HI-Speed Wireless IEEE 802.11n – The Next Generation

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Durch dieses Verfahren kann unter anderem auch der regelmäßige Versand von Multicasts und Broadcasts gesteuert werden. Das vereinbarte Serviceintervall einer PSMP-Runde kann bis auf 5 ms reduziert werden. (siehe Bild 13)

Fazit
Mit MIMO vollziehen Wireless LANs den Einstieg in die derzeit modernste Datenübertragungstechnik und erreichen damit beträchtliche nominale Übertragungsraten. Die Technologiesprünge bei den physikalischen WLAN-Schnittstellen werden damit vorerst seltener werden, die eingesetzte Technologie hat die Chance zu einer stabilen und breit genutzten Zugangstechnik zu reifen.

Die neue Technik erfordert jedoch bei fast allen Herstelllern ein komplettes Redesign ihrer Produkte: Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, deutliche schnellere Prozessoren und nicht zuletzt die Platzierung von bis zu acht Antennen und vier Sende-Empfangsteilen pro MIMO-Einheit – bei Dual-Access-Points kann sich dies alles noch verdoppeln – können aktuelle Produktlinien aber nicht realisieren. Dies wird Auswirkungen auf den gesamten WLAN-Markt haben, viele Hersteller werden die Gunst der Stunde nutzen und ihr Portfolio deutlich überarbeiten.

Dass dies nicht von heute auf morgen geht, zeigen die zurzeit verfügbaren Pre-N-Produkte: mangels eines verabschiedeten Standards gibt es Interoperabilität nur auf niedrigem Niveau, die verwendeten Chips unterstützen noch nicht alle vorgesehenen Kodierungen und als Clientadapter sind lediglich PCMCIA-Karten erhältlich, worauf maximal Platz für zwei Antennen ist.

Aber die Übertragungstechnik ist mit 802.11n auch software-technisch komplizierter geworden. Mit 153 HT-Kodierungsschemata (hinzukommen noch alle Verfahren in 802.11a/g und 802.11b) in 20- und 40-MHz-breiten Kanälen, mit ein bis vier Spatial Streams und optionaler Space-Time-Kodierung, jeweils mit zwei alternativen Werten für das Guard Intervall (400 ns und 800 ns), mit vier verschiedenen Acknowledgement-Policies, vier verschiedenen QoS-Verkehrsklassen, zwei Verfahren zur Aggregierung von Frames, vier Medienzugangsverfahren und und und … haben Wireless LANs mittlerweile schier unübersehbar viele Freiheitsgrade, um Funknetze und deren Performance zu steuern.

Wie üblich definiert der Standard 802.11 mit all seinen Ergänzungen zwar die Verfahren als solche und legt auch einige Regeln zur Interoperabilität und Rückwärtskompatibilität fest, konkrete Algorithmen, was wann und eventuell wie anzuwenden ist, werden jedoch nicht geliefert und liegen in der Hoheit des Herstellers/Programmierers bzw. auch des Betreibers, falls entsprechende Parameter über ein Benutzerinterface verändert werden können.

Statt neuer WLAN-Technologien wird es also in den nächsten 3 bis 5 Jahren eher eine Evolution innerhalb der 11n/MIMO-Technologie geben. Die Produkte werden sich sowohl in der verbauten Hardware (Radiochips, Prozessor, Ethernet-Schnittstelle und ggfl. diverse „WAN“- und Peripherie-Schnittstellen), der Leistungsfähigkeit dieser Bauteile als auch in der eingesetzte Software deutlicher unterscheiden als es bei 11b- oder 11g-Produkten der Fall ist. Und gerade die Firmware kann unter 802.11n gravierenden Einfluss auf die Performance dieser komplexen Technologie haben.

In wie weit die auf dem Papier stehenden nominalen Übertragungsraten von über 600 Mbit/s auch in der praktischen Anwendung die Nettodatenrate verbessern können, müssen Praxistests zeigen, sobald leistungsfähige Produkte verfügbar sind.

Darüber hinaus bleiben noch weitere wichtige Punkte zu lösen:

  • Der erhöhte Strombedarf der Access Points wird nach dem jetzigen Kenntnisstand nicht mit PoE (802.3af) abgedeckt werden können (Pre-N-Systeme mit zwei Antennen liegen schon bei über 10 W), eine Erweiterung dieses Standards ist fällig.
  • Auch auf der Clientseite stellt der erhöhte Strombedarf von 11n-Adaptern hohe Anforderungen an neue Batterietechnologien.
  • Mit deutlich sinkenden Antwortzeiten und einer verbesserter Verfügbarkeit wächst der Erwartungsdruck an stabile und ebenso schnelle Roaminglösungen (Hand-Over).
  • Zum jetzigen Kenntnisstand scheinen schnelle Roaminglösungen in erster Linie durch controllerbasierte Architekturen („Wireless Switch“) erreicht werden zu können. Hier müssen dann aber aggregierte Datenraten von mehreren Access Points mit jeweils mehreren Hundert Mbit/s verarbeitet, gegebenenfalls verschlüsselt und im kabelgebundenen Netzwerk weitertransportiert werden. Wir sprechen dann also über mehrfache Gigabit-Ethernet-Ports pro WLAN-Controller, wenn nicht gar über 10-Gigabit-Ports.
  • Mit der Verfügbarkeit von 802.11n-Produkten müssen auch die Produkte aus der Messtechnik nachziehen, um ein Troubleshooting auf der Funkschnittstelle auch in Zukunft zu ermöglichen. Dies stellt hohe Anforderungen an die eingesetzte Hardware – vergleichbar mit Messadaptern für Gigabit-Ethernet.
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