Das steckt hinter 802.11ac Wave 2

Der IEEE-Standard 802.11ac ist die neueste Generation der WiFi-Standards. Da diese Technologie großes Leistungsvermögen in sich birgt, hat die Industrie entschieden, den Standard in Phasen bzw. "Wellen" in den Markt einzuführen. Damit profitieren Unternehmen, die auf State of the Art Technology setzen, sofort von den einigen Vorteilen. [...]

Der IEEE-Standard 802.11ac ist die neueste Generation der WiFi-Standards. (c) Netgear
Der IEEE-Standard 802.11ac ist die neueste Generation der WiFi-Standards.

Der Leistungsumfang des IEEE-Standards wurde kontinuierlich weiterentwickelt und seit Ende 2015 die zweite Welle, d.h. Produkte der Generation 802.11ac Wave 2, sukzessive auf den Markt gebracht. Zum Ende 2016 lässt sich feststellen, dass es bereits eine umfassende und ausgereifte Palette an 11ac Wave 2 Access Points am Markt gibt. Allerdings kann die volle Durchsatzrate damit oft nicht ohne Leistungseinbußen erbracht werden, da das angebundene 1-Gigabit-Netzwerk zum Bottleneck wird. Um die Ursachen dafür zu verstehen, ist mehr Einblick in die Hintergründe des Standards nötig, die Netgear, Anbieter von Netzwerkequipment, in der folgenden Übersicht vorstellt:

Was hat es mit den 802.11ac Wave 2 Access Points auf sich?
Wave 2 baut auf 11ac Wave 1 auf und definiert sich über folgende vier Funktionen:

  • Vier Streams für extrabreite Übertragungskanäle.
  • MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output) zur besseren Frequenznutzung.
  • Höhere Geschwindigkeit von mit bis zu 2,3 Gbit/s (1,7 Gbit/s im 5-GHz-Bereich) bei drei Streams und 3,4 Gbit/s bei vier Streams.
  • Robustere Signalcodierung mit 256 QAM ermöglicht um 33 Prozent verbesserte Signalintegrität.

Was bedeutet MU-MIMO?
MU-MIMO steht für Multi-User Multiple Input, Multiple Output und ist ein neues Feature in 802.11ac Wave 2. Um MU-MIMO nutzen zu können, müssen sowohl Access Point als auch Client-Gerät Wave 2 MU-MIMO unterstützen. MU-MIMO arbeitet in der Downstream-Richtung (AP zu Client) und ermöglicht einem AP, mehrere Client-Geräte mittels räumlich gerichteter Funkkanäle gleichzeitig zu versorgen. Eine gute Referenz ist die Switch-versus-Hub-Analogie in der drahtgebundenen Switching-Welt, wo der Switch (Wave 2, 802.11ac) die gleichzeitige Übertragung von Daten an mehrere Clients erlaubt versus Hub (Wave 1, 802.11ac), der die Übertragung an nur einen Client zu einem bestimmten Zeitpunkt erlaubt.

Was bedeutet Beamforming?
Beamforming ist eine erweiterte Signalverarbeitungstechnik mit mehrfacher Antennenkommunikation und nutzt das Wissen der MIMO-Kanalinformationen, um die Empfangssignalqualität am Empfänger/Client zu verbessern. Dabei werden die Funkwellen der Access Points, die sich normalerweise in konzentrischen Kreisen ausbreiten, so geformt, dass die Abstrahlcharakteristik ihr Maximum in Client-Richtung hat. Sie folgt eingebundenen Geräten und überträgt das WLAN-Signal gezielt in ihre Richtung, um eine optimale Geschwindigkeit und Reichweite zu erzielen. Aus dieser Technik resultieren ein besserer Empfang, höherer Durchsatz und bessere Übertragungsergebnisse.

Wie kann die volle Durchsatzrate von 11ac Wave 2 ohne Leistungseinbußen erbracht werden?
Der Durchsatz von 11ac Wave 2 Access Points (z.B. NETGEAR ProSAFE WAC740) überschreitet deutlich die Kapazität der 1Gigabit-Ethernet-Ports im Switching-Netzwerk für die Anlieferung des Datenverkehrs. Um diesen Bottleneck zu vermeiden, bieten sich zwei Optionen als Lösung an.

  • Nutzung des 2,5-Gbit/s-Multi-Gigabit-Ethernet-Ports mit einem einzigen Ethernet-Kabel zu einem Multi-Gigabit-fähigen Ethernet-Switch (z. B. NETGEAR ProSAFE M4200).
  • Nutzung einer LAG (Link Aggregation Group) aus zwei 1-Gbit/s-Ethernet-Ports zu einem 2-Gbit/s-Ethernet-Port.

Die Multi-Gigabit-Ethernet-Unterstützung bei 11ac Wave 2 Access Points basiert auf der NBASE-T Alliance. Diese Technologie ist auch bei Multi-Gigabit (2,5-Gbit/s- und 5-Gbit/s) Switches verfügbar. Der Standard ermöglicht neben Fast-Ethernet-, 1 Gbit/s- und 10 Gbit/s-Geschwindigkeiten über eine Standard-Kupferverkabelung nun auch die Geschwindigkeiten 2,5-Gbit/s- und 5-Gbit/s. Mit dieser Technologie kann für Multi-Gigabit die Standard-Kupfer-Verkabelung in Unternehmen verwendet werden.

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