HI-Speed Wireless IEEE 802.11n – The Next Generation

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An Anforderungen sowohl seitens der Anwendungen als auch aus der modernen Architektur von Netzwerken nach Übertragungsgeschwindigkeiten in Wireless LANs jenseits der 100 Mbit/s fehlt es nicht. In Enterprise-Netzen sollen vollwertige Arbeitsplätze über Funk angebunden werden, im industriellen Fertigungsumfeld müssen zeitkritische Steuerungsprotokolle übertragen werden und beim Home Entertainment wollen neue Geschäftsideen wie Triple Play Video und andere Multi-media-Daten möglichst ohne störende Kabel ins Endgerät bringen.

Seit nun das Enhanced Wireless Consortium (EWC) einen eigenen Entwurf für höhere Übertragungsgeschwindigkeiten in Wireless LANs vorgelegt hat und die IEEE diesen Text als Draft für den zukünftigen IEEE-Standard 802.11n übernommen hat, ist die Architektur der kommenden WLAN-Geräte-Generation in ihren wesentlichen Grundzügen festgelegt. Der zukünftige Standard adressiert dabei alle drei Anforderungsfelder:

  • höhere Datenraten,
  • kürzere Antwortzeiten,
  • zuverlässigere Verfügbarkeit des Mediums

Wir werden in diesem Artikel die wesentlichen Neuerungen dieses Entwurfs diskutieren, die Grundlagen der verwendeten Technologien vorstellen und die aktuelle und zu erwartende Marktentwicklung besprechen.

Bevor wir aber auf die technischen Details eingehen, kann man schon angesichts der genannten Ziele feststellen, dass 802.11n den Wireless-LAN-Markt deutlich verändern wird:

  • Übertragungsraten von mehr als 100 Mbit/s erfordern Gigabit-Ethernet-Schnittstellen im Access Point. Dies ist mit der bisherigen Hardware und insbesondere mit den bisher verbauten Prozessoren nicht zu machen. Damit führt 802.11n zu einem völligen Neudesign der Architektur von Access Points (was einer Reihe der etablierten Produkte auch durchaus gut tut).
  • Darüber hinaus wird auch die Architektur von Wireless Switches von den höheren Datenraten beeinflusst. Immerhin kann hier je nach Umfang der pro Switch zu verarbeitenden Datenströme doch eine erhebliche Mehrbelastung entstehen.

Vereinfacht ausgedrückt wird 802.11n ein Neudesign der bisherigen Produkte zwingend erfordern. Damit werden auch die Karten in diesem Markt neu gemischt. Anbieter, die bisher keine Wireless-Switch- bzw. Controller-Technik anbieten, werden die Gunst der Stunde zu einem wirtschaftlich sinnvollen Einstieg nutzen.

Kommt das Ende der Hängepartie?
Seit 2002 wird bei der IEEE über Übertragungsgeschwindigkeiten bei WLANs diskutiert, die deutlich über die 54 Mbit/s bei 802.11a und 802.11g hinausgehen. Der hierzu ins Leben gerufenen Arbeitsgruppe 802.11n mit der Bezeichnung „Enhancements for Higher Throughput“ lagen bald mehrere vollständige Vorschläge vor, die sich im Wesentlichen zu zwei konkurrierenden Entwürfen zusammenfanden. Beide Entwürfe wurden jeweils von namhaften Herstellern unterstützt, der eine Entwurf von einer Gruppe namens TGnSync unter der Führung der Chiphersteller Atheros, Agere, Intel und Marvell, der andere Entwurf von einer Gruppe mit der Bezeichnung WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) mit den Chipherstellern Airgo, Broadcom, Conexant und Texas Instruments.

Obwohl beide Entwürfe in ihren Grundzügen sehr ähnlich waren, war offensichtlich innerhalb der bürokratischen Strukturen der IEEE keine Einigung zwischen beiden Gruppen möglich – 802.11n dümpelte aufgrund dieser politischen Blockade für Jahre vor sich hin.

Der Knoten konnte erst Ende 2005 mit der Gründung des Enhanced Wireless Consortiums (EWC) zerschlagen werden. Dem Konsortium gehörten von Anfang an mit Atheros, Broadcom und Intel wichtige Chiphersteller an. Das Ergebnis war ein neues Standardisierungsdokument und die unverhohlene Drohung, gegebenenfalls einen Industriestandard außerhalb der IEEE zu etablieren. Prompt wurden im März 2006 die Inhalte des EWC-Dokuments als lang ersehnter Draft 1.0 von 802.11n vorgestellt.

Trotz dieses Kraftaktes hat es dieses Dokument jedoch bis heute noch nicht zum ratifizierten IEEE-Standard geschafft. Bei einer Abstimmung im Mai 2006 wurde nicht nur die notwendige 75%-Zustimmung verfehlt, sondern noch nicht einmal eine einfache Mehrheit erreicht. Stattdessen wurden über 500 Anmerkungen und Änderungswünsche seitens der Mitglieder eingereicht.

Mittlerweile liegt der Draft immerhin schon in der Version 1.03 vor, viele Flüchtigkeitsfehler und Inkonsistenzen der mit der heißen Nadel gestrickten ersten Version sind verschwunden, so dass allgemein mit der Verabschiedung einer endgültigen Version in 2007 gerechnet wird.

Dies hat zwar zur Folge, dass in vielen Stellungnahmen angenommen wird, dass sich am aktuellen Stand nicht mehr allzu viel ändern wird, aber noch ist die Hängepartie 802.11n nicht zu Ende. So gibt keiner der Hersteller von den (vor)schnell auf den Markt geworfenen Pre-N-Chips eine Garantie ab, dass diese Chips per Firmware-Upgrade auf den Stand eines späteren, finalen 802.11n-Standards gebracht werden können. Vorsicht bei Investitionen ist also noch angebracht. Hinzu kommt, dass der Standard erhebliche Anforderungen an die Chip- und Antennentechnik stellt (siehe unten). Betrachtet man das häufig sehr schlechte Leistungsverhalten von Pre-N-Produkten, dann drängt sich der Verdacht auf, dass die hier zum Einsatz kommenden Chips den Anforderungen von 802.11n eher noch nicht gerecht werden.

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