Gigabit-WLAN

Bis zu 7 GBit/s im 60 GHz-Band: Das steckt hinter WLAN-ad

WLAN-ac etabliert sich gerade erst, da verspricht WLAN-ad schon noch höhere Datenraten - bis zu 7 GBit/s brutto sollen erreicht werden. Wir erklären, wie diese realisiert werden können und wozu man sie brauchen könnte.
Von Susanne Kirchhoff
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WLAN-ad ist für Datenübertragungen über kurze Entfernungen konzipiert, typischerweise in einem geschlossenen Raum innerhalb von 10 Metern Reichweite. Als Beispiel für den Einsatz geben die Verfechter von WLAN-ad daher immer wieder das drahtlose Übertragen von unkomprimierten Videostreams in HD-Auflösung im heimischen Wohnzimmer an, etwa vom Medien-Server oder -Receiver zum TV.

Durch die kurze Wellenlänge sind Übertragungen im 60-GHz-Band besonders störanfällig. Ein Videoabend im Heimkino würde jedes Mal unterbrochen, wenn jemand durch die Sichtverbindung zwischen DVD-Player und TV läuft. Um das zu vermeiden, setzt WLAN-ad auf Beamforming. Für das 60-GHz-Band sind aufgrund der Wellenlänge von ca. 5 Millimetern sehr kleine Antennen im Einsatz. Dadurch ist es möglich, für die Übertragung sogenannte adaptive, integrierte Antennen-Arrays zu nutzen. Mit diesen ist es möglich, für jede Antenne blitzschnell Phasen­verschiebungen ihres Signals vorzunehmen, so dass alle Antennen gemeinsam einen gebündelten Strahl ("Beam") erzeugen. So entsteht quasi eine Micro-Richtantenne. Das Ziel dabei ist, in Echtzeit den best­möglichen Übertragungs­weg zum Empfänger zu wählen.

Geräte mit WLAN 802.11ad

Dell D5000Drahtlose Dockingstation Dell D5000 mit WLAN 802.11ad Das erste Gerät auf dem Markt mit WLAN-ad war die Laptop-Docking­station D5000 von Dell. Sie bringt die Signale von Netzwerk, Monitor und anderen Geräten drahtlos auf den Laptop. Die drahtlose Docking­station ist allerdings nur mit bestimmten Business-Notebooks von Dell zusammen nutzbar, die ebenfalls WLAN-ad unter­stützen. Die dazu notwendigen internen Adapter stammen vom 60-GHz-Chip-Spezialisten Wilocity.

Im Test von pcworld.com war die erzielte Datenrate doch etwas ernüchternd: Bei den meisten Anwendungen lag sie bei bis zu 100 MBit/s. Zudem war die Verbindung nur im Umkreis bis zu zwei Metern um die Docking­station stabil. Trotzdem war das Fazit der Tester insgesamt positiv.

Der Chip-Entwickler Wilocity wurde im Sommer 2014 von Qualcomm übernommen und das Unternehmen kündigte an, dass der mobile Prozessor Snapdragon 810 WLAN auf 2,4, 5 und 60 GHz unterstützen werde. Die ersten Smartphones mit Snapdragon 810 sollen aber nicht vor dem Frühjahr 2015 erscheinen.

Hoher Datendurchsatz oder Energie sparen

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Für IEEE 802.11ad sind drei verschiedene Operationsarten definiert. Diese müssen jedoch nicht in jedem Gerät implementiert sein. So kann die Über­tragung wahlweise auf einen sehr hohen Datendurchsatz, eine besonders robuste Übertragung oder geringen Energie­verbrauch optimiert sein.

Im Single-Carrier-Modus sind Brutto­datenraten von 385 MBit/s bis zu 4,6 GBit/s möglich. Im Energie­sparmodus sind "nur" bis zu 2,5 GBit/s möglich. Dieser ist etwa für den Einsatz mit dem Smartphone oder Tablet gedacht.

Übersicht verbreiteter Standards der IEEE-802.11-Familie

IEEE-WLAN-
Standard
Frequenz-
band
Kanal-
breite
(in MHz)
Antennen-
technik
Max. Datenrate
pro Strom
brutto
(in MBit/s)
Max. Datenrate zu einem Endgerät
brutto
(in MBit/s)
802.11b 2,4 GHz 5 SISO 11 11
802.11g 2,4 GHz 5 SISO 54 54
802.11n 2,4 GHz
5 GHz
5-40 MIMO 150 600
802.11ac 5 GHz 20-160 MU-MIMO 867 3340
802.11ad 60 GHz 2100 Beamforming 6930 6930
Stand: November 2014.
SISO Single Input - Single Output: Je eine Antenne an Sender und Empfänger, ein Datenstrom
MIMO Multiple Input - Multiple Output: Mehrere Antennen sowohl an Sender als auch Empfänger für mehrere Datenströme
MU-MIMO Multi-User MIMO: Die Datenströme für verschiedene Nutzer können gleichzeitig über verschiedene Antennen übertragen werden.
Beamforming Eine Vielzahl von Antennen (Antennen-Array) erzeugt durch den koordinierten Phasenversatz ihrer Abstrahlung ein gemeinsames gebündeltes Signal für den Empfänger.
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