====== Übertragungsmedien ====== Die Übertragungsmedien sind die Straßen der Daten. Der Aufbau dieser Straßen muss sehr gut geplant werden, um alle aktuellen Anforderungen bzw. eventuelle zukünftige Anforderungen ohne großartige Veränderungen zu erfüllen. Als **Maßeinheit für die Übertragungsgeschwindigkeit** werden die Werte in **bit/s, b/s bps, --> also Bit pro Sekunde** angegeben. Achtung: Nicht zu verwechseln mit **Byte/s --> Byte pro Sekunde**!! `C= D/t` `(bits)/(s)` **1) Rechenbeispiel:** Es werden 100MB in 10s übertragen. Wie hoch ist die Übertragungsgeschwindigkeit? * D=100MByte * t=10s ^Rechenschritt^Berechnung^ |D umwandeln in bits |`100*1024*1024*8 = 838860800` `bits` | |C berechnen | `C=D/t=(838 860 800)/10=83886080` `(bit)/(s)` | |C umwandeln in Mbit/s | `(83886080)/(1024)/(1024)=80` `(Mbit)/(s)` | **2) Rechenbeispiel:** Max hat eine Datentransferrate von 10Mbit/s Download und 2Mbit/s Upload. a) Wie lange braucht er, um 10MB runterzuladen? \\ * D=10MB * C=10Mbit/s ^Rechenschritt^Berechnung^ | D umwandeln in bits |`10*1024*1024*8 = 83886080` `bits` | | C umwandeln in bit/s |`10*1024*1024=10485760` `(bit)/(s)` | | Formel umformeln | `t=(D)/(C)` `(bits)/((bit)/s)`| | In Formel einsetzen | `t=83886080/10485760=8` `s` | b) Wie lange braucht er, um 10MB hochzuladen? ^Rechenschritt^Berechnung^ | D umwandeln in bits |`10*1024*1024*8 = 83886080` `bits` | | C umwandeln in bit/s |`2*1024*1024=2097152` `(bit)/(s)` | | Formel umformeln | `t=(D)/(C)` `(bits)/((bit)/s)`| | In Formel einsetzen | `t=83886080/2097152=40` `s` | ===== Leitergebundene Übertragung ===== Bei einer leitergebundenen Übertragung werden Medien in Form von Kabeln benötigt (Metallische Leiter, Glasfaser). \\ Ein Kabel besteht zumindest aus einer Ader (=Faser). \\ Mehrere Adern sind durch entsprechende Isolationssschichten getrennt. \\ Alle Adern wiederum werden von einem Mantel als Schutz umgeben.\\ Die Übertragung selbst erfolgt durch elektromagnetische Schwingungen. ==== Koaxialkabel ==== Das früher verwendete Koaxialkabel ist in modernen Netzen praktisch vollständig von Twisted Pair-Kabeln (TP) und Lichtwellenleiter (LWL) abgelöst worden. {{ https://kompendium.infotip.de/assets/images/7/ABB_2613_01-00_Koax-9634eae7.gif }} Es besteht aus * einem Innenleiter (Kupfer, Stahlkupfer) * einer Isolation (Dielektrikum) * einer Abschirmung (Metallgeflecht schützt vor magnetischen Störungen --> Rauschen & Übersprechen) * einem Mantel Es waren bis zu 10Mbps möglich: * Thicknet (10Base5) * Thinnet (10Base2) - Heute noch bei Satellitenempfang im Einsatz {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20241212-082521.png?600}} ==== Twisted-Pair Kabel ==== {{ https://kompendium.infotip.de/files/wdb/GRAFIK/2600_INFORMATIONTECHNIK/2610_NETZWERKTECHNIK/ABB_2613_01-02_Twisted-Pair.gif }} Twisted Pair ist ein vier-, acht- oder mehr-adriges Kupferkabel, bei dem jeweils zwei Adern miteinander verdrillt sind. Durch die Verdrillung kompensieren sich Leitungskapazität und -induktivität. Dadurch steigt die Übertragungsbandbreite und die mögliche Übertragungsreichweite wird praktisch nur durch die Dämpfung des Wirkwiderstandes begrenzt. Die Verwendung von symmetrischen Signalen (Differentialspannungen) erhöht die Festigkeit gegen elektromagnetische Störstrahlung. {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20241212-082658.png}} {{ https://kompendium.infotip.de/files/wdb/GRAFIK/2600_INFORMATIONTECHNIK/2610_NETZWERKTECHNIK/ABB_2613_01-03_Twisted-Pair.gif }} Twisted Pair-Kabel gibt es in zahlreichen Varianten. Twisted Pair-Verbindungen werden außer in der Kommunikationstechnik (Netzwerkkabel, Telefonkabel) auch bei HDMI-, DVI- und LVDS-(in LCD/Plasma-TV zwischen Signalprozessor und Display) Verbindungen eingesetzt. Die Anzahl der Leiterpaare im Kabel hängt dabei von der benötigten Datenübertragungsrate ab. In Netzwerken wird für jede Übertragungsrichtung (senden, empfangen) wird jeweils ein Adernpaar (bei 100BaseT4 und 1000BaseT jeweils zwei) genutzt. Die Übertragungsreichweite ist abhängig vom Aufbau des Kabels, von der Dämpfung (=Länge) des Kabels und von den externen Störeinflüssen. Twisted Pair-Kabel für Netzwerke gibt es in zahlreichen Varianten: ^ Bild ^ Benennung ^ Beschreibung ^ | {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-061921.png?300}} | **U/UTP-Kabel** | **Unshielded/Unshielded Twisted Pair** sind nicht abgeschirmte verdrillte Leitungen und gehörten früher typischerweise der CAT3 an. UTP-Kabel sollten im industriellen Bereich oder in der Datentechnik mit hohen Datenraten nicht verwendet werden. | | {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-063412.png?300}} | **S/UTP-Kabel** | **Screened/Unshielded Twisted Pair** haben einen Gesamtschirm aus einem Kupfergeflecht zur Reduktion der äußeren Störeinflüsse| | {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-061953.png?300}} | **F/UTP-Kabel** | **Foilshielded/Unshielded Twisted Pair** besitzen zur Abschirmung einen Gesamtschirm, zumeist aus einer alukaschierten Kunststofffolie | | {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-063234.png?300}} | **U/FTP-Kabel** | **Unshielded/Foilshielded Twisted Pair** auch genannt **CAT5** oder **CAT5e**. Die Leitungsadern sind paarweise mit Folie abgeschirmt | | {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-061608.png?300}} | **S/FTP-Kabel** | **Screened/ Foilshielded Twisted Pair** auch genannt **CAT6** sollten in Bereichen mit hoher Störstrahlung (z.B. Büros mit mehreren PCs) eingesetzt werden. | | {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-063125.png?300}} | **SF/FTP-Kabel** | **Screened Foilshielded/Foilshielded Twisted Pair** auch genannt **CAT6e** oder **CAT7** besitzen eine Abschirmung für jedes Kabelpaar sowie eine doppelte Gesamtschirmung. Hierdurch kann eine optimale Störleistungsunterdrückung erreicht werden. Auch das Übersprechen zwischen den einzelnen Adernpaaren wird so wirksam unterdrückt | Die Preisunterschiede zwischen CAT-5e- Kabeln und CAT-7-Kabeln ist so gering, dass es sich bei Neuinstallation auf jeden Fall empfiehlt, CAT-7-Kabel einzusetzen. Dieses ist als einziges Kupfermedium in der Lage mit dem kommenden 10GBit-LAN verwendet zu werden. {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-062209.png?700}} {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-062734.png}} === Verbinder - RJ45 === {{ https://kompendium.infotip.de/files/wdb/GRAFIK/2600_INFORMATIONTECHNIK/2610_NETZWERKTECHNIK/ABB_2613_01-05_RJ-45.gif }} Der typische Standardverbinder für die Twisted-Pair-Verkabelung eines kupfergebundenen Ethernet-Netzwerkes ist der **8polige Western-Modularstecker RJ-45** ( 8P8C), auch RJ-48 oder RJ-49 genannt. RJ-45 Steckverbindungen können auf zwei Arten belegt sein, wobei die Belegung nach T568B am weitesten verbreitet zu sein scheint: ^Belegung nach EIA/T-T568A^:::^ ^Belegung nach EIA/T-T568B^:::^ ^Pin^Farbe^ ^Pin^Farbe^ |1|weiß-grün| |1|weiß-orange| |2|grün| |2|orange| |3|weiß-orange| |3|weiß-grün| |4|blau| |4|blau| |5|weiß-blau| |5|weiß-blau| |6|orange| |6|grün| |7|weiß-braun| |7|weiß-braun| |8|braun| |8|braun| {{ https://kompendium.infotip.de/files/wdb/GRAFIK/2600_INFORMATIONTECHNIK/2610_NETZWERKTECHNIK/ABB_2613_02_02_GB-Kabel.gif }} Bei 1:1-Verbindungen sind beide Beschaltungen sind elektrisch zueinander kompatibel. Nur bei Erweiterungen von fest verdrahteten Netzen ist festzustellen, welche Belegung bereits vorgegeben ist. Normale Verbindungskabel (" Patchkabel") mit RJ-45-Steckern sind 1:1 verschaltet, d.h. Pin 1 des einen Steckers geht auf den Pin 1 des anderen Steckers usw. Nur in besonderen Fällen, wenn z.B. zwei Netzwerkkarten direkt miteinander verbunden werden sollen oder wenn Netzwerkkomponenten (z.B. Hubs älterer Bauart) über keinen dedizierten Uplink-Port verfügen, kann der Einsatz von Crossover-Kabeln notwendig werden. {{ https://i.ytimg.com/vi/coXKqq6YbhA/maxresdefault.jpg?400 }} ==== LichtWellenLeiter (LWL) ==== Sind mit der Netzwerkverkabelung weite Strecken zu überwinden, z.B. zwischen einzelnen Gebäuden auf einem Fabrikgelände ("Campusbereich"), sind sehr hohe Datenübertragungsraten (z.Zt. bis zu 170Gb/s) gefordert oder wenn sich die Datenübertragung per Kupferkabel aus technischen Gründen (z.B. bei extremer Störstrahlung) oder aus Gründen der Sicherheit verbietet, werden Lichtwellenleiter (LWL, Glasfasern) als Übertragungsmedium eingesetzt. Die Lieferprogramme der Hersteller erlauben mittlerweile die Übertragungsstrecken bis zum Einzelplatz komplett auf der Basis von LWL auszuführen. {{ youtube>AFlbY6P10mc?small | Funktionsweise }} === Aufbau und Prinzip === In einem LWL werden die Informationen nicht, wie in einem Kupferkabel, elektrisch übertragen, sondern mit **Licht**. \\ Der eigentliche LWL ist eine Faser aus Glas oder Kunststoff. Jede Faser besteht aus zwei Schichten. Der konzentrische Kern besteht aus einem optischen Material mit einem hohen Brechungsindex, das Mantelglas (" Cladding") aus einem Material mit niedrigem. Licht, das in einem bestimmten Winkelbereich auf den Übergang von Kern zum Mantel trifft wird dort vollständig reflektiert. Über solche fortlaufenden Totalreflexionen pflanzt sich das Licht durch den LWL bis zum Ende der Faser fort. \\ Je steiler der Einfallswinkel des Lichts bei der Einspeisung in den LWL ist, desto häufiger wird die Lichtwelle reflektiert. Mit jeder Reflektion der Lichtwelle wird der Weg, des sogenannten Modes, länger. Licht, das wenig häufig reflektiert wird, hat einen kürzeren Weg und durchläuft die Faser schneller. Es ist Licht niedrigen Modes. Licht, das sehr häufig reflektiert wird, hat eine niedrige Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Faser. Er ist Licht hohen Modes. Erzeugt die Lichtquelle des Senders ein nicht-kohärentes Licht, tritt das Licht mit einer Vielzahl unterschiedlicher Winkel in die Faser ein. Dadurch entstehen natürlich durch die unterschiedlichen Moden Laufzeitunterschiede zwischen den Signalanteilen. Ein Eingangsimpuls mit steilen Flanken wird dadurch verschliffen und in seiner Breite gedehnt. Je länger ein Kabel ist, desto höher wird auch diese sog. Dispersion (Einheit: ns/km). Die Dispersion beeinflusst direkt die Übertragungsbandbreite der Glasfaserverbindung. {{ https://kompendium.infotip.de/files/wdb/GRAFIK/2600_INFORMATIONTECHNIK/2610_NETZWERKTECHNIK/ABB_2613_01-06_Aufbau-LWL.gif }} {{ http://www.ksi.at/online-kataloge/kat9A/9A-002/9002.gif }} Da die Fasern sehr dünn und empfindlich sind, werden sie zum mechanischen Schutz mit einer Kunststoffbeschichtung (" Coating") und einem Schutzüberzug versehen. In einem LWL-Kabel können mehrere Fasern, sogar in mehreren Bündeln, zusammen gefasst sein. === Verbinder === Die Hersteller von Netzwerkzubehör bieten konfektionierte Verbindungs- und Patchkabel mit einer Vielzahl von verschiedenen Steckerformen an. Meist sind die Kabel paarweise angelegt um beide Datenflussrichtungen (TX und RX) gleichzeitig herstellen zu können. {{ https://kompendium.infotip.de/files/wdb/GRAFIK/2600_INFORMATIONTECHNIK/2610_NETZWERKTECHNIK/ABB_2613_01-13_Verbinder.gif }} === Vorteile=== * hohe Reichweite * hohe Übertragungsbandbreite * Potentialfrei, daher auch für explosionsgefährdete Bereiche geeignet * hohe Störfestigkeit, LWL können sogar zu Energieversorgungskabeln parallel verlegt werden * hohe Abhörsicherheit === Nachteile === * Material für die Verkabelung ist teuer * teure Verbindungstechnik * Die Montagekosten sind wegen des höheren technischen Aufwandes höher * komplexe und teure Messtechnik * zusätzliche Kosten für Medienkonverter auf Kupfer-Ethernet ===== Leiterungebundene Übertragung ===== Als leiterungebundene Übertragung bezeichnet man eine Übertragung per * Funk * Ultraschall * Infrarot * Laser * Licht ==== Drahtlose Übertragung (WLAN) ==== {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-063640.png}} Die Übertragung von Informationen ohne Kabel ist mittlerweile in vielen Lebensbereichen als praktische Alternative eingezogen. Von der Fernbedienung eines Fernsehers über drahtlose Lautsprecher bis zum Smartphone gibt es viele Beispiele für die Umsetzung dieser Technik. Dabei werden Funksignale in frei verfügbaren Frequenzbändern anstelle von Kabeln für die Datenübertragung verwendet. === Vorteile === * Es sind keine baulichen Maßnahmen innerhalb eines Gebäudes nötig. * Die baulichen Maßnahmen zwischen verschiedenen Gebäuden sind geringer als bei einer Verkabelung. * Höhere Mobilität, da theoretisch jeder Punkt eines Firmengeländes drahtlos erreichbar ist. === Nachteile=== * Oft geringere Datenübertragungsraten als bei Kabeln, die abhängig von Hindernissen sind. * Anfällig für Störeinflüsse und Abhören durch Unbefugte. * Probleme mit Ausleuchtung und Reflexionen. * Bei vielen gleichzeitigen Nutzern an einem WLAN-Zugang bricht die Übertragungsrate ein (Shared Media). === Sicherheit als kritischer Bereich=== Gerade im Bereich Sicherheit gibt es bei WLANs einige Punkte zu beachten, die sich auch in einem etwas größeren Konfigurationsaufwand äußern. Die sogenannte **SSID (Service Set Identifier)** kann eine eindeutige Identifikation (Firmenname etc.) enthalten, damit bei Problemen eine Kontaktaufnahme mit dem Betreiber möglich ist. Ein Verbergen bringt nicht viel, da die SSID in jedem Paket mitgeschickt wird und es Programme gibt, die auch verborgene SSIDs auslesen können. Eine versehentliche Verbindung durch Unbefugte ist bei verschlüsselten Zugängen nicht zu erwarten. Es gibt auch Empfehlungen, als SSID eine zufällige Zeichenfolge einzugeben, damit die SSID keine Rückschlüsse auf den Betreiber zulässt. Letztendlich sollte die Übertragung im WLAN nur **verschlüsselt** erfolgen, wobei die Verschlüsselung mit **WEP (Wired Equivalent Privacy)** unsicher ist. Besser ist der Einsatz von **WPA (Wi-Fi Protected Access)** bzw. der Nachfolgetechnologie **WPA2**, da hier deutlich stärkere Verschlüsselungsmechanismen mit **AES (Advanced Encryption Standard)** verwendet werden. Zusammen mit **TKIP (Temporal Key Integrity Protocol)** sind allerdings nur max. 54 Mbit/s möglich! Höhere Raten erreicht z. B. WPA2 zusammen mit CCMP (Counter-Mode/CBC-Mac Protocol) === Grundlegende Beschreibung === Kommunikation über WLAN erfolgt entweder als Punkt-zu-Punkt- oder als Mehrpunkt-Kommunikation. Die erste Variante dient z. B. der Überwindung größerer Distanzen durch den Einsatz zweier Richtantennen. Bei der Mehrpunkt-Kommunikation werden ein oder mehrere sogenannte Access Points eingesetzt, die im Prinzip jeweils wie Zentralen (Verteiler) fungieren und die Datenströme mehrerer Clients koordinieren. Diese Access Points können bei größeren Installationen über Kabel und geeignete Managed Switches eine Verbindung zu einem sogenannten RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service)-Server erhalten, um zwischen berechtigten und nicht berechtigten Sendern zu unterscheiden (Authentifizierung). Eine Unterscheidung über die MAC-Adresse sollte nur den zum Zugang berechtigten Geräten vorbehalten bleiben, die sich nicht per RADIUS authentifizieren können. Dabei wird in einer Zugangsliste (Access Control Table) vom Managed Switch die MAC-Adresse eingetragen. Auf einem Access-Point bringt dies keine höhere Sicherheit, da per Funk eine MAC-Adresse unverschlüsselt verschickt wird und somit gefälscht werden kann. Die kleinste Einheit ist eine sogenannte Funkzelle, womit der Bereich gemeint ist, der von einem Sender (=Access Point) abgedeckt werden kann. Er umfasst ca. 30m im Gebäude und bis zu 300m im Freien. Mit speziellen Antennen können auch mehrere Kilometer überbrückt werden. ===ISM-Frequenzbänder=== In den meisten Fällen wird von den Herstellern ein sogenanntes **ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical)** verwendet. Manchmal finden Sie auch die Abkürzung ISMO, wobei der letzte Buchstabe für den Begriff „Office“ (Büro) steht. Der Einsatz dieser Frequenzbänder bietet zwei Vorteile. Sie sind * **gebührenfrei** * **genehmigungsfrei** Hierin liegt aber auch gleichzeitig der Nachteil. Sie werden von sehr vielen Herstellern für die unterschiedlichsten Zwecke genutzt, wie z. B. drahtlose Lautsprecher, elektronische Türöffnung bei Autos oder Garagen, und so ist die Gefahr, dass sich Geräte gegenseitig stören, relativ hoch. Die für WLAN wichtigsten ISM-Bänder sind * das **2,4-GHz-Band** (2,3995 bis 2,4845 GHz) mit max. **13 überlappenden Kanälen** von 20 MHz Bandbreite; auch 40 MHz Bandbreite ist möglich, dann aber mit weit weniger nutzbaren Kanälen. Es sind Geschwindigkeiten bis zu 300MBit/s möglich. * das **5-GHz-Band** (5,150 bis 5,350 GHz für Kanalnummer 36–64 und 5,470 bis 5,725 GHz für Kanalnummer 100–140) mit Kanälen von 20, 40, 80 oder 160 MHz Bandbreite, wobei **max. 19 Kanäle** bei 20 MHz Bandbreite nicht überlappend nutzbar sind. Beim Funken mit 40 MHz Bandbreite sind 2 dieser Kanäle gebündelt erforderlich, mit 80 MHz 4 Kanäle usw. Die **Reichweite ist geringer** als im 2,4 GHz-Band. Es sind Geschwindigkeiten bis zu 600MBit/s möglich. * das **6-GHz-Band** mit 80- und 160-MHz-Funkkanäle (WiFi 6) bzw. 320 MHz breite Funkkanäle (WiFi 7) * zukünftig das 60-GHz-Band (57 bis 66 GHz) mit vier 2000 MHz breiten Funkkanälen für kurze Distanzen {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-064319.png?700}} == 2.4 GHz Band == Im 2,4-GHz-Frequenzband existieren insgesamt 79 schmalbandige Kanäle, die in Kanäle mit je 5 MHz zusammengefasst sind. In Europa gibt es 13, in den USA 11 und in Japan 14 solcher Kanäle. Diese Kanäle sind allerdings eng aneinandergereiht und überlappen sich. Deshalb kann man nicht alle der 11, 13 oder 14 Kanäle verwenden, sondern je nach Kanal-Verteilung nur 3 oder 4. Und das bei einer Kanalbreite von 20 MHz. Bei einer Kanalbreite von 40 MHz würde sich die Anzahl parallel nutzbarer Kanäle halbieren. {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-064717.png?500}} == 5 GHz Band == Das 5-GHz-Frequenzband dient als Erweiterung, um ein WLAN zu beschleunigen. Es wird allerdings nicht so oft genutzt. Die WLAN-Clients müssen dafür die entsprechende Hardware-Ausstattung mitbringen. Weltweit existiert hierfür eine Bandbreite zwischen 200 und fast 500 MHz. In Europa werden die Frequenzen von 5,15 bis 5,35 GHz mit den Kanälen von 36 bis 64 und von Frequenzen 5,5 bis 5,7 GHz mit den Kanälen von 100 bis 140 verwendet. In den USA werden die Frequenzen von 5,15 bis 5,35 GHz mit den Kanälen von 36 bis 64 und Frequenzen von 5,5 bis 5,7 GHz mit den Kanälen von 100 bis 140, mit Ausnahme der Kanäle 120, 124 sowie 128 verwendet. Nachteilig ist, dass dieses Frequenzband weltweit nicht einheitlich geregelt ist. Nicht nur der verfügbaren Bandbreite wegen, sondern auch in der Nutzung. So gibt es mit Flug- und Wetterradar einen Primärnutzer, für den dieser Frequenzbereich reserviert ist, aber regional unterschiedlich in Verwendung ist. In der Regel in der Nähe von Flughäfen. Deshalb ist die Erweiterung Dynamic Frequency Selection (DFS) zum Schutz der Primärnutzer in der EU Pflicht. Viele Hersteller preisgünstiger WLAN-Router sparen sich die DFS-Technik und dürfen im 5-GHz-Band nur auf den Kanälen von 36 bis 48 arbeiten. Desweiteren gibt es Bestrebungen den 5-GHz-Frequenzbereich für Mobilfunk und andere Funksysteme nutzen zu dürfen. Im Vergleich zum 2,4-GHz-Frequenzband ist die Reichweite, auch wegen geringerer Sendeleistung, geringer. Was zur Folge hat, dass die Geschwindigkeit eines WLANs bei 5 GHz nicht so schnell ist, wie erhofft. == 6 Ghz Band == 6 GHz Das 6-GHz-Frequenzband ist für die klassische Mobilfunknutzung ungeeignet. Und wegen dem hohen Bedarf für zusätzliche Frequenzen für die WLAN-Technik, wurde mit Wi-Fi 6E und dem Standard IEEE 802.11ax das 6-GHz-Frequenzband zur Nutzung für WLAN freigegeben. Das 6-GHz-Frequenzband ist für WLANs deshalb interessant, weil es in dicht besiedelten Gebieten mehrere 80- und 160-MHz-Funkkanäle ermöglicht, und somit das 5-GHz-Frequenzband entlastet. Desweiteren können mit der WLAN-Generation Wi-Fi 7 und dem Standard IEEE 802.11be 320 MHz breite Funkkanäle im 6-GHz-Frequenzband tatsächlich realisierbar sein. Die Nutzung des 6-GHz-Frequenzbandes unterliegt der Allgemeinzuteilung, ist aber regional unterschiedlich geregelt. * In den USA existiert insgesamt 1.200 MHz Bandbreite (5.925 - 7.125 MHz) für bis zu vierzehn 80 MHz Kanäle oder bis zu sieben 160 MHz Kanäle. * In Europa existiert insgesamt 500 MHz Bandbreite (5.925 - 6.425 MHz). * In Europa liegt aber keine alleinige Nutzung vor. Teile des Frequenzbereichs sind Primärnutzen zugeteilt. Allerdings regional begrenzt. Zum Beispiel für lizenzierte Punkt-zu-Punkt-Richtfunk-Verbindungen. Außerdem können in einigen Ländern nur zwei Kanäle mit je 160 MHz genutzt werden, da hier ein Funksystem für autonome Metro-/S-Bahn-Systeme am unteren Ende des Frequenzbandes einen dritten Kanal blockiert. Lizenzfreie Funkdienste wie WLAN müssen als Sekundärnutzer Rücksicht auf etablierte Funksysteme nehmen. Dazu müssen WLAN-Geräte permanent nach charakteristischen Funksignalen Ausschau halten und Funkkanäle räumen, wenn sie der Primärnutzer gerade belegt. Ein Problem ist dabei, dass proprietäre Funktechniken nicht immer erkannt werden können. Einerseits weil das charakteristische Funksignal unbekannt ist oder der Empfangspegel so gering, dass ein WLAN-Gerät das fremde Funksignal nicht erkennt. Das kann zur Folge haben, dass ein WLAN-Gerät den Frequenzbereich als frei erkennt und dann die bestehende und bevorrechtigte Funkverbindung mit dem eigenen WLAN-Signal stört. Zum Vermeiden von Störungen gibt es Maßnamen, deren Umsetzung in der EU diskutiert wird (Stand Anfang 2021). Für WLAN-Geräte im 6-GHz-Bereich ist eine Sendeleistung bis maximal 200 Milliwatt EIRP (inklusive Antennengewinn) in Innenräumen erlaubt (Low Power Indoor, LPI). Im Freien (Outdoor) dürfen Geräte mit maximal 25 mW EIRP senden (Very-Low-Power, VLP). WLAN-Geräte müssen täglich in einer Datenbank im Internet nachsehen, ob und mit welcher maximalen Sendeleistung der gewünschte Funkkanal am Betriebsort verfügbar ist (Automatic Frequency Coordination, AFC). Ein Primärnutzer kann bei Beeinträchtigungen ihrer Funksysteme über die AFC-Datenbank veranlassen, dass lizenzfreie Geräte ihre Sendeleistung senken müssen. Kann ein Gerät die AFC-Datenbank nicht erreichen, muss es den Betrieb im 6-GHz-Frequenzbereich sofort einstellen oder die Sendeleistung in Innenräumen auf LPI-Niveau senken. Die Nutzung von 6 GHz hat folgende Vorteile: * ein großes und zusammenhängendes Frequenzspektrum * 160 MHz breite Kanäle * geringere Interferenzen * hohe Geschwindigkeit * Latenzzeit beträgt weniger als 2 Millisekunden * hohe Kapazität für viele Teilnehmer Der Frequenzbereich ist nützlich, wenn viele User parallel das gleiche Netz nutzen oder viele WLAN-Netze parallel auf engem Raum betrieben werden. Allerdings ist nicht jede WLAN-Hardware für 6 GHz geeignet. Dafür sind WLAN-Basisstationen und WLAN-Clients mit „Wi-Fi 6E“ notwendig (IEEE 802.11ax). Zur Reichweite eines 6-GHz-WLANs kann man sagen, dass diese im Vergleich zu einem 5-GHz-WLAN etwas geringer ausfällt. Das liegt aber nicht an der regulatorisch begrenzten Sendeleistung, sondern daran, dass die entsprechende Verstärker-Elektronik teuer ist, Platz braucht und viel Strom verbraucht. Das lässt sich in hochpreisigen Basisstationen realisieren, aber nicht im günstigen Endkundenbereich und schon gar nicht in mobilen Geräten. == 60 GHz Band == Das 60-GHz-Band erstreckt sich von 57 bis 66 GHz (EU) und hat einen rund 7 GHz breiten Funkkanal. Dieser wird in vier einzelne Kanäle mit einer Bandbreite von 1.760 MHz unterteilt, die in Europa lizenzfrei nutzbar sind. {{:inf:inf6ai_202425:09_netzwerke:pasted:20250115-064913.png}} Der Nachteil von 60 GHz ist die Streckendämpfung für das Funksignal. Bei dieser Frequenz erreicht die Absorption durch den atmosphärischen Sauerstoff rund 20 dB pro Kilometer (dB/km). Um genauer zu sein, der Sauerstoff erreicht hier sein Absorbationsmaximum. Die hochfrequenten Signale haben eine sehr begrenzte Reichweite, die so gut wie nicht durch Zimmerwände dringen. Hohe Geschwindigkeiten erreicht man damit in der Regel nur auf ein paar Meter. Am besten nur wenige Zentimeter und mit Sichtkontakt. Und damit ist ein WLAN bei 60 GHz ein reiner Zimmer-Funker.