WLAN-Performance: Die heimliche Unbekannte

Es gibt einen in der Regel unbekannten Aspekt, was WLAN-Technologie betrifft. Nur die wenigsten Menschen wissen, wie hoch die momentane Übertragungsrate ihres WLANs ist. Woran liegt das und wie kann ich das feststellen?

Anders als bei kabelgebundenen Lösungen, wie beispielweise dem Ethernet, tappen fast alle WLAN-Nutzer im Dunkeln. Das liegt daran, dass ein WLAN im wahrsten Sinne des Wortes mit hunderten unterschiedlicher Geschwindigkeiten, genauer vielleicht Übertragungsraten, operiert, die allesamt von Duzenden Variablen abhängen. Die Geschwindigkeit kann sich daher mit jedem einzelnen übertragenen Datenpaket ändern.

In den vergangenen 20 Jahren hat die WLAN-Technologie enorme Fortschritte hinsichtlich Stabilität und Performance gemacht. Aber die Schwankungen in Bezug auf Übertragungsraten sorgen immer mal wieder für Verunsicherung. Unglücklicherweise wird diese Verunsicherung von Teilen der Industrie ausgenutzt, um daraus Vorteile zu schlagen. So werden beispielsweise bei Produktvergleichen einzelne Variablen so gewählt, das die Ergebnisse die eigenen Produkte in einem möglichst guten Licht dastehen lassen.

Potemkinsche Dörfer

Vor diesem Hintergrund gilt es, einen genauer Blick auf einen Aspekt zu werfen, der zu einigen Kontroversen zwischen verschiedenen Anbietern geführt hat: Sollen alle Antennen eines Access Points (APs) im 5 GHz-Band (also im 802.11ac-Modus) betrieben werden?.

Xirrus gehört zu den Pionieren dieses Ansatzes und hat schon vor mehr als zehn Jahren ein Konzept entwickelt, das als Software-definierte (oder auch „per Software programmierbare“) Antennen bekannt ist. Wenn alle Antennen auf das 5 GHz-Band eingestellt sind, bedeutet dies, dass Access Points vollständig mit der maximalen WLAN-Geschwindigkeit operieren können. Sie erzielt so Übertragungsraten, die nahezu das Doppelte nicht-programmierbarer APs erreichen. So gesehen, kann ein Xirrus AP durchaus zwei (oder sogar mehr) traditionelle APs ersetzen – zwei für den Preis von einem. Ein nicht zu vernachlässigender Faktor hin sichtlich Anschaffungs-, Unterhalts- und Implementierungskosten.

Die Ursache ist einfach. Traditionelle APs haben eine starre Konfiguration hinsichtlich ihrer Antennen. Eine in der Regel für den langsameren 802.11n-Standard (das 2,4 GHz-Band) und eine zweite, für Highspeed 802.11ac (5 GHz-Band). Die Idee hinter dieser Konfiguration ist, das auf diese Weise gleichzeitig sowohl ältere als auch neuere WLAN-Geräte unterstützt werden. Allerdings nutzen bereits mehr als 80 Prozent, je nach Einsatzszenario auch mehr, der heutigen WLAN-fähigen Devices die neuere, schnellere 5 GHz-Technologie. Das schafft eine höchst unbefriedigende Situation, in der 50 Prozent der vorhandenen Infrastruktur gerade einmal 20 Prozent der Geräte einbindet.

Investitionen sichern

Um dieses Ungleichgewicht zu vermeiden, empfehlen einige Hersteller ihren Kunden, einen Großteil der 2,4 GHz-Antennen stillzulegen, was schlicht eine Verschwendung von Geld und Ressourcen ist. Stattdessen sollen sie zusätzliche 5 GHz-Geräte kaufen, was die Sache noch teurer macht. Im Gegensatz zu diesem Vorgehen ermöglichen Anbieter wie Xirrus es, alle Antennen eines Access Points mit hochgeschwindigkeits-802.11ac zu operieren und so optimale Unterstützung für die schnellere 5 GHz-Technologie zu bieten. So gibt es keine verschwendeten Antennen, und auch keine verschwendete Infrastruktur.

2016 entschieden sich zwei weitere WLAN-Anbieter dazu, dem Club der Hersteller beizutreten, deren Lösungen Dual-11ac, also doppelten 5 GHz-Support unterstützen. Doch ungeachtet dieses offensichtlichen Trends zugunsten eines Dual-5 GHz-Supports, entscheiden sich die meisten Anbieter noch immer dafür, passiv zu bleiben und abzuwarten. Unverständlicherweise versuchen sie sogar die Wirksamkeit dieser Funktionalität in Frage zu stellen und Zweifel am Konzept zu streuen. Diese Anbieter, darunter Aruba und Ruckus, veröffentlichen dazu immer wieder mal Testergebnisse, die ihre These stützen sollen. Und in der Tat scheinen diese Ergebnisse den Erfahrungen mit zehntausenden erfolgreich installierter und betriebener Software-definierter APs in der ganzen Welt zu widersprechen.

Sie sind aber nicht die einzigen, die Tests durchführen. Schon 2014 gab Xirrus bei Miercom, einem Anbieter unabhängiger Tests für Netzwerkkomponenten, einen Test in Auftrag, der 802.11ac Wave 1-Produkte verschiedenster Anbieter mit den Lösungen von Xirrus verglich. Er zeigte eindeutige Ergebnisse.

Neueste Testergebnisse

Jetzt, wo 802.11ac Wave 2 immer mehr zum WLAN-Mainstream wird, gibt es auch neue Testergebnisse. Xirrus entschied sich auf Grund der anhaltenden Debatte zu Dual-5 GHz-WLAN dazu, erneut eine Testserie durchzuführen. Mit ausschlaggebend, ein Aruba Networks Blogbeitrag, der die Wirksamkeit einer Dual-5 GHz-Lösung von Cisco in Zweifel zog. Es sollte niemanden verwundern, dass das Unternehmen Unsicherheit und Zweifel hinsichtlich dieser Funktionalität verbreiten möchte, da das Fehlen einer entsprechenden eigenen Lösung ihren Umsätzen schadet. Wenig überraschend, Aruba konnte mit entsprechenden Testergebnissen aufwarten, um seine Behauptungen zu stützen. Schließlich kontrollierten sie die Variablen des Tests.

Das Testszenario im Detail

Im Gegensatz dazu entschied man sich bei Xirrus für einen unparteiischeren Ansatz, in dem ein möglichst einfaches Testszenario verwendet wurde, das regelmäßig auch bei Qualitätskontrollen zum Einsatz kommt. Ein Aruba315, den zu dem Zeitpunkt neuesten Wave 2 4-Stream Access Point des Herstellers, und verglichen ihn mit einem Xirrus XD2 4-Stream-Modell. Der Test wurde so einfach wie möglich gehalten, indem einfach ein Highspeed-Client mit jeder Antenne verbunden wurde. Zum Einsatz kamen dazu MacBook Pro mit 3×3 11ac Wi-Fi. Die Entscheidung für dieses Testscenario basiert auf der Erkenntnis, dass eine solche Konfiguration, anders als eine mit mehreren Clients pro Antenne, die höchsten Durchsatzraten erzielt. Zur Generierung der zu übertragenden Daten und die Messung der Ergebnisse kam das Test-Toll IxChariot zum Einsatz.

Die erste Testrunde nutzte die traditionelle AP-Konfiguration, mit jeweils einer Antenne für 2,4 GHz und 802.11.n und einer für Hochgeschwindigkeit mittels 5 GHz/802.11.ac. Dazu nutzen beide Antennen 20 MHz Bandbreite. Für die zweite Testserie wurden die 5 GHz-Antennen so eingestellt, dass sie mit 40 MHz Bandbreite operierten, um die zusätzlichen Möglichkeiten auszuschöpfen. Die 2,4 GHz-Antennen wurden bei 20 MHz belassen, da es sich in nahezu jedem Einsatzszenario als unpraktisch erweist, im 2,4 GHz-Band größere Bandbreiten zu nutzen, da das notwendige Spektrum gar nicht zur Verfügung steht.

Bild 1: De Durchsatzraten der beiden APs sind relativ ähnlich (Bildquelle Xirrus).

Die Ergebnisse zeigen, dass die Durchsatzraten der beiden APs relativ ähnlich waren, wobei Xirrus im zweiten Szenario rund 18 Prozent besser abschnitt. Und wie zu erwarten, waren die Ergebnisse des zweiten Tests besser, als die des ersten, da die 5 GHz-Antennen die größere Bandbreite und Kapazität ausspielen konnten.

In der zweiten Testserie wurden alle Antennen so eingestellt, dass sie das 5 GHz-Band (802.11ac) nutzen sollten. Lediglich der Xirrus-AP war dabei in der Lage, im Dual-5 GHz-Modus zu operieren, da der Aruba-AP lediglich eine 5 GHz-Antenne unterstützt. Eine „Nur-5 GHz-Lösung“ für den Aruba-AP wurde durch das Abschalten des 2,4 GHz-Moduls geschaffen, wie es seitens Arubas für Umgebungen empfohlen wird, in denen überwiegend 5 GHz-Antennen wünschenswert sind.

Bild 2: De Durchsatzrate der konfigurierbaren Access Points ist deutlich höher (Bildquelle Xirrus).

Die Ergebnisse dieses Szenarios demonstrieren die Grenzen nicht-konfigurierbarer APs, wie derer von Aruba. Wenn man WLAN-Netze für moderne Clients entwirft, die überwiegend 5 GHz nutzen, ist es wünschenswert, wenn die meisten Antennen in dem Band operieren, Um das zu erreichen, möchte Aruba, dass man die 2,4 GHz-Module abschaltet, sprich die Hälfte aller Antennen einer Infrastruktur. Auf der anderen Seite ermöglicht es Xirrus, alle Antennen für 5 GHz zu konfigurieren, was zu einer deutlich besseren WLAN-Performance pro AP führt.

Ergebnisse

Was sind also die Erkenntnisse dieser Tests? Dual-5 GHz/Dual-11ac funktioniert! So einfach ist das. Für Xirrus ist das nichts Neues, schließlich beschäftigt man sich dort schon seit Jahren mit diesem Ansatz. Im Umkehrschluss sollte man vorsichtig sein, wenn negative Kommentare zu dieser Technologie von Anbietern kommen, die Dual-5 GHz selbst gar nicht anbieten. Das Fehlen eines entsprechenden Supports stellt eine nicht zu vernachlässigende Lücke in ihren Produkten dar, was ihnen entsprechenden Anreiz gibt, Zweifel hinsichtlich dieses Features zu streuen.

Schließlich zeigen alle Trends, dass die traditionelle Konfiguration mit fest voreingestellten Antennen immer mehr veraltet. Selbst dann, wenn ein großer Anteil der Clients in einem Netzwerk ausschließlich 2,4 GHz nutzen, (zum Beispiel, wenn noch eine größere Anzahl Laptops im Einsatz sind, die vor einigen Jahren angeschafft wurden), gibt es doch keinen Zweifel daran, dass die Industrie sich immer stärker auf 5 GHz als bevorzugtes WLAN-Band einstellt. Stellen Sie sicher, dass die von Ihnen eingesetzte Lösung sich an diese Veränderung im Laufe der Zeit anpassen kann, um ein skalierbares, zukunftssicheres WLAN-Netzwerk zu garantieren. Mit dem individuell konfigurierbaren WLAN von Xirrus bekommen Anwender quasi „zwei APs in einem“, was in einem Schritt langfristig Kosten spart und für Zukunftssicherheit sorgt.

Bruce Miller, Vice President, Product Marketing, Xirrus