802.11ac und 802.11ad: Schnelleres WLAN für mehr Nutzer

Mit einer Kombination aus 802.11ac und 802.11ad stehen WLAN-Administratoren künftig Mittel zur Verfügung, um die Bandbreiten nachhaltig auszubauen.

Viele Unternehmen stoßen bei ihren drahtlosen Netzwerk-Kapazitäten langsam aber sicher an die Grenzen. Die Anzahl der Wireless-Geräte wächst exponentiell. Das gilt auch für bandbreitenhungrige Applikationen. All das belastet die Geschwindigkeit und es geht an die Grenzen der Datenkapazitäten. Um diesen neuen Ansprüchen gerecht zu werden, gehen WLAN-Administratoren von zwei Seiten an dieses Problem heran. Sie nutzen die existierenden Kanäle effizienter und zapfen neue Frequenzen an, um die Bandbreitenfresser auszulagern. Diese Kombination lässt Firmen auf Besserung hoffen, die bereits an die Grenzen von 802.11n stoßen.

Die WLAN-Kapazitäten mit Konzept 802.11ac erhöhen

Als Sofortmaßnahme können Unternehmen die WLAN-Kapazitäten erhöhen, indem sie existierende Access Points auf 802.11ac umstellen. Das Konzept von 802.11ac veredelt die Vorzüge, die mit 802.11n eingeführt wurde. Es ist auch als Gigabit Wi-Fi bekannt. Damit können Sie dem WLAN einen Turbo verleihen.

Für 802.11ac zertifizierte Wi-Fi-Produkte verwenden höhere Datenraten. Die Übertragungen sind kompakter geschnürt und die Kanäle mit fünf GHz sind nicht so verstopft. Weiterhin sind die Channels breiter und unterstützen dadurch sehr hohe Übertragungsraten, wie man sie zum Beispiel für HD-Video benötigt. Im Speziellen profitieren Firmen von einer Umstellung auf 802.ac durch folgende Faktoren:

  • Geschwindigkeit: Die Datendurchsatzraten bei 802.11n liegen maximal zwischen 450 Mbps und 600 Mbps. Dafür benutzen sie vier Signalströme, um die Daten auszuliefern. Die erste Welle von 802.11ac-Produkten verwendet die gleichen Signalströme. Allerdings werden hier Übertragungs-Raten von bis zu 1,3 Gbps erreicht. Ende 2014 dürfen wir mit der nächsten Generation von 802.11ac-Geräten rechnen. Diese sollen dann bis zu 6,93 Gbps schaffen. In der Realität hängen die Resultate allerdings von den Fähigkeiten der Clients und der Entfernung ab. Überträgt ein Smartphone mit einem einzelnen Signalstrom zum Beispiel 150 Mbps bei 802.11n, dürfte es mit 802.11ac in etwa auf 433 Mbps kommen. Weil das schnellere Senden von Daten ein Drittel mehr Zeit braucht, könnte 802.11ac eine Erhöhung der maximalen Anzahl der Anwender pro Access Point nicht zulassen.
  • Spektrale Effizienz: Sowohl 802.11n als auch 802.11ac verwendet für das Senden von Daten QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Allerdings kann 802.11ac vier Mal mehr Daten in jede Übertragung packen. Leider funktioniert 256-QAM nur bei kurzen Entfernungen. Deswegen können nur Clients in einem Umkreis von ungefähr sechs Metern von einer vierfachen Leistung profitieren.
  • Ausschließlich 5 GHz: 802.11n agiert in ausgewählten Kanälen des „verschmutzten“ und vollen Frequenzbereichs 2.4 GHz und dem weniger überfüllten von 5 GHz. 802.11ac nutzt nur den Frequenzbereich von 5 GHz. Wegen der reduzierten Interferenzen bei 5 GHz und den dazugehörigen Vorteilen der Radiofrequenz-Technologie, werden Geräte mit 802.11ac gegenüber den 802.11n-Gegenstücken wahrscheinlich bessere Datendurchsatzraten über die Distanz erfahren. Auch so ist die komplette WLAN-Kapazität erweitert.
  • Breitere Kanäle (Channels): Bei 802.11n wurde der Datendurchsatz verdoppelt, indem man zwei Kanäle von 20 MHz Breite zu einem 40-Mhz-Channel kombinierte. Die erste Generation der Produkte mit 802.11ac wiederholt diesen Vorgang und führt Kanäle mit einer Breite von 80 MHz ein. Bei der zweiten Generation sind dann 160 MHz zu erwarten. Breitere Kanäle erhöhen das verfügbare Spektrum nicht. Der Frequenzbereich 5 GHz ist ungefähr ein GHz breit. Es kommt nicht darauf an, in wie viele Kanäle das Szenario aufgeteilt ist. Allerdings stellen doppelt so breite Kanäle den Applikationen mit hohen Bandbreiten-Anforderungen eine eigene „Autobahn“ (Express Lane) zur Verfügung. Dort können Sie sich schneller bewegen und werden nicht von langsameren und Latenz-sensiblen Applikationen ausgebremst. In Deutschland sind 19 überlappungsfreie Kanäle nutzbar, fünf weitere Kanäle bedürfen der Genehmigung.

Aus oben genannten Gründen spüren Unternehmen sehr wahrscheinlich einen merkbaren Anstieg der WLAN-Kapazitäten, wenn sie ältere Access Points mit 802.11a/g oder 802.11n ersetzen. Neuere Smartphones, Tablets und Notebooks werden mit 802.11ac ausgeliefert. Ältere Systeme sind wahrscheinlich nicht in der Lage, alle Vorzüge der neuen Technologie auszuschöpfen. Dennoch werden auch diese profitieren. Administratoren können die maximale Anzahl der Geräte pro WLAN erhöhen. Mit der zweiten Generation von 802.11ac Ende 2014 führt man Multi-User Multiple-Input Multiple-Output ein. Damit unterhält sich ein Access Point simultan mit bis zu vier Clients, was die drahtlosen Netzwerk-Fähigkeiten weiter erhöht.

Die WLAN-Fähigkeiten mit 802.11ad weiter ausbauen

Alle Wi-Fi-Geräte und Applikationen profitieren von einer Migration existierender WLANs auf 802.11ac. Allerdings sind einige Geräte und Applikationen sehr anspruchsvoll. Das gilt in erster Linie für Tablets und Videoübertragung, die sehr an den begrenzten und gemeinsam genutzten Bandbreiten zehren. QoS-Methoden (Quality of Service) wie zum Beispiel WMM (Wi-Fi Multimedia) helfen bei der Priorisierung von Traffic und verhindern Blockaden. Allerdings werden alle 802.11ac-Geräte irgendwann um die endlichen 5-GHz-Kanäle wetteifern.

Zum Glück können Unternehmen diesen Umstand künftig mit 802.11ad adressieren. Dabei lässt man Bandbreiten-Fresser unbenutzte Kanäle im Bereich 60 GHz nutzen. Den kommenden Standard 802.11ad nennt man auch WiGig. Dieser nutzt viele Technologien, die auch in 802.11ac zum Einsatz kommen und erreicht Datendurchsatzraten von bis zu sieben Gbps. Allerdings verwendet 802.11ad einen völlig unterschiedlichen Satz an Kanälen. Aus diesem Grund ist das komplett verfügbare Spektrum um nahezu eine Größenordnung erhöht.

Die von 802.11ad benutzten 60-GHz-Channels sind aber im Hinblick auf Distanz und Durchdringungskraft wesentlich limitierter. Die Eigenschaften von 802.11ad eignen sich dafür hervorragend für Kommunikationen mit hohem Bandbreitenbedarf zwischen zwei Geräten, die sich nahe beieinander befinden. Der gleiche Raum wäre zum Beispiel ideal. WLAN-Administratoren möchten deswegen 802.11ad möglicherweise für Szenarien einsetzem, bei denen sich geeignete Geräte und Applikationen entsprechend auslagern lassen. Ein Beispiel wäre die Übertragung von HD-Videos zu einem Bildschirm, der mit WLAN ausgestattet ist und an der Wand hängt. Auch die Kommunikation zwischen Desktop-ersetzenden Tablets und einem externen Bildschirm ist denkbar.

Die WLAN-Kapazität planen

Die Verfügbarkeit von für 802.11ad zertifizierten Wi-Fi-Produkten wird für Anfang 2014 erwartet. Ab dann wächst die Anzahl der Geräte, die sowohl 802.11ac als auch 802.11ad unterstützen. Somit ist die Kommunikation mit hohen Durchsatzraten auf kurze und lange Distanz gewährleistet. Administratoren können sich jetzt schon Gedanken machen, wie und wo sich 802.11ad am Besten in der Arbeitsumgebung eignet. Zum Beispiel inwieweit sich Video-Traffic von den immer mehr benutzten Access Points mit 802.11ac auslagern lässt.

Unterm Strich können Sie die Kombination von 802.11ac und 802.11ad mit neuem Asphalt auf der Autobahn plus einiger zusätzlicher Spuren vergleichen. Durch beide Maßnahmen kommen mehr Fahrzeuge schneller voran. Somit ist die gesamte Kapazität erhöht. Mit diesen beiden Standards können WLAN-Administratoren neue und verbesserte Netzwerke implementieren. Die Datendurchsatzraten sind signifikant besser und die Anwender-Dichte erhöht sich.

Artikel wurde zuletzt im Januar 2014 aktualisiert

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