Rechnernetze

Wireless LAN nach IEEE 802.11

Der Standard IEEE 802.11 wurde für die Nutzung in einem begrenzten Bereich wie Haushalt, Bürogebäude, Firmenkomplex oder Universitätscampus ausgelegt. Zusätzlich wurden weitere Leistungsmerkmale wie fristenbasierte Dienste, Leistungsmanagement oder Sicherheitsmechanismen vorgesehen.

Die entsprechende Arbeitsgruppe wurde 1990 ins Leben gerufen und hatte den Auftrag, die unterste Schicht (Physical Layer) sowie den unteren Teil der zweiten Schicht (Data Link Layer, Media Access Control oder MAC-Layer) zu spezifizieren. Der Standard wurde am 26.6.1997 verabschiedet.

Physikalische Eigenschaften

Nach dem Standard IEEE 802.11 kann die Datenübertragung mit verschiedenen physikalischen Medien durchgeführt werden. Zwei dieser Verfahren senden mit elektromagnetischen Wellen und benutzen ein Frequenzsprungverfahren (frequency hopping) bzw. ein Direct-Sequence-Verfahren, welche abhängig von den Örtlichkeiten mehrere Kilometer überbrücken können. Ein drittes Verfahren basiert auf Infrarottechnik, die bis zu 10 m übertragen kann. Dabei müssen Sender und Empfänger nicht aufeinander ausgerichtet sein oder klare Sichtverbindung herrschen. Diese Technik kann allerdings nur innerhalb von Räumen eingesetzt werden.

Aus diesem Grunde wurde die physikalische Schicht in zwei Schichten unterteilt, von denen die untere medienabhängig (PMD: physical media dependent), die darüber liegende medienunabhängig ist (PLCP: physical layer convergent protocol).

Begriffe beim WLAN

	Die Kommunikation in WLANs erfolgt über ein Wireless Medium (WM).
	Ein Gerät mit 802.11-konformer Schnittstelle ist eine Station (STA).
	Die Grundkomponente eines WLAN heißt Basic Service Set (BSS) und besitzt eine eindeutige Kennung (BSSID). Ein BSS besteht aus mehreren Stationen, die von einer Coordination Function (CF) kontrolliert werden.
	Eine Coordination Function (CF) ist eine logische Funktion, die für die Vergabe des Senderechts zuständig ist.
	Im 802.11 Standard werden die Distributed Coordination Function (DCF) und die Point Coordination Function (PCF) definiert. Sie werden unten genauer erklärt.

Die nächste Abbildung zeigt die Grundform eines BSS, die man auch Independent BSS (IBSS) nennt.

Grundform eines BSS

Die markierte Fläche stellt ein Abdeckungsgebiet (coverage area) dar. In einem Abdeckungsgebiet können zwei oder mehr Stationen kurzfristig miteinander verbunden werden und Daten austauschen. Da die Funkreichweite bei WLANs jedoch nicht sehr groß ist, müssen zum Aufbau größerer WLANs in der Regel mehrere BSS zusammengeschlossen werden. Dazu wird ein Distribution System (DS) eingeführt, zu welchem eine Station über einen Zugangspunkt (access point, AP) Zugang erhält. Das Distribution System kann wiederum ein beliebiges Datennetz sein, einschließlich eines Funknetzes. Mehrere BSS können sich so über ein DS zu einem Kommunikationsnetzwerk zusammenschließen, welches als Extended Service Set (ESS) bezeichnet wird. Innerhalb eines ESS kann das BSS automatisch gewechselt werden, ohne dass es zusätzlicher Administration bedarf. Dieser Vorgang wird als Roaming bezeichnet.

Extended Service Set (ESS)

Der 802.11 Standard macht keine Angaben über die Lage einzelner BSSs. Sie können - wie in der letzten Abbildung dargestellt - räumlich getrennt sein, sie können sich aber auch partiell oder vollständig überdecken. Dadurch ist es möglich, auch größere räumliche Gebiete drahtlos zu vernetzen. Eine vollständige Überdeckung mehrerer BSSs ermöglicht eine höhere Ausfallsicherheit. Es ist ebenfalls möglich in einem ESS ein weiteres vom ESS unabhängiges BSS einzurichten. Auch können sich Gebiete zweier ESSs überlappen, was zum Beispiel bei zwei auf dem gleichen räumlichen Gebiet arbeitenden Firmen der Fall sein kann.

Eine weitere Komponente ermöglicht den Anschluss eines WLANs an ein nicht 802.11-konformes 802.x-LAN, z.B. einem Ethernet-LAN. Diese Komponente wird als Portal bezeichnet und verbindet das fremde LAN mit dem Distribution System (DS).