Weniger Warten durch zentrale Koordination

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Wie in LTE nimmt damit aber die Paketlaufzeit zu, da die WLAN-Basis erst einmal wissen muss, wer wieviel zu senden hat. Insgesamt überwiegen jedoch die Vorteile, da das bis dato bei 802.11 genutzte Kanalzugriffsverfahren den Anforderungen nicht mehr gewachsen ist; besonders in dicht besiedelten Gebieten mit hoher WLAN-Verbreitung führt es zu unnötig schlechter Auslastung des Funkkanals. Zugunsten höherer Effizienz bricht 802.11ax also mit bisherigen Konventionen und kann mit Fug und Recht als Zäsur in der Tradition der WLAN-Entwicklung angesehen werden.

Das mit großem Tamtam in der zweiten Generation von 802.11ac-Chips eingeführte Multiuser-MIMO (MU-MIMO) wird auch bei 802.11ax zunächst auf die Abwärtsstrecke, also von der WLAN-Basis zum Client (Downlink, DL) beschränkt bleiben. Mit DL MU-MIMO sendet eine Base räumliche getrennte Datenströme an zwei oder mehr Clients gleichzeitig. Anders als bei OFDMA sendet oder empfängt bei MU-MIMO jeder Client im gesamten Frequenzband, und Datenpakete werden über mehrere Antennen auf unterschiedliche Ausbreitungspfade (räumlich getrennte Datenströme) gelotst.

Die 802.11ax-Norm fügt Uplink MU-MIMO als Option hinzu. Damit können zwei oder mehr Clients auf Geheiß der Basis gleichzeitig Daten an sie senden. Dabei muss jedoch nicht nur das Timing der Clients stimmen, sondern auch Frequenzverschiebungen minimiert werden und genügend unterschiedliche Ausbreitungspfade verfügbar sein. Weil 802.11ax mit OFDMA aber bereits ein Verfahren einführt, das gleichzeitige Clientübertragungen ermöglicht, hat sich die WFA gegen eine Aufnahme von UL MU-MIMO in ihr erstes 802.11ax-Zertifizierungsprogramm ausgesprochen.

Dennoch ist das Interesse der Chip-Hersteller an 11ax groß. Nachdem Quantenna schon 2016 und Anfang 2017 dann Qualcomm mit der Ankündigung von Produktmustern vorpreschten, stieß im August 2017 auch Broadcom hinzu. Aber die Markteinführung von zertifizierten Geräten wird noch auf sich warten lassen. Denn wie aus gewöhnlich gut unterrichteten Kreisen zu hören war, liegen die Arbeiten am zugehörigen WFA-Zertifizierungsprogramm aktuell deutlich hinter dem – ohnehin sehr optimistischen – Zeitplan. Dennoch erwarten einige Hersteller nach wie vor eine Verabschiedung des Programms bereits im Dezember 2019.

Doch aufgrund des neuen OFDMA-Verfahrens (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), mit dem sich die WLAN-Industrie noch vertraut machen muss, erscheint es aktuell realistischer, mit einer Markteinführung erst ab 2020 zu rechnen – Pessimisten nennen auch schon mal das Jahr 2021. Vorher könnten aber durchaus schon Produkte ohne Zertifizierung auf dem Markt erscheinen, die dann gemäß irgendeinem 11ax-Zwischenstand funken. Manche Hersteller fühlen sich nämlich durch aufstrebende Alternativtechniken wie MuLTEfire und LAA-LTE unter Zugzwang. Das legen einige Produktmusterankündigungen bereits jetzt nahe. Den Kunden bleibt zu wünschen, dass ihnen das Chaos erspart bleibt, das die Pre-802.11n-Produkte seinerzeit verursachten. Große Hoffnung besteht jedoch nicht.

Mit dem am 5. Oktober veröffentlichten Entwurf 2.0 der IEEE-Norm 802.11ax sind die verbliebenen 1500 Kommentare, die während der Abstimmung über die erste Fassung der Norm eingingen, beantwortet worden. Die Arbeitsgruppe TGax ist zuversichtlich, die nun begonnene zweite Abstimmungsrunde mit deutlicher Zustimmung überstehen zu können. Spätestens zur November-Tagung wird das Abstimmungsergebnis bekannt gegeben.

Damit würde 802.11ax zur Erweiterung von 802.11-2016 und noch vor Verabschiedung der nächsten Hauptfassung 802.11-2020 erscheinen. Diese Hauptfassungen werden von der Maintenance-Gruppe erarbeitet, die sich im Mai zum vierten Mal konstituiert hat und TGmd genannt wird. Ihre Aufgabe ist die Integration der Norm 802.11-2016 mit den Erweiterungen 802.11ai (Fast Initial Link Setup), 802.11ah (Sub 1 GHz), 802.11aq (Pre-Association Discovery), 802.11ak (General Link) und 802.11aj (Chinese Millimeterwave) in die nächste Hauptfassung der Spezifikation 802.11-2020.

Wenn TGax das erwartete Tempo halten kann, würde auch 802.11ax noch in diese Hauptfassung integriert werden. Deshalb schlug ein Mitarbeiter von HPE im Juli vor, die 11ax-Projektziele dahingehend zu ändern, dass auch Frequenzen zwischen 5,925 GHz und 7,125 GHz berücksichtigt werden. Obschon noch gar nicht klar ist, ob der US-amerikanische Regulierer FCC und seine europäische Pendants dem Wunsch der Wi-Fi-Industrie entgegenkommen werden, will TGax schon jetzt vorbereitet sein und ein Kanalraster samt Nummerierung festlegen. Diese Nummerierung würde durch 802.11ax allgemein Eingang in 802.11-2020 finden und somit auch älteren 802.11n oder 802.11ac-Geräten dienen, falls deren Hersteller sie mit Firmware-Updates für mehr Spektrum ertüchtigen. Nachdem Qualcomm bereits 2016 davor warnte, dass WLAN künftig zu wenig Funkspektrum zur Verfügung stünde, hat sich die WFA dem Ruf nach weiteren Funkkanälen angeschlossen.

Und die gut geölte Industrie-Lobby sorgt dafür, dass das Thema nun auch in ETSI und im Electronic Communications Committee (ECC) der European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT) diskutiert wird. Entsprechende Studien in Europa werden sich zunächst auf Frequenzen bis 6,425 GHz beschränken. Ob der in den USA anvisierte Bereich von 6,425 GHz bis 6,725 GHz oder sogar bis 7,125 GHz auch Berücksichtigung findet, hängt besonders davon ab, ob WLANs in diesem Bereich Rücksicht auf primäre Nutzer wie Richtfunkstrecken nehmen können. Mit Stolz verweisen die Wi-Fi-Hersteller dabei immer auf die Dynamic Frequency Selection (DFS), mit der sie im 5-GHz-Spektrum schon heute den primären Radarnutzern Vorrang geben. Ein ähnliches Verfahren wird für das 6-GHz-Spektrum noch zu entwickeln sein, um Richtfunkverbindungen vor Störungen durch Wi-Fi zu bewahren.

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