Stimmt das eigentlich?

Als erstes möchte ich hier vorweg schon einmal ausführen, dass ich auf jeden Fall dieser Überzeugung bin: Wi-Fi 6 ist performanter! Vielleicht anders als die meisten erwarten würden, aber auf jeden Fall besser. Ich würde hier den Vergleich eines Kollegen aufgreifen. Es geht dabei nicht unbedingt um reine Geschwindigkeit, wie zum Beispiel bei einem hochgetunten Wagen, der wahnsinnig schnell auf der Autobahn, sprich auf der Geraden, ist. Sondern eher um Performance durch Effizienz. Eher wie ein perfekt abgestimmter Sportwagen – super Kurvenlage, hohe Beschleunigung, effizienter Verbrauch – usw.

Es geht also nicht um die reine, pure Geschwindigkeit, sondern um die Performance durch Effizienz. Warum das so ist? Diese Fragen würde ich gerne im Folgenden aufgreifen und meine Sicht der Dinge darstellen. Ich möchte kurz die vorherigen Standards aufgreifen und im Schnelldurchgang einmal die Features von Wi-Fi 6 betrachten.

Wahrscheinlich denken jetzt viele, habe ich schon gehört, gelesen, drei Vorträge besucht und außerdem habe ich damals gleich meine Infrastruktur mit den ersten verfügbaren Access Points aufgerüstet oder erneuert. Sollte dem so sein, sind Sie theoretisch bereits im Besitz einer hoch effizienten Infrastruktur. Ich wünsche Ihnen, dass die Access Points auch entsprechend geplant und montiert wurden, damit die Infrastruktur auch das tut, was sie soll. Und zwar das, was Wi-Fi 6 aus meiner Sicht nämlich wirklich besser kann: effizienter sein! Effizienz durch gute Planung, richtige Installation und Montage und auch dem korrekten Setup. Auch hier möchte ich den Vergleich meines Kollegen noch einmal aufgreifen. Nur die richtige Fahrwerkseinstellung, das richtige Motormanagement und die richtigen Reifen machen die Runde schnell. Nur das richtige Zusammenspiel vieler Einzelteile führt zum Erfolg. Denn genau wie beim Sportwagen kann das das falsche Setup die Performance zunichtemachen.

Die verschiedenen Standards

Schauen wir uns den WLAN Standard 802.11ax einmal ein wenig genauer an. Wo ist der Unterschied zum vorherigen Standard 802.11ac, dem vermeintlichen „Gigabit-WLAN“? Warum sollte der Standard soviel besser sein? Was macht er anders?

An dieser Stelle möchte ich die verschiedenen Entwicklungsstufen einmal Revue passieren lassen und mich vom Althergebrachten bis zum aktuellen Standard vorarbeiten. Interessant für diejenigen, die einmal kurz in die Technikhistorie einsteigen und ein wenig in Nostalgie schwelgen wollen. Also ein schneller Ausflug zurück in die Vergangenheit, danach im High Speed durch die WLAN Standards und dann „back to the future“ … oh sorry Gegenwart.

Ich denke, viele kennen noch das „gute, alte, robuste“ WLAN nach 802.11b oder .11g Standard. 54Mbit/s brutto Datenraten waren die Obergrenze. An dieser Stelle werde ich die älteren Standards nicht mehr erwähnen, reine 11Mbit/s Komponenten dürften mittlerweile wirklich verschwunden sein. Ich denke, ein guter Vergleich wäre ein Volvo 240 Kombi. Robust, nicht langsam, kriegt alles mit, tut seinen Dienst bis heute. Danach kam der Standard 802.11n (jetzt Wi-Fi 4 genannt) mit Datenraten bis zu 600Mbit/s (sehr theoretisch – praktisch meist bis zu 300Mbit/s). Hier sind wir schon bei einem VW Passat, etwas größerer Motor, neueres Baujahr. Wurde schon bequemer, schneller, leiser. Auf Wi-Fi 4 folgte dann das schnelle WLAN mit Wi-Fi 5 (802.11ac – das „Gigabit-WLAN“). Hier sind theoretisch Datenraten bis zu fantastischen 6,9 Gbit/s möglich. Aber auch hier wurden oder werden es praktisch meist nicht mehr als 400 oder 800Mbit/s sein. Ich sage mal Audi S4 oder Audi S6.

Jetzt kommt der neue Standard Wi-Fi 6 daher. Vergleichen wir doch auch diesen einmal. Hier sind wir theoretisch schon bei maximal 9,6 Gbit/s, die in der Praxis auf maximal 573Mbit/s oder 1147Mbit/s kommen. M Power BMW? Zum Beispiel M3 Touring. Irgendwelche Einwände?

 

Also ist er doch schneller,…

Ja, jetzt kann man sagen: „Siehste, passt doch! Wi-Fi 6 macht alles schneller“. Könnte man tun, ich wäre da immer noch etwas vorsichtiger. „Aber das sind doch um die 40 Prozent mehr Datendurchsatz (400 Mbit/s im Wi-Fi 5 zu 573 Mbit/s im Wi-Fi 6 Standard). Das ist doch schon ordentlich mehr Wumms, oder?“ Stimmt schon. Allerdings möchte ich dem ganzen einen kleinen Dämpfer verpassen. Nur weil ein LKW 800PS hat, ist er trotzdem schlussendlich nicht schneller als ein VW Polo.

In reinen Zahlen ausgedrückt mag das also durchaus stimmen. Unter bestimmten Umständen kann ich diese Datenraten erreichen. Dazu gehören hohe Signalstärken, Kanalbündelung und auch eine „saubere“ Umgebung im Hinblick auf das Frequenzspektrum. Vor allem der Punkt der Kanalbündelung ist der entscheidende Faktor. Die immer höheren Datenraten wurden von Standard zu Standard damit „erkauft“, dass immer mehr Kanäle gebündelt wurden. Bei Wi-Fi 4 waren es 40MHz Kanalbandbreite. Doppelt so viel wie im alten 802.11g Standard (Wi-Fi 3). Im Wi-Fi 5 (802.11ac) waren es dann schon 80 und 160Mhz, genauso wie im aktuellen Wi-Fi 6 Standard. Es gibt natürliche weitere technische Details, aber der Hauptgrund für die immer höheren Geschwindigkeiten liegt in den gebündelten Kanälen. Warum diese gebündelten Kanäle in der Realität eine schlechte Idee sind oder warum die kommende Erweiterung Wi-Fi 6E uns hier entscheidende Verbesserung verspricht, sind eigentlich schon Themen für den nächsten Blog Eintrag. Das sprengt an dieser Stelle den Rahmen. Halten wir hier einfach erst einmal fest, dass in fast allen Infrastrukturen, die mit mehr als einer Handvoll Access Points daherkommen, eine Kanalbandbreite von mehr als 40Mhz (und auch das nur in bestimmten Fällen) unglücklich ist.

Aber wie kommt es denn jetzt, dass Wi-Fi 6 schneller, besser, effizienter ist? Warum wird dann bei diesem Standard ständig von mehr Performance und „besser, schneller, höher, weiter“ gesprochen? Ist das alles nur ein Marketing-Gag, um neue Hardware zu verkaufen? Naja, mit der letzten Aussage hat man nie ganz unrecht, wenn man den entsprechenden Hersteller ärgern möchte. Die Antwort darauf gebe ich gerne am Schluss. Vorher einmal die kleinen technischen Kniffe, womit dies gelingt.

 

Noch mal ein wenig Technik

Fangen wir bei der Physik an. Sehr überspitzt, aber der Unterschied der beiden Standards Wi-Fi 5 (802.11ac) und Wi-Fi 6 (802.11ax) liegt hier begründet. Bei Wi-Fi 6 werden in diesem Fall wiederum Veränderungen und Verbesserungen sowohl an Layer 1 (Physik) als auch Layer 2 (MAC Layer) vorgenommen. Im Falle von 802.11ac sprach man in diesem Zusammenhang technisch von VHT (Very High Throughput), während man bei Wi-Fi 6 diese Kombination HE nennt (High Efficency). Da kommen wir der Sache schon näher.

Während sich der Standard 802.11ac vornehmlich der Geschwindigkeitssteigerung verschrieben hatte, versucht der aktuelle Standard das Medium Luft (Frequenzspektrum) effizienter zu nutzen. Es gibt die ganzen technischen Details wie 1024QAM, OFDMA als Modulation, BSS Colouring, TWT (Target Wake Time), Ressource Units und so weiter. In der Tiefe möchte ich diese gar nicht ausführen. Auch das wäre wieder ein eigenes Thema (so langsam füllen sich die Ideen).

Generell ist es so, dass mit dem neuen Coding Verfahren (1024QAM) wesentlich mehr Symbole in der Funkwelle codiert werden können als im vorherigen Standard. Das an sich sorgt natürlich schon für eine schnellere Übertragung  – oder besser gesagt für mehr Daten in derselben Zeit. Aber dies verlangt auch qualitativ bessere, hochwertigere Radiomodule, um diese Symbole zu kodieren und zu dekodieren. Dies in Verbindung mit dem BSS Colouring sorgt allein schon für eine bessere Performance. Wie?

BSS Colouring erlaubt vereinfacht gesprochen die Kennzeichnung gleicher Funkzellen (mit selbem Kanal) mit unterschiedlichen IDs (der Colour). Wi-Fi 6 Radiomodule erlauben höhere Toleranzen, ab wann ein Client senden darf (im Rahmen des Zugriffsverfahrens). Die Radiomodule können daher die Funkzellen anhand der BSS Colour identifizieren und mit diesen kommunizieren, obwohl eine andere Funkzelle (mit demselben Kanal) ebenfalls in der Nähe ist. Somit können Clients und Access Points mit dem neuen Standard besser kommunizieren (empfindlichere Radiomodule) und die Toleranz, wann ein Client senden darf, wird gesenkt (mehr Zugriffsmöglichkeiten auf das Medium). Wenn ich jetzt noch die neue Modulation OFMDA hinzunehme, mit der in einem (ursprünglichen) Kanal mehrere Clients gleichzeitig angesprochen werden können (parallel über die bereits angesprochenen Ressource Units) und noch die TWT hinzunehme (das Power Save Verhalten der Clients), dann kann ich das Medium wesentlich effizienter nutzen. Und wenn ich etwas effizienter nutzen kann (das Medium), dann wird auch meine Infrastruktur performanter. Hier greife ich nochmals Fahrwerk, Bremsen, Reifen und Tuning auf. Die Runde wird schneller. Wobei ich zugeben muss, dass gerade das Thema BSS Colouring und auch OFDMA eigentlich eher dafür sorgen, dass ich auf der vorher 3-spurigen Autobahn jetzt mit neun Autos nebeneinander fahren kann (wenn die Autos zueinander passen – sprich die WLAN Clients).

 

Also schneller oder effizienter?

Wie angesprochen, möchte ich an dieser Stelle die Hersteller erst noch einmal ein wenig in Schutz nehmen. Viel Marketing bedeutet nicht, dass es nicht durchaus sinnvolle Erweiterungen gibt. Diesen Punkt empfinde ich bei den neuen Wi-Fi 6 Access Points auf jeden Fall als gegeben. Der Standard fügt sich in den IT-Lifecycle sehr gut ein und bietet auch genügend Argumente, um bestehende Infrastrukturen älterer Generationen sinnvoll abzulösen, beziehungsweise zu ersetzen.

Kann man damit festhalten, dass die Marketingabteilungen und auch die allgemeine Meinung, dass der neue Standard „schneller“ ist, Recht haben? Das kann man durchaus so sehen. Jedoch sollte man verstehen, dass dies nicht im reinen Datendurchsatz begründet ist, sondern in der Funktionsweise des neuen Standards.

Nach diesem ganzen „Für und Wider“ möchte ich aber jetzt final auflösen. Steigert Wi-Fi 6 die Performance oder doch die Effizienz? Ja, auf jeden Fall – und zwar beides. Wi-Fi 6 ist nicht unbedingt schneller, aber mit einem richtigen Design ist es effizienter und somit performanter. Dafür gibt es aus meiner Sicht mehrere Gründe und ich unterschreibe beide Punkte. Der Standard ist wesentlich effizienter und steigert damit die Performance Ihrer WLAN-Infrastruktur, wenn alle Punkte sauber aufeinander abgestimmt sind. Das betrifft die Planung, die Hardware, die Konzeption, sowie die Konfiguration und vor allem auch die Clients. Oder anders gesagt: Ich kann schnell fahren, wirklich schnell, aber ich kann auch besser mit Hindernissen umgehen, mit engen Kurven und im dichten Verkehr besser überholen.

Somit ist schlussendlich beides richtig. Jedoch aus meiner Sicht etwas anders, als man es vielleicht im ersten Moment erwartet. Nur wenn alles sauber aufeinander abgestimmt ist, bekomme ich Performance durch die effektive Nutzung der mir zur Verfügung stehenden Ressourcen. Nur die entsprechende Planung und das richtige Design führen zum Erfolg!