Was bringt WLAN-11ac tatsächlich?

Fast alle Anbieter von 11ac-Routern, 11ac-AccessPoints, 11ac-Notebooks, 11ac-Tablets und 11ac-Smartphones versprechen auf Webseiten und Geräteverpackungen, WLAN-11ac sei bis zu dreimal schneller als WLAN-11n. Die zugrunde liegende Rechnung:

Das derzeit dominierende WiFi-11n schafft Datenraten bis zu 450 Mbit/s, natürlich brutto. Und zwar nur dann, wenn viele Randbedingungen erfüllt sind: Unter anderem müssen beide Partner, zum Beispiel WLAN-Router und WLAN-Notebook, jeweils drei MIMO-Antennen haben und drei Funkströme gleichzeitig senden und empfangen können. Netto wird in der Regel maximal die Hälfte übertragen, also bis zu 225 Mbit/s.

WiFi-11ac-Wave-1 dagegen schafft aktuell bis zu 1300 Mbit/s brutto, sprich 1,3 Gigabit, also das Dreifache von 3x3-MIMO-11n. Dazu müssen allerdings folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Beide 11ac-WLAN-Kommunikations-Partner haben jeweils drei 5-GHz-WLAN-Antennen unter der Haube (3x3 MIMO). Es müssen wirklich drei Datenströme alias Spatial Streams (3SS) im 5-GHz-Band gleichzeitig fließen können, kurz 3x3-MIMO-3SS oder noch kürzer 3x3:3. Dazu müssen mindestens 80 MHz freie Bandbreite in der lokalen Luft verfügbar sein. Da 11ac nicht im überfüllten 2,4-GHz-Bluetooth- und WLAN-Band sondern nur im relativ sauberen 5-GHz-Band funkt, kann man die benötigten 80 MHz in der Regel auch in der Praxis bekommen.

Fassen wir zusammen: Das aktuelle WLAN-11ac Wave 1 mit 3x3-MIMO-3SS ist grob gesagt 118 Mal schneller als 11b, 24 Mal schneller als 11g und drei Mal schneller als 11n.

Warum schaffen viele 11ac-Geräte nur 433 statt 1.300 Mbit/s?

Schon bei 11n gab es mehrere Speed-Stufen, die unter anderem ganz wesentlich von der Anzahl der ansteuerbaren Antennen abhängig sind, und zwar: 1x1-MIMO-11n (bis 150 Mbit/s), 2x2-MIMO-11n (bis 300 Mbit/s) und 3x3-MIMO-11n (bis 450 Mbit/s). Vereinzelt gibt es auch schon 4x4-MIMO-11n (bis 600 Mbit/s).

Bei 802.11ac ist es ähnlich, nur eben alles auf einem höheren Niveau: 1x1-AC-Geräte schaffen zurzeit maximal 433 Mbit/s brutto, 2x2-AC-Geräte bringen es zurzeit maximal auf 867 Mbit/s brutto, und 3x3-AC-Geräte erzielen aktuell maximal 1300 Mbit/s brutto.

Tablets und Smartphones mit WLAN11ac haben zurzeit allerdings meist noch ein 1x1-MIMO-Design. 11ac-USB-Sticks weisen aktuell oft ein 2x2-Design auf, die meisten 11ac-Notebooks ebenso - falls sie überhaupt schon 11ac unter der Haube haben. 3x3-Designs findet man vorerst fast nur in Access Points und Routern. Lediglich Asus und Netgear haben schon vor der IFA 2014 erste 11ac-Router mit 4x4-MIMO angekündigt. Weitere 11ac-4x4-Designs darf man in Kürze erwarten.

Warum werben einige 11ac-Hersteller mit AC1900?

Lassen Sie sich nicht verwirren, weil etwa Netgear auf der CES 2014 in Las Vegas ein AC-Modell namens "Nighthawk AC1900 Smart WiFi Router" vorgestellt hat. Natives AC1900 mit 1900 Mbit/s gibt es nicht. Netgear zählt 600 Mbit/s 11n auf 2,4-GHz sowie 1300 Mbit/s 11ac auf 5GHz zusammen. Beim Linksys WRT1900AC werden ebenfalls 600 und 1300 auf 1900 Mbit/s addiert. Auch andere Hersteller wie Trendnet werben schon mit dem Kürzel AC1900. Das ist pures Marketing. Zumindest dem Autor sind jedenfalls keine WLAN-Client-Geräte bekannt, die zwei derartig verschiedene WLAN-Ströme tatsächlich auf 1900 Mbit/s addieren können. Ob vielleicht zwei identische Netgear Nighthawk AC1900 oder zwei baugleiche Linksys WRT1900AC untereinander die 1900 Mbit/s schaffen, konnten wir nicht testen, da wir diese Geräte nicht doppelt haben.

In welchen Fällen ist 11ac langsamer als 11n?

Wer schon heute weiß, dass er viel Durchsatz im Privat- oder Firmen-WLAN braucht, weil viele User ihre Mobilgeräte mit "fetten" Applikationen bis hin zu Video-Streaming und Video-Conferencing ohne Ruckeln betreiben wollen, sollte bei einem neuen WLAN-Roll-out auf alle Fälle 11ac-APs in die enge Wahl nehmen.

Doch Vorsicht: 11ac-1x1 mit bis zu 433 Mbit/s ist sogar langsamer als das "alte" 11n-3x3 mit bis zu 450 Mbit/s. Erst ab zwei Antennen kann 11ac das ältere 11n übertrumpfen. Also fragen Sie ihren Händler nicht nur pauschal nach 11ac, sondern nach der Anzahl der tatsächlich verbauten 11ac-Antennen, wenn Sie viel Speed benötigen. Einige Hersteller werben mit "bis zu" 1300 Mbit/s, obwohl ihre Geräte noch gar keine drei Antennen haben.

Doch egal ob 11n oder 11ac: Die maximale Datenrate kommt ohnehin nur auf kurze Distanz zustande, wenn sich keine massiven Hindernisse zwischen Sender und Empfänger befinden, wie etwa dicker Stahlbeton.

Zudem war WLAN schon immer ein Shared Medium, egal ob 11a, 11b, 11g, 11n oder 11ac: Das heißt, die Nutzer müssen sich die Zellkapazität redlich teilen. Beispiel: Wenn zwei Verbraucher in der gleichen WLAN-Zelle voll aktiv sind, bekommt jeder nur den halben Durchsatz.

Wann kommt WLAN-AC-Wave-2 bis 3.500 Mbit/s?

Die künftigen 11AC-Wave-2-Produkte (zweite Welle) schaffen bis zu 3.470 Mbit/s brutto. Dazu müssen aber beide WLAN-Partner vier Antennen (4x4-MIMO) haben, vier Spatial Streams (4SS) durch die Luft funken und 160 MHz freien Platz im 5GHz-Band ungehindert nutzen können.

Wave-2 soll rückwärtskompatibel zu Wave-1 und älteren WiFi-Normen bleiben. Das heißt: Wave-2-Produkte beherrschen unter anderem auch die langsameren Funkmodi von Wave-1 (siehe Bilderstrecke).

In einer dritten AC-Innovations-Welle sind 11ac-Geräte auch mit einem 8x8-MIMO-8SS-Design vorstellbar. Die WLAN-Brutto-Geschwindigkeit dürfte sich dann nochmals auf circa 7 Gigabit/s verdoppeln. In großen, stationären WLAN-Geräten wie etwa Business-Routern kann man so viele Antennen tendenziell leichter unterbringen als in kleinen und mobilen Geräten wie etwa Smartphones.

Warum bringt WLAN-11ac-Beamforming mehr Reichweite?

Gigabit-WLAN-11ac, egal ob Wave 1 oder Wave 2, hat ein explizites Beamforming: Das heißt, der WLAN-Router trackt den WLAN-Client, um zu wissen, wo er sich befindet, um dann explizit zu diesem Client die Sendeleistung zu erhöhen. Das ist verpflichtender Standard beim neuen WLAN-11ac. Bei WLAN-11n war das Beamforming nur optional. Es hilft, die Reichweite zu erhöhen. Ansonsten gilt aber auch bei 11ac wie schon bei 11a/b/g/n: Je weiter sich der Client von der Basisstation entfernt, desto geringer wird die Datenrate.

Wie reif sind 11ac-WLAN-Router für Privat und Heimbüro?

Wer nur eine kleine Wohnung oder ein Heimbüro mit WLAN versorgen will, hängt einfach einen aktuellen WiFi-Router aus der Consumer-Schiene von Apple, Asus, AVM, Buffalo, D-Link, Linksys, Netgear, TP-Link, Trendnet oder weiteren an seine Internetdose und surft nach kurzer Konfigurationsarbeit los. Inzwischen können alle obengenannten WLAN-Anbieter auch schon 11ac-Geräte liefern.

Die ersten (nicht ganz ausgereiften) WLAN-11ac-Router für Consumer kamen im Sommer 2012 auf den Markt, etwa von Buffalo, Linksys und Netgear. Damals gab es fast noch keine passenden 11ac-Client-Geräte.

Der deutsche WLAN-Consumer-Router-Champion AVM aus Berlin brachte seine erste 3x3-MIMO-11ac-Fritzbox AVM 7490 dann zur IFA im September 2013. Der Autor konnte in einem Test mit zwei identischen 7490-Fritzboxen vereinzelte Höchstwerte von 791 Mbit/s netto bei freier Sicht auf kurze Distanz erzielen. Als reproduzierbare Dauerleistung schafften die zwei AVM-7490-Fritzboxen durch eine Stahlbetondecke hindurch einen Nettodurchschnitt von 560 Mbit/s.

Zwar ist die Netto-Datenrate auch bei 11ac, wie bei allen bisherigen WLAN-Generationen, nur etwa halb so hoch wie die marketinggetriebene Brutto-Datenrate auf der Verpackung. Trotzdem ist 11ac grob gesagt dreimal schneller als 11n, egal ob man die Brutto- oder die Nettoraten vergleicht.

Wie weit sind 11ac-WLAN-Wave-1-Router für Firmen?

Der Trend zum Bring-Your-Own-Device sorgt in den Unternehmen für einen ständig steigenden WLAN-Traffic. Die Anbieter von Enterprise-WLAN-Lösungen dürfen sich seit Jahren über gute Wachstumsraten im WLAN-Geschäft freuen, so etwa Aruba, Cisco, Dell, Extreme Networks, Hewlett-Packard, Huawei, Lancom Systems, Meraki, Meru Networks, Motorola Solutions, Ruckus Wireless, Teldat alias Bintec Elmeg, Trapeze alias Juniper Networks oder Xirrus.

Der Marktführer für WLAN-Equipment im Enterprise-Umfeld Cisco hat seinen ersten 11ac-AP schon im Sommer 2012 angekündigt. Aruba Networks gilt weltweit als Nummer zwei im WLAN-Enterprise-Markt und kann ebenfalls schon eine starke 11ac-Produktpalette vorweisen. Dell vermarktet das Aruba-WLAN-Portfolio samt 11ac still und heimlich unter der eigenen Marke. Speziell in Deutschland hat auch Lancom Systems eine beachtliche Marktstellung und große WLAN-Enterprise-Projekte mit Tausenden von AccessPoints, allerdings noch nicht mit 11ac-Technik. Lancom ist im Juli 2014 mit zwei Gigabit-AccessPoints in den 11ac-Markt eingetreten. Einige B2B-WLAN-Anbieter wettern zurzeit noch kräftig kontra 11ac, solange sie noch keine eigenen 11ac-Geräte im Portfolio haben. Das ist pures Marketing und kann die Bedeutung von 11ac nicht mindern.

11ac-Consumer-Router kosten etwa 150 bis 250 Euro. 11ac-Enterprise-AccessPoints liegen eher bei 1.000 bis 4.000 Euro. Viel teurer als die Elektronik sind aber oft die Handwerker für die Verlegung der LAN-Kabel und die Montage der AccessPoints an teils schwer zugänglichen Decken, Wänden oder Masten mitsamt Blitzschutz in gewerblichen Umgebungen.

Oft preschen die Anbieter von Consumer-Routern mit neuen WLAN-Standards etwas früher auf den Markt als Enterprise-WLAN-Ausrüster. Der Grund: Im Consumer-Umfeld sind Marketing- und Presseeffekte wichtiger - nach dem Motto: Wir sind die Ersten. Im Enterprise-Markt zählen dagegen Qualität und ausgereifte Lösungen. Da kommt es nicht so sehr auf ein paar Tage mehr oder weniger an.

Gibt es schon 11ac-WiFi-Roll-outs auf Enterprise-Niveau?

Große Firmenkunden verlangen fast immer nach Referenzen, bevor sie einschneidende Upgrades an ihrer Netzwerkinfrastruktur vornehmen. Große 11ac-Roll-outs kennt der Autor bislang nur von Aruba Networks: Das Kempinski Emirates Palace Abu Dhabi gehörte zu den ersten großen Hotels der Welt, die schon einen nennenswerten Gigabit-WLAN-Hotspot in Betrieb haben. Dafür kamen mehr als 1.000 Access Points der Speed-Gattung 802.11ac Aruba AP-225 zum Einsatz, berichtete Mehmet Akdeniz, Director of IT and AV im Emirates Palace.

Das 2005 eröffnete Hotel stellt externen Gästen offiziell 302 Zimmer und 92 Suiten zur Verfügung. Dazu kommen die nicht-öffentlichen Suiten der Regenten der Vereinigten Arabischen Emirate. Im Schnitt sind also mehr als ein AccessPoint pro Zimmer oder Suite installiert. Eine derart hohe AP-Dichte ist bei 11ac auch naheliegend, weil der 11ac-Funk im 5-GHz-Band an dicken Wänden viel stärkere Verluste hat als das ältere 11b und 11g bei 2,4-GHz: Niedrige Frequenzen können dicke Wände grundsätzlich besser durchdringen als höhere.

Die Gründe für das massive WLAN-Upgrade im Emirates Palace stellen sich kaum anders dar als in vielen weiteren Firmen und Hotels der Welt: Gäste und Mitarbeiter erwarten nämlich ein stabiles, schnelles und kostenloses Internet per WLAN in allen Zimmern, Restaurants, Cafés, Lobbys, Büros und Konferenzbereichen.

Baut Apple wirklich die schnellsten 11ac-Notebooks?

Was nützt der schnellste 3x3-11ac-Router, solange es noch keine ebenso schnellen 3x3-11ac-Endgeräte gibt? Viele Notebook-Hersteller verschleiern derzeit noch, wie viele MIMO-Antennen ihre Modelle genau haben. So hat etwa das Apple MacBook Air mit 11 und 13 Zoll zwar schon seit Juni 2013 Gigabit-WLAN-11ac unter der Haube. Apple gibt aber an keiner Stelle Auskunft, ob es sich dabei um 1x1-MIMO bis 433 bBit/s oder 2x2-MIMO bis 867 oder gar 3x3-MIMO bis 1300 Mbit/s handelt. Gleiches gilt für das Apple MacBook Pro mit Retina Display mit 13 und 15 Zoll.

Die deutsche Apple-PR-Agentur darf ebenfalls nicht mehr zur verbauten Technik sagen, als Apple selber preisgibt. Von einem anderen Notebook-Hersteller erfahren wir die Gründe für so viel Schweigsamkeit: Die Notebook-Anbieter waren es allesamt schon bei 11n leid, dass sie ständig angeben mussten, mit wie vielen Antennen das verbaute WLAN-Modul wie schnell genau bei 2,4 und/oder bei 5 GHz senden kann. Jetzt wird alles einfacher, denn man kommuniziert nur noch: "das superschnelle 11ac ist drin", und hofft, dass die Kunden nicht weiter nachfragen. So kann man die 11ac-Entwicklung etwas stressfreier von 1x1- über 2x2- auf 3x3-MIMO hochfahren und die entsprechenden Treiber in Ruhe fertig schleifen, ohne den Kunden täglich neue Rechenschaft über den aktuellen Stand der 11ac-Speedwerte schuldig zu bleiben.

Dabei hätte just die Firma Apple den geringsten Grund, den Stand ihrer 11ac-Künste zu verschleiern. So liegen etwa die Entwickler von Profi-WLAN-Access Points ihren Chefs in den Ohren, sie bräuchten ausgerechnet ein teures Apple MacBook Pro. Der angeführte Grund: Dieser beherrsche schon 3x3-MIMO und eigne sich daher besser als jedes andere Notebook als Testpartner in der 3x3-MIMO-WLAN-Access-Point-Entwicklung.

Was bringt ein MacBook Pro an einem 11ac-Profi-AP?

Apple beantwortet keine Detailfragen zu 11ac-Speed und MIMO. Aber die Testexperten von Aruba Networks erzielten im Zusammenspiel zwischen einem Apple MacBook Pro und einem 1100 Euro teuren Profi-AccessPoint Aruba AP-225 exzellente Downlink-Peaks bis zu 828 Mbit/s netto sowie recht gute 596 Mbit/s im bidirektionalen Funkbetrieb. Damit bestätigt sich wieder einmal, dass WLAN netto etwa die Hälfte der offiziellen Brutto-Datenraten erreicht, sofern nur ein einziger Verbraucher in der Funkzelle aktiv ist. Auf alle Fälle muss das getestete Apple MacBook Pro schon 3x3-MIMO haben, sonst hätte es nicht derart hohe Netto-Speed-Werte erzielen können.

Dass aber auch Apple eine gewisse Lernkurve mit 11ac durchschreiten musste, zeigte unser früher 11ac-Test vom Sommer 2013: Mit einem WLAN-AC-fähigen MacBook Air 13.3 konnte eine AC-Fritzbox AVM 7490 damals zwar schon eine 2x2-MIMO-Verbindung von 867 Mbit/s brutto aufbauen. Netto wurde durch eine Stahlbetondecke hindurch aber trotzdem nur eine mittlere Dauerleistung von 160 Mbit/s erzielt, was schlappe 18 Prozent von 867 Mbit/s waren. Kurz nach jenem 11ac-Test hat Apple die WLAN-Software des Apple MacBook Air 13,3 aber drastisch verbessert.

Unter dem Aspekt derart unvermeidlicher Lernkurven versteht man, warum fast alle Hersteller, nicht nur Apple, 11ac bislang nur sehr vage mit "bis zu" 1300 Megabit kommunizieren und allen weiteren Detailfragen ausweichen.

Wie schnell funken Notebooks mit 11ac-Modul von Intel?

Viele Notebook-Hersteller vertrauen seit Jahren auf den Techniklieferanten Intel und verbauen nicht nur dessen CPUs samt GPUs, sondern auch dessen WLAN-Module. Daher bestimmt Intel den Stand der Innovation bei ganz vielen Notebooks.

Im zweiten Quartal 2013 kam das Intel Dual Band Wireless-AC 7260 11ac-WLAN-Funkmodul für 2x2-MIMO bis 867 Mbit/s auf den Markt. Kurz darauf folgte das langsamere Intel Dual Band Wireless-AC 3160 11ac-Modul für 1x1 MIMO bis 433 Mbit/s.

Ein typischer Notebook-Anbieter namens Toshiba hat derweil etliche Modelle mit 11ac-Modulen von Intel im Angebot. Laut Ulrich Jäger von Toshiba sind die Notebook-Serien Portégé Z10t, Z30, R30 und Tecra Z40, Z50, A50, W50, Satellite L50/L70/P50/S50/S70 sowie die Android-Tablets AT10 Excite Pro und Excite Write per Sommer 2014 schon mit 11ac-Technik ausgerüstet.

Greifen wir drei Modelle heraus. Das B2C-Ultrabook Kira-101 und das B2B-Convertible Ultrabook Z10t-A-12W haben beide schon 2x2-MIMO bis 867 Mbit/s brutto unter der Haube. Erstaunlicherweise kam aber ausgerechnet das 4K-Ultra-HD-Notebook Toshiba Satellite P50t-B-108 im Sommer 2014 nur mit 1x1-MIMO bis 433 Mbit/s auf den Markt, obwohl 4K-Video-Streaming doch ein ausgesprochener Bandbreiten-Fresser ist. Lenovo verbaute per Sommer 2014 ausschließlich 2x2-MIMO in den besseren AC-Notebooks oberhalb von 1.000 Euro. Sogar im kommenden Lenovo N20 Chromebook für 299,- Euro soll ab dem Schlussquartal 2014 schon 11ac mit 2x2-MIMO stecken.

Falls Ihr Notebook-Hersteller Ihnen verschweigt, welches 11ac-Modul genau unter der Haube steckt, fragen Sie Ihren Händler. Sollte der es auch nicht sagen oder wissen, schauen Sie selber im Gerätemanager unter "Netzwerkadapter" nach dem WLAN-Modul und suchen sich im Internet die technischen Daten beim Modulhersteller oder in Expertenforen selbst zusammen. Bei Intel-11ac-Modulen ist es einfach: Meldet der Geräte-Manager ein Intel AC 3160, so schafft ihr Notebook maximal 433 Mbit/s. Meldet er ein Intel-AC-7260-Modul, so schafft das Notebook im besten Falle 867 Mbit/s brutto.

Wie viel Speed schaffen 11ac-Smartphones?

Die Hersteller von Smartphones werben ebenfalls mit dem "bis zu dreimal" schnelleren 11ac-Gigabit-WLAN. Allerdings wollen sie die genauen 11ac-Details nur äußerst ungern preisgeben. Der Grund: Die meisten Smartphones verstanden per 1.9.2014 ohnehin nur 11ac-1x1-MIMO bis 433 Mbit/s. Das ist von Gigabit noch weit entfernt.

Nehmen wir HTC: Dessen Product Director Central Europe, Fabian Nappenbach, ließ im August 2014 über seine deutsche PR-Agentur antworten, die Modelle HTC One M8, One Max und One M7 hätten definitiv schon 11ac. Die maximale 11ac-Datenrate sei bei allen genannten Modellen "größer als 300 Mbit/s". Fragen nach Kanalbandbreite und Anzahl der MIMO-Antennen wurden nicht beantwortet. Der Versuch der HTC-Agentur, die fehlenden Infos von HTC-Kollegen aus England zu beschaffen, blieb ebenfalls erfolglos.

LG sagt aber auch nicht mehr: Das Smartphone LG G2 hat maximal 11n an Bord, aber noch kein AC. Dem jüngeren LG G3 bescheinigt der Hersteller zwar schon 11ac. In Zentraleuropa können (oder dürfen) aber weder die PR-Agentur noch die LG-Mitarbeiter selber weitere Details zu 11ac im LG G3 beantworten.

Auch Samsung bescheinigt seinem Galaxy S4 GT-I9505 ganz offiziell 11ac, aber ohne Details zum Speed-Level. Beim Galaxy S5 SM-G900F dagegen kommuniziert Samsung schon präziser: 11abgn/ac mit 2x2 MIMO, will sagen brutto 867 Mbit/s.

Offenbar haben die Smartphone-Hersteller einfach keine Lust, Detailfragen nach 11ac zu beantworten, solange sie nicht wenigstens 11ac-2x2-MIMO bis 867 Mbit/s in ihren Geräten verbauen.

Fragt sich nur: Wozu braucht ein Smartphone überhaupt 2x2-11ac bis 867 Mbit/s? Voilà: Die besten Smartphones, etwa von LG und Samsung, haben schon 4K-Video-Kameras an Bord. Das LG G3 hat ein Quad-HD-Display mit 1.440 x 2.560 Pixel und 538 ppi. Da kommen schon bei Screenshots und erst recht bei 4K-Videos enorme Datenmengen zusammen. Will man solche großen Dateien per Funk bewegen, dann kann 11ac nicht schaden. (mb/mje)