Intelligente Antennen-Arrays optimieren 802.11n - Horus-Net

Intelligente Antennen-Arrays optimieren 802.11n-Zuverlässigkeit
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Die meisten Wireless LAN (WLAN)-Systeme sind nur auf die Verwaltung und die Sicherheit
ihrer WLAN-Nutzer fokussiert. Für viele Netzwerk- und IT-Manager ist es jedoch eine weitaus
größere Herausforderung, dem WLAN-Nutzer
nicht nur einen zuverlässigen Zugang zum
Netzwerk zu verschaffen, sondern diesen auch
stabil aufrecht zu erhalten.
Eine kürzlich von Webtorials erhobene WLANStudie ergab, dass 64 Prozent der Befragten
das Kriterium „Zuverlässigkeit“ gegenüber
allen anderen Wi-Fi-Charakteristika als das für
sie wichtigste angaben. So sind Interferenzen,
Hindernisse, Unregelmäßigkeiten in der
Signalübertragung
sowie
eine
hohe
Funkabdeckung nach wie vor ein großes
Problem für die Zuverlässigkeit der Wi-Fis. Nur
17 Prozent der Befragten gaben an, dass sie mit der Zuverlässigkeit der Wi-Fi-Netze „äußerst
zufrieden“ seien.
Der Grund dafür sind eine der wichtigsten und leider auch am häufigsten missachteten und
unterschätzten Elemente eines jeden Wi-Fi-Systems: die Antennen.
Seit Jahren bestehen Accesspoints aus Antennen mit kugelförmiger Richtcharakteristik (die
sog. „Rubber Ducks“). Solche Antennen übertragen und empfangen Daten gleichsam in alle
Richtungen, unabhängig davon, wo der Client sich gerade aufhält.
Während diese sich für eine allgemeine Wi-Fi-Netzabdeckung gut eignen, müssen jedoch alle
verbundenen User bei einer sich ändernden Wi-Fi-Umgebung mit Datenverlusten, schwachen
Signalen und letztlich einer schlechten Performance rechnen. So wurde es mittlerweile für
Netzwerk-Administratoren zu einer enormen Herausforderung, eine steigenden Anzahl Wi-Fifähiger
Geräte
mit
zuverlässigen
Wi-Fi-Netzwerk-Verbindungen,
vollständigen
Netzabdeckungen und unterbrechungsfreien Diensten zu versorgen.
Instabile Performance in wechselhaften Umgebungen
Die einzige Konstante in Wi-Fi-Netzwerken ist der Wandel. Und dafür braucht es nicht viel: Es
muss nur eine Zimmertür geschlossen, ein Aktenschrank verschoben, ein Bluetooth-Headset
aktiviert oder einfach die Position des Laptops verändert werden und die Wi-Fi-Performance
kann sich gleich dramatisch verändern.
Die meisten auf dem Markt erhältlichen Accesspoints sind nicht in der Lage, Veränderungen
der Umgebung auszugleichen und versenden daher fehlerhafte Wi-Fi-Signale an ihre Clients.
Kommt es zu Interferenzen oder Datenverlusten, so reduzieren herkömmliche Wi-FiAccesspoints ihre physikalische Datenrate dann so lange, bis der Client wieder einen
akzeptablen Service-Level erhält. Was logischerweise häufig der Todesstoß für MultimediaAnwendungen bedeutet, da diese immer wieder auf Wartezeiten angewiesen sind.
Um sicher zu stellen, dass die User eine gute Netzabdeckung erhalten, ist es häufig notwendig,
dem Netzwerk zusätzliche Accesspoints hinzuzufügen. Dies kann wiederum Probleme bei den
RF-Channel-Planungen und zu Co-Channel-Interferenzen führen.
Darüber hinaus wird diese Problematik noch durch den WLAN-Standard 802.11n verschärft!
Denn 802.11n basiert auf der Technik des Spatial-Multiplexing und wurde dafür entwickelt, um
die Kapazität der Wi-Fi-Netzwerke mit einem multiplen Wi-Fi-Funksystem und Wi-Fi-Antennen
zu erhöhen, indem die Signale gleichzeitig übertragen werden. Wobei das empfangende Gerät
diese Signale wieder „zueinander in Beziehung stehen“ muss, um höhere Datenraten zu
erzielen.
Jedoch mit der Zunahme des Funk-Spektrums können die meisten 802.11n-Systeme in den
einzelnen Pfaden die Datensicherheit der Wi-Fi-Signale nicht mehr gewährleisten.
Interferenzen oder Hindernisse blockieren dann die Ausbreitung der Wi-Fi-Übertragungen und
gefährden das Spatial-Multiplexing. Daher ist mit 802.11n-Systemen sogar buchstäblich mehr
zu verlieren als zu gewinnen.
Da nun jeder Client an einem anderen Ort positioniert ist, variiert der ideale
Kommunikationsweg und verändert sich, wenn der Client sich von seinem Ort fortbewegt.
Herkömmliche Accesspoints (AP) verfügen über keine Möglichkeit, ein optimales Signal zu
einem Client aufzubauen oder AP-zum-Client-Kommunikationen ständig zu überwachen.
Dagegen stellen Ruckus-APs sicher, dass immer die höchsten Datenraten mit den geringsten
Datenverlusten transferiert werden.
Dynamische Pfad-Auswahl
Auswahl optimiert Verbindungen
Jüngste Durchbrüche in der Wi--Fi-Technology,
häufig auch als „Smart-Wi-Fi“
Fi“ bezeichnet, welche
von Unternehmen wie Ruckus Wireless entwickelt
und patentiert wurden, verbinden miniaturisierte
intelligente
Antennen-Arrays
Arrays
mit
neuen
Technologien wie „Beamforming“
ng“ (Methode zur
Positionsbestimmung)
und
„Beamsteering“
(Methode
zur
Veränderung
der
Richtungsabhängigkeit).
Bei der neuesten Wi-Fi-Innovation
Innovation des dynamischen „Beamformings“ werden, um die
höchsten Datenraten zu erzielen, Wi-Fi-Signale
Wi
unter Berücksichtigung
gung des Standards 802.11
zu jedem Client übermittelt.
Dynamische Beamforming-APs
APs senden jedoch immer nur dann auf den stärksten Signal
Signal-Pfaden
Wi-Fi-Signale
Signale direkt zu jedem Client, wenn sie auch tatsächlich gebraucht werden - ohne dass
Netzwerk-Administratoren die APs oder Antennen dafür extra positionieren müssen. Denn
jedes Wi-Fi-Signal ist ein RF-“Beam”
“Beam” mit einer signifikanten Strahlweite. Dies reduziert die
Anzahl der notwendigen Accesspoints für alle Umgebungen. Multi-Element
Multi Element Antennen
Antennen-Arrays
erlauben es, solche „Beams“ bzw. Richtstrahlen konstant und mit bester Performance über die
Funk-Pfade
Pfade zu steuern. Auf Grund dessen ist das Wi
Wi-Fi-System
System nun in der Lage, sich
automatisch und vor allem in real-time
real time auf den Client einzustellen und gleichzeitig
gleichzei
die
Datenrate zu erhöhen, falls es zu Interferenzen oder Datenverlusten kommen sollte.
Intelligente Antennen eignen sich grundsätzlich für jeden Standard 802.11a/b/g/n Chipset. Sie
umfassen eine hochleistungsfähige und kompakte Antennentechnik mit multiplen als auch
dual-gepolten
gepolten Antennenelementen. Diese Technologie ist in der Lage, 2^N (N = Anzahl der
Antennenelemente) verschiedene Antennenarten sowie eine kontinuierlich lernende Expert
System-Software
Software darzustellen, welche für die Datenübertragung eines jeden Datenpakets eine
optimale Lösung auswählt.
Indem jede Übertragung immer durch den qualitativ bestmöglichsten Signal-Pfad
Pfad gesteuert
wird, sorgt das dynamische Beamforming dafür, dass die intelligenten Wi-Fi
Wi Fi-Accesspoints
Interferenzen
vermeiden
sowie
maximale
Übertragungsraten
und
minimale
Übertragungsfehler erzielen. Dies führt zu einer verbesserten Signalbreite, höheren
Performance und einer deutlich zuverlässigeren Funkabdeckung.
Im Gegensatz zu Rundstrahlantennensystemen überträgt ein dynamisches Beamforming
Antennen-Array direkt die gesamte Energie an das Empfangsgerät. Die Reichweite wird
dadurch maximiert, während sich die Geräusche zu einem
benachbarten Wi-Fi-Gerät, das sich nicht auf dem Signal-Pfad
befindet, minimieren.
Verglichen mit fest ausgerichteten Antennen erzeugt die Expert
Antenna Control-Software auf einer Destinations- und Datenpaketorientierten Basis sog. „Richtstrahlen“, indem eine oder mehrere
Antennen-Elemente kombiniert werden. Mit diesen buchstäblich
Tausenden „Strahlen“ können Beamforming Antennen-Arrays alle
Richtungen sowie alle Signal-Polaritäten abdecken und so jede
Verbindung zu jeder Zeit flexibel optimieren.
Als Ergebnis präsentiert sich ein Wi-Fi-Netzwerk, das sich
nachweislich zuverlässiger an umgebungsbedingte Veränderungen
anpasst, wie zum Beispiel verzögerungsempfindliche Video- oder IP basierte Video-Streams,
die erfahrungsgemäß verheerenden Schaden anrichten können. Ein zusätzlicher Nutzen ist
eine erweiterte Wi-Fi-Signal-Abdeckung bei gleichzeitiger Reduzierung der Anforderungen an
die APs.
Der Flut an Wi-Fi-fähigen Geräten Rechnung tragend, die derzeit den Markt überschwemmen,
ist der Bedarf an einer schnellen und zuverlässigen kabellosen Kommunikation innerhalb der
WLAN-Systeme immens gestiegen.
Für mehr Informationen besuchen Sie www.ruckuswireless.com oder kontaktieren Sie:
Christian Sauer
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