18.07.2012, 08:00

Thomas Rau

Die nächste WLAN-Generation

802.11ac: Was das Gigabit-WLAN so schnell macht

Gigabit-WLAN: Router mit dem neuen Standard 802.11ac wie der Netgear R6300 bringen hohes Tempo ins Funknetzwerk ©Netgear

Die nächste WLAN-Generation steht vor der Tür: Die ersten Router mit dem neuen Standard 802.11ac sollen schon in den nächsten Wochen auf den Markt kommen. PC-WELT erklärt, wie das Gigabit-WLAN funktioniert und welches Tempo Sie erwarten dürfen.
Im Kabel-Netzwerk ist Gigabit-Tempo schon lange Standard, aktuelle Powerline-Geräte übertragen immerhin 500 MBit/s über die Stromleitung. Nur WLAN bleibt zurück: Aktuelle 11n-Geräte schaffen mit drei gleichzeitigen Datenströmen maximal 450 MBit/s, was viele Hersteller großzügig auf 900 MBit/s hoch rechnen, wenn ein Router parallel über 2,4 und 5 GHz übertragen kann.
 
Doch ein neuer WLAN-Standard geht schon an den Start: Mit dem Standard 802.11ac stößt WLAN in den Gigabit-Bereich vor – bis zu 3,5 GBit/s sollen damit möglich sein. Die ersten 11ac-Router werden immerhin bis zu 1750 MBit/s schnell sein. Dabei bleiben alle ac-Geräte abwärtskompatbiel zu den bestehenden WLAN-Standards 11b, 11g und 11n. Das maximale Tempo gibt es aber natürlich nur, wenn 11ac-Komponenten miteinander Daten austauschen. Die wichtigsten Unterschiede zwischen 11ac und 11n sehen Sie in der Tabelle.
11ac 11n
Übertragung über 5 GHz vorgeschrieben 5-GHz-Übertragung nur optional
Kanalbreite 80 MHz und 160 MHz möglich Kanalbreite maximal 40 MHz
Modulation: 256-QAM Modulation: 64-QAM

Was 802.11ac verspricht

Den Herstellern kann es gar nicht schnell genug gehen mit 11ac: Sie sehen goldene Zeiten auf sich zukommen, denn immer mehr Geräte im Heimnetz brauchen Zugang zum WLAN: In Deutschland soll es 2016 pro Kopf 5,5 vernetzte Geräte geben, derzeit sind es 2,9. Außerdem werden nicht nur Mails und Webseiten per Router im Heimnetz verteilt, sondern vor allem Videos – je hochauflösender, desto mehr Bandbreite benötigen sie. 2016 sollen Videos 63 Prozent des gesamten Internetverkehrs ausmachen.
 
WLAN will mit 802.11ac dafür vorbereitet sein: Immer mehr Geräte mit immer größerer Bandbreite und höherer Reichweite per Funk zu vernetzen. Mehrere Full-HD-Video-Streams sollen dann kein Problem mehr für das WLAN sein. Das höhere Tempo gegenüber 11n gewinnt der neue Standard über Verbesserungen bei der 5-GH-Frequenz. Über 2,4 GHz bleibt alles beim Alten: Auch 11ac-Geräte liefern derzeit dort maximal 450 MBit/s, wenn sie drei Datenströme (spatial streams) gleichzeitig übertragen und dabei breite Funkkanäle mit 40 MHz belegen.

Wo das Tempo bei 11ac herkommt

Da allerdings alle 11b-, 11g- und die meisten 11n-Geräte über 2,4 GHz funken, ist dieses Frequenzband häufig überbelegt – die WLANs stören sich gegenseitig. Mehr Freiraum bietet der 5-GHZ-Bereich: Deshalb müssen 11ac-Geräte diese Frequenz unterstützen, bei 11n war nur 2,4 GHz vom Standard vorgeschrieben. 11ac-Geräte können dort Funkkanäle nutzen, die 80 oder 160 MHz breit sind. Außerdem kann 802.11ac eine effektivere Modulation nutzen: Das Verfahren OFDM nutzt 256-QAM als Modulationsschema, während 11n nur 64-QAM unterstützte. Damit ergibt sich pro Datenstrom eine Transferrate von 433 MBit/s, während 11n nur auf 150 MBit/s kommt. Bei drei gleichzeitigen Datenströmen, also mit drei Sende- und Empfangsantennen (MIMO-Technik ), kommt ein 11ac-Router auf 1300 MBit/s über 5 GHz. Zählt man dann noch die maximal 450 MBit/s über 2,4 GHz dazu, erreicht er eine Datenrate von 1750 MBit/s.
 
Mit 160 MHz breiten Funkkanälen ließen sich schon mit zwei parallelen Datenströmen 1733 MBit/s erzielen. Allerdings gibt es derzeit noch keine WLAN-Chipsätze, die 160-MHz-Kanäle beherrschen. Mit den breiteren Kanälen wird es allerdings auch im 5-GHz-Band langsam eng: Bei 80-MHz-Kanälen können nur fünf 11ac-WLANs störungsfrei nebeneinander funken, bei 160-MHz-Kanälen wären es nur noch zwei.

Beamforming: Bei 11ac jetzt endlich nutzbar

Für stabilere WLAN-Verbindungen soll bei 802.11ac die Beamforming-Technik sorgen: Die Antennen im Router arbeiten dabei zusammen, um in Richtung des Empfängers ein stärkeres Signal zu senden. Üblicherweise arbeiten WLAN-Antennen als Rundstrahler, funken also in jede Richtung mit gleicher Stärke - egal, ob dort ein Empfänger steht oder nicht. Beamforming kann auch von 11n-Routern genutzt werden. Allerdings ist diese Technik dort nicht standardisiert. Das wird sich mit 11ac ändern, sodass auch zwischen WLAN-Geräte unterschiedlicher Hersteller Beamforming zuverlässig funktioniert.


Warum sich 11ac schnell durchsetzen wird

Die Hersteller sind zuversichtlich, dass sich 11ac schneller durchsetzt als der Vorgänger 11n. Der neue Standard ist noch nicht endgültig verabschiedet – das soll erst im Januar 2013 passieren. Die technischen Grundlagen sind allerdings schon festgeschrieben, so dass sich die Hersteller trauen, Geräte auf den Markt zu bringen. Derzeit ist der Standard im zweiten Entwicklungsschritt (Draft 2.0). Als die ersten 11n-Geräte 2006 auf den Markt kamen, war dieser Standard erst bei Draft 1.0. Bis zum Draft 2.0 änderte sich so viel, dass sich die meisten der frühen 11n-Geräte auch per Firmware-Update nicht auf den Draft-N-Status bringen ließen und daher Kompatibilitätsprobleme hatten. Es folgte der Draft 4.0 im Mai 2008, erst im September 2009 wurde der 11n-Stanmdard endgültig ratifiziert.
Mit der schnellen Einführung von 11ac wollen die Hersteller auch das Chaos vermeiden, das beim Übergang von 11g zu 11n einsetzte: Da der schnellere Standard auf sich warten ließ, entwickelten Chipsatz-Anbieter wie Atheros (Super-G), Broadcom (g High Speed Mode) und Texas Instruments (g++) WLAN-Chipsätze, die Funktionen von 11n vorwegnahmen, untereinander aber nicht vollständig kompatibel waren.
WLAN-Chips mit 11ac sollen außerdem deutlich sparsamer arbeiten als beim Vorgänger-Standard. Daher soll es spätestens im nächsten Jahr schon zahlreiche Smartphones und Tablets geben, die mit 11ac arbeiten. Je mehr mobile Clients den Standard unterstützen, desto schneller werden die Kunden ihr WLAN auf 11ac umrüsten wollen, so das Kalkül der Hersteller.

Wann die ersten 11ac-Geräte auf den Markt kommen

Zahlreiche Hersteller wollen in Kürze 11ac-Router auf den Markt bringen. Die meisten werden wohl mit einem Chipsatz von Broadcom arbeiten: Dieser Hersteller hat als erster 11ac-Komponenten entwickelt. Netgear hat den R6300 Wireless Router für Juli zum Preis von 229 Euro angekündigt. Er überträgt drei Datenströme parallel über 2,4 und 5 GHz und kommt damit auf maximal 1750 MBit/s. Einen simultanen Zwei-Stream-Router, den R6200 Wireless Router, sowie den USB-Adapter A6200für 802.11ac will Netgear für 199 beziehungsweise 79 Euro ab September und Oktober verkaufen.
Ab September soll auch der 11ac-Router von Cisco zu haben sein: Der AE6500 funkt ebenfalls auf 2,4 und 5 GHz und überträgt maximal 1750 MBit/s. Als Gegenstelle gibt es den Universal Media Connector, der nur über die 5-GHz-Frequenz funkt. Was die 121ac-Geräte kosten sollen, sagt Cisco noch nicht.
Ab August will Belkin seine ac-Routerfamilie in Europa verkaufen. Trendet stellte auf der Computex zwei ac-Geräte mit einer maximalen Datenrate von 1750 MBit/s vor: Wann der Router TEW-812DRU und die Media Bridge TEW-800MB erhältlich sind, ist noch unklar. Der Router ist im Internet aber schon bei einem Händler zum Preis von 220 Euro gelistet.
Auch Buffalo will bald einen ac-Router bei den Händler stehen haben: Auch der WZR-1750H wird einen Broadcom-Chip nutzen und simultan über 2,4 und 5 GHz bis zu 1750 MBit/s erreichen. Als Gegenstelle für Clients soll die Media Bridge WLI-TX4-1300H dienen.
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