802.11ac kommt mit Macht – aber auch mit Sinn?

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Praktisch alle aktuellen WLAN-Access-Points unterstützen mittlerweile den IEEE-Standard 802.11ac, Samsung und HTC haben mit dem Galaxy S4 und dem HTC One erste Smartphones im Markt, die diesen auch als „Gigabit WLAN“ bekannten WLAN-Standard unterstützen und die Wi-Fi Alliance hat begonnen die verschiedenen Hardware-Komponenten, also Chips, Access Points, Netzwerkkarten, Smartphones und Tablets, PCs und alle möglichen Arten von Peripheriegeräten zu zertifizieren („Gigabit Wi-Fi“).

802.11ac ist also de facto da und drängt damit unaufhaltsam auch in die Unternehmen! Aber ist der Einsatz von 802.11ac auch tatsächlich sinnvoll? Welche Auswirkung hat 802.11ac auf ein vorhandenes WLAN-Layout?

Lassen Sie uns hierzu kurz zurückschauen: Der erste, kommerziell erfolgreiche WLAN-Standard 802.11b arbeitet noch mit „normaler“ Funktechnik wie heute noch UKW- und Mittelwelle-Radios, aber schon damals wurde ein gravierender Designfehler eingebaut: 802.11b arbeitet im offenen 2,4-GHz-Band und dort wurden 13 (für Nordamerika nur 11) Übertragungskanäle definiert, die Kanäle liegen im Abstand von 5 MHz, benötigen für das Übertragen aber eine Bandbreite von ca. 22 MHz. Damit war per Design klar, dass

  1. von den 13 beziehungsweise 11 Kanälen nur 3 gleichzeitig genutzt werden können und
  2. dass man für großflächige WLAN-Netze eine detaillierte Planung betreiben musste, um Interferenzen möglichst klein zu halten.

Bereits 2001 stellte ComConsult Research in einer breit angelegten Untersuchung fest, dass man zumindest in Europa mit den Kanälen 1, 5, 9 und 13 immerhin vier Übertragungskanäle in Überlappungsbereichen zur Verfügung hat, an der grundlegenden Problematik änderte das aber wenig. Und darüber hinaus sind bis auf den heutigen Tag alle WLAN-Geräte, die das 2,4-GHz-Band nutzen, dazu in der Lage „irgendwelche“ Kanäle zwischen 1 und 13 zu nutzen und damit eine vernünftige Planung zunichte zu machen.

Und auch eine zweite Unsitte wurde – zwar nicht durch die Standardisierungsinstanz, aber proprietär durch die Hersteller – etabliert, nämlich mehrere Übertragungskanäle zusammenzulegen, um die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. 40 MHz und sogar 80 MHz breite Kanäle wurden bald unterstützt, bei einem Gesamtabstand von lediglich 60 MHz zwischen Kanal 1 und Kanal 13!

Die beiden nachfolgenden Standards 802.11a und 802.11g brachten hierzu echte Vorteile und Neuerungen:

  • Beide nutzen mit OFDM eine fortschrittliche Funktechnik, die Übertragungsraten von bis zu 54 Mbit/s ermöglicht
  • und 11a machte mit dem 5-GHz-Band einen neuen Frequenzbereich verfügbar, in dem nicht nur über 20 Übertragungskanäle (zu unterschiedlichen Bedingungen) zur Verfügung stehen, sondern die Kanäle haben auch einen Mindestabstand von 20 MHz, so dass standardmäßig keine Überschneidungen vorkommen.


802.11n hat dann mit MIMO (Multiple Input Multiple Output, siehe auch HI-Speed Wireless IEEE 802.11n – The Next Generation) eine weitere Funkspezialität ins Spiel gebracht, mit der in Verbindung mit weiteren, kleineren Optimierungen Bruttoraten von bis zu 300 Mbit/s erreicht werden. Gleichzeitig wurde aber auch die bis dato proprietäre Kanalbündelung hoffähig gemacht und in den Standard übernommen, womit die Problematik der sich überschneidenden Kanäle aus dem 2,4-GHz-Band auch in das 5-GHz-Band getragen wurde.

Mit 802.11ac kommt jetzt funktechnisch überraschend wenig Neues:

  1. OFDM wird auf eine achtwertige QAM erweitert, was naturgemäß nur auf sehr kurzen Entfernungen ohne jede Störung funktioniert.
  2. Der Standard beschreibt MIMO mit bis zu acht Spatial Streams – und nur so erhält man die versprochen 7 GHz brutto!

Zur Erinnerung: Jeder Spatial Stream bedeutet eine unabhängige Sende- und Empfangseinheit inkl. Antenne und der notwendigen Stromversorgung. Bislang werden daher in der Regel maximal drei Spatial Streams unterstützt, lediglich Quantenna hat einen Chip vorgestellt, der vier Streams unterstützt.

Eine Übertragungsrate, die den Namen „Gigabit Wi-Fi“ verdient, erreichen die aktuellen Produkte schlicht durch eines: Kanalbündelung! 802.11ac erlaubt jetzt tatsächlich Kanalbandbreiten von 160 MHz.

Das ist in der Fläche aber schlicht Blödsinn. Damit fällt die Anzahl der verfügbaren Übertragungskanäle praktisch in sich zusammen und Sie laufen in die gleiche Interferenzproblematik wie wir sie im 2,4-GHz-Band zur Genüge kennen.

802.11ac macht also nur dann Sinn, wenn man QAM-256 nutzen kann, d. h. innerhalb eines (nicht allzu großen) Raums, gleichzeitig kann man dann die Sendeleistung so weit herunterdrehen, dass man viele kleine (!) Funkzellen mit hoher Übertragungsrate realisieren kann. Für große Flächen reicht weiterhin 802.11n.

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