IEEE 802.11ac-2013 - IEEE 802.11ac-2013

IEEE 802.11ac-2013 oder 802.11ac ist ein drahtloser Netzwerkstandard im 802.11- Protokollsatz (der Teil der Wi-Fi- Netzwerkfamilie ist), der drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) mit hohem Durchsatz im 5-GHz-Band bereitstellt . Der Standard wurde rückwirkend von der Wi-Fi Alliance als Wi-Fi 5 gekennzeichnet .

Die Spezifikation sieht einen Multistation-Durchsatz von mindestens 1,1 Gigabit pro Sekunde (1,1 Gbit/s) und einen Single-Link-Durchsatz von mindestens 500 Megabit pro Sekunde (0,5 Gbit/s) vor. Dies wird durch die Erweiterung der von 802.11n unterstützten Luftschnittstellenkonzepte erreicht : größere HF-Bandbreite (bis zu 160 MHz), mehr räumliche MIMO- Streams (bis zu acht), Downlink- Mehrbenutzer-MIMO (bis zu vier Clients) und Dichtemodulation (bis zu 256-QAM ).

Die Wi-Fi Alliance teilte die Einführung von ac-Wireless-Produkten in zwei Phasen ("Wellen") mit den Namen "Wave 1" und "Wave 2" ein. Ab Mitte 2013 begann die Allianz mit der Zertifizierung von Wave 1 802.11ac-Produkten, die von Herstellern ausgeliefert wurden, basierend auf dem IEEE 802.11ac Draft 3.0 (der IEEE-Standard wurde erst später in diesem Jahr fertiggestellt). Anschließend führte die Wi-Fi Alliance 2016 die Wave 2- Zertifizierung ein, die zusätzliche Funktionen wie MU-MIMO (nur Downlink ), Unterstützung für 160 MHz Kanalbreite, Unterstützung für mehr 5-GHz-Kanäle und vier Spatial Streams (mit vier Antennen) umfasst ; verglichen mit drei in Wave 1 und 802.11n und acht in der IEEE 802.11ax- Spezifikation). Dies bedeutete, dass Wave 2-Produkte eine höhere Bandbreite und Kapazität haben als Wave 1-Produkte.

Neue Technologien

Zu den neuen Technologien, die mit 802.11ac eingeführt wurden, gehören die folgenden:

  • Erweiterte Kanalbindung
    • Optionale 160 MHz und obligatorische 80 MHz Kanalbandbreite für Stationen; vgl. Maximal 40 MHz bei 802.11n.
  • Mehr räumliche MIMO-Streams
    • Unterstützung für bis zu acht Spatial Streams (gegenüber vier in 802.11n)
  • Downlink-Multi-User-MIMO (MU-MIMO, ermöglicht bis zu vier gleichzeitige Downlink-MU-MIMO-Clients)
    • Mehrere STAs , jede mit einer oder mehreren Antennen, senden oder empfangen gleichzeitig unabhängige Datenströme.
    • Downlink MU-MIMO (ein Sendegerät, mehrere Empfangsgeräte) als optionaler Modus enthalten.
  • Modulation
    • 256- QAM , Rate 3/4 und 5/6, als optionale Modi hinzugefügt (vs. 64-QAM, Rate 5/6 Maximum in 802.11n).
    • Einige Anbieter bieten einen nicht standardmäßigen 1024-QAM-Modus an, der im Vergleich zu 256-QAM eine um 25 % höhere Datenrate bietet
  • Andere Elemente/Funktionen
    • Beamforming mit standardisiertem Sound und Feedback für Kompatibilität zwischen Anbietern (Nicht-Standard in 802.11n erschwerte es dem Beamforming, effektiv zwischen Produkten verschiedener Anbieter zu arbeiten)
    • MAC-Modifikationen (hauptsächlich zur Unterstützung der obigen Änderungen)
    • Koexistenzmechanismen für 20, 40, 80 und 160 MHz-Kanäle, 11ac- und 11a/n-Geräte
    • Fügt dem PPDU-Header vier neue Felder hinzu, die den Frame als Frame mit sehr hohem Durchsatz (VHT) identifizieren, im Gegensatz zu 802.11ns hohem Durchsatz (HT) oder früher. Die ersten drei Felder im Header sind von Legacy-Geräten lesbar, um Koexistenz zu ermöglichen

Merkmale

Verpflichtend

Optional

  • Aus der 802.11n- Spezifikation entlehnt :
  • Neu eingeführt durch die 802.11ac-Spezifikation:
    • fünf bis acht räumliche Ströme
    • 160 MHz Kanalbandbreiten (kontinuierlich 80+80)
    • 80+80 MHz Kanalbündelung (nicht zusammenhängend 80+80)
    • MCS 8/9 (256-QAM)

Neue Szenarien und Konfigurationen

Die von 802.11ac unterstützten Single-Link- und Multi-Station-Erweiterungen ermöglichen mehrere neue WLAN-Nutzungsszenarien, wie z Bereitstellungen und Fertigungsautomatisierung.

Mit der USB 3.0- Schnittstelle können 802.11ac Access Points und Router lokal angeschlossenen Speicher verwenden, um verschiedene Dienste bereitzustellen, die ihre WLAN-Kapazitäten voll ausschöpfen, wie Videostreaming, FTP- Server und persönliche Cloud- Dienste. Mit einem lokal über USB 2.0 angeschlossenen Speicher war es nicht leicht, die von 802.11ac zur Verfügung gestellte Bandbreite zu füllen.

Beispielkonfigurationen

Alle Tarife setzen 256-QAM voraus, Tarif 5/6:

Szenario Typischer Client-
Formfaktor		 PHY-Linkrate Aggregate
Kapazität
(Geschwindigkeit)
Ein-Antenne - AP , eine Antenne STA , 80 MHz Handheld 433 Mbit/s 433 Mbit/s
Zwei-Antennen-AP, Zwei-Antennen-STA, 80 MHz Tablet, Laptop 867 Mbit/s 867 Mbit/s
Ein-Antennen-AP, Ein-Antennen-STA, 160 MHz Handheld 867 Mbit/s 867 Mbit/s
Drei-Antennen-AP, Drei-Antennen-STA, 80 MHz Laptop, PC 1,30 Gbit/s 1,30 Gbit/s
Zwei-Antennen-AP, Zwei-Antennen-STA, 160 MHz Tablet, Laptop 1,73 Gbit/s 1,73 Gbit/s
Vier-Antennen-AP, vier Ein-Antennen-STAs, 160 MHz
( MU-MIMO )		 Handheld 867 Mbit/s zu jeder STA 3,39 Gbit/s
Acht-Antennen-AP, 160 MHz (MU-MIMO)
  • ein Vier-Antennen-STA
  • ein Zwei-Antennen-STA
  • zwei Ein-Antennen-STAs
 Digital-TV, Set-Top-Box,
Tablet, Laptop, PC, Handheld
  • 3,47 Gbit/s zu Vier-Antennen-STA
  • 1,73 Gbit/s zu Zwei-Antennen-STA
  • 867 Mbit/s zu jedem Ein-Antennen-STA
 6,93 Gbit/s
Acht-Antennen-AP, vier 2-Antennen-STAs, 160 MHz
(MU-MIMO)		 Digital-TV, Tablet, Laptop, PC 1,73 Gbit/s zu jeder STA 6,93 Gbit/s

Welle 1 vs. Welle 2

Wave 2 bezieht sich auf Produkte, die 2016 eingeführt wurden, und bietet einen höheren Durchsatz als ältere Wave-1-Produkte, die ab 2013 eingeführt wurden. Die maximale theoretische Rate der Bitübertragungsschicht für Wave 1 beträgt 1,3 Gbit/s, während Wave 2 2,34 Gbit/s erreichen kann . Wave 2 kann daher 1 Gbit/s erreichen, selbst wenn sich herausstellt, dass der reale Durchsatz nur 50 % der theoretischen Rate beträgt. Wave 2 unterstützt auch eine höhere Anzahl angeschlossener Geräte.

Datenraten und Geschwindigkeit

Modulations- und Codierungsschemata
MCS-
Index 		Räumliche
Ströme
Modulationstyp 		Coding
Rate 		Datenrate (Mbit/s)
20-MHz-Kanäle 40-MHz-Kanäle 80-MHz-Kanäle 160-MHz-Kanäle
800 ns GI 400 ns GI 800 ns GI 400 ns GI 800 ns GI 400 ns GI 800 ns GI 400 ns GI
0 1 BPSK 1/2 6,5 7.2 13,5 fünfzehn 29,3 32,5 58,5 65
1 1 QPSK 1/2 13 14,4 27 30 58,5 65 117 130
2 1 QPSK 3/4 19,5 21,7 40,5 45 87,8 97,5 175,5 195
3 1 16-QAM 1/2 26 28,9 54 60 117 130 234 260
4 1 16-QAM 3/4 39 43,3 81 90 175,5 195 351 390
5 1 64-QAM 2/3 52 57,8 108 120 234 260 468 520
6 1 64-QAM 3/4 58,5 65 121,5 135 263,3 292,5 526,5 585
7 1 64-QAM 5/6 65 72,2 135 150 292,5 325 585 650
8 1 256-QAM 3/4 78 86,7 162 180 351 390 702 780
9 1 256-QAM 5/6 N / A N / A 180 200 390 433,3 780 866,7
0 2 BPSK 1/2 13 14,4 27 30 58,5 65 117 130
1 2 QPSK 1/2 26 28,9 54 60 117 130 234 260
2 2 QPSK 3/4 39 43,3 81 90 175,5 195 351 390
3 2 16-QAM 1/2 52 57,8 108 120 234 260 468 520
4 2 16-QAM 3/4 78 86,7 162 180 351 390 702 780
5 2 64-QAM 2/3 104 115,6 216 240 468 520 936 1040
6 2 64-QAM 3/4 117 130,3 243 270 526,5 585 1053 1170
7 2 64-QAM 5/6 130 144,4 270 300 585 650 1170 1300
8 2 256-QAM 3/4 156 173,3 324 360 702 780 1404 1560
9 2 256-QAM 5/6 N / A N / A 360 400 780 866,7 1560 1733.3
0 3 BPSK 1/2 19,5 21,7 40,5 45 87,8 97,5 175,5 195
1 3 QPSK 1/2 39 43,3 81 90 175,5 195 351 390
2 3 QPSK 3/4 58,5 65 121,5 135 263,3 292,5 526,5 585
3 3 16-QAM 1/2 78 86,7 162 180 351 390 702 780
4 3 16-QAM 3/4 117 130 243 270 526,5 585 1053 1170
5 3 64-QAM 2/3 156 173,3 324 360 702 780 1404 1560
6 3 64-QAM 3/4 175,5 195 364,5 405 N / A N / A 1579,5 1755
7 3 64-QAM 5/6 195 216,7 405 450 877,5 975 1755 1950
8 3 256-QAM 3/4 234 260 486 540 1053 1170 2106 2340
9 3 256-QAM 5/6 260 288,9 540 600 1170 1300 2340 2600
0 4 BPSK 1/2 26 28,8 54 60 117.2 130 234 260
1 4 QPSK 1/2 52 57,6 108 120 234 260 468 520
2 4 QPSK 3/4 78 86,8 162 180 351.2 390 702 780
3 4 16-QAM 1/2 104 115,6 216 240 468 520 936 1040
4 4 16-QAM 3/4 156 173.2 324 360 702 780 1404 1560
5 4 64-QAM 2/3 208 231.2 432 480 936 1040 1872 2080
6 4 64-QAM 3/4 234 260 486 540 1053,2 1170 2106 2340
7 4 64-QAM 5/6 260 288.8 540 600 1170 1300 2340 2600
8 4 256-QAM 3/4 312 346.8 648 720 1404 1560 2808 3120
9 4 256-QAM 5/6 N / A N / A 720 800 1560 1733.3 3120 3466,7

Mehrere Unternehmen bieten derzeit 802.11ac-Chipsätze mit höheren Modulationsraten an: MCS-10 und MCS-11 (1024-QAM), unterstützt von Quantenna und Broadcom. Obwohl sie technisch nicht Teil von 802.11ac sind, wird erwartet, dass diese neuen MCS-Indizes im 802.11ax- Standard (~2019), dem Nachfolger von 802.11ac , offiziell werden .

160-MHz-Kanäle, und daher kann der Durchsatz in einigen Ländern/Regionen aufgrund von Regulierungsproblemen, die einige Frequenzen für andere Zwecke zugeteilt haben, unbrauchbar sein.

Beworbene Geschwindigkeiten

Die drahtlosen Geschwindigkeiten von Geräten der 802.11ac-Klasse werden oft als AC gefolgt von einer Zahl beworben, wobei diese Zahl die höchsten Verbindungsraten in Mbit/s aller gleichzeitig nutzbaren Funkgeräte im Gerät aufsummiert ist. Ein AC1900-Zugangspunkt kann beispielsweise eine 600-Mbit/s-Fähigkeit auf seinem 2,4-GHz-Funk und eine 1300-Mbit/s-Fähigkeit auf seinem 5-GHz-Funk haben. Kein einzelnes Client-Gerät könnte eine Verbindung herstellen und einen Durchsatz von 1900 Mbit/s erreichen, aber separate Geräte, die sich jeweils mit den 2,4-GHz- und 5-GHz-Funkgeräten verbinden, könnten einen kombinierten Durchsatz von annähernd 1900 Mbit/s erreichen. Verschiedene mögliche Stream-Konfigurationen können sich zu derselben AC-Nummer addieren.

Typ 2,4-GHz-Band
Mbit/s		 2,4-GHz-Bandkonfiguration
[alle 40 MHz]		 5-GHz-Band
Mbit/s		 5-GHz-Bandkonfiguration
[alle 80 MHz]
AC450 - - 433 1 Stream @ MCS 9
AC600 150 1 Stream @ MCS 7 433 1 Stream @ MCS 9
AC750 300 2 Streams @ MCS 7 433 1 Stream @ MCS 9
AC1000 300 2 Streams @ MCS 7 650 2 Streams @ MCS 7
AC1200 300 2 Streams @ MCS 7 867 2 Streams @ MCS 9
AC1300 400 2 Streams @ 256-QAM 867 2 Streams @ MCS 9
AC1300 - - 1.300 3 Streams @ MCS 9
AC1350 450 3 Streams @ MCS 7 867 2 Streams @ MCS 9
AC1450 450 3 Streams @ MCS 7 975 3 Streams @ MCS 7
AC1600 300 2 Streams @ MCS 7 1.300 3 Streams @ MCS 9
AC1700 800 4 Streams @ 256-QAM 867 2 Streams @ MCS 9
AC1750 450 3 Streams @ MCS 7 1.300 3 Streams @ MCS 9
AC1900 600 3 Streams @ 256-QAM 1.300 3 Streams @ MCS 9
AC2100 800 4 Streams @ 256-QAM 1.300 3 Streams @ MCS 9
AC2200 450 3 Streams @ MCS 7 1.733 4 Streams @ MCS 9
AC2300 600 4 Streams @ MCS 7 1,625 3 Streams @ 1024-QAM
AC2400 600 4 Streams @ MCS 7 1.733 4 Streams @ MCS 9
AC2600 800 4 Streams @ 256-QAM 1.733 4 Streams @ MCS 9
AC2900 750 3 Streams @ 1024-QAM 2.167 4 Streams @ 1024-QAM
AC3000 450 3 Streams @ MCS 7 1.300 + 1.300 3 Streams @ MCS 9 x 2
AC3150 1000 4 Streams @ 1024-QAM 2.167 4 Streams @ 1024-QAM
AC3200 600 3 Streams @ 256-QAM 1.300 + 1.300 3 Streams @ MCS 9 x 2
AC5000 600 4 Streams @ MCS 7 2.167 + 2.167 4 Streams @ 1024-QAM x 2
AC5300 1000 4 Streams @ 1024-QAM 2.167 + 2.167 4 Streams @ 1024-QAM x 2

Produkte

Kommerzielle Router und Access Points

Quantenna hat am 15. November 2011 den ersten 802.11ac- Chipsatz für Einzelhandels-WLAN-Router und Unterhaltungselektronik veröffentlicht. Redpine Signals hat am 14. Dezember 2011 die erste 802.11ac-Technologie mit geringem Stromverbrauch für Smartphone- Anwendungsprozessoren veröffentlicht. Am 5. Januar 2012 gab Broadcom bekannt seine ersten 802.11ac-Wi-Fi-Chips und -Partner und am 27. April 2012 kündigte Netgear den ersten Broadcom-fähigen Router an. Am 14. Mai 2012 brachte Buffalo Technology die weltweit ersten 802.11ac-Produkte auf den Markt und veröffentlichte einen Wireless-Router und einen Client-Bridge-Adapter. Am 6. Dezember 2012 kündigte Huawei die kommerzielle Verfügbarkeit des branchenweit ersten 802.11ac Access Points auf Unternehmensebene an.

Motorola Solutions vertreibt 802.11ac Access Points einschließlich des AP 8232. Im April 2014 begann Hewlett-Packard mit dem Verkauf des HP 560 Access Points im Controller-basierten WLAN-Enterprise-Marktsegment.

Kommerzielle Laptops

Am 7. Juni 2012 wurde berichtet, dass Asus sein Gaming- Notebook ROG G75VX vorgestellt hat , das das erste verbraucherorientierte Notebook sein würde, das vollständig mit 802.11ac kompatibel ist (wenn auch in seiner "Draft 2.0"-Version).

Apple begann mit der Implementierung von 802.11ac, beginnend mit dem MacBook Air im Juni 2013, gefolgt vom MacBook Pro und Mac Pro später in diesem Jahr.

Seit Dezember 2013 integriert Hewlett-Packard die 802.11ac-Konformität in Laptop-Computern.

Kommerzielle Mobilteile (Teilliste)

Kommerzielle Tablets

Chipsätze

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links