Migration zum neuen WLAN-Standard 802.11ac
Start frei fürs Gigabit-WLAN
Der neue WLAN-Standard IEEE 802.11ac hält Einzug in die drahtlose Kommunikation von Unternehmen. Das Verfahren verspricht in Funknetzen bisher unerreichte Geschwindigkeiten von aktuell bis zu 1,3 GBit/s. Die Hersteller reagieren und werfen entsprechende Geräte und Komponenten auf den Markt. Worin bestehen die Vorteile des neuen Standards, und was ist bei der Migration auf 802.11ac zu beachten?Der bisherige, seit 2009 ratifizierte WLAN-Standard IEEE 802.11n ist heutigen Anforderungen nicht mehr gewachsen. Die Geschwindigkeit von Datenverbindungen lässt sich dort (von derzeit meist 450 MBit/s) auf maximal etwa 600 MBit/s erhöhen, eine Limitierung, die zu Datenstaus, ruckelnden Bildern und langen Ladezeiten führt. Abhilfe schafft der neue Standard IEEE 802.11ac, dessen Zertifizierung durch die Wi-Fi Alliance bereits begonnen hat. Verglichen mit dem Vorgänger soll 802.11ac eine bis zu dreimal schnellere Datenübertragung ermöglichen. Geschwindigkeiten von aktuell bis zu 1,3 GBit/s erlauben nicht nur einen deutlich schnelleren Datentransfer. Sie unterstützen auch die verzögerungsfreie Übertragung hochauflösender Medienformate wie etwa Ultra-HD-Videos. So lässt sich mit 802.11ac im drahtlosen Netz ein Tempo wie bisher nur im kabelgebundenen Gigabit Ethernet erreichen. Unterschiede zum Vorgängerstandard 802.11ac nutzt ausschließlich das 5-GHz-Frequenzband. Dieses bietet zwar eine etwas geringere Reichweite als das heute hauptsächlich verwendete 2,4-GHz-Band, ist aber weniger frequentiert und besitzt damit eine geringere Anfälligkeit für Interferenzen. Die bisherige WLAN-Frequenz um 2,4 GHz bleibt künftig älteren Standards wie 802.11n vorbehalten. Im 5-GHz-Bereich steht eine Kanalbandbreite von 80 MHz bis zu 160 MHz zur Verfügung, während beim 11n-Standard lediglich 40 MHz verfügbar waren. Wie 802.11n nutzt auch 802.11ac eine Kombination mehrerer Antennen auf Sender- und Empfängerseite (MIMO - Multiple Input Multiple Output). Dabei lassen sich bis zu acht parallele Datenströme übertragen, beim 11n-Standard waren es maximal vier. Mit dem Zertifizierungsprogramm "Wi-Fi Certified ac" stellt die Wi-Fi Alliance inzwischen sicher, dass Router, Controller, Switches, WLAN-Chips, Adapter, Notebooks und sonstige Geräte verschiedener Hersteller unter dem Standard 802.11ac zueinander kompatibel sind. Problematisch ist die Abwärtskompatibilität zu verschiedenen Vorgängerstandards, die im 2,4-GHz-Bereich funken. Denn grundsätzlich müssen Geräte auf der gleichen Frequenz arbeiten, um zueinander kompatibel zu sein. Da die früheren WLAN-Standards 11b und 11g ausschließlich auf dem 2,4-GHz-Band angesiedelt sind, ist eine Kompatibilität zu 11ac nicht gegeben. Dies betrifft auch die 2,4-GHz-Variante von 11n. Mit 802.11a hingegen gibt es keine Probleme, da dieser Standard im 5-GHz-Bereich arbeitet und 11ac dort erklärtermaßen Kompatibilität sicherstellt. Dies gilt natürlich auch für die 5-GHz-Variante von 11n. Lösen lassen sich die Kompatibilitätsprobleme mit dem 2,4-GHz-Band nur durch den Einsatz von Dual-Band-Access-Points, die sowohl das 5-GHz-Band als auch das 2,4-GHz-Band bedienen. Um also die Abwärtskompatibilität zu früheren WLAN-Standards lückenlos zu gewährleisten, sollten Unternehmen bei der Auswahl der Geräte darauf achten, dass diese beide Frequenzbänder abdecken. Auf der sicheren Seite ist der Anwender dabei mit Devices, die nicht nur nach "ac" zertifiziert sind, sondern auch das Siegel "Certified a, b, g, n" der Wi-Fi Alliance tragen. Die maximale Geschwindigkeit im WLAN-Geräte lässt sich selbstverständlich nur dann erreichen, wenn Komponenten nach dem 11ac-Standard miteinander kommunizieren. Wollen also Unternehmen von den Vorteilen des neuen Standards in vollem Umfang profitieren, führt an einer umfassenden Aufrüstung der kompletten WLAN-Infrastruktur kein Weg vorbei. Doch was ist bei der Migration auf 802.11ac zu beachten? Wichtig ist zunächst, dass die Verantwortlichen nach einem detaillierten Plan vorgehen. Der Betreiber der WLAN-Installation sollte sich zudem darüber im Klaren sei, dass er für die Migration Hardware austauschen muss, da ein "Upgrade" älterer Access Points auf 802.11ac nicht möglich ist. Fünf Schritte zur erfolgreichen Migration Konkret sollten IT-Verantwortliche in fünf Schritten vorgehen: Am Anfang steht eine Bestandsaufnahme der bestehenden Infrastruktur. Da 802.11ac in den Gigabit-Bereich vordringt, muss die Netzwerkarchitektur für entsprechende Access Points (APs) optimiert sein. Zu überprüfen ist, ob das drahtgebundene Netzwerk im Unternehmen "802.11ac-fähig" ist. Um Engpässe zu vermeiden, sollten die Access Switches mindestens 10GbE-Uplinks unterstützen. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass die Switches PoE+ (IEEE 802.3at) an jedem Port unterstützen, um letztlich eine verlustfreie Übertragung zu gewährleisten: Zwar lassen sich 802.11ac-APs unter Umständen auch über PoE nach 802.3af betreiben. Für eine optimale Leistung ist jedoch 802.3at zu empfehlen. Des Weiteren ist ein Upgrade vorhandener WLAN Controller zu erwägen, um die Kapazität zu optimieren. Dabei ist wichtig, dass auch die Controller 802.11ac-fähig sind. Im zweiten Schritt folgt eine Bewertung der Kapazitätsanforderungen. Da der Datenverkehr exponentiell wächst, ist es sinnvoll, bei der Kapazitätsplanung sowohl die aktuellen als auch die künftigen Anforderungen einzubeziehen. Einzuschätzen ist, wie viele Mobilgeräte voraussichtlich zu unterstützen sind. Pro Benutzer sollten die Verantwortlichen mindestens drei Geräte (Laptop, Tablet-PC und Smartphone) einplanen. Pro Single-Radio-AP mit einem einzigen Funkmodul ist mit einer maximalen Last von 20 bis 30 Endgeräten zu kalkulieren - beziehungsweise 40 bis 60 Devices bei Dual-Radio-APs. Berücksichtigen sollten die Planer ferner, wie viele Geräte gleichzeitig aktiv sind. Denn die Aktivität und Art der Geräte hat Einfluss auf die Kapazität und die Bestimmung der AP-Dichte. Zudem gilt es für IT-Verantwortliche zu prüfen, welche Anwendungen zum Einsatz kommen - zum Beispiel Voice over WLAN oder Multicast-Video over WLAN. Die Kapazitätsanforderungen sind durch Planung für Roaming und Berechnung der AP-Signalstärke auf der Grundlage der erforderlichen Bandbreite sowie der Priorisierung von Anwendungen zu ermitteln. Im dritten Schritt erfolgt eine Bewertung der Funkanforderungen. Bei komplexen Implementierungen empfiehlt es sich, die AP-Standorte und die Funkabdeckung physisch zu überprüfen. Virtuelle Planungs-Tools bieten lediglich grundlegende Funktionen zur Planung standardmäßiger Anwendungsfälle. Für die Einrichtung eines gut funktionierenden 802.11ac-Netzwerks ist ein direkter Austausch von Altgeräten meistens nicht praktikabel. Dies gilt besonders für komplexe Implementierungen. Zu erwägen ist, ob neben 5 GHz auch weiterhin das 2,4-GHz-Frequenzband zur Verfügung stehen soll. Aufgrund zunehmender Client-Dichte ist es eigentlich immer sinnvoll, beide Frequenzbänder zu verwenden. Überdies sollten Planer prüfen, welche Kanalbreiten (20 MHz, 40 MHz oder 80 MHz) in jedem Spektrum zur Verfügung stehen sollen. Im Normalfall finden 20-MHz-Kanäle im 2,4-GHz-Spektrum und 40-MHz- sowie 80-MHz-Kanäle im 5-GHz-Spektrum Verwendung. Bei Implementierungen mit hoher Dichte lässt sich im 5-GHz-Spektrum durch Reduzierung auf einen 20- oder 40-MHz-Kanal Geschwindigkeit gegen Kapazität tauschen. Falls der Anwender Echtzeit-Lokalisierung (Real-time Location Services - RTLS) nutzt, sollten die Planer den Einsatz von Funküberwachung im Gebäudeumkreis erwägen, um die Ortungsgenauigkeit zu erhöhen. Im vierten Schritt geht es um die Entscheidung für die richtigen Access Points: Nach Abschluss aller Vorprüfungen ist es an der Zeit, die passenden APs und Antennentypen auszuwählen. Diese sollten sich optimal für die Umgebung eignen und eine maximale Leistung und Funkabdeckung gewährleisten. Zu beachten ist, dass Mobilgeräte-Clients beim Roaming dazu neigen, an einem AP "kleben zu bleiben", anstatt sich mit einem näheren AP zu verbinden, der über ein stärkeres Signal verfügt. Daher sind Access Points zu empfehlen, die solche anhaftenden Clients eliminieren, damit diese die 802.11ac-Funktionen nicht lahmlegen. Im abschließenden fünften Schritt steht der Implementierungsplan an. Bei einer schrittweisen Einführung sollten die Planer beachten, dass sich diese auf die Leistung der WLAN-Installation negativ auswirken kann. Bei einem Upgrade von 802.11n ist zu empfehlen, jeweils eine Etage oder ein Gebäude mit neuen 802.11ac-APs auszustatten. Ist 802.11a/b/g der Ausgangspunkt, sollte sich das Upgrade jeweils auf ein ganzes Gebäude erstrecken. So können Geräte im Umfeld die Verbindung mit dem Netzwerk aufrechterhalten, ohne dass dies die Performance beeinträchtigt. Problematisch sind gemischte Implementierungen: Kommen bislang 802.11n-APs mit älteren 802.11a/b/g-APs zum Einsatz, kann dies Probleme mit Clients beim Roaming von Geräten verursachen. Ebenso führt das Roaming von einem 40-MHz- oder 80-MHz-Kanal mit 802.11ac zu einem 20-MHz-Kanal mit 802.11a/g dazu, dass einige Geräte am schnelleren AP kleben bleiben. Um solche Störungen zu vermeiden, ist von gemischten Implementierungen grundsätzlich abzuraten.
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