802.11ac - nur hohe Kosten und großer Energiebedarf
Im Business macht Gigabit WLAN derzeit keinen Sinn
Eine einfache Antwort auf die Frage, ob Gigabit WLAN derzeit im Business-Umfeld schon sinnvoll ist. oder der Entscheider besser in klassische, "alte" WLAN-Technik investiert, gibt es nicht. Wer diese Frage technisch und kommerziell beantworten will, muss sich 11ac näher anschauen und verstehen wie diese Technik arbeitet.
Der wohl wichtigste Unterschied zu bisherigen WLANs ist, dass 802.11ac ausschließlich im 5 GHz Netz arbeitet - allerdings ist es zu bereits vorhandenen 802.11n-Clients kompatibel. Die aktuellen Chipsätze versprechen dabei Datenraten von bis zu 1,3Gbit/s - wobei dies die physikalische Rate darstellt, die nutzbare Nettorate liegt niedriger. Dieser Performance-Gewinn im Vergleich zu herkömmlichen WLANs wird im Wesentlichen durch zwei Veränderungen erreicht: Anstelle einer Kanalbandbreite von 20 MHz benötigt 802.11ac mindestens 80 MHz, um die genannten Datenraten zu erzielen. Darüber hinaus sieht der neue Standard eine weitere Variante vor, die eine Bandbreite von 160 MHz besitzt.
Die Nachteile von 802.11ac
Dieser hohe Bandbreitenbedarf ist auch eine der großen Nachteile der neuen WLAN-Technik. Er erschwert eine überlappungsfreie und damit störungsfreie Kanalplanung in Unternehmen. Je nach verwendeter Kanalbandbreite stehen nur ein oder zwei Kanäle in den Indoor-Frequenzbändern zur Verfügung. Gerade durch den hohen Kanalbandbreitenbedarf ist es durchaus möglich, dass es in Unternehmensnetzen mit vielen Access Points und vielen Clients zu (Kanal-)Engpässen kommt und sich dadurch weniger WLAN Clients gleichzeitig verbinden können.
- WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Im Mobilfunk wurde die Antennentechnik zur Perfektion getrieben, weil dort sehr viele User zu versorgen sind. Acht solcher Antennentürme müssen auf dem Münchener Oktoberfest alljährlich sechs Millionen Besucher bestrahlen. Die Gesetze der Wellenausbreitung gelten aber auch für WLAN. Deshalb können WLAN-Planer viel aus diesem größten Wireless-Hotspot der Nation abschauen. Die Basis-Station steht in einem Stahlcontainer am Fuße des Antennenturmes. Bei privaten WLAN-Routern ist das alles auf die Größe einer Pralinenschachtel geschrumpft. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Bei WLAN-Routern für Consumer werden alle Funktionen in eine einzige Box geschrumpft: In einer AVM FRITZ!Box 7490 für Gigabit-WLAN 802.11ac steckt u.a. eine WLAN-Basis-Station mit 3x3-MIMO-Controller sowie drei passende Dual-Band-MIMO-Antennen. Die Antennen sind fest verbaut und strahlen rundum. Der normale Endverbraucher kann die Antennen nicht wechseln. Zwei der drei WLAN-Antennen für 2,4 und 5 GHz sitzen unter den silberfarbenen Höckern. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
WLAN-Business-Router haben oft Messing-farbige SMA-Gewinde für den Anschluss von externen Antennen. Einfache Stummel mit Rundstrahl-Charakteristik werden meist mitgeliefert. Teure Spezialantennen gibt es als Zubehör. Der WLAN-LTE-Router LANCOM 1780EW-4G im Bild zeigt außen zwei Dualband-WLAN-Antennen für 2,4 und 5 GHz. Innen sitzen zwei Multiband-Antennen für GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA sowie LTE bei 800, 1800 und 2600 MHz. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Dicker Donut: Diese einfachste Form einer WLAN-Rundstrahlantenne, ein Dipol-Draht mit halber Wellenlänge links oben im Bild, strahlt horizontal um 360 Grad und vertikal mit 78 Grad. Diese Richtungs-Verformung im Vergleich zur Sonnenform ergibt einen Antennengewinn von 2,2 dBi. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Diese flache, Donut-förmige WLAN-Wolke entsteht aus einer 3-Dipol-Array-Antenne und quetscht die Funkenergie vertikal auf 38 Grad zusammen. Aus dieser Richtungs-Verformung resultiert ein Antennengewinn von 5,8 dBi. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Im Mobilfunk werden Sektor-Antennen zur Perfektion getrieben. Hier strahlen mehrere Sektor-Antennen von der Paulskirche in das Münchner Oktoberfest-Gelände. Auch für WLAN gibt es lange, wetterfeste Outdoor-Sektor-Antennen, die den LTE-Antennen in Form und Funktion sehr ähnlich sind. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Einfache WLAN-Sektor-Antennen sind oft sehr flach gebaut: In einem Plastikgehäuse verbirgt sich dann meist eine flache Patch-Antenne. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Bei Sektor-Antennen wird die Funkausbreitung horizontal und vertikal in ganz bestimmte Winkel von circa 60 oder 90 oder 120 Grad gezwungen. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Ein dünnes Blech auf einer dünnen Plastikplatte ist oft der Kern einer 1x1-Single-Patch-Sektor-Antenne. Das hier gezeigte Modell erzeugt eine WLAN-Wolke mit Öffnungswinkeln von 70 Grad in der Horizontalen (Azimuth) und 57 Grad in der Vertikalen (Elevation). Der Antennengewinn dieser Konstruktion liegt bei 8,8 dBi. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Stark fokussierende WLAN-Richt-Antennen dienen oft der LAN-to-LAN-Vernetzung von zwei Firmen-Standorten, die bis zu 20 km voneinander entfernt sein können. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
WLAN-Richt-Antennen haben horizontal und vertikal oft sehr spitze Öffnungswinkel unter 10 Grad. Daraus kann ein hoher Antennengewinn bis über 20 dBi entstehen. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Diese 4x4-Patch-Array-Richt-Antenne hat zwei sehr ähnliche Öffnungswinkel von jeweils 20 Grad in der Horizontalen (Azimuth) und in der Vertikalen (Elevation). Daraus entsteht ein starker Antennengewinn von 18 dBi. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Durch Reflexion an Decken, Wänden und weiteren Hindernissen kommen die Wellen von zwei verschiedenen WLAN-Antennen zu unterschiedlichen Zeiten mit unterschiedlicher Qualität am Ziel an. Mittels Diversity-Verfahren pickt sich das WLAN-System blitzschnell immer die jeweils bessere Verbindung heraus - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Dieser WLAN Access Point von Symbol Technologies alias Motorola Mobility im Hotel Vier Jahreszeiten München nutzt zwei externe Antennen zur Interferenz-Reduzierung durch Diversity. Funktechnisch hängt der Kasten hier zwar ziemlich effizient, ästhetisch aber nicht ganz optimal, weil der Gast ihn sieht, wenn er in diese Ecke schaut. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Der „Netgear R7000 Nighthawk AC1900 Smart WLAN-Router“ kommt aus der Consumer- oder Semi-Profi-Ecke: Er braucht drei große, externe WLAN-Antennen, um nominal 1.300 Megabit brutto im 11ac-Modus bei 5 GHz zu schaffen. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Axel Simon und Ian Love von Hewlett-Packard demonstrierten eine weiße, runde Outdoor-Antenne, einen grauen Outdoor-Access-Point, einen weißen Indoor-AP, einen grauen WLAN-Switch und eine beigefarbene Power-over-Ethernet-Steckdose. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Robuste Outdoor-APs wie dieser von HP alias Hewlett-Packard sind gegen Wind, Sand, Regen und Schnee geschützt. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Dank Power-over-Ethernet kann man Access Points auch über das Ethernetkabel mit Strom versorgen. Hier zeigt Ian Love von Hewlett-Packard eine PoE-Dose für die Aufputz-Montage. So muss man keine gesonderte Stromleitung zum AP verlegen, was viel Geld sparen kann, wenn der AP an schwer zugänglichen Stellen montiert werden muss. - WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Viele Business-WLAN-APs und -Router haben eine Power-over-Ethernet-Buchse, so auch dieser WLAN-LTE-DSL-Router 1780EW-4G von Lancom Systems.
Um dies zu vermeiden, wird man in einem Unternehmensnetz nur eine Kanalbandbreite von 80 MHz oder 40 MHz Kanalbandbreite verwenden können, um so möglichst viele Funkzellen mit einem überlappungsfreien und damit störungsfreien Kanal zu betreiben. Diese Maßnahme reduziert zwar die erreichbare Bruttodatenrate für ein einzelnes Gerät, erhöht aber die maximale Anzahl der Clients, die sich mit dem Netz verbinden können und damit letztendlich die Gesamtleistung des Netzes.
Die zweite Verbesserung ist, dass ergänzend zur 64-stufigen Quadraturamplitudenmodulation (64-QAM) nun eine 256-stufige Quadraturamplitudenmodulation (256-QAM) hinzukommt. Voraussetzung für die Nutzung von 256-QAM ist ein sehr gutes Signal-Rauschverhältnis, das nur in einer sehr sauberen Funkumgebung in der Nähe des Access Points erreicht wird. Ist das Signal-Rauschverhältnis zu schlecht, schalten die Geräte auf 64-QAM zurück.
Allerdings ist ein hochperformanter Access Point beim Aufbau eines 802.11ac WLANs nur die halbe Miete - auf der anderen Seite stehen die Clients. Und hier ist bei Smartphones und Tablet PCs davon auszugehen, dass aus Platzgründen nur eine Antenne vorhanden ist und somit nur Mimo 1x1 möglich ist. Dies hat zur Konsequenz, dass am Ende nur eine Brutto-Datenrate von 293 Mbit/s erreicht wird, wenn man unterstellt, dass ein Client bei üblicher Entfernung nur 64-QAM nutzen kann.