Whitepaper. Leitfaden für die ac Migration Die Technik, die hinter ac steckt. bintec elmeg. Teldat Group Company

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1 Whitepaper Leitfaden für die ac Migration Die Technik, die hinter ac steckt bintec elmeg Teldat Group Company

2 bintec Leitfaden für die ac Migration Die Technik, die hinter ac steckt Allgemein ac ist ein neu entwickelter WLAN-Standard, um dem immer größeren Bandbreitenbedarf gerecht zu werden. Dieser stellt ein Update zum bisherigen.11n Standard dar und ist abwärtskompatibel zu WLAN-Clients, die noch nach älteren WLAN-Standards (802.11a/b/g/n) arbeiten. Dabei arbeitet ac ausschließlich im 5 GHz Band. Access Points, die.11ac unterstützen, sollten daher immer Dual-Radio Access Points sein, um so gleichzeitig im 2,4 GHz Band und im 5 GHz Band aktiv zu sein. MIMO von 1x1 bis 8x8 Die MIMO (Multiple Input, Multiple Output) Technik ist schon vom n Standard bekannt und beschreibt die Anzahl der Empfangsantennen und die Anzahl der Sendeantennen. Einige Hersteller verbauen in ihre Geräte Chipsätze, die mehr Sendeantennen als Sendestreams ermöglichen aus diesem Grund wird häufig die Schreibweise MIMO 3x3:2 verwendet. MIMO 3x3:2 bedeutet, dass es sich hier um ein Gerät mit drei Sendeantennen aber nur mit zwei Sendestreams handelt. Die Performance eines derartigen Gerätes liegt im Bereich eines MIMO 2x2:2 Gerätes. Als Faustformel gilt, dass ein MIMO 2x2:2 Gerät den doppelten Datendurchsatz gegenüber eines Gerätes mit MIMO 1x1:1 Technik erzielt. Dabei ist zu beachten, dass bei einer drahtlosen Verbindung zwischen einem WLAN Access Point und einem WLAN-Client der maximal erzielbare Datendurchsatz immer vom Gerät mit dem kleinsten MIMO festgelegt wird. Die derzeit lieferbaren ac Access Point Chipsätze unterstützen maximal MIMO 4x4. VHT MCS Index Modulation & Coding 20 MHz 40 MHz 80 MHz 0 BPSK 1 / 2 14,4 Mbit/s 30 Mbit/s 65 Mbit/s 1 QPSK 1 /2 28,9 Mbit/s 60 Mbit/s 130 Mbit/s 2 QPSK 3 / 4 43,3 Mbit/s 90 Mbit/s 195 Mbit/s 3 16-QAM 1 /2 57,8 Mbit/s 120 Mbit/s 260 Mbit/s 4 16-QAM 3 / 4 86,7 Mbit/s 180 Mbit/s 390 Mbit/s 5 64-QAM 2 / 3 115,6 Mbit/s 240 Mbit/s 520 Mbit/s 6 64-QAM 3 / 4 130,3 Mbit/s 270 Mbit/s 585 Mbit/s 7 64-QAM 5 / 6 144,4 Mbit/s 300 Mbit/s 650 Mbit/s QAM 3 / 4 173,3 Mbit/s 360 Mbit/s 780 Mbit/s QAM 5 / 6 n/a 400 Mbit/s 867 Mbit/s Erzielbare Bruttoraten bei einem MIMO 2x2:2 System Der ac Standard definiert Systeme von MIMO 1x1 bis zu MIMO 8x8. Da eine Antenne in der Regel gleichzeitig als Empfangsantenne und als Sendeantenne im Multiplex genutzt wird, haben wir es hier mit Geräten zu tun, die eine Antenne (MIMO 1x1) oder bis zu acht Antennen (MIMO 8x8) verwenden. Die erste Zahl gibt die Anzahl der Empfangsantennen an. Die letzte Zahl bei der MIMO-Bezeichnung gibt die Anzahl der Sendeantennen an üblicherweise ist dies auch gleichzeitig die Anzahl der Sendestreams. Die Anzahl dieser Sendestreams hat einen entscheidenden Einfluss auf die maximal erzielbare Performance eines Gerätes. Kanalbandbreiten Neben dem MIMO hat die verwendete Kanalbandbreite einen direkten Einfluss auf den maximal erzielbaren Datendurchsatz. Bei an Geräten sind Kanalbandbreiten von 20 MHz und von 40 MHz Bandbreiten möglich. Der maximal erzielbare Datendurchsatz bei einem n MIMO 2x2:2 System mit 40 MHz Bandbreite liegt bei 300 Mbit/s. Der neue ac Standard definiert Kanalbandbreiten von 20 / 40 / 80 und 160 MHz. Derzeitige Geräte unterstützen 20 / 40 und 80 MHz Bandbreite.

3 Die Modulation von BSPK bis 256-QAM Einen weiteren Einfluss auf die Performance hat das angewandte Modulationsverfahren, welches für die optimale Nutzung der Übertragungsstrecke maßgeblich ist n unterstützt BPSK, QPSK, 16-QAM und 64-QAM zur Kodierung des Signales ac definiert neben den bisherigen in n festgelegten Modulationsverfahren zusätzlich das effizientere 256-QAM Verfahren. Dieses benötigt ein um etwa 6 db besseres Signal-Rauschverhältnis gegenüber 64-QAM, ermöglicht aber einen bis zu 33 % höheren Datendurchsatz. Dieser durch 256-QAM mögliche höhere Datendurchsatz ist natürlich nur möglich, wenn der WLAN-Client nicht zu weit vom Access Point entfernt ist bei schlechterem Signal-Rauschverhältnis fällt der Access Point automatisch auf ein robusteres Modulationsverfahren zurück. Funkspektrum und Kanäle Wie bereits erwähnt arbeitet ac ausschließlich im 5 GHz Band. Im 5 GHz Band stehen bis zu 19 überlappungsfreie 20 MHz breite Kanäle zur Verfügung. Für Anwendungen im Indoor-Bereich stehen acht 20 MHz Kanäle zur Verfügung. Davon sind aber die oberen vier Kanäle (52, 56, 60, 64) bereits DFS-Kanäle, bei denen der Access Point eine sogenannte Radarerkennung durchführen muss. Für die Installationen mit ac im Innenbereich ergeben Abwärtskompatibel ac Access Points sind in der Regel mit zwei Funkmodulen ausgestattet. Das erste Funkmodul ist zur Unterstützung von Clients vorgesehen, die nur 2,4 GHz bgn unterstützen. Das zweite Funkmodul ist ein 5 GHz ac Funkmodul. Dies ermöglicht die sanfte Migration auf den neuen Standard, ohne ältere Clients auszusperren. Das ac Funkmodul ist darüber hinaus auch mit älteren legacy Clients, die a/h (54Mbit/s) unterstützen sowie mit an Clients kompatibel. Auch ein Mischbetrieb mit legacy a/h, an und ac Clients ist möglich. Migration eines bestehenden Netzes auf.11ac In diesem Kapitel wird aufgezeigt, welche Aspekte zu beachten sind, wenn ein bestehendes Netz auf den ac Standard umgerüstet werden soll. Die Ethernet-Verkabelung und die Switche Die Verkabelung und die Switche sollten im LAN Gigabit Standard haben. Ältere 100 Mbit/s Switche sollten ausgetauscht werden, da diese bereits mit n Systemen einen Flaschenhals darstellen. Der bintec W2003ac arbeitet an einem 1 Gbit/s LAN Port mit voller Performance. Der Anschluss von zwei Ethernet-Kabeln sowie eine komplizierte Bündelung (Link Aggregation) der beiden Ethernets im Switch ist nicht nötig. Ob als Uplink des Switches eine Gigabit-Schnittstelle noch ausreicht oder ob eine 10 GBit/s Schnittstelle nötig ist, muss im Einzelfall entschieden werden. sich folgende nutzbare Kanäle: Bandbreite Anzahl der nutzbaren überlappungsfreien Kanäle im Innenbereich Nutzbare Kanalkombinationen 20 MHz 8 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, MHz , 44+48, 52+56, MHz , MHz

4 Die Stromversorgung Der bintec W2003ac benötigt weniger als 12,4 Watt und kann daher via PoE im weit verbreiteten 802.3af Standard betrieben werden. Damit ist eine teure Aufrüstung der Switche nicht nötig und auch das aufwendige Verlegen von 230 V Anschlüssen, um die Access Points mit 230 V Steckernetzteilen zu versorgen, entfällt. Access Points mit 3x3 oder 4x4 MIMO hingegen benötigen bis zu 21 Watt Leistung und verursachen erhebliche Mehrkosten durch die zwingend notwendige Umrüstung der PoE Infrastruktur. Ein Betrieb mit PoE Switchen, die maximal 12,4 Watt leisten, ist zwar zumeist möglich, reduziert aber die Performance, denn die Geräte schalten dann in eine Art Notprogramm und reduzieren die Performance, indem sie auf MIMO2x2:2 zurückschalten. Darüber hinaus sind die höheren Stromkosten, die bis 25 jährlich betragen können, für einen MIMO 4x4 Access Point nicht außer Acht zu lassen. Die Funkausleuchtung Eine Funkausleuchtung (Wi-Fi Site Survey) legt fest, an welchen Positionen im Gebäude die Access Points installiert werden müssen, um eine lückenlose WLAN-Versorgung in allen Bereichen des Unternehmens zu gewährleisten. Ob eine neue Funkausleuchtung notwendig wird, hängt von mehreren Faktoren ab. Falls der Kunde nur in wenigen Bereichen, z.b. im Besprechungszimmer einen ac Access Point installieren möchte, ist nichts weiter zu tun, als den bisherigen Access Point durch einen bintec W2003ac auszutauschen. Falls jedoch der Kunde eine lückenlose Versorgung im 5 GHz Netz mit.11ac Standard wünscht und das alte WLAN-Netz nur im 2,4 GHz Band betrieben wurde, so wird eine erneute Funkausleuchtung nötig. Sofern das alte Netz bereits für 5 GHz vermessen wurde, ist meist keine neue Funkausleuchtung notwendig. Kapazitätsplanung Eine Funkausleuchtung legt fest, wie viele Access Points mindestens erforderlich sind, um eine genügende Feldstärke in allen genutzten Bereiche zur erzielen. Für normale Büroumgebungen oder in Lagerräumen ist dies auch ausreichend. Wenn es jedoch darum geht, eine hohe Anzahl von WLAN-Clients connectivity zu bieten, kommt man um eine Kapazitätsbetrachtung nicht herum. Ein WLAN-Radiomodul kann zwar theoretisch bis zu 250 Clients versorgen, dies ist aber nicht sinnvoll, da die Performance unzureichend ist. In der Praxis haben sich Clients pro Radiomodule bewährt. bintec Access Points verfügen über ein Client-Management dieses ermöglicht, dass eine festgelegte Anzahl von Clients nicht überschritten wird und hochbelastete Access Point Clients auf andere schwächer ausgelastete Access Points in der Umgebung umgeleitet werden können. Für Kunden, die sich langsam an die Kapazitätsgrenzen ihres WLAN-Netzes herantasten möchten, bietet der bintec Cloud NetManager umfangreiche WLAN-Management, Auswertungs- und Alarmierungs-Möglichkeiten. Parameter Funktion Empfohlener Wert Max. number of clients - hard limit Wenn dieser Wert überschritten wird, so werden alle weiteren Clients, die sich verbinden möchten, abgewiesen Max. number of clients - soft limit Wenn dieser Wert überschritten wird, so werden Clients, die sich erstmalig verbinden möchten, abgewiesen. Falls der Client keinen anderen AP in der Umgebung findet, so wird er erneut versuchen, sich mit diesem AP zu verbinden. Der zweite Verbindungsversuch wird vom AP bis zum Erreichen des hard-limits akzeptiert

5 Kanalplanung Es gilt zunächst festzulegen, welche Kanalbandbreite verwendet wird. Jeder Administrator ist bestrebt, maximale Performance aus der Hardware herauszuholen und ist natürlich geneigt, die maximal mögliche Kanalbandbreite (z.b. 80 MHz) einzustellen. Bei einer WLAN-Infrastruktur mit mehreren Access Points muss man jedoch beachten, dass man den gleichen Funkkanal zwar auf einigen Access Points nutzen kann, jedoch sollte sichergestellt sein, dass die Feldstärke des wiederverwendeten Kanals am Aufstellort des Access Points bereits niedrig genug ist. Oder schlicht gesagt, die beiden Access Points, die den gleichen Kanal verwenden, sollten weit genug voneinander entfernt sein. 80 MHz Kanalbandbreite Da bei 80 MHz Kanalbandbreite nur zwei überlappungsfreie Funkkanäle für Indoor-Anwendungen zur Verfügung stehen, kommt diese Bandbreite nur in Bereichen mit einer niedrigen Dichte (low densitiy areas) von Access Points in Betracht. Dies sind Installationen mit nur zwei Access Points oder Installationen, bei denen die Access Points weit genug voneinander entfernt sind. Außerdem sollten im 5 GHz Band nur wenige, nicht zur Installation gehörende Access Points in der Umgebung vorhanden sein. 40 MHz Kanalbandbreite Bei 40 MHz Kanalbandbreite stehen vier überlappungsfreie Funkkanäle zur Verfügung, daher ist es problemlos möglich, Access Points mit normaler Dichte in der Fläche zu installieren. Dies ist die Standardeinstellung für alle normalen großflächigen Installationen in Hotels, Büros, Meetingräumen usw. 20 MHz Kanalbandbreite Soll eine große Anzahl von WLAN-Clients (high density areas) angebunden werden, so werden mehr Access Points eingesetzt, als für die ausgeleuchtete Fläche notwendig wären. Um in diesen Applikationen genügend überlappungsfreie Kanäle zur Verfügung zu haben, sollte man hier 20 MHz Kanalbandbreite wählen. Die 20 MHz Kanalbandbreite eignet sich daher insbesondere für Installationen in Kongresscentren, für Messeinstallationen, Stadien, usw. WLAN-Management Alle bintec Management-Systeme unterstützen bereits die bintec.11ac Access Points. bintec Access Points koppeln den Datenverkehr immer direkt aus, ohne die Daten über den WLAN Controller zu schleifen. Dadurch gibt es keinen Flaschenhals bei der Hardware und es entfällt eine Investition in neue Controller Hardware. Alle bisher gekauften WLAN Controller und WLAN Controller Lizenzen können ohne Mehrkosten weiterverwendet werden es ist lediglich ein kostenloses Software Update notwendig, um die bintec.11ac Access Points zu unterstützen. Kunden, die ihre WLAN-Installation mit dem bintec Cloud NetManager oder dem bintec Virtual Cloud NetManager verwalten, müssen nichts weiter tun, da diese Management-Systeme die bintec ac Access Points bereits unterstützen. Fazit Die aktuellen bintec Access Points lassen sich problemlos in vorhandene Installationen integrieren und das ohne große Investitionen. Gegenüber Access Points mit MIMO 3x3 oder MIMO 4x4 haben die bintec Geräte mit MIMO 2x2 technologische Vorteile. Eine Investition zum jetzigen Zeitpunkt in MIMO 3x3 oder MIMO 4x4 Access Points macht wenig Sinn, da es nur wenige Endgeräte gibt, die diese Technik unterstützen. Vorsicht ist insbesondere bei sehr preiswerten Geräten aus dem Consumer-Bereich geboten, da diese Geräte nur selten die DFS-Kanäle im 5 GHz Bereich unterstützen, was aber wegen der Kanalknappheit im 5 GHz Netz unbedingt nötig ist.

6 FLEXIBLE KOMMUNIKATIONSLÖSUNGEN die Ihr Wachstum berücksichtigen. bintec W2003ac / bintecw2003ac-ext Der bintec W2003ac ist ein Access Point der den neuen Funkstandard nach ac unterstützt. Durch die zwei Funkmodule ist ein gleichzeitiger Betrieb im 2,4 GHz und im 5 GHz Band möglich. Das bintec Client Management sorgt dafür das der WLAN Client immer mit maximaler Performance arbeiten kann. Die Mimo 2x2 Technik erlaubt bei ac Betrieb eine maximale Bruttorate von 867 Mbit/s. Die Mimo 2x2 Technik mit zwei Sendestream hat den großen Vorteil das das Gerät mit bereitvorhandener und sehr preiswerter PoE Infrastruktur (<12,4 Watt) auskommt, darüber hinaus ist die Mimo 2x2 Technik ideal angepasst an die heutigen Smart Phones und Tablet PC die oft ac lediglich mit Mimo 1x1 unterstützen. green it by bintec Der bintec W2003ac ist mit internen Antennen oder als bintec W2003ac-ext mit externen Antennen lieferbar. Unterstützt werden sowohl der Cloud NetManager als auch der bintec WLAN Controller, sowie die Master-AP Konfiguration mit kostenloser WLAN Controller Lizenz für bis zu 6 APs. Dual-Radio für den gleichzeitigen Betrieb auf dem 2,4GHz und dem 5GHz Band ac mit Mimo 2x2 und maximal 867 Mbit/s Bruttorate Stand-alone Betrieb oder Management über den Cloud NetManager oder dem bintec WLAN Controller bintec elmeg GmbH Südwestpark 94 D Nürnberg Telefon: Fax: info@bintec-elmeg.com