Interoperabilität macht alles kompliziert

Nach den Trainingsmustern folgt ein Informationsblock, der Angaben zu Länge und Parametern der folgenden Übertragung enthält, insbesondere der Datenrate und -menge. So lässt sich berechnen, wie lange die Übertragung dauern wird. Was relativ einfach klingt, wird leider manchmal kompliziert.

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Grund dafür sind Mechanismen, die die Abwärtskompatibilität neuerer Standards garantieren. Ein Gerät, das beispielsweise nur 802.11g unterstützt, soll trotzdem erkennen können, wie lange zwei 802.11n-Geräte kommunizieren werden. Da der neuere Standard aber mehr Datenraten und noch diverse weitere Features unterstützt, benötigt er aber einen anderen Informationsblock.

Diesen und die folgende Datenübertragung verstehen die älteren Geräte aber nicht und können nur anhand des Signalpegels erkennen, dass eine Kommunikation stattfindet. In diesem Fall müssen sie davon ausgehen, dass die Kommunikation fehlschlug. Das ist die Standardannahme bei Übertragungen, die nicht korrekt dekodiert werden können.

Doppelter Aufwand

Das klingt erst einmal nicht nach einem großen Problem, kann für die alten Geräte jedoch einen Nachteil bedeuten. Sie warten unter Umständen zu lang, da nach als fehlerhaft erkannten Übertragungen eine längere Wartezeit vorgeschrieben ist. Dies soll das am Anfang erwähnte Problem der Hidden Terminals abmildern, wobei die Idee ist, so lange zu warten, dass der Empfänger eine Bestätigung schicken kann. Ein Gerät an einem anderen Ort könnte sie nämlich korrekt empfangen haben, auch wenn sie für die eigene Station unverständlich war.

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Zum Nachteil wird das, wenn die Bestätigung schneller kommt, als die pessimistische Annahme bei der Wartezeit vorsieht. Dadurch warten die älteren Geräte eventuell jedes Mal zu lange, wenn nach neuerem Standard kommuniziert wird. Damit sinken ihre Chancen, selbst senden zu können. Um das zu vermeiden, werden einfach beide Präambeln gesendet - zuerst die nach altem Standard, dann die nach neuem. Neben mehr Verwaltungsaufwand - es muss erkannt werden, dass alte Geräte im selben BSS funken - führt das zu längeren Nachrichten und entsprechend geringerem Datendurchsatz.

AVM FRITZ!Box 7590 AX (Wi-Fi 6 Router mit 2.400 MBit/s (5GHz) & 1.200 MBit/s (2,4 GHz),bis zu 300 MBit/s mit VDSL-Supervectoring 35b,WLAN Mesh

Was kommt noch?

Die grundlegende Verbindung steht, Geräte können ihre jeweiligen Nachrichten erkennen und haben eine Methode, um einander möglichst wenig ins Wort zu fallen. Theoretisch könnten jetzt also Daten übertragen werden. Wäre da nicht noch ein kleines Problem: Im Gegensatz zu einem Kabel ist Funk nicht abgeschirmt. Ständig gibt es kleine Störungen, manche verursacht das erzeugte Signal selbst. Interferenzen aufgrund von Mehrwegeausbreitung beispielsweise können einzelne Unterträger stark abschwächen.

Das führt unweigerlich zu Fehlern, da Information verfälscht wird. Würden so Daten übertragen, erhielte der Empfänger selten das, was der Sender übertragen hat - und würde es nicht einmal erkennen. Es fehlen noch zwei wichtige Komponenten: Fehlererkennung und -schutz. Erst damit können verlässlich digitale Daten übertragen werden. Ein weiterer Punkt ist ebenfalls noch außen vor geblieben: Warum erkennt man eigentlich manche High-End-Router vor lauter Antennen kaum noch?

Die Antwort klang bereits an: Jede Antenne überträgt einen Datenstrom. Entsprechend sendet jede Antenne ein anderes Signal, wodurch die Datenrate noch einmal gesteigert werden kann. Das Konzept ist analog zu mehreren Adern in einem Kabel.

Wie aber kann nun der Empfänger die überlagerten Wellen wieder zerlegen? Dieser Frage sowie der nach der Funktion des Fehlerschutzes gehen wir in einem weiteren Artikel nach. Beide Aspekte zeigen, wie stark Mathematik unseren Alltag prägt, obwohl sie oft unsichtbar ist.

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olma 25. Apr 2022 / Themenstart

Mit meiner gut angebrachten Fritzbox ohne Repeater etc. habe ich hier nicht nur im...

herrmausf 20. Apr 2022 / Themenstart

Wäre schon cool wenn eine Fritzbox von einem V8 angetrieben würde xD

masterx244 20. Apr 2022 / Themenstart

Da kommt noch ein zweiter Teil als separater Artikel

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