Wireless LANs: Mit Tricks über die 100-Megabit-Hürde

Mit allerlei Kniffen versuchen derzeit die Hersteller von Halbleiter-Bausteinen für Wireless-LANs, immer höhere Datenübertragungsraten aus ihren ICs herauszukitzeln. Atheros, Conexant, Broadcom und Agere haben Techniken entwickelt, mit denen sie zwischen 73 und 150 MBit/s erzielen. Die aktuellen Standards 802.11a und 802.11g der für Wireless LANs zuständigen Arbeitsgruppe des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) sehen dagegen derzeit eine Bruttodatenrate von jeweils 54 MBit/s vor. Noch in Arbeit ist die Spezifikation IEEE 802.11n, die eine Verdopplung der Übertragungsrate auf mehr als 100 MBit/s bringen soll. Der Standard wird jedoch voraussichtlich erst Ende 2005 fertig sein.

Um bis zu 35 Prozent höherer Durchsatz: Möglich macht es die "Speedbooster"-Technik von Chiphesteller Broadcom, die beispielsweise im WLAN-Breitbandrouter WRT54GS von Linksys zum Einsatz kommt. (Foto: Linksys)

Das ist den Firmen, die WLAN-Komponenten herstellen, offenbar nicht schnell genug. Sie bringen Chipsets und darauf basierende Systeme auf den Markt, die auf selbst entwickelten Techniken aufsetzen. Auf der CeBIT wird beispielsweise die Cisco-Tochter Linksys WLAN-Router und eine PC-Card präsentieren, die mit dem genannten "Speedbooster"-Verfahren arbeiten. Es handelt sich nach Angaben der Firma um eine "Erweiterung" des IEEE-802.11g-Standards. In drahtlosen Netzen, in denen ausschließlich Access-Points oder WLAN-Adapter mit Speedbooster eingesetzt werden, soll die Datenrate um bis 35 Prozent höher liegen als bei 802.11g, in gemischten Umgebungen mit IEEE-802.11g-Komponenten und Linksys-Systemen um bis zu 20 Prozent.

In den neuen Komponenten, wie dem Wireless-G-Broadband-Router WRT54GS oder der PC-Card WPC54GS, verwendet Linksys Chips von Broadcom. Die Bausteine nutzen Broadcoms "Afterburner"-Technik. Sie kappt einen Teil des Protokoll-Overheads, der bei IEEE 802.11 normalerweise zusammen mit den Nutzdaten übermittelt wird. Außerdem greift "Afterburner" auf "Dynamic Packet Bursting" zurück. Dieses Verfahren ist auch Bestandteil der Spezifikation IEEE 802.11e, welche die Übertragung von Echtzeitdaten über WLANs ermöglichen soll. Packet Bursting erhöht den Durchsatz, indem nicht nach jedem übertragenen Paket geprüft wird, ob andere Systeme auf ein WLAN zugreifen wollen, sondern erst nach dem Transfer mehrerer Pakete.

Mit "Speedbooster" will sich Linksys bewusst von Konkurrenten wie Netgear und D-Link abgrenzen, die auf Chips von Atheros und deren "Super G"-Verfahren setzen. Ebenso wie Speedbooster kommen bei Super G einige Techniken zum Einsatz, die auch in IEEE 802.11e zu finden sein werden, etwa das bereits erwähnte Packet Bursting. Daneben hat Atheros jedoch einige proprietäre Mechanismen in seine Chips hinein designt, vor allem das "Channel Bonding", also das Bündeln von Funkkanälen, um eine höhere Bandbreite zu erzielen.

Und genau an diesem Channel Bonding scheiden sich die Geister: Kritiker monieren, ein Super-G-Netz beeinträchtige "dank" des Channel Bonding benachbarte IEEE-802.11G-Wireless-LANs, weil es diesen gewissermaßen Kanäle "wegnehme". Außerdem habe sich herausgestellt, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller, die Super G einsetzen, nicht interoperabel seien. Solche Kritik schert jedoch Netgear, D-Link & Co. nicht. Sie verweisen auf die Vorteile, vor allem den höheren (Brutto-)Durchsatz von bis zu 108 MBit/s.

Mittlerweile hat mit Agere ein weiterer bekannter Name der Chipset-Szene einen eigenen Turbomodus für seine WLAN-Bausteine präsentiert. Das Konzept ähnelt dem von Broadcom, das heißt es handelt sich um eine Art Software-Overlay-Schicht, die auf dem IEEE-802.11g-Standard aufsetzt. Wie Broadcom verzichtet Agere auf das Bündeln von Kanälen. Stattdessen hat der Hersteller ein spezielles Datenkompressionsverfahren in den Chipsatz implementiert, außerdem Funktionen, welche die Übertragung von zeitkritischen Informationen wie Sprache und Bildern zu erlauben (Quality of Service, QoS). Der Durchatz soll mithilfe dieser "Tricks" bis auf 150 MBit/s steigen.

Und nun die Gretchenfrage: Was soll heißt das alles für den Anwender? Zunächst einmal weniger Transparenz. Denn er muss dediziert nachfragen, welcher Chipsatz und welche "Turbotechnik" denn nun in dem WLAN-Gerät steckt, für das er sich interessiert. Dann könnten auf ihn Probleme zukommen, wenn er bereits über IEEE-802.11g-WLANs verfügt und nun neue Komponenten mit höheren Übertragungsraten in seine Infrastruktur integrieren möchte. Die Frage der Interoperabilität ist vor allem für Firmenkunden wichtig, die bereits WLANs im Einsatz haben. Das umso mehr, als sich das Konsortium Wi-Fi Alliance bislang weigert, Produkte zu zertifizieren, die sich nicht an IEEE-Standards orientieren.

De facto heißt das: Der Anwender hat die Wahl, solange auf zu warten, bis das IEEE seinen Highspeed-Standard 802.11n und die Spezifikation 802.11e für Echtzeitübertragung verabschiedet hat, oder er entscheidet sich für die "Turbo-Produkte" eines einzigen Herstellers, vermeidet also tunlichst einen "Mischmasch" von Komponenten unterschiedlicher Anbieter. Auf jeden Fall ist die Situation derzeit alles andere als befriedigend.

Nach der CeBIT werde ich die unterschiedlichen WLAN-Turbotechniken etwas genauer unter die Lupe nehmen und in einem umfangreicheren Beitrag vorstellen. Einige der genannten Verfahren hat Tim Higgins Anfang des Jahres in einem Artikel für Tom's Networking kurz vorgestellt. Dazu folgende Anmerkung: In dem Online-Beitrag ist noch die Rede von Globespan Viratas "Nitro"-Verfahren. Das Unternehmen ging allerdings im Februar in dem Chiphersteller Conexant Systems auf und firmiert nun unter dessen Namen.