Während 802.11 (Wi-Fi) eine leistungsstarke drahtlose Technologie ist, hat es aufgrund ihres Designs und der Art der drahtlosen Kommunikation inhärente Ineffizienzen. Hier sind einige wichtige Faktoren:
1. Streitbasierte Zugriff:
* CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access mit Kollisionsvermeidung): Wi-Fi verwendet eine konkurrierende Zugriffsmethode, bei der Geräte um den Zugriff auf den Kanal konkurrieren. Wenn mehrere Geräte versuchen, gleichzeitig zu übertragen, treten Kollisionen auf, die Bandbreite verschwenden und eine Wiederholung benötigen.
* Hidden Node Problem: Geräte sind möglicherweise innerhalb des Reichweite des Zugangspunkts, jedoch nicht in Reichweite voneinander. Dies kann zu Kollisionen führen, da Geräte die Übertragungen des anderen nicht "hören" können.
2. Overhead:
* Präambel und Header: 802.11 -Frames enthalten einen signifikanten Overhead in Form von Präambel- und Headerinformationen. Dieser Overhead ist für die Synchronisation, Adressierung und Fehlerprüfung erforderlich, verringert jedoch die effektive Nutzlastdatenrate.
* Mac -Schichtverarbeitung: Die MAC -Schicht (Medium Access Control) führt Aufgaben wie Bildformatierung, Adressierung und Fehlerprüfung aus. Diese Prozesse erfordern die Verarbeitungszeit und verbrauchen zusätzliche Ressourcen.
3. Signaldämpfung und Interferenz:
* Signalabbau: Die drahtlosen Signale schwächen über die Entfernung und werden von Hindernissen wie Wänden und Möbeln betroffen. Dies kann zu einer verringerten Signalstärke und erhöhten Fehlerraten führen, die eine Wiedervermutung erfordern.
* Interferenz: Andere drahtlose Geräte, Mikrowellenöfen, Bluetooth und sogar elektrische Geräte können Wi-Fi-Signale beeinträchtigen, was zu einem Paketverlust und einem verringerten Durchsatz führt.
4. Einschränkungen der physischen Schicht:
* begrenzte Bandbreite: Wi-Fi arbeitet innerhalb bestimmter Frequenzbänder und die für die Datenübertragung verfügbare Bandbreite ist begrenzt.
* Modulations- und Codierungsschemata: Während Fortschritte in diesen Bereichen die Effizienz verbessert haben, gibt es immer noch Einschränkungen, wie effektiv Daten codiert und über die Luft übertragen werden können.
5. Leistungsmanagement:
* Schlafmodi: Um die Akkulaufzeit zu sparen, treten Geräte häufig in Schlafmodi ein, die zu Latenz und Verzögerungen bei der Datenübertragung führen können.
* Power Conservation Techniques: Während Stromsparfunktionen vorteilhaft sind, können sie manchmal Verzögerungen einführen und die Gesamteffizienz beeinflussen.
6. Sicherheit:
* Verschlüsselung: Die Verschlüsselung ist für die Sicherheit von wesentlicher Bedeutung, fügt dem Übertragungsprozess jedoch Overhead- und Verarbeitungszeit hinzu.
7. Fragmentierung:
* Große Rahmen: Große Datenrahmen können für die Übertragung in kleinere Frames fragmentiert werden, was aufgrund von Fragmentierung und Zusammenbau Overhead hinzugefügt werden kann.
8. Multi-Benutzer mimo:
* Komplexität: Multi-User MIMO (MU-MIMO) ist eine Technologie, die die Effizienz verbessern soll, indem sie gleichzeitig auf mehrere Geräte übertragen wird. Obwohl es effektiv ist, wird Komplexität eingeführt und erfordert eine ausgefeilte Hardware- und Softwareunterstützung.
Insgesamt bietet 802.11 hohe Datenraten und Flexibilität, das Design und die inhärenten Herausforderungen der drahtlosen Kommunikation zu ihrer Ineffizienz. Diese Einschränkungen werden ständig durch Fortschritte in Standards, Protokollen und Hardware behandelt, was zu kontinuierlichen Verbesserungen der Wi-Fi-Leistung und -Effizienz führt.
