkt S.R.L.
© Ing. Friedrich Rappl, E-Mail: brennpunkt-srl@web.de



Wer mit der Reichweite seines Gerätes unzufrieden ist, kommt schnell auf den Gedanken, eine leistungsfähige Richtantenne an sein Gerät anzuschließen.

Mit IEEE 802.11n / MIMO (Muliple Input Multiple Output)-Geräten hat man aber dann gleich ein Problem - bei Routern und APs sind meist 3 Antennen vorhanden (bis zu 4 sind möglich)!

Jede Antenne kann einen Datenstrom handeln. Damit, und auch durch effizientere Kodierung kommt man zu höheren Datenraten (mit einer Antenne bis 150Mbps mit 4 Antennen bis 600 Mbps theoretisch, praktisch etwa 240Mbps).

Bei Geräten nach IEEE 802.11n mit nur einer Antenne ist es kein Problem, diese durch eine Richtantenne zu ersetzen.

Hat ein Gerät jedoch mehrere Antennen, besteht öfter mal der Wunsch, nur !eine! dieser Antennen mit einer Richtantenne zu ersetzen, um ein weiter entferntes Gerät zu erreichen.
Damit  IEEE 802.11n mit mehreren Antennen mit hoher Datenrate funktioniert, ist es erforderlich, daß von allen Antennen ein etwa gleich starkes Signal kommt. Nur dann ist die Elektronik in der Lage, die Signale für hohe Datenrate optimal auszuwerten.
Ist ein Antennensignal erheblich stärker oder schwächer (dies ist der Fall, wenn eine der 3 Antennen durch eine erheblich stärkere ersetzt wird oder auch, wenn mehrere Richtantennen in unterschiedliche Richtungen zeigen), funktioniert diese Auswertung nicht mehr. Der Preis dafür ist dann eine reduzierte Datenrate.

Will man mehrere Richtantennen an einem IEEE 802.11n Gerät einsetzen (alle für die gleiche Übertragungsrichtung), dann sollte man diese in unterschiedlicher Polarisierung einsetzen. Z.B. eine vertikal polarisiert, die anderen beiden +/-45°. Gleiches natürlich beim korrespondierendem Gerät. Durch diese Maßnahme erhält man am ehesten unterschiedliche Signale an den Antenneneingängen, wie sie von IEEE 802.11n für gute Funktion benötigt werden (auch wenn durch Reflektionen die Polarisation gedreht werden kann).


Keine IEEE 802.11n-Geräte, wenn ich große Reichweite benötige!
Die max. zulässige Sendeleistung ist bei IEEE 802.11n auf die einzelnen Antennen verteilt! Ein Gerät mit 3 Antennen hat damit an jeder Antenne nur 1/3 der gesamten Sendeleistung. Das Gerät fährt ja 3 Datenströme gleichzeitig.
Maximale Reichweite erhält man nur, wenn die gesamte Leistung auf !einer! Antenne für einen Datenstrom eingesetzt wird.

IEEE 802.11n ist für die Anwendung zu Hause oder im Büro für hohe Datenraten konzipiert und nicht für eine Richtstrecke mit großer Reichweite!
Die höheren Reichweiten, mit denen oft geworben wird, ergeben sich nur, wenn man die Geräte mit "schlechten Geräten" der letzten Generation vergleicht.


Reichweiten-Vergleich von IEEE 802.11b/g Geräten mit IEEE 802.11n Geräten.
Wir haben die Daten von den besten b/g-Geräten und n-Geräten mal genauer unter die Lupe genommen.

Die besten Geräte nach IEEE 802.11b/g erreichen eine max. Empfangsempfindlichkeit von -99dBm.
Die besten Geräte nach IEEE 802.11n erreichen eine max. Empfangsempfindlichkeit von nur -92dBm. Das ist dadurch bedingt, daß man für die Aufbereitung der Signale von mehreren Antennen zur Gewinnung mehrerer Datenströme erheblich stärkere Signale benötigt. Ein IEEE 802.11b/g Gerät dagegen, kann auch so schwache Signale noch erfolgreich auswerten, die gerade noch erkennbar sind.
Wer neuere Zahlen hat, möge uns diese bitte mitteilen.

Die Empfangsempfindlichkeit ist das allerwichtigste Merkmal von Geräten! Die Unterschiede bei diesem Wert sind erheblich höher als bei der Sendeleistung, die bei CE-Geräten auch durch den zulässigen Maximalwert begrenzt ist.
Ein Gerät mit 6dB höherer Empfangsempfindlichkeit schafft die doppelte Reichweite. Mit doppeltem Aktionsradius, deckt man die 4-fache Fläche ab (Fläche steigt quadratisch mit dem Radius eines Kreises). Damit hat man bei der Suche nach einem WLAN-Netz / HotSpot eine 4-fach höhere Erfolgsquote.

Wer also auf große Reichweite angewiesen ist (insbesondere Wohnmobilisten, Camper, Yachten, usw., sowie derjenige der eine große Richtstrecke bewältigen will), der sollte einen großen Bogen um die neuen IEEE 802.11n Geräte machen. Hohe Datenraten sind für ein Netzwerk zu Hause wünschenswert, für einen Internetzugang werden die mit b/g Geräten möglichen 54Mbps noch lange Zeit reichen.
Überprüpfen sie die Angaben zur Empfangsempfindlichkeit des Gerätes ihrer Wahl! Sind keine Daten dazu angegeben, kann man davon ausgehen, daß dies nicht die besten sind. Gute Daten wird jeder Hersteller angeben, sind sie doch die beste Werbung.
Wer Geräte ohne bekannte Daten kauft, dem ist nicht zu helfen. Es gibt genug preiswerte gute Geräte.
Auch ist es ein Fehler, anzunehmen, daß ein Markengerät immer gute Daten aufweist. Ein Markenhersteller beantwortete unsere Anfrage nach den Daten mehrerer seiner Geräte, bei denen mäßige Werte bekannt wurden, wie folgt: "Diese Daten sind nicht für die Öffentlichkeit bestimmt".
Gerade preiswerte Markengeräte sind es, die in riesigen Stückzahlen verkauft werden und da wird oft jeder Cent gespart.


Und zu allerletzt:
MIMO ist nicht gleich MIMO.
Es gibt da Geräte aus unterschiedlichen Generationen. Der endgültige Standard wurde erst 2009 verabschiedet. Die Hersteller waren aber schneller als die Standardisierer. Es sind daher bereits viele Geräte auf dem Markt (und werden noch immer als Neu-Geräte verkauft), die vom verabschiedeten Standard abweichen können.
Die Hersteller sind aber sehr zurückhaltend, was sie Beschreibung des Funktionsumfangs der Geräte betrifft. Wobei sich natürlich auch die Frage stellt, wieviele Kunden sich für diese Details wegen der hohen Komplexität überhaupt interessieren würden.

Wer sich dafür interessiert findet hier http://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1102071.htm näheres.



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