802.11ac
802.11ac
Die meisten im Handel verfügbaren WLAN-Geräte unterstützen den n-WLAN-Standard (802.11n) und erreichen damit Übertragungsraten von maximal 450 Mbit/s. Die meisten dieser n-WLAN-Geräte funken ausschließlich im 2,4-GHz-Band, manche unterstützen zusätzlich auch Verbindungen bei 5 GHz. Im Gegensatz zu n-WLAN mit 2,4 GHz (und optional 5 GHz) beschreibt der neue, sehr viel schnellere WLAN-Standard 802.11ac ausschließlich Funkverbindungen im 5-GHz-Band.
Der Grund: Das 2,4 GHz-Band ist über den n-WLAN-Standard bereits weitgehend ausgereizt, da in diesem Frequenzband nur 80 MHz für die Übertragung von Daten genutzt werden können. Noch schnellere Übertragungsraten als 450 Mbit/s, wie sie von den derzeit schnellsten n-WLAN-Geräten (zumindest theoretisch) erreicht werden, lassen sich im engen 2,4-GHz-Band nicht realisieren.
Im 5-GHz-Band stehen hingegen mehr als 300 MHz Bandbreite zur Verfügung, die der neue 802.11ac-Standard zur Übertragung nutzen kann. Obwohl die ersten verfügbaren AC-Router nur einen Teil dieser Bandbreite im 5-GHz-Band nutzen, erreichen sie damit bereits die dreifache Übertragungsrate eines schnellen n-WLAN-Routers.
Steigerung der Bandbreite
Die enorme Steigerung der Übertragungsrate bei ac-WLAN wird durch verschiedene Maßnahmen erreicht: Zum einen vergrößert 802.11ac die Übertragungsbandbreite einer WLAN-Verbindung auf 80 MHz (optional sogar bis 160 MHz). Zum Vergleich: Bei 802.11n liegt die maximale Bandbreite einer Datenverbindung bei 40 MHz.
Denn im Vergleich zum 2,4-MHz-Band bietet das 5-GHz-Band eine drei- bis viermal mal so große Anzahl an nutzbaren Übertragungskanälen.
Eine weitere Steigerung der Geschwindigkeit erfolgt durch eine leistungsfähigere Kodierung des Datenübertragungssignals über die so genannte Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM). Und schließlich lassen sich mit ac-WLAN die Anzahl der parallelen Datenströme (MiMo) auf bis zu acht erhöhen, während beim n-WLAN-Standard maximal vier MiMo-Streams definiert sind.
Beamforming
Für stabilere Verbindungen sorgt außerdem das im 802.11ac-Standard festgeschriebene Beamforming. Hierbei ermittelt der AC-Router über seine Mehrfachantennen den jeweils besten Verbindungsweg zum WLAN-Client. Beamforming erlaubt es dem Router bis zu einem gewissen Grad, sein Funksignal auf den WLAN-Client auszurichten und Hindernissen auszuweichen.
Volle Kanalnutzung nur mit DFS und TCP
Ein Großteil der im Handel erhältlichen Router mit ac-WLAN-Modulen („AC-Router“) nutzen ausschließlich den untersten Frequenzblock im 5-GHz-Band mit den Kanälen 36 bis 48 (Stand Juni/2013). Bei einer Funkverbindung zu einem ac-WLAN-Client wird dieser Block vom 80-MHz-breiten Übertragungskanal dann auch komplett belegt. Falls der Nachbarn sein Heimnetz ebenfalls auf ac-WLAN umrüstet, funkt dessen AC-Router ebenfalls auf den Kanälen 36 bis 48. Das wirkt sich dann zwangsläufig auf die Übertragungsleistung beider WLAN-Netze aus, die jeweils deutlich herabgesetzt wird.
Um auf alternative, ungenutzte 5-GHz-Kanäle ausweichen zu können, müssen WLAN-Geräte nach dem 802.11ac-Standard den automatischen Frequenzwechsel (Dynamic Frequency Control, kurz DFS) beherrschen und bei Bedarf auch ihre Sendeleistung reduzieren können (Transmit Power Control, kurz TCP). Ohne die Unterstützung dieser beiden Techniken darf das übrige 5-GHz-Frequenzspektrum mit den Kanälen nicht genutzt werden.
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