WLAN-Geschwindigkeit verdoppeln

WLAN-Standard 802.11ac: Praxis-Tipps

Zum Gebrauch von AC-WLAN in der Praxis haben wir noch 8 hilfreiche Tipps für Sie:

Tipp 1: 5-GHz-Band - DFS oder begrenzte Kanalwahl

Obwohl im 5-GHz-Band gut viermal soviel nutzbare Bandbreite wie im schmalen 2,4-GHz-Band bereitsteht, kann nicht jeder der im Handel verfügbaren 802.11ac-Router oder -Adapter auch tatsächlich das gesamte Spektrum nutzen.

Damit ein Router auf ungenutzte Kanäle im höheren 5-GHz-Band ausweichen kann, muss das Gerät die dynamische Frequenzwahl beherrschen, die auch als Dynamic Frequency Selection oder kurz DFS bezeichnet wird. DFS ist laut European Telecommunications Standards Institute (ETSI) zwingend vorgeschrieben, um den Betrieb von Wetterradar ab Kanal 52 nicht zu stören.

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Dieser ac-WLAN-Router unterstützt neben den Standardkanälen 36 bis 48 auch höhere Kanäle und ist demnach auch DFS- und TCP-tauglich.

Außerdem muss das WLAN-Gerät gegebenenfalls auch seine Funkleistung reduzieren können, was als Transmit Power Control oder kurz TCP bezeichnet wird. Solange ein 802.11ac-Router die beiden Funktionen DFS oder TCP nicht unterstützt, darf er das große 5-GHz-Frequenzspektrum zwischen Kanal 53 und Kanal 120 nicht nutzen. Nach wie vor verwenden viele der im Handel verfügbaren 802.11ac-Router im 5-GHz-Band nur die untersten Übertragungskanäle von Kanal 36 bis Kanal 48.

Dieses eingeschränkte Spektrum zwischen 5170 MHz und 5250 MHz deckt exakt 80 MHz Bandbreite ab. Funkt der ac-Router mit seiner vollen Bandbreite von 80 MHz, ist sein gesamtes Übertragungsspektrum im 5-GHz-Band komplett belegt. Sollte nun einer der Nachbarn sein Heimnetz ebenfalls auf 802.11ac umrüsten, und dessen AC-Router beherrscht ebenfalls keine DFS, so belegt auch dieser Router dieselben Kanäle. Das wirkt sich dann zwangsläufig auf die maximale Übertragungsleistung beider WLAN-Netze aus, die jeweils deutlich herabgesetzt wird.

Tipp 2: Benchmark: WLAN-N bei 2,4 GHz und 3 MIMO-Streams

Der neue 802.11ac-Standard bringt eine ganz erhebliche Steigerung der Übertragungsrate. Für einen Vergleich haben wir zunächst die Geschwindigkeit eines schnellen 802.11n-Routers bei 2,4-GHz mit drei MIMO-Streams ermittelt.

Der 802.11n-Router ist, ebenso wie der von uns eingesetzte n-WLAN-Client, mit drei Antennen ausgestattet und kann somit einen maximalen Durchsatz von 450 Mbit/s erreichen - zumindest theoretisch. Denn tatsächlich errechnet sich dieser Geschwindigkeitswert nicht nur aus den übertragenen Nutzdaten, sondern auch aus allen für die Übertragung benötigten Protokoll- und Vermittlungsdaten. Letztere werden auch unter dem Begriff Overhead zusammengefasst. Dieser Overhead verfälscht die tatsächliche Übertragungsgeschwindigkeit oder Nettodatenrate, mit der beispielsweise eine Datei von Ihrem Notebook auf das am Router angeschlossene NAS übertragen wird.

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Trotz 40 MHz Kanalbreite und drei MiMo- Streams kommt diese 450-Mbit/s-Verbindung netto nur auf knapp 170 Mbit/s.

Den Anwender interessiert nur, wie schnell eine Datei von A nach B transportiert werden kann - ohne die daran beteiligten Übertragungsprotokolle. Bei WLAN ist der Anteil des Overheads sehr hoch, ungefähr ebenso groß wie der Anteil der Nutzdaten. Eine WLAN-Verbindung mit 450 Mbit/s brutto überträgt Nutzdaten unter Idealvoraussetzungen nur mit etwa 200 bis 225 Mbit/s. Diese Datenraten lassen sich im 2,4-GHz-Band jedoch kaum noch erreichen, da meist zu viele Router in der Nachbarschaft das eigene Funknetz stören.

Der breite Übertragungskorridor von 40 MHz wirkt sich damit eher kontraproduktiv auf die eigene Verbindungsleistung aus. Aus diesem Grund sollten Sie bei Übertragungen im 2,4-GHz-Band immer die kleinere Kanalbandbreite von 20 MHz wählen. Das halbiert zwar die maximal mögliche Übertragungsleistung, doch gleichzeitig reduzieren Sie damit auch die Anfälligkeit Ihres Routers gegen WLAN-Störungen aus der Nachbarschaft deutlich.

Tipp 3: Benchmark: WLAN-AC bei 5 GHz und 2 MIMO-Streams

Im Anschluss messen wir über dieselbe Verbindungsstrecke die Nettoübertragungsleistung eines 802.11ac-Routers. Die Bruttodatenrate des ac-WLAN-Clients liegt bei 867 Mbit/s.

Die Probleme durch Störungen benachbarter Funknetze haben bei einem 802.11ac- Router Seltenheitswert. Zum einen ist die Chance nach wie vor sehr gering, dass sich ein weiteres 5-GHz-WLAN in Reichweite befindet. Zum anderen stehen selbst bei einer Kanalbreite von 80 MHz rund vier überlappungsfreie, alternative Übertragungskanäle bereit, auf die der Router bei Störung durch ein anderes 5-GHz-WLAN ausweichen kann - sofern Router und Client DFS unterstützen.

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Obwohl unser ac-WLAN-Client nur mit zwei MIMO-Antennen ausgestattet ist, messen wir damit eine Nettoübertragungsrate von knapp 420 Mbit/s zum ac-WLANRouter. Die Übertragungsleistung über den gesamten Messzeitraum hinweg verläuft sehr homogen. Lassen wir unser Network Performance Tool anstelle einer Client-Verbindung gleich sechs parallele Datenstreams simulieren, so ermittelten wir in der Summe sogar Nettodatenraten von bis zu 540 Mbit/s.

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Tipp 4: Bandbreite: So wirkt sich die Übertragungsrate aus

Neben der Anzahl der MIMO-Streams von Router und Client hat auch die Bandbreite des Übertragungskanals einen entscheidenden Einfluss auf die Übertragungsgeschwindigkeit. Ein aktueller ac-WLAN-Router erreicht erst mit 80 MHz Kanalbreite seinen maximalen Datendurchsatz. Reduziert man die Kanalbandbreite auf die Hälfte, also auf 40 MHz, so halbiert sich damit auch die maximal mögliche Übertragungsgeschwindigkeit.

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Um die maximale Übertragungsleistung im 5-GHz- WLAN zu erhalten, stellen Sie die Bandbreite im ac-WLAN-Router auf 80 MHz.

Allerdings kann in einigen Jahren bei zunehmender Verbreitung und Nutzung des 5-GHz-Bandes eventuell auch hier das Herunterschalten auf eine schmalere 40-MHzÜbertragung sinnvoll sein. Für die maximale Übertragungsleistung sollten Sie jedoch Ihren Router auf eine Kanalbreite von 80 MHz schalten. Die meisten ac-WLAN-Router besitzen in deren WLAN-Einstellungen eine entsprechende Option.

Tipp 5: Fritzbox 7490 Maximale Bandbreite

In der Benutzeroberfläche der Fritzbox 7490 findet man keine Möglichkeit, um die maximale Bandbreite im 5-GHz-Band einzustellen - jedenfalls nicht auf den ersten Blick.

Seit der Firmware FritzOS 5.53 gibt es in den WLAN-Einstellungen der aktuellen Fritzbox-Modelle, und dazu zählt auch das 802.11ac-Modell 7490, eine neue Option namens WLAN-Koexistenz aktiv. Die Koexistenz-Funktion sorgt laut AVM dafür, dass das WLAN-Spektrum zwischen allen umliegenden WLAN-APs bestmöglich aufgeteilt wird. Im viel genutzten 2,4-GHz-Band bedeutet das, dass die maximale Übertragungsbandbreite von 40 MHz automatisch auf 20 MHz gedrosselt wird.

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Der Grund: Benachbarte Access-Points, die mit jeweils 20 MHz Bandbreite funken, kommen sich deutlich weniger in die Quere als solche mit 40 MHz. Diese Einstellung betrifft alle WLAN-Netze - auch das 802.11ac-Netz im 5-GHz-Band. Falls in Ihrem näheren Umfeld keine oder nur schwach funkende WLANNetze auszumachen sind, sollten Sie den Haken vor WLAN-Koexistenz aktiv entfernen. So sind Sie sicher, dass die Fritzbox 7490 im 5-GHz-Band mit 80 MHz Kanalbandbreite funkt.

Tipp 6: Standard: Die Kanäle 36-48 sind voreingestellt

Jeder ac-WLAN-Router versucht, zunächst den unteren 5-GHz-Bereich zwischen 5170 MHz und 5250 MHz zu belegen. Dabei handelt es sich um die vier untersten überlappungfreien Kanäle 36, 40, 44 und 48 mit je 20 MHz Bandbreite.

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Die neue Einstellungsmöglichkeit zur WLANKoexistenz regelt die Bandbreite, mit der die Fritzbox Ihr WLAN aufspannt.

In diesem Bereich findet keine Nutzung und damit auch keine mögliche Störung durch Wetterradar statt. Deshalb darf dieser Kanalbereich von allen WLAN-Routern und -Adaptern genutzt werden, auch wenn diese kein DFS (Dynamische Frequenzwahl) unterstützen. Höhere Übertragungsfrequenzen ab Kanal 52 oder oberhalb von 5250 MHz werden auch vom Wetterradar genutzt, die als sogenannte Primärnutzer in diesem Frequenzspektrum gelten. Ein DFS-fähiger ac-WLAN-Router hat als untergeordneter Sekundärnutzer eine Radarerkennung integriert, um einen Primärnutzer erkennen zu können. Falls erforderlich muss der Router per DFS seinen Kanal wechseln.

Tipp 7: Bandbreite: Kanaltuning im oberen Frequenzbereich

Alle AC-Router funken zunächst im unteren 5-GHz-Bereich auf den Kanälen 36 bis 48. Gibt es in Ihrer Nachbarschaft einen weiteren 5-GHz-Router, kann Ihr eigener Router automatisch den Kanal wechseln - sofern er DFS unterstützt. Auch ein manuelles Tuning verschafft Besserung.

In der Regel wechselt Ihr Router auf den nächst höheren, freien 80-MHz-Frequenzbereich, zum Beispiel auf die Kanäle 52 bis 64. Vorher schaltet der Router allerdings seine Radarerkennung ein, um eine mögliche Nutzung des Bereichs durch Primärnutzer, sprich: Radar, feststellen zu können. Im Anschluss wechselt der Router auf den neuen Kanal. Doch Vorsicht: Ebenso wie einige AC-Router sind auch so manche AC-Clients beim Funken im 5-GHz-Bereich eingeschränkt, da sie nur die unteren 80 MHz des 5-GHz-Spektrums unterstützen.

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Mit drei internen MIMO-Antennen bringt das Speedport 724V 1300 Mbit/s Übertragungsrate.

Falls Ihr ac-WLAN-Client also nur die Kanäle 36 bis 48 unterstützt, kann er nach einem Kanalwechsel des Routers zunächst keine Verbindung mehr ins Heimnetz aufnehmen. Falls Ihr ac-WLAN-Router auch parallel über 2,4 GHz funkt, können Sie Ihren Client auch über dieses Frequenzband mit dem Router verbinden - dann allerdings nur mit maximal 450 Mbit/s und allen Nachteilen des 2,4-GHz-Bandes.

Oder Sie stellen Ihren Router von automatischer auf manuelle Kanalwahl um und legen ihn auf die radarfreien Kanäle 36 bis 48 fest. Falls Ihr Nachbar jedoch ebenfalls auf diesen Kanälen überträgt - und ebenfalls nicht wechseln kann oder will - müssen Sie mit Einbußen in der Übertragungsleistung rechnen. Die dritte Möglichkeit: Sie ersetzen den eingeschränkten ac-Client und wählen einen Adapter, der das komplette 5-Hz-Spektrum unterstützt.

Tipp 8: Mit voller Geschwindigkeit durchstarten

Ebenso wie ein schneller 802.11n-Router kann auch ein 802.11ac-Gerät seine volle Bandbreite erst dann ausschöpfen, wenn auch wenigstens ein Client den ac-Standard unterstützt. Auch die Anzahl der integrierten MIMO-Antennen spielt eine entscheidende Rolle.

Die maximale Übertragungsrate der erhältlichen AC-Router-Modelle beläuft sich auf 1300 Mbit/s, sofern sie mit je drei Sende-/ Empfangsantennen ausgestattet sind. Allerdings finden sich auch AC-Router mit nur zwei Antennen, die damit nur bis zu 867 Mbit/s erreichen.

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Bevor die aktuelle Fritzbox 7490 auf Kanal 52 wechselt, führt das Gerät die für diesen Frequenzbereich vorgeschriebene Radarerkennung durch.

Zudem steht die volle Übertragungsleistung nur dann zur Verfügung, wenn beide WLAN-Partner, sprich: Router und Client, mit 802.11ac-Technik ausgestattet sind. Inzwischen finden sich bereits erste Notebooks, die eine entsprechende Karte integriert haben. Die meisten AC-Client-Adapter sind nur mit zwei Antennen ausgestattet und unterstützten deshalb nur bis zu 867 Mbit/s (brutto). Die aktuell schnellste Einzelverbindung zwischen einem ac-WLAN-Client mit zwei Antennen und einem ac-WLAN-Router mit zwei oder drei Antennen liegt somit bei 867 Mbit/s brutto.

In unserem Test mit einer AC-Media-Bridge als Client erreichten wir etwa 420 Mbit/s netto. Simuliert man mehrere Einzelverbindungen, die gleichzeitig auf den AC-Router zugreifen ("parallel Streams"), konnten wir Nettotransfers bis 550 Mbit/s ermitteln. Bei einer Verbindung über je drei Antennen liegt die Nettodatenrate über 700 Mbit/s. Somit ist ein Gigabit-fähiges LAN mit einer Nettodatenrate von etwa 900 Mbit/s nach wie vor schnell genug für aktuelle 802.11ac- Geräte.

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