Zusammengefasst: Verwenden Sie für Ihr 2,4 GHz WLAN auschließlich die Kanäle 1, 6 und 11. Und die Welt wird ein klein wenig besser - ganz umsonst 
Endlich! Ihr neuer WLAN Router und auch die Zugangsdaten sind eingetroffen. Da Sie ein umsichtiger und technisch versierter Mensch sind, wählen Sie den Kanal für Ihr neues WLAN so, dass er sich möglichst nicht mit denen Ihrer Nachbarn überschneidet. Bei der Suche nach verfügbaren WLANs stellen Sie fest, dass die Kanäle 1, 6, 9 und 11 bereits belegt sind und entscheiden sich für den Kanal 3. Sie sind sich nun ziemlich sicher, dass Sie Ihr WLAN optimal eingestellt haben und alles wie am Schnürchen laufen sollte. Glauben Sie…
In Wirklichkeit haben Sie gerade eben einen neuen Störsender installiert, der die Übertragungsgeschwindigkeit dreier WLANs halbiert - einschließlich Ihres eigenen. Wie kann das sein?
Nur 3 der 11 weltweit verfügbaren Kanäle überschneiden sich nicht: 1, 6 und 11
Dies liegt an der Frequenzbelegung der Kanäle in den 802.11 b/g Standards und dem Verhalten der WLAN Stationen: Während die einzelnen Kanäle voneinander nur einen Abstand von 5 MHz aufweisen, beträgt die von einer Übertragung genutzte Bandbreite etwa 20 MHz. Das bedeutet, dass nicht nur der eingestellte Kanal selbst, sondern auch die beiden nächstkleineren und die beiden nächsthöheren Kanäle belegt werden.
Daher nutzt eine WLAN Station, die auf Kanal 1 eingestellt ist, die Kanäle 1-2-3. Der nächste nicht-überlappende Bereich ist bei Kanal 6, der das Frequenzspektrum der Kanäle 4-5-6-7-8 nutzt. Der verbleibende Kanal 11 nutzt das Frequenzspektrum der Kanäle 9-10-11-12-13.
Überlappende Kanäle vermindern den Durchsatz erheblich
In städtischer Umgebung und mit nur 3 nutzbaren nicht-überlappenden Kanälen müssen sich WLANs irgendwann gegenseitig stören. Wenn man die gegenseitigen Störungen also schon nicht gänzlich vermeiden kann, ist es dann nicht besser die Lücken zu füllen, also alle verfügbaren Kanäle zu nutzen? Zwei Stationen, die auf den gleichen Kanal eingestellt sind, sollten sich mit Sicherheit stärker behindern, als wenn sie zwei benachbarte Kanäle nutzten. Überraschenderweise ist das nicht so.
WLAN Stationen sind überhaupt nicht dumm. Bevor sie einen Datenblock senden, hören sie zuerst ihren eingestellten Kanal ab, um festzustellen, ob bereits eine andere Station gerade einen Datenblock sendet. Erst wenn “die Luft rein” ist, beginnen sie mit der Ausstrahlung. Dieses Verfahren (DCF, eine Variante des CSMA) soll gegenseitige Störungen des gemeinsam genutzten Übertragungskanals minimieren. Dies ist ein Punkt, der sehr oft übersehen oder ausgeklammert wird, auch in wissenschaftlichen Arbeiten.
Wenn Station überlappende Kanäle verwenden (die also weniger als 5 Kanäle auseinander liegen), wird die Fähigkeit der Stationen, andere Übertragungen zu erkennen behindert - so als würden Sie ihnen ein Tuch vor die Augen binden - wodurch sich ihr soziales Verhalten verschlechtert und sie zu egoistischen Kriminellen werden.
Außerdem bewirkt die Bandbreite einer Übertragung, deren Kanal sich nicht an die 1-6-11 Regel hält, dass gleichzeitig zwei der nicht-überlappenden Bereiche gestört werden. Daher verursachen Stationen, die sich nicht an die 1-6-11 Regel halten, unwissentlich vermeidbare Störungen, die ihrerseits wieder zu häufigen Sendewiederholungen führen, was letztlich den Durchsatz ihres eigenen und den benachbarter WLANs in den Keller bringt.
Was ist mit den Kanälen 12, 13 und 14
In Europa und Japan gibt es zwei zusätzliche Kanäle: 12 und 13. Sie bieten jedoch keinen wirklichen Nutzen, da sie sich das Frequenzspektrum der Sendungen mit Kanal 11 überschneidet. Daneben besteht die Gefahr, dass WLAN Stationen sich nicht mit Kanal 12 oder 13 verbinden können, falls sie nicht richtig für den Betrieb in Europa konfiguriert worden sind. So kann z.B. ein Nokia E6x keine Verbindung mehr über Kanal 12 und 13 herstellen, wenn Sie das SIMM aus dem Telefon entfernen.
Kanal 14 ist etwas Besonderes. Er wird nur in Japan verwendet und trotz seiner Nummer besitzt er einen Abstand von 12 MHz zu Kanal 13, er wäre also besser mit Kanal 15,4 bezeichnet worden. Da sich die Übertragungen auf Kanal 14 nur minimal mit denen des Kanals 11 überschneiden, können in Japan die Kanäle 1, 6, 11 und 14 verwendet werden, um gegenseitige Störungen zu minimieren.
Links:
- Channel Deployment Issues for 2.4-GHz 802.11 WLANs (Cisco), als PDF (englisch)
- 802.11b WiFi Channels (Moonblink) (englisch)
- DCF (Wikipedia)
- CSMA/CA (Wikipadia)
- 802.11 (Wikipedia)
Demnächst: Warum SuperG und andere 108 MBit-Verfahren mehr schaden als nutzen. Warum eine 3dB Antenne mehr bringt als 12 dB mehr Sendeleistung.