Neue WLAN-Standards

So schnell wird das Netz

Thomas Rau ist Ressortleiter Hardware bei der PC-WELT. Sein Spezialgebiet sind Notebooks: Seit 1998 testet er Business- und Consumer-Laptops sowie andere mobile Geräte für unsere Schwesterpublikation. Zu seinen Themenbereichen gehören außerdem WLAN und Netzwerke.
Mehr Tempo fürs Funknetz: Dafür sollen künftige WLAN-Standards sorgen. Die setzen mit neuer Technik auf Geschwindigkeitstricks, die Sie jedoch jetzt schon umsetzen können.
Ihr WLAN schnell wie nie!
Ihr WLAN schnell wie nie!
Foto: Shutter M - Shutterstock.com

Das WLAN kann nie schnell genug sein. Das ist eine Binsenweisheit, die Sie wahrscheinlich jeden Tag am eigenen Leib erfahren. Mit PC, Notebook, Tablet, Smartphone, Drucker und Smart-TV drängen immer mehr Geräte ins Funknetzwerk, die Bandbreite für sich beanspruchen. Und statt Webseiten und E-Mails schicken Sie jetzt Full-HD- oder sogar 4K-Filme durchs Heimnetz. Doch immer mehr Tempo ist eine Sache - die Bandbreite muss auch beim jeweiligen Gerät ankommen.

Diesen Herausforderungen stellen sich der aktuelle Standard 11ac sowie künftige WLAN-Standards: 802.11ad und 802.11ay wollen das Tempo bis auf 30 GBit/s steigern. 802.11ax und 802.11ah sollen dafür sorgen, dass jedes einzelne WLAN-Geräte mit einem garantierten Tempo überträgt. Dafür nutzen die künftigen Standards zahlreiche Vorgehensweisen, die Ihnen auch schon jetzt in einem WLAN mit 11n- oder 11ac-Komponenten Vorteile beim Datentransfer sichern können.

802.11ac: Der aktuelle WLAN-Standard wird noch schneller

WLAN-Router und -Komponenten mit dem Standard 802.11ac gibt es schon seit rund drei Jahren. Die schnellsten Router nutzen drei Antennen zum Übertragen: Pro Datenkanal kann 11ac maximal 433 MBit/s transferieren, was in der Summe 1,3 GBit/s ergibt. Dazu kommen noch 450 MBit/s über die Frequenz 2,4 GHz, weshalb die meisten Hersteller ihre Router als AC1750 bezeichnen.

In diesem Jahr drehen die Router erneut an der Tempo-Schraube - unter der Bezeichnung 11ac Wave 2: Mit vier parallelen Datenkanälen sollen über 2,5 GBit/s drin sein, manche Hersteller behaupten sogar, auf über 5 GBit/s zu kommen. So funktioniert die Technik: Das höhere Tempo erreichen die neuen Router durch mehr Antennen: Sie besitzen vier pro Frequenz, also insgesamt acht.

Damit lassen sich 1,733 GBit/s über 5 GHz übertragen und 600 MBit/s über 2,4 GHz. Zusätzliches Tempo liefern verbesserte Modulationsverfahren: Zum Beispiel beherrschen Router mit einem WLAN-Chipsatz von Broadcom das Verfahren NitroQAM. Diese 10-Bit-Modulation soll gegenüber der standardkonformen 8-Bit-Modulation 256-QAM rund 25 Prozent mehr Tempo liefern. Allerdings bekommen Sie dieses Tempoplus nur, wenn auch die Gegenstelle NitroQAM beherrscht.

Außerdem können die neuen Router auch Funkkanäle nutzen, die 160 MHz breit sind. Bei 11n ist ein Kanal maximal 40 MHz breit, bei der ersten 11ac-Generation sind 80 MHz möglich. Dafür belegen die Router die Kanäle 36 bis 64 sowie 100 bis 140. Die höheren Kanäle können sie aber nur nutzen, wenn sie Dynamic Frequency Selection (DFS) beherrschen: Mit dieser Technik erkennen sie, ob Radaranlagen auf diesen Kanälen funken, und wenn dies der Fall ist, müssen sie den Kanal wechseln. Aber auch WLAN-Clients müssen DFS beherrschen, damit sie sich mit maximalem Tempo mit dem Router verbinden können.

Bei aktuellen Routern ist aber wichtiger als hohes Tempo, dass sie viele Gegenstellen gleichzeitig versorgen können. Im WLAN bestimmt der langsamste Teilnehmer das Netzwerktempo: Auf jeder Frequenz werden die Daten hintereinander an die verschiedenen Gegenstellen übertragen. Schnelle WLAN-Clients müssen also länger warten, wenn ein langsamer WLAN-Adapter gerade mit dem Datentransfer dran ist - was vor allem bei kontinuierlichem Datentransfer, etwa Video-Streaming, das WLAN ausbremst.

Und da Smartphones und Tablets nur über eine oder zwei Antennen verfügen, kann ein schneller Router sie nie mit maximaler Geschwindigkeit anbinden. Dieses Problem soll Multi-User-Mimo (MU-Mimo) lösen. Dabei bedient der Router mehrere langsame Gegenstellen gleichzeitig und verstärkt per Beamforming das Sendesignal in Richtung des jeweiligen Empfängers. Dafür müssen Router und Gegenstelle MUMimo beherrschen, denn der Router passt die Übertragungskanäle und justiert die Sendeleistung seiner Antennen anhand von standardisierten Prüfpaketen, die die Gegenstellen zurückschicken. Außerdem müssen mindestens zwei WLAN-Clients MU-MIMO unterstützen, damit sich ein Tempovorteil ergibt.

Einige Router nutzen die Tri-Band-Technik, um zu verhindern, dass sich WLAN-Clients gegenseitig ausbremsen. Sie besitzen insgesamt drei Sende-Empfangs-Einheiten, zwei für 5 GHz und eines für 2,4 GHz. Der Routerprozessor verteilt die Gegenstellen dann anhand ihres Tempos über diese drei WLANs. Deshalb bezeichnen die Hersteller ihre entsprechenden Produkte frech mit AC5300 oder gar AC5400: Sie zählen einfach die Maximalgeschwindigkeiten über jedes WLAN zusammen.

Das ergibt dann 2167 MBit/s für jedes 5-GHz-WLAN plus 1000 MBit/s für die 2,4-GHz-Frequenz - macht in Summe 5334 MBit/s bei einem Router mit jeweils vier Antennen pro Frequenz sowie der proprietären NitroQAM-Modulation. Die Datenraten in der Praxis sind davon weit entfernt, weil kaum ein WLAN-Adapter vier Antennen besitzt. Außerdem nutzt eines der beiden 5-GHz-WLANs ausschließlich die höheren Funkkanäle: Wenn keine Gegenstelle aufgrund fehlenden DFS darauf übertragen kann, liegt ein WLAN brach, und es kommt wieder zum Stau bei der Datenübertragung.

So setzt etwa Netgear mit seinem WLAN-Router Nighthawk X8 auf die Tri-Band-Technik. Der Router sortiert die Clients dabei je nach ihrem Tempo in drei unterschiedliche Funknetze.
So setzt etwa Netgear mit seinem WLAN-Router Nighthawk X8 auf die Tri-Band-Technik. Der Router sortiert die Clients dabei je nach ihrem Tempo in drei unterschiedliche Funknetze.

Laut Standard kann 11ac bis zu acht parallele Datenströme nutzen. Damit und mit 160-MHz-Kanälen würden 11ac-Router bis zu 6,93 GBit/s übertragen. Ob es aber entsprechende Geräte geben wird, ist unklar: Je mehr Antennen im Router stecken, desto teurer und komplexer wird die Herstellung. Außerdem wird es kaum passende Gegenstellen mit mehr als vier Antennen geben, weil in USB-Adaptern, Notebooks und Smartphones dafür kein Platz ist.

Diese Produkte gibt es: Einige Wave-2-Router sind schon verfügbar oder angekündigt. Von AVM wird es die Fritzbox 7580 geben mit 2,53 GBit/s, acht Antennen und MU-Mimo. Ihr Preis ist noch nicht bekannt. Das gleiche Tempo verspricht Netgear mit dem Nighthawk X4S R7800 für rund 280 Euro.

Auf die teurere Tri-Band-Technik und Nitro- QAM setzen unter anderem Asus mit dem RTAC5300 für rund 450 Euro, D-Link mit dem DIR-895L (Preis noch nicht bekannt), Netgear mit dem Nighthawk X8 R8500 (Preis rund 440 Euro) sowie TP-Link mit dem Archer C5400 (Preis noch nicht bekannt).