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Wi-Fi 6: Was Sie beim Netzwerk (LAN) beachten müssen

Access Points für Wi-Fi 6 haben LAN-Ports für 2,5-, 5- und 10-Gigabit-Ethernet, damit die Datenübertragung aus dem neuen Funknetz nicht gleich durch das LAN ausgebremst wird.

Wi-Fi 6 kommt 2020 endgültig ins Rollen. Doch der neue WLAN-Standard bietet nicht nur Vorteile wie höhere Geschwindigkeit, niedrigere Latenz, optional bessere Verschlüsselung sowie Funktionen, um mehr Clients ausreichend bedienen zu können. Wi-Fi 6 benötigt auch stärkere Kabelnetzwerke im Backbone.

Bis vor Kurzem hatten Access Points (AP) in Unternehmen oft nur einen Gigabit-LAN-Port für 10/100/1000 MBit/s. Manchmal waren es auch zwei, oder drei Buchsen, etwa für Port-Aggregation oder für Power over Ethernet, kurz PoE.

Doch spätestens mit Wi-Fi 6 aka IEEE 802.11ax hat das WLAN die Gigabit-Grenze beim Datendurchsatz überschritten, nicht nur Brutto, sondern auch Netto: 2-Stream-802.11ax etwa funkt (bei 160 MHz Kanalbreite) Brutto bis zu 2400 MBit/s, 4-Stream-802.11ax erreicht 4800 MBit/s.

Netto bleibt beim WLAN, grob gesagt, zwar nur die Hälfte vom Brutto übrig – und auch dies nur unter optimalen Bedingungen, etwa auf kurze Distanz im gleichen Raum. Trotzdem schafft Wi-Fi 6 deutlich mehr als 1000 MBit/s, auch Netto.

Abbildung 1: Viele neue Wi-Fi-6-Access-Points kommen als 2-Stream-Version bis 2400 MBit/s oder als 4-Stream-Variante bis 4800 MBit/s Brutto, und zwar pro 5-GHz-Funkmodul.
Abbildung 1: Viele neue Wi-Fi-6-Access-Points kommen als 2-Stream-Version bis 2400 MBit/s oder als 4-Stream-Variante bis 4800 MBit/s Brutto, und zwar pro 5-GHz-Funkmodul.

Multi-Gigabit-LAN-Ports für Wi-Fi 6

Das heißt, die alten GbE-Ports (Gigabit Ethernet) würden die Datenübertragung am Übergang in das Kabelnetzwerk ausbremsen.

Deshalb haben viele Wi-Fi-6-APs schon Multi-Gigabit-LAN-Ports für 1 GbE, 2,5 GbE, 5 GbE und/oder gar 10 GbE. Beispiele dafür gibt es von Cisco, Huawei, Lancom, Ruckus und anderen.

Abbildung 2: Der Huawei AP7060DN wurde als erster 802.11ax-Enterprise-AP mit einem 10-GbE-Port und PoE angekündigt. So wird Wi-Fi 6 nicht gleich am LAN-Anschluss ausgebremst (Quelle: Harald Karcher).
Abbildung 2: Der Huawei AP7060DN wurde als erster 802.11ax-Enterprise-AP mit einem 10-GbE-Port und PoE angekündigt. So wird Wi-Fi 6 nicht gleich am LAN-Anschluss ausgebremst.

Multi-Gigabit-Switches für Wi-Fi 6

Wenn die Clients, Access Points und die Netzwerkkabel für Wi-Fi 6 ausgelegt sind, dann kommt auch mehr Traffic-Last auf die dahinter liegenden Switches.

Unternehmen sollten daher einen Sprung auf 10-GbE-Switches in Erwägung ziehen. Die Preise für diese Geräte sind stark gesunken und mittlerweile im akzeptablen Bereich.

Beispielsweise war der Buffalo BS-MP2008-EU mit acht 10-GbE-Ports (siehe Abbildung 3) Anfang Februar 2020 ab 370 Euro zu haben.

Abbildung 3: Der Buffalo BS-MP2008-EU macht den Sprung in die 10-Gigabit-Welt bezahlbar (Quelle: Harald Karcher).
Abbildung 3: Der Buffalo BS-MP2008-EU macht den Sprung in die 10-Gigabit-Welt bezahlbar.

Der Wechsel auf 10-Gigabit-Switches nur wegen Wi-Fi 6 ist aber nicht immer zwingend. So hat etwa Lancom Systems mit seinem GS-3528XP im Dezember 2019 einen 28-Port Access Switch speziell für Wi-Fi-6 angekündigt.

Er bietet je zwölf GbE- und 2,5-GbE-Ports sowie vier Schächte für SFP+-Module. Da Lancom seine aktuellen 802.11ax-Access-Points LX-6400 und LX-6402 nur mit 2,5-GbE-Ports ausrüstet, muss auch der Switch dahinter vorerst noch keine fünf oder gar zehn GBit/s unterstützen.

Power over Ethernet für Wi-Fi 6

Im privaten Heim ist Power over Ethernet noch kaum bekannt. Aber bei Profilösungen in KMU und Großunternehmen versorgt man Access Points in der Regel über das Netzwerkkabel mit Strom. So entfällt die separate 230-Volt-Stromversorgung samt Steckdosen und Netzteilen. Das ist besonders vorteilhaft, wenn der AP etwa an Wänden oder Decken hängt, wo keine 230-Volt-Steckdose vorhanden ist.

Aber liefern die vorhandenen PoE-Switches in der Firma überhaupt genug Leistung für die Stromversorgung der neuen Wi-Fi-6-APs? Wenn der Blick in die technischen Daten der Geräte keine Gewissheit liefert, heißt es selbst nachmessen, ob wirklich genug Strom am Ziel ankommt.

PoE-Tester misst verfügbare Leistung

In Abbildung 4 zeigt der PoE-Tester Fluke Networks MicroScanner PoE, dass ein Linksys-PoE-Switch aus dem Jahre 2017 doch immerhin 25,5 Watt Leistung aus einer von den acht linken LAN-Buchsen zur Verfügung stellt.

Es ließe sich also sogar der Wi-Fi-6-Access-Point Cisco Meraki MR55 daran betreiben, sofern die maximale LAN-Übertragungsrate von 1.000 MBit/s pro Port in Kauf genommen wird. Laut Cisco braucht der MR55 maximal 22 Watt. In unseren Tests lag er oft nur bei 15 Watt.

Abbildung 4: Der gelbe Fluke Networks MicroScanner PoE attestiert dem schwarzen Linksys LGS116P 16-Port PoE+ Gigabit-Switch aus dem Jahre 2017 immerhin 25,5 Watt aus einer der acht linken LAN-Buchsen. Genug für die meisten Wi-Fi-6-Access-Point-Modelle aus 2020 (Quelle: Harald Karcher).
Abbildung 4: Der gelbe Fluke Networks MicroScanner PoE attestiert dem schwarzen Linksys LGS116P 16-Port PoE+ Gigabit-Switch aus dem Jahre 2017 immerhin 25,5 Watt aus einer der acht linken LAN-Buchsen. Genug für die meisten Wi-Fi-6-Access-Point-Modelle aus 2020.

PoE nicht nur für Wi-Fi 6

Wer seine Switches sowieso demnächst aufrüsten muss, zum Beispiel wegen Wi-Fi 6, sollte auch bei deren PoE-Level im Zweifel lieber eine Stufe höher wählen. Die verschiedenen PoE-Klassen stellen folgende maximale Leistung am Powered Device (PD) bereit:

PoE-Klasse

max. Entnahmeleistung pro Port

IEEE 802.3af-Class 1

3,84W

IEEE 802.3af-Class 2

6,5W

IEEE 802.3at-Class 3

12,95W

IEEE 802.3at-Class 4

25,5W

IEEE 802.3bt-Class 5

40W

IEEE 802.3bt-Class 6

51W

IEEE 802.3bt-Class 7

62W

IEEE 802.3bt-Class 8

72W

PoE eröffnet spannende Perspektiven: Die niedrigen Klassen reichen meist völlig für IoT-Sensoren in der Industrie. Die mittleren Klassen bis 25,5 Watt genügen oft für WLAN-APs, Netzwerkkameras, IP-Videotelefone und Alarmsysteme.

Die höheren Klassen bis 72 Watt können komplette Desktop Computer, Displays, Fernsehgeräte und elektronische Anzeigetafeln versorgen. Durch den geringeren Stromverbrauch von LED-Leuchten lassen sich perspektivisch auch ganze Büro-Beleuchtungsanlagen mit PoE-Lampen ausstatten – und schalten.

Dickere LAN-Kabel für mehr Strom

Wie jeder elektrische Leiter besitzen auch die Kupferadern von Ethernet-Kabeln einen ohmschen Widerstand. Je mehr Strom fließt, desto mehr Leistung wird an diesem Widerstand in Wärme umgewandelt. Ethernet-Kabel dürfen aber nicht wärmer als 60 Grad Celsius werden. Dazu kommt, dass der Widerstand steigt, je wärmer das Kabel wird.

Das wirkt sich wiederum auf die Reichweite aus. Dickere Kupferkabel mit mehr Querschnitt haben einen geringeren Widerstand als dünnere Leiter. AWG22-Cat.7A-Kabel leiten den Strom deshalb besser als AWG24-Cat.5e-Kabel.

Das heißt: LAN-Kabel sollte man nicht zu dünn wählen, nicht über Heizkörpern verlegen, nicht der prallen Sonne aussetzen und auch sonst alle relevanten EN-/ISO-/IEC-/TR-Normen und Vorschriften beachten.

Die Länge des Kabels spielt auch eine Rolle, denn je länger das Kabel desto größer ist der Widerstand. Unter günstigen Bedingungen kann die maximale Kabellänge für PoE 100 Meter betragen. Für längere Strecken sind PoE-Extender notwendig.

PoE wird gerade ein großes Thema im IT- und Gebäudemanagement. WLAN ist nur einer von vielen potenziellen PoE-Kandidaten, den es optimal in ein durchdachtes Gesamtkonzept einzubinden gilt.

Nächste Schritte

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