Zukunft von 802.11ac: Kapazität wird im WLAN wichtiger als der Datendurchsatz

Der Datendurchsatz bei WLANs wird immer größer. Zukünftig dürfte aber vor allem die Kapazität die wichtigere Rolle spielen.

Es ist eigentlich kaum zu glauben, aber der erste Standard für IEEE 802.11 wurde bereits im Jahre 1997 spezifiziert. Der maximale Datendurchsatz lag damals bei lediglich 1 und 2 Mbps. Die heutigen Systeme mit 802.11ac und einem Datendurchsatz im Gigabit-Bereich erfahren derzeit eine hohe Nachfrage, da IT-Manager nicht nur den immer höheren drahtlosen Datendurchsatz im Auge haben, sondern zusätzlich auch die vielen neuen Funktionen und Services, die aktuelle Produkte bieten. 

Während 802.11ac bereits jetzt einen theoretischen Datendurchsatz von fast 7 Gbps liefert, deutet die Arbeit in anderen Arbeitsgruppen darauf hin, dass der Datendurchsatz bei WLAN-Verbindungen künftig wohl keine Probleme mehr bereiten wird.

Moderne 802.11ac-Produkte bieten typischerweise 1,3 Gbps in 80-Mhz-Kanälen an und verwenden dafür drei MIMO-Ströme (Multiple Input Multiple Output). Sehr bald werden auch die sogenannten Wave-2-Produkte auf den Markt kommen, die einen vierten Strom und das Potenzial für Kanäle im Bereich 160 MHz für bis zu 3,5 Gbps mit sich bringen. 

Zudem wird es eine neue Funktion geben, die auch als Multi-User MIMO bezeichnet wird. MU-MIMO ermöglicht es, mehreren Client-Geräten während eines einzelnen Übertragungszyklus vom Access Point individuelle Datenströme bereitzustellen. Um diese Technologie nutzen zu können, werden allerdings auch neue Access Points und Client-Geräte benötigt.

Kapazität ist das größere Problem heutiger WLAN-Umgebungen

Die Einführung von MU-MIMO zeigt ein interessantes Phänomen heutiger WLAN-Umgebungen auf: Meist steht vor allem der Datendurchsatz im Mittelpunkt der Diskussion, dabei ist die Kapazität das eigentliche Problem. 

Damit wird es zukünftig weniger um die Bereitstellung von einem Datendurchsatz von mehreren Gigabit für einzelne Client-Geräte gehen, sondern vielmehr darum, diese Bandbreite so vielen Anwendern wie möglich zur Verfügung zu stellen. Schließlich steigt die Anzahl an Nutzern, Geräten und Applikationen beständig weiter an.

Allerdings müssen der Möglichkeit, den drahtlosen Durchsatz auf diese Weise aufteilen zu können, einige Verbesserungen bei der Effizienz der Funkwellenübertragung vorweggehen. 802.11ac spezifiziert zwar einen Durchsatz von fast 7 Gbps, allerdings wird es in naher Zukunft keine Geräte geben, die diese Geschwindigkeit auch unterstützen. Das liegt zum Beispiel auch daran, dass das Niveau an drahtlosem Durchsatz innerhalb von .11ac acht MIMO-Ströme benötigt, was bei mobilen Endgeräten kaum umsetzbar ist.

Stattdessen wird hier die nächste große Entwicklung 802.11ax sein, was hocheffizientes WLAN bereitstellen soll, aber wohl nicht vor 2018 veröffentlicht wird. Die technischen Details hierzu sind bisher nur oberflächlich ausgearbeitet, als Ziel von .11ax werden allerdings 10 Gbps ausgegeben, während das gleiche 5-Ghz-Spektrum wie für .11ac genutzt werden soll.

Zwischenzeitlich werden aber auch Stimmen laut, die sich besorgt darüber äußern, dass selbst die im Spektrum von 5 GHz großen möglichen Bandbreiten nicht ausreichen könnten, wenn die Annahme von .11ac weiter so schnell voranschreitet und auch konkurrierende und inkompatible Services wie LAA-LTE (nicht lizenzierter Betrieb von LTE Services) und 5G Mobilfunk in diesen Frequenzbereichen liegen. Diese Sorge dürfte aber unberechtigt sein, da das Spektrum sehr groß ist und auch im Bereich von 60 GHz noch eine große Menge verfügbar ist.

WLAN mit 100 Gbps in Planung

Tatsächlich ging der Standard 802.11ad für die Benutzung von 60 GHz 802.11ac voraus.  Falsche Vorstellungen bezüglich der Charakteristika des 60-GHz-Bereichs und technische Hürden beim Komponentendesign für diesen Frequenzbereich haben die Nachfrage aber erst einmal zum Erliegen gebracht. Allerdings sind neue Entwicklungen in Planung, die noch im Jahre 2015 zu einer großen Anzahl an .11ad-Produkten führen dürften.

Tatsächlich sind gerade offene Büroumgebungen ein idealer Einsatzort für die Verwendung von 60 GHz, während Übertragungen durch Wände in vielen Fällen problematisch sein dürften. So oder so sind der mögliche Datendurchsatz und die verfügbaren Kapazitäten aber durchaus beeindruckend: Es werden vier Kanäle mit je bis zu 7 Gbps verfügbar sein. Da hier zudem höhere Frequenzen im Spiel sind, ist das Erstellen von Mehr-Antennen-Designs sogar einfacher, die für das Niveau heutiger Performance benötigt werden.

Das reicht in Ihrer Umgebung nicht aus? Durch das nagelneue 802.11ay soll bereits innerhalb der nächsten Jahre ein Datendurchsatz von 100 Gbps erreicht werden. Dabei muss man bei diesem hohen Durchsatz aber sicherlich mit einigen Kompromissen rechnen. Immerhin handelt es sich dabei aber auch um Geschwindigkeiten wie bei Glasfaser.

Zudem gibt es auch noch andere Bemühungen, die Funktionalität von 802.11 aus Sicht der Endanwender zu verbessern. 802.11ah beispielsweise verspricht neues Leben für den Frequenzbereich unter 1 GHz wie etwa 900 MHz, wo drahtlose LANs ursprünglich überhaupt erst Einzug gehalten haben. 

Dieser Bereich dürfte vor allem bei Applikationen für das Internet of Things interessant sein. 802.11az wird zudem das Bestmögliche aus Standortgenauigkeit, Tracking und Positionierung herausholen. 802.11aq wiederum beschäftigt sich mit Pre-Association Discovery of Services und 802.11ai entwickelt einen Standard, mit dem die Verbindungszeit für WLANs verringert werden soll.

All das befindet sich derzeit in der Entwicklung und wird daher noch etwas Zeit brauchen. Daher abschließend noch einige Tipps, falls Sie bereits im laufenden Jahr Optimierungen vornehmen wollen:

  • Wenn Ihnen die Kapazitäten jetzt schon nicht mehr reichen, gibt es keine Rechtfertigung, auf .11ac Wave 2 zu warten. Als Alternative bleibt Ihnen nur, entweder mit der reduzierten Produktivität der Endanwender zu leben, während Sie auf das Upgrade der Infrastruktur und der Clients warten, oder aber sich mehr Produkte aus dem Bereich 802.11n zu kaufen.
  • Optimieren Sie nicht blind für einen möglichst hohen Datendurchsatz. Ziehen Sie 40 MHz Kanäle für Ihre 802.11ac-Installation in Erwägung, was es einfacher macht, die verfügbare Bandbreite nach Klassen oder Qualität oder aber auch nach Nutzerklassen und damit Kapazität zu optimieren. Außerdem ist es mit diesem Vorgehen einfacher, .11ac auszurollen, wenn der Plan für die Kanäle mit .11n übereinstimmt.
  • Schließen Sie aber den Frequenzbereich von 60 GHz nicht komplett aus. Sowohl Durchsatz als auch Reichweite können in einer Umgebung mit offenen Büros eine gute Wahl sein.
  • Sprechen Sie mit Ihrem Anbieter über die zukünftigen WLAN-Pläne. Ein Standard ist die eine Sache, aber die Produkte, die solche Standards anschließend implementieren, können sich bei den Funktionen ziemlich stark unterscheiden.

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Artikel wurde zuletzt im Juni 2015 aktualisiert

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