WLAN-Schnittstellen zum 5G-Mobilfunk

IEEE-News: 10-GBit-WLAN, Light Communication, Ethernet im Auto

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Weniger rund läuft es in der Gruppe Advanced Access Network Interface (AANI), die sich der Frage widmet, wie 802.11 Teil von 5G werde könnte. Zunächst hatte sich die Mehrheit der 802.11-Teilnehmer dagegen ausgesprochen, eine eigene Variante der IMT-2020-Technologie gemäß den Eckpunkten der ITU-R zu entwickeln. Dann sollte AANI untersuchen, welche Schnittstellen erforderlich sind, damit die Mobilfunkindustrie 802.11 als Komplementärfunk nutzen kann. Da aber außer dem AANI-Vorsitzenden kaum jemand Beiträge einreicht, wird dieser vermutlich bald zurücktreten, um die Gruppe auflösen zu lassen.

Im Gegensatz zu den Auflösungstendenzen stand ein Vortrag der Juni-Tagung der WFA. Damit rief die Firma HPE dazu auf, die Grabenkämpfe zwischen 3GPP und WLAN-Industrie aufzugeben. Stattdessen sollen die WLAN-Firmen Schnittstellen entwickeln, um mehr Internetverkehr von den Mobilfunk- in die WLANs zu lenken und so besser mit der 5G-Entwicklung schrittzuhalten. Damit, so HPE, könne die WLAN-Industrie LTE-LAA ausstechen (die Mobilfunktechnik für unlizenzierte Frequenzen). Dann wären jegliche Debatten über eine feindliche Übernahme des 5-GHz-Frequenzbands durch den LTE-Mobilfunk obsolet.

Um WLAN attraktiver zu machen, will die WFA einige grundsätzliche Probleme angehen. Bis zum Ende dieses Jahres sollen die Verfahren Optimized Connectivity Experience (OCE) und Multiband Operation (MBO) fertiggestellt werden. Diese greifen auf einzelne Funktionen aus 802.11k (Radio Resource Measurement), 802.11v (Wireless Network Management) und 802.11r (Fast Roaming) zurück.

Derartiges Rosinenpicken ist bereits von proprietären Optimierungen von Apple und Cisco bekannt, wird mit dem Einzug von OCE und MBO in die zweite Fassung des WFA-Vantage-Programms aber einer viel größeren Geräte- und Benutzerbasis zugutekommen. Vantage verspricht nämlich besseres WLAN-Verhalten, sodass Clients zum Beispiel immer die schnellste oder nächstgelegene WLAN-Basis kontaktieren und auch leichter auf den richtigen Funkkanal geschubst werden können, ohne auf Lücken in der Norm oder herstellerspezifische Tricks vertrauen zu müssen.

Auf der Liste der Komponenten, die das Autogewicht hochtreiben, steht die Verkabelung an dritter Stelle. Ethernet kann mit seiner einfacheren Netztopologie helfen, Gewicht zu sparen und damit Spritkosten zu senken. (Bild: IEEE/Molex)

Zwei sehr lesenswerte Tutorials bezogen sich auf Ethernet für Automobilanwendungen und praktische Erfahrungen mit Power over Ethernet. Der "Ethernet im Automobil" gewidmete Vortrag erläutert unter anderem, wieviel Aufwand für Datenkommunikation bereits heute in PKWs getrieben wird – auf der Liste der Komponenten, die zum Autogewicht beitragen, steht die herkömmliche Verkabelung immerhin an dritter Stelle. Ethernet könne ältere Bussysteme wie CAN oder Flexray ersetzen und mit seiner einfacheren Netztopologie helfen, Gewicht zu sparen -- und zwar ohne Einbußen bei der Sicherheit.

Die als Time-Sensitive Networking (TSN) bezeichneten Optimierungen setzen nicht nur auf Synchronisierung, sondern erlauben auch, Netzkapazität für unterschiedliche Datenströme zu reservieren, Warteschlangen herstellerübergreifend und deterministisch zu steuern sowie weniger wichtige Datenübertragungen von wichtigeren unterbrechen zu lassen. Gerade das Unterbrechen langer Daten-Elefanten durch kurze Daten-Mäuse hilft allen, im Mittel schneller ans Ziel zu kommen, weil durch das Fragmentieren langer Datagramme Lücken entstehen, in die kurze Sendungen schlüpfen können.

Dass Daten außerdem noch gleichzeitig mehrfach auf getrennten Pfaden zum Ziel reisen können, erhöht die Zuverlässigkeit derart, dass sogar der Ausfall einzelner Netzelemente und -verbindungen unterbrechungsfrei überwunden werden kann.

Stromführende Kabelbündel sind im Auto ein heikles Thema, weil sie sich erwärmen und zwar um so mehr, je mehr Kabel ein Bündel enthält und je enger das Bündel gepackt ist. Mit Ethernet lässt sich die Anzahl der Kabel senken, was sich im Labor positiv auf die Wärmeentwicklung niederschlug. (Bild: IEEE)

Weil Ethernet über ein einzelnes Adernpaar nicht nur Daten befördert, sondern auch noch Strom liefert (Power over Datalines, PoDL), stellt die Netzwerktechnik alles bereit, um die Kabelanzahl im Pkw drastisch zu reduzieren. Dieses Merkmal stand im Mittelpunkt des zweiten Vortrags. Anhand von Messwerten führten die Autoren auf, mit welchen Verlustleistungen und der dadurch entstehenden Abwärme in verschiedenen Konfigurationen aus Kabelbündeln und –querschnitten zu rechnen ist.

Da PoDL-Ethernet bis zu 90 Watt Leistung transportiert, beobachteten die Autoren die Erwärmung von Bündeln aus 192 Ethernet-Kabeln bei Übertragung von bis zu 13,7 kW. Unter ungünstigen Bedingungen steigt die Temperatur um 40 Kelvin über die der Umgebung. In vielen Fällen bleibt die Erwärmung aber im grünen Bereich; die Zunahme betrug weniger als 20 K.

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