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Kommentar: Wireless-Standard 802.11ac

Was man über Gigabit-WLAN wissen sollte

14. Mai 2012, 14:01 Uhr | Mathias Hein, freier Consultant in Neuburg an der Donau

Mathias Hein, Consultant

Der finale Standard der 802.11ac-WLAN-Spezifikation lässt zwar noch auf sich warten, aber auf Basis des aktuellen Drafts werden die Hersteller demnächst neue 802.11ac-kompatible Geräte auf den Markt bringen. Was muss man für den Umgang mit dem neuen WLAN-Standard wissen?

Es ist bereits fast fünf Jahre her, dass die 802.11n-WLAN-Geräte das Licht der Welt erblickten. Die momentan in den Unternehmen eingesetzten 802.11n-WLAN-Komponenten und WLAN-Standards sind in die Jahre gekommen. Obwohl die offizielle Veröffentlichung der 802.11ac-Spezifikation erst für das Jahr 2013 vorgesehen ist, werden demnächst die ersten Pre-802.11ac-Geräte im Markt verfügbar sein. Der 802.11ac-Standard wird auch als "Gigabit-Wi-Fi" bezeichnet und signalisiert dem Markt, dass damit eine deutliche Leistungssteigerung zu erwarten ist. Folgende Informationen sollte man aber für den Umgang mit der nächste WLAN-Generation wissen:

5GHz: der 802.11n-Standard arbeitet sowohl im 2,4-GHz- als auch im 5-GHz-Frequenzbereich. Der 802.11ac-Standard wird nur noch im 5-GHz-Bereich arbeiten. Der höhere Frequenz hat Nachteile im Dämpfungsbereich, denn Wände und Decken werden nicht mehr so gut durchdrungen. Dafür stehen im 5-GHz-Band jedoch weitaus mehr Kanäle zur Verfügung. Darüber hinaus arbeiten viele Haushaltsgeräte (schnurlose Telefone, Babyphones, Mikrowellenherde) im 2,4-GHz-Bereich und können sich negativ auf den Durchsatz des WLANs auswirken.
Kanäle: Der 802.11ac-Standard nutzt breitere Kanäle und kann daher höhere Datendurchsätze bereitstellen. Der 802.11n-Standard nutzt 40 MHz breite Kanäle. Bei 802.11ac wird die Kanalbreite standardmäßig auf 80 MHz verdoppelt. Optional lassen sich sogar 160 MHz breite Kanäle nutzen.
QAM-Codierung: Der neue WLAN-Standard ist in der Lage, einen Übertragungskanal von bis zu 433 MBit/s bereitzustellen. Diese Geschwindigkeitserhöhung wird durch die Verwendung von aggressiveren Modulationsverfahren erreicht. Beim 802.11ac-Standard wird eine unter dem Namen „Quadrature-Amplitude-Modulation-“ (QAM-)Technik genutzt. QAM ist ein Modulationsverfahren, dass statt einer einfachen An/Aus-Tastung (0 und 1) mehrere Zustände von zwei, vier, acht oder mehr Bit zusammenfasst und in ein jeweils 4-, 16-, 64- oder 256-Symbol umwandelt. Die Zahl gibt jeweils die größtmögliche Anzahl der Zustände an. Nachdem im 802.11a-Standard vor mehr als 10 Jahren die Grundlagen für QAM-64 gelegt wurden, erhöht jetzt der 802.11ac-Standard die Anzahl der modulierten Symbole auf 256. Der Wechsel von QAM 64 auf QAM 256 bringt eine Geschwindigkeitserhöhung von 20 Prozent. Allerdings hat dieses Modulationsverfahren zur Folge, dass die WLAN-Hardware mehr Aufwand zur Kontrolle des Error-Vector-Magnitude- (EVM-)Parameter aufwenden muss. Der Parameter Error-VectorMagnitude ist ein Maß für die Fehlertoleranz des Demodulators beim Vorliegen von Störgrößen. Die EVM stellt die Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem eines idealen Modulationsvektors jedes einzelnen Symbols dar.
Spatial-Streams: Der 802.11ac-Standard unterstützt doppelt so viele Spatial-Streams wie der 802.11n-Standard. Mit bis zu acht parallelen Streams - jeder mit einer theoretischen Geschwindigkeit von 433 MBit/s kann ein Gesamtdurchsatz von bis zu 7 GBit/s erreicht werden. Um diese hohe Geschwindigkeit zu erreichen, müssen die 802.11ac-Geräte mit bis zu acht Antennen bestückt sein.
Beamforming: Die übermittelten Signale werden im Funkraum an Wänden und Möbeln reflektiert. Dies hat zur Folge, dass die Signale phasengedreht beim Empfänger eintreffen und sich unter Umständen gegenseitig aufheben. Das Beamforming löst diese Konflikte indem die Phasenlage stabilisiert wird. Resultate sind stärkere Signale und ein stabiler Datendurchsatz. Diese Technik stand zwar bereits im 802.11n-Standard zur Verfügung, diese wurde jedoch nur selten in die Produkte integriert.
Rückwärtskompatibilität: Obwohl der 802.11n-Standard seit Jahren im Markt ist, sind noch eine Vielzahl von WLAN-Access-Points und -Router im Einsatz, die auf den älteren 802.11b- und 802.11g-Protokollen basieren. Es wird sicher noch viele Jahre dauern, bis in den Unternehmen der vollständige Übergang auf den Standard 802.11ac vollzogen ist. Der 802.11ac-Standard bietet eine Rückwärtskompatibilität zu den älteren WLAN-Standards. Da der neue WLAN-Standard jedoch nur im 5-GHz-Bereich arbeitet, kommt in der Praxis nur eine Mischung mit 802.11a/h/n Geräten in Frage.