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Forum: HF, Funk und Felder WIFI über geringere TrägerFrequenz warum 2.4 GHz?


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von Peter (Gast)


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Hi,

ich hätte mal eine Frage bezüglich WLAN warum wird dieses nur auf 2.4 
GHZ bzw.5 GHZ Trägern ausgesendet?

Meine Ideen hier bezüglich:

1) Man möchte nicht da das Signal so weit nach draußen reicht, um andere 
nicht zu stören oder vor Angreifern geschützt zu sein
2)Weil die Antennen so kleiner werden (lambda/2 Dipol)
3)Weil die unteren Trägerfrequenzen schon belegt sind durch den TV - 
Videokanal etc..
4)Irgendwelche Auflagen der Bundesnetzagentur/gekaufte Frequenzbänder 
etc..

Jetzt möchte ich aber mal obige Gründe die für eine geringe Ausbreitung 
sprechen ignorieren bspw. möchte ich nun eine riesige Distanz überwinden 
(ohne Richtfunk ich möchte also das viele Leute radial vom Sende-Mast 
möglichst weit weg noch etwas mit bekommen).
Dann muss ich, dass doch mit einem niederfrequenten Träger machen da 
hier die Freiraumdämpfung viel geringer ist des Weiteren benötige ich 
doch dann auch viel weniger Energie und kann so mehr Leute erreichen.
Natürlich möchte ich das nicht bauen es ist nur ein Gedankenexperiment 
um die Frequenzbänder und deren Existenz besser zu verstehen.

MFG

Peter

von c r (Gast)


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Peter schrieb:
> ich hätte mal eine Frage bezüglich WLAN warum wird dieses nur auf 2.4
> GHZ bzw.5 GHZ Trägern ausgesendet?

https://de.wikipedia.org/wiki/ISM-Band

von TR.OLL (Gast)


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Je höher die Frequenz, je höher ist die Datenrate.
Das kann man nicht ändern, dass ist ein physikalisches Gesetz.

Theoretisch könnte man WLAN auch zum Beispiel auf 433Mhz mache aber dann 
wäre die Datenrate geringer und durch die höhere Reichweite wären in 
Städten das Band noch gestörter.

von Peter (Gast)


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TR.OLL schrieb:
> Je höher die Frequenz, je höher ist die Datenrate.
> Das kann man nicht ändern, dass ist ein physikalisches Gesetz.
>
> Theoretisch könnte man WLAN auch zum Beispiel auf 433Mhz mache aber dann
> wäre die Datenrate geringer und durch die höhere Reichweite wären in
> Städten das Band noch gestörter.

Nach dem Shannon-Hartley-Gesetz folgt aber das die Träger-Frequenz nicht 
in die Daten-Rate eingeht somit ist das falsch was du hier erzählst :)

von TR.OLL (Gast)


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Peter schrieb:
> TR.OLL schrieb:
>> Je höher die Frequenz, je höher ist die Datenrate.
>> Das kann man nicht ändern, dass ist ein physikalisches Gesetz.
>>
>> Theoretisch könnte man WLAN auch zum Beispiel auf 433Mhz mache aber dann
>> wäre die Datenrate geringer und durch die höhere Reichweite wären in
>> Städten das Band noch gestörter.
>
> Nach dem Shannon-Hartley-Gesetz folgt aber das die Träger-Frequenz nicht
> in die Daten-Rate eingeht somit ist das falsch was du hier erzählst :)

Ja aber so wurde das in diesem Video vom sinn her erklärt.
https://youtu.be/hMOwbNUpDQA

von c r (Gast)


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Peter schrieb:
> Nach dem Shannon-Hartley-Gesetz folgt aber das die Träger-Frequenz nicht
> in die Daten-Rate eingeht somit ist das falsch was du hier erzählst :)

Die Trägerfrequenz geht aber in die mögliche Wahl der Banbreite ein und 
somit auch in die Übertraungsrate.

Nix falsch

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> Dann muss ich, dass doch mit einem niederfrequenten Träger machen da
> hier die Freiraumdämpfung viel geringer ist des Weiteren benötige ich
> doch dann auch viel weniger Energie und kann so mehr Leute erreichen.

Bei Mobilfunknetzen wird das ganz gezielt ausgenutzt, d.h. bei großen 
Funkzellen in dünnbesiedelten Gebieten werden bevorzugt die niedrigeren 
Frequenzbänder genutzt und in den Städten die höheren. Die 
Dämpfungseigenschaften von Baumaterialien sind großenteils noch stärker 
frequenzabhängig, was also den Effekt im Innenstadtbereich nochmals 
verstärkt.

Bei der Funksorgung mit großen Teilnehmerzahlen muss man jedoch vor 
allem auch den Uplink berücksichtigen. Bei WLAN darf jeder munter 
drauflossenden, wenn er gerade meint, der Kanal sei frei. Das 
funktioniert aber nur bei wenigen Teilnehmern in räumlich eng begrenzten 
Gebieten, d.h. bei kurzen Signallaufzeiten. Ein fetter stadtweit 
emfangbarer Access Point würde also nicht funktionieren.

Bei den Protokollen für Mobilfunknetze wird so etwas jedoch von 
vornherein berücksichtigt. Üblicherweise werden auch getrennte 
Frequenzen für Uplink und Downlink verwendet, was gleichzeitig aber auch 
bedeutet, dass darüber auch festgelegt wird, wer Teilnehmer und wer 
Basisstation ist. Bei WLAN können die Teilnehmer nur entscheiden, dass 
ein guter Zeitpunkt für das Senden gekommen ist. Allerdings können sie 
nicht wissen, wann aus Sicht des Empfängers ein guter Zeitpunkt für den 
Empfang wäre. Bei Mobilfunknetzen gibt es feste Zeitraster bzw. 
Zeitscheiben; eine Basisstation teilt jedem Teilnehmer mit, mit welchem 
zeitlichen Versatz gegenüber dem Zeitraster er senden soll, damit die 
Daten verschiedener Teilnehmer ohne Überlappung bei der Basisstation 
eintreffen. Hierdurch wird bei großen Funkzellen eine drastisch bessere 
Ausnutzung der Übertragungsbandbreite erzielt.

von Peter (Gast)


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c r schrieb:
> Peter schrieb:
>> Nach dem Shannon-Hartley-Gesetz folgt aber das die Träger-Frequenz nicht
>> in die Daten-Rate eingeht somit ist das falsch was du hier erzählst :)
>
> Die Trägerfrequenz geht aber in die mögliche Wahl der Banbreite ein und
> somit auch in die Übertraungsrate.
>
> Nix falsch

Ja das stimmt schon, wenn man die Regularien einhält, die mir vorgegeben 
werden aber angenommen es gibt keine Regularien dann kann ich auch auf 
einer geringeren Trägerfrequenz eine riesige Bandbreite belegen 
theoretisch wäre das ja möglich in der Praxis ist das natürlich nicht 
möglich, weil viele niederfrequenten Frequenzbänder belegt sind.

von GHz-Nerd (Gast)


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Es ist wie immer ein Kompromiss von verschiedenen Kriterien und 
Faktoren, die sich gegenseitig ausschliessen

1) Wichtigstes (regulatorisches) Praxiskriterium: WLAN ist auf einem 
lizenzfreien (und weltweit harmonisiertem!) Band, man darf also unter 
Einhaltung gewisser Limiten frei auf dieser Frequenz funken. Für andere 
Frequenzen benötigst du eine Lizenz, Anmeldung etc. Betrifft auch 
Mikrowellenöfen.

2) 2.4 GHz hat physikalisch gewisse interessanten Eigenschaften:
- Man kann damit heizen (Mikrowellenöfen)
- Die erlaubte Bandbreite ist hoch genug um interessante 
Datenanwendungen zu ermöglichen. Gleichzeitig sind 100 MHz bei 2.4 GHz 
immer noch schmal genug um bei TX und RX Elektronik im RF Teil auf 
klassische und günstige Schmalbandkonzepte zurückzugreifen
- Die relativ hohe Dämfpung durch Wände und Hindernisse macht sie für 
Indooranwendungen interessant, die gegenseitigen Störungen halten sich 
im Rahmen

Heutzutage ist man aber froh, wenn überhaupt irgendwo noch eine "freie" 
(physikalisch und regulatorisch) Frequenzlücke ist. Dann nimmt man die 
z.T nicht ganz idealen Ausbreitungseigenschagften gerne in Kauf

von TR.OLL (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Bei den Protokollen für Mobilfunknetze wird so etwas jedoch von
> vornherein berücksichtigt. Üblicherweise werden auch getrennte
> Frequenzen für Uplink und Downlink verwendet, was gleichzeitig aber auch
> bedeutet, dass darüber auch festgelegt wird, wer Teilnehmer und wer
> Basisstation ist. Bei WLAN können die Teilnehmer nur entscheiden, dass
> ein guter Zeitpunkt für das Senden gekommen ist. Allerdings können sie
> nicht wissen, wann aus Sicht des Empfängers ein guter Zeitpunkt für den
> Empfang wäre. Bei Mobilfunknetzen gibt es feste Zeitraster bzw.
> Zeitscheiben; eine Basisstation teilt jedem Teilnehmer mit, mit welchem
> zeitlichen Versatz gegenüber dem Zeitraster er senden soll, damit die
> Daten verschiedener Teilnehmer ohne Überlappung bei der Basisstation
> eintreffen. Hierdurch wird bei großen Funkzellen eine drastisch bessere
> Ausnutzung der Übertragungsbandbreite erzielt.

Und warum macht man so etwas nicht auch bei WLAN?

von Antenol (Gast)


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TR.OLL schrieb:
> Und warum macht man so etwas nicht auch bei WLAN?

Weil WLAN im Gegensatz zu Mobilfunkbasistationen ein anarchisches System 
sind. Mit Millionen von unkoordiniert aufgebauten Sende-Empfängern. 
Jeder kann in den nächsten Markt gehen oder online Geräte mit WLAN 
kaufen, errichten und betreiben.

Mobilfunksystme sind koordiniert. Jede Station ist der Bundesnetzagentur 
gemeldet und mit einer Standortbescheinigung dokumentiert.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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TR.OLL schrieb:
> Und warum macht man so etwas nicht auch bei WLAN?

Das war eben bei der Definition des ersten WLAN-Standards kein 
Entwurfsziel, da WLAN eben nur für wenige Teilnehmer in kurzer 
Entfernung gedacht war/ist.

Nachteil solch eines Zeitschlitzverfahrens sind eben auch die schlechte 
Ausnutzung bei weniger Teilnehmern als Zeitschlitzen sowie die höheren 
Latenzen.

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Antenol schrieb:
> Weil WLAN im Gegensatz zu Mobilfunkbasistationen ein anarchisches System
> sind. Mit Millionen von unkoordiniert aufgebauten Sende-Empfängern.
> Jeder kann in den nächsten Markt gehen oder online Geräte mit WLAN
> kaufen, errichten und betreiben.

So etwas wäre auch mit Funksystem möglich, die ein Zeitschlitzverfahren 
verwenden.

> Mobilfunksystme sind koordiniert. Jede Station ist der Bundesnetzagentur
> gemeldet und mit einer Standortbescheinigung dokumentiert.

Nein, es sind auch sog. Nanozellen verfügbar, die mit einer so geringen 
Sendeleistung arbeiten, dass sie nicht anmelde- oder 
genehmigungspflichtig sind.

von Hmmm (Gast)


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Andreas S. schrieb:
>> Mobilfunksystme sind koordiniert. Jede Station ist der Bundesnetzagentur
>> gemeldet und mit einer Standortbescheinigung dokumentiert.
>
> Nein, es sind auch sog. Nanozellen verfügbar, die mit einer so geringen
> Sendeleistung arbeiten, dass sie nicht anmelde- oder
> genehmigungspflichtig sind.

Ergänzend dazu: Auch dann gilt natürlich die Frequenzzuteilung des 
jeweiligen Netzbetreibers, d.h. auch wenn sie keine 
Standortbescheinigung benötigen, läuft ohne Genehmigung und Koordination 
durch den Netzbetreiber gar nichts, was auch für aktive Repeater gilt.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hmmm schrieb:
> Ergänzend dazu: Auch dann gilt natürlich die Frequenzzuteilung des
> jeweiligen Netzbetreibers, d.h. auch wenn sie keine
> Standortbescheinigung benötigen, läuft ohne Genehmigung und Koordination
> durch den Netzbetreiber gar nichts, was auch für aktive Repeater gilt.

Der Netzbetreiber ist aber nicht die Bundesnetzagentur.

In den allermeisten Fällen bringt es natürlich nix, eine Mobilfunkzelle 
ohne einen Netzbetreiber aufzubauen, denn schließlich muss sich das 
Mobilgerät in einem konkreten Mobilfunknetz anmelden. Es gibt aber auch 
spezielle, frei konfigurierbare Test-SIMs für nicht-öffentliche 
Mobilfunknetze, die man z.B. in Verbindung mit Protokolltestern 
einsetzen kann, aber ggf. auch mit einer eigene Mobilfunkzelle:

https://www.comprion.com/products-solutions/products-solutions-a-z/test-sims/

Interessant wird die Sache aber dann, wenn zwar die Mobilfunkbasis eine 
so geringe Sendeleistung hat, dass die HF nicht die Gebäude- oder 
Grundstücksgrenze überschreitet, aber ein anmeldetes, zugelassenes 
Mobilfunkgerät seine eigene Leistung nicht hinreichend stark drosseln 
kann und damit auch außerhalb der Zelle empfangbar ist und ein 
öffentliches Mobilfunknetz stört.

von Hmmm (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Der Netzbetreiber ist aber nicht die Bundesnetzagentur.

Klar, das war als Hinweis für die gedacht, die bei "nicht anmelde- und 
genehmigungspflichtig" Bastelpotential wittern.

> aber ein anmeldetes, zugelassenes
> Mobilfunkgerät seine eigene Leistung nicht hinreichend stark drosseln
> kann und damit auch außerhalb der Zelle empfangbar ist und ein
> öffentliches Mobilfunknetz stört.

Bei der BNetzA gibt es deshalb temporäre Zuteilungen für Testzwecke. Ich 
glaube, so handhabt auch der CCC die eigene Mobilfunkversorgung auf 
Veranstaltungen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hmmm schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Der Netzbetreiber ist aber nicht die Bundesnetzagentur.
>
> Klar, das war als Hinweis für die gedacht, die bei "nicht anmelde- und
> genehmigungspflichtig" Bastelpotential wittern.

Genau dieses Bastelpotential kann durchaus zu recht bestehen. Sonst gäbe 
es nicht solche Projekte wie OpenBTS. Allerdings sind solche Systeme in 
Deutschland nicht allzu weit verbreitet, aber in Gebieten mit schlechter 
Mobilfunkversorgung, z.B. Niue:

https://de.wikipedia.org/wiki/OpenBTS

> Bei der BNetzA gibt es deshalb temporäre Zuteilungen für Testzwecke. Ich
> glaube, so handhabt auch der CCC die eigene Mobilfunkversorgung auf
> Veranstaltungen.

Ich rede aber von den Anwendungen ohne solche Zuteilungen.

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