Letzte Aktualisierung: 11. September 2013 | 2214929 | Anbieterkennzeichnung
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Vergleich zwischen 2,4 GHz und 5 GHz

Auf dem Markt befinden sich zur Zeit viele verschiedene Systeme, die nach unterschiedlichen WLAN-Standards arbeiten. Einige Systeme ergänzen diese Standards durch herstellerspezifische Erweiterungen. Während meiner Planungen wurde ich vor die Grundsatzentscheidung gestellt, ob ich das 2,4-GHz-Verfahren oder das 5-GHz-Verfahren verwenden wollte. Denn es geht nur eines von beiden, die Wahl muß vor dem Kauf der Hardware fallen.

Um die richtige Entscheidung zu treffen, muß man die Unterschiede zwischen einzelnen WLAN-Standards kennen. Auch die physikalischen Unterschiede zwischen 2,4 GHz und 5 GHz spielen eine Rolle.

Der größte Unterschied zwischen den verschiedenen WLAN-Standards liegt in der Frequenz, auf der gefunkt wird. Grundsätzlich stehen zwei verschiedene Frequenzbereiche zur Verfügung: 2,4 GHz und 5 GHz.

Einige Standards wie z.B. IEEE 802.11b und IEEE 802.11g nutzen die gleichen Frequenzen, in diesem Fall 2,4 GHz. Sie unterscheiden sich lediglich durch die Modulationsverfahren. Hier können für die unterschiedlichen Standards die selben Antennen verwendet werden.

Wenn die Frequenz erhöht wird, so reduziert sich die Wellenlänge. Je kleiner die Wellenlänge, desto weniger Platz benötigt ein "Funkstrahl" im Gelände. Diesen "Platz" nennt man "Fresnel-Zone" (sprich "Frä-Nell")

Die Fresnelzone

Die Fresnelzone ist ein gedachtes keulenförmiges Gebilde. Sie unterteilt sich in drei Teilbereiche, welche Erste, Zweite und Dritte Fresnelzone genannt werden.

In der Dritten Fresnelzone sollten nach Möglichkeit keine Hindernisse stehen, doch bedeutet ein Hindernis keine größeren Schwierigkeiten.

In der Zweiten Fresnelzone sind Hindernisse schon ein größeres Problem, bedeuten aber in der Regel eher wenig Probleme mit der Funkverbindung.

In der Ersten Fresnelzone sollten laut Lehrbüchern keinerlei Hindernisse stehen. Können sich in dieser Zone die Funkwellen nicht ungehindert ausbreiten, so kommt es durch Reflektionen der Wellen zu Auslöschungen.

Die Praxis hat später jedoch gezeigt, daß Hindernis nicht gleich Hindernis ist. Es kommt darauf an, ob ein Hindernis die Funkwellen reflektiert oder nur dämpft. Gerade Bäume sind hier ein großes Thema. Bäume dämpfen zwar, reflektieren aber nicht. Solange man nur ganz knapp an einem Baum vorbei eine direkte Sichtlinie zur anderen Antenne hat, ist dies kein Problem. Nur quer durch die Baumkrone sollte man nicht funken.

Die Wellenlänge

Je höher die Frequenz, umso kleiner wird die Wellenlänge. Die Größe der Fresnelzone ist direkt von der Wellenlänge abhängig. Daraus ergibt sich, daß WLAN im 5-GHz-Bereich weniger anfällig ist für hindernisreiches Gelände. Schließlich wird für die "Fresnel-Keule" weniger Platz benötigt.

Doch die höhere Frequenz hat auch Nachteile: Mit abnehmender Wellenlänge nimmt die Dämpfung durch die Luft zu. Bei gleicher Sendeleistung hat deshalb WLAN im 5-GHz-Bereich eine deutlich geringere Reichweite als 2,4-GHz-WLAN. Eigentlich müßte dies das K.O. für 5-GHz-WLAN als Richtfunkanwendung bedeuten. Doch es gibt ein Hintertürchen: Die Sendeleistung.

Die (erlaubte) Sendeleistung

Im 2,4-GHz-Bereich hat der Gesetzgeber eine maximale Sendeleistung von 100 Milliwatt festgelegt. Dies entspricht 20 dBm.

Im 5-GHz-Bereich erlaubt das Gesetz eine maximale Sendeleistung von 1000 mW unter bestimmten Voraussetzungen.

Die Reichweite

Weil die Luft zwischen beiden Antennen im 2,4-GHz-Bereich weniger dämpft reicht man mit diesen 100 mW und entsprechenden Richtantennen schon recht weit. Wenn man mit legalen Mitteln arbeitet sind unter idealen Gelände-Bedingungen wohl maximale Reichweiten von 12 bis 15 km möglich, jedoch ist die Bandbreite dann schon sehr gering (ca. 1 MBit/s). Die Firma SSB gibt für ihre Airlink-Antennen deutlich größere Reichweiten und auch höhere Bandbreiten an. Doch man sollte die Fotos bei den Referenztests genau betrachten: Die Geländebedingungen waren nahezu optimal.

Durch die höhere Luftdämpfung erzielt man zwar im direkten Vergleich mit 2,4 GHz nur eine geringfügig höhere Reichweite, doch durch andere Übertragungsverfahren nach dem Standard IEEE 802.11a erzielt man wesentlich höhere Bandbreiten (zwischen 12 und 36 MBit/s).

Im direkten Vergleich bei idealen Geländebedingungen unterscheiden sich die beiden WLAN-Frequenzbänder also nicht wesentlich. Unterschiede treten an anderer Stelle zu Tage.

Das Gelände

Ist das Gelände übersichtlich, mit wenig bis keinen Bäumen besetzt und beide Antennen stehen erhöht auf Hügeln, Gebäuden oder Masten, so kann man von idealen Bedingungen ausgehen.

Ist das Gelände flach, hügelig und mit Bäumen besetzt, so sind die Bedingungen schwierig. Immer unter der Voraussetzung, daß zwischen beiden Antennen eine Sichtverbindung mit freier Fresnelzone bestehen muß, kann die Standortsuche für die Antennen aufwendig werden.

Das Gelände liefert schon einen Anhaltspunkt, welche WLAN-Technik besser geeignet ist. Durch die kleinere Fresnelzone bietet sich 5-GHz-WLAN vorallem in nicht-idealem Gelände an.

Die Bandbreite

Ich persönlich verwende den WLAN-Richtfunk lediglich als "Verlängerung" eines ADSL-Anschlusses. Gewöhnliche ADSL-Anschlüsse bieten Brutto-Bandbreiten von 1, 2 oder 3 MBit/s. In meinem Fall sogar nur 370 kBit/s. Solange die Bandbreite der WLAN-Funkstrecke größer ist als die Bandbreite der ADSL-Versorgung, ist das alles kein Problem. Hier kann man, sofern es das Gelände hergibt, ohne Bedenken auf 2,4-GHz-WLAN zurückgreifen.

Die Anwendungen für WLAN-Richtfunk beschränken sich jedoch nicht nur auf Internetzugänge. Für Unternehmen ist WLAN evtl. eine interessante Alternative, um verschiedene Standorte kostengünstig zu verbinden. Hier werden also mehrere lokale Netze miteinander gekoppelt. Bei solchen Anwendungen sind natürlich höhere Bandbreiten sehr wünschenswert. Daneben spielt natürlich auch die Sicherheit eine große Rolle, weshalb auf gute Verschlüsselungsfunktionen geachtet werden sollte. Gerade bei solchen Anwendungen bietet sich die Verwendung von 5-GHz-WLAN und entsprechend hochwertigen Geräten an.

Jetzt gibt es aber bei den beiden WLAN-Gruppen einen gravierenden Unterschied: Während bei IEEE 802.11b und IEEE 802.11g lediglich drei Kanäle zum Parallelbetrieb verfügbar sind, so sind es bei IEEE 802.11a schon elf Kanäle (Subband 2, Outdoorbetrieb mit 1000 mW). Theoretisch wäre es also möglich, elf parallel verlaufende Richtfunkstrecken zu koppeln und demzufolge auch die elffache Bandbreite zu erhalten. Wie dies allerdings in der Praxis aussieht, das entzieht sich meiner Kenntnis.

 
Web www.wlan-skynet.de