Make Wi-Fi fast again (33c3)

Musik

Herald Angel: Es geht aber heute weniger
um mich, es geht um den lieben Hendrik. Er

ist Netzwerker, er ist Feuerwehrmann und
er ist eigentlich auch so richtiger Wlan

Nerd. Wenn man das so sagen kann und er
betreut 1600 Access Points, übrigens auch

die ganzen Access Points hier im NOC dafür
mal vielleicht noch eine Runde Applaus.

Applaus

Also die ideale Voraussetzung um uns heute
zu erklären wie Wlan geht und das wird er

auch tun. Er hat auf der
Gulaschprogrammiernacht schon einen talk

gehalten "ur WiFi sucks!!1!" und heute
führt er uns ein bisschen hinter die

Kulissen von WiFi-AC. Er wird uns
vielleicht erklären was so Begriffe wie

beamforming oder MIMO bedeuten und
vielleicht auch warum Mamas Plasterouter

acht Antennen braucht und ja ich möchte
euch bitten bitte begrüßt mit einem

riesengroßen tollen Applaus den Hendrik.

Applaus

Hendrik Lüth: Ja, hi auch erst mal von
mir hallo und willkommen zur Winter-gpn.

Schön, dass ihr alle da seid. Ich habe da
gerade eben zum Thema Wlan mit NOC ein

kleines buh von manchen Stellen gehört.
Wir hatten da so ein kleines Problem wir

haben das Wlan noch mal ein bisschen noch
schneller gemacht, passend zum Vortrag

wird also in den Graphen 250 gigabit blah
stehen. Das tut uns Leid, das funktioniert

jetzt alles wieder. Alles toll, so einmal
kurz zur Gliederung was euch jetzt heute

zu erwarten hat. Erst einmal erzähle ich
ein bisschen was zu mir, ich habe nicht

eingeplant dass da noch ein Herald ist.
Dann ein bisschen zur Geschichte des Wlan-

Standards, wie hat es sich überhaupt
entwickelt mit dem Wlan, was kam wann in

welchen Zeitabschnitten, wie lange
existiert das überhaupt schon. Eine kleine

Übersicht an sich, was hat sich mit IEEE
802.11ac, was der vollständige Name des

ac-Standards ist, verändert und dann gehen
wir so ein bisschen detaillierter rein in

die Neuerungen, was hat sich so auf Layer
1 des Standards verändert so physikalisch,

weil das ist eigentlich das, was wirklich
diesen größeren Datendurchsatz von diesem

Standard erbringt. Dann erklär ich ein
bisschen was ist eigentlich dieses mimo

und dieses multi-user-mimo, das ist sehr
interessant weil uns auch das wiederum

noch mal mehr einen höheren Datendurchsatz
bringt. Dann gehe ich auf dieses magische

beamforming ein von dem manche vielleicht
schon mal gehört haben, dass man mit

normalen Hochfrequenzwellen, aber auch mit
Audio machen kann und ganz am Ende noch

ein kleiner Praxisbezug und
Realitätsabgleich wie Sinnvoll ist dieser

Standard eigentlich überhaupt, was bringt
uns dieser Standard denn jetzt tatsächlich

an Durchsatz und dann noch ein kleiner
Ausblick auf die Zukunft, weil die IEEE

ist nicht ruhsam, die sind schon wieder
vernünftig am weiterarbeiten am nächsten

Standard. Ich bin Hendrik, 23, studiere am
Karlsruher Institut für Technologie

Elektrotechnik, bin dort Netzwerk HiWi und
betreue halt dieses 1600-Access-Point-

Netzwerk und bin dort primär zuständig für
die Controller-Konfiguration und die

Planung von den Installationen in den
Hörsälen, also dass jetzt zum Beispiel in

solchen großen Sälen hier das WLAN noch
vernünftig funktioniert. Wenn ich dann

noch irgendwann mal bisschen Zeit habe,
dann mache ich noch Amateurfunk und so ein

bisschen Elektronik-Gebastel. Zur
Geschichte von IEEE 802.11. Das fängt ganz

weit vorne an, die haben sich gedacht so
Kabel ist zwar ganz cool, aber wir können

jetzt Laptops bauen und diese Laptops
immer irgendwie rumzuschleppen und überall

anzustecken ist nicht cool, es kostet
immer Geld, überall Kabel hinzuziehen und

vor allem in großen Sälen, wo viele Leute
sind, ist das auch nicht so ganz cool mit

dem Kabel. Dann haben sie irgendwann mal
einfach angefangen und sich gedacht, wir

machen das jetzt kabellos und seitdem
bringen sie regelmäßig in gleichmäßigen

- oder mehr oder weniger gleichmäßigen –
Abständen neue Standards raus und diese

neuen Standards bringen immer wieder
irgendwelche Verbesserungen mit sich, sei

es denn der Datendurchsatz oder auch
einfach nur generell die Effizienz des

WLANs an sich. Das ist so jetzt einmal die
Timeline davon, das fing im September 1999

an mit 802.11a und 802.11b, das waren noch
diese ganz ganz langsamen Datenraten mit

11 Mbit/s, das ist so im Vergleich zu
heute einfach super langsam. Damals ging

es erstmal darum: Wir wollen etwas
kabelloses haben und wir wollen da ein

bisschen Daten durchbringen und 1999 waren
diese 11 Mbit/s schon einiges, wenn man

daran denkt, dass da 16.000er DSL, zum
Beispiel, wer hatte das? Wenn es das

überhaupt schon gab, da bin ich grade
nicht up to date wie die DSL-Standards

sich entwickelt haben. Dann kam 802.11g im
Juni 2003 raus und dann immer weiter immer

mehr Standards und diese Standards bringen
immer weiter eine Optimierung vom

Datendurchsatz und auch von dieser
Effizienz mit, wie zum Beispiel mit

802.11g, das kennt ihr vielleicht von
eurem WRT54GL, der schaffte seine 54

Mbit/s über WLAN. Als der rauskam, war
das supergeil. Naja und dann kam

irgendwann so eine Fritz!Box und sagte
„So, ich kann jetzt aber 300 Mbit/s“, und

so ist das immer weitergegangen von den
Standards her und 5 GHz, was wir jetzt

heutzutage haben, gab es sogar schon
damals im a-Standard; Mit 802.11a kam das

erste mal 5 GHz ins Spiel. Problem bei 5
GHz ist: Durch die höhere Frequenz wird es

stärker durch Wände oder durch Menschen
gedämpft und die Ausbreitungsbedingungen

dafür sind eher suboptimal im Vergleich zu
2,4 GHz. Deswegen hat man aber damals 2,4

GHz genommen und darauf den Fokus gelegt,
weil man in dem damals noch erstmal

Reichweite haben wollte, im Vergleich zu
anstatt Datendurchsatz und Räume randvoll

mit Menschen. Dann kam irgendwann 802.11ac
als neuester Meilenstein, der kam 2013

raus nach einiger Arbeit als Zusammen-
fassung muss ich noch sagen, dass

dieses im März 2007 erschienene
802.11-2007 an sich ist kein richtiger

Standard sozusagen, sondern ist noch mal
eine komplette Zusammenfassung aller

Standards und Erweiterungen davor, weil
ein Standard bei der IEEE wird am Anfang

verfasst, aber dann sind alle anderen
Sachen – diese Buchstaben – sind einfach

nur Erweiterungen und zu diesem Standard
hinzu und dann haben sie einfach 2007 sich

gesagt: „Wir schreiben das ganze noch mal
zusammen und nehmen das hier sozusagen als

ein komplettes … einen kompletten Block
mal rein, weil wenn man sich den 11ac mal

durchliest, dann sieht man da, die Hälfte
der Seite ist einfach durchgestrichen,

dann ist da wieder was reingeschrieben und
dann irgendwas in kursiv und das ist

eigentlich ein riesiges … ein riesiger
Patch einfach nur für den vorhergegangenen

Standard. Und das alles
übereinanderzulegen, wenn man irgendwas

bauen, möchte ich ein bisschen schwierig
deshalb irgendwie in 2007 haben die das

noch mal zusammengefasst. So. 802.11ac
wird immer dieses „Gigabit-WLAN“ genannt

und alle freuen sich so, ich kann mich
daran noch erinnern, auf der cebit hat da

AVM mal ganz toll mit geworben, so „Wow,
wir kriegen jetzt ein Gigabit über die

Luft“ und ich stand da: „Wow, das ist
cool.“ Aber der Standard ist nur für 5GHz

spezifiziert weil man hat sich gesagt
„Okay, 2,4 GHz – wir haben nur vier

Kanäle, die man effizient … also effektiv
nutzen kann, ohne dass es Überschneidungen

gibt, wir machen jetzt einfach mal 5 GHz
only, das reicht uns, das macht es uns ein

bisschen einfacher“. Dann hat man neue
Modulationsarten sich ausgesucht, die

effizienter sind, mit denen man mehr Daten
übertragen kann in dem gleichen Zeitraum,

weil einfach mit einer … mit einer
Einstellung dieser Modulationsart – dazu

werde später noch was erzählen – einfach
mehr Bit übertragen werden können. Wir

haben breitere Kanäle, weil wenn wir
doppelt so breite Kanäle nehmen und

doppelt so breit senden sozusagen bei
gleicher Modulation, habe wir natürlich

auch noch mal eine Verdopplung des
Datendurchsatzes. Wir haben weniger MCS-

Werte – MCS steht für „Modulation Encoding
Scheme“ –, das ist ein Index, der angibt,

welche Modulationsart verwendet wird und
welche Bitsicherungsschicht verwendet

wird. Denn immer, wenn man irgendwo Daten
überträgt, kann man sie einfach so

übertragen oder man überträgt sie … aber
man muss davon ausgehen, dass seine

Übertragung irgendwie, in irgendeiner Art
und Weise verlustbehaftet ist. Und genau

um diesen Verlust auszugleichen, nimmt man
zum Beispiel einen Anteil seiner Nutzdaten

und setzt noch ein weiteres Bit oder
irgendeine andere Prüfsumme hinten dran,

um zu überprüfen, ob wirklich alles
rübergegangen ist. Und diese MCS-Indexe

sind einfach so eine Kombination aus einer
Modulationsart und einem bestimmten

Bitsicherungsverfahren. Und, was auch sehr
sehr interessant wurde dann, ist dass

dieses Beamforming genau spezifiziert
wurde. An sich gab es Beamforming schon

seit 802.11n, aber das gab da viele
verschiedene Beamformingmethoden und jeder

Hersteller hat irgendeine andere
implementiert, weil ihm die am Besten

gefallen hat, und dann haben das auch
nicht alle Clients unterstützt und es gab

Probleme, wenn ein Client von dem einen
Hersteller mit dem Access Point von einem

anderen Hersteller irgendwie versucht hat,
Beamforming zu machen und deswegen haben

sie es jetzt da noch mal gesagt und auf
eins festgepinnt und haben gesagt „So, das

machen wir jetzt genau“. Und, wie vorhin
schon gesagt, dieses Multiuser-MIMO kommt

dann jetzt mit 11ac, was uns auch noch mal
sehr viel Vergnügen bereitet. Und auch

haben sie sich gesagt: „OK, wir haben
802.11n“. Mit 802.11n haben sie einen

Fehler gemacht. Und zwar haben sie einen
Standard definiert, der extrem groß war.

Der Standard umfasst, im Vergleich zu den
54 Mbit/s die 11g geschafft hat, umfasst

der einfach viel zu viel, was neu dazu
kam. Es kam MIMO dazu, es kamen neue

Frequenzen hinzu und die Hersteller haben
es nicht geschafft, einfach in der kurzen

Zeit, sozusagen, vernünftig diesen
Standard auf den Weg zu bringen und auch

die Hardware dafür bereitzustellen. Und deswegen
haben sie sich gedacht: „OK, wir bringen

das sozusagen in zwei Wellen raus“. Als
die erste Draftversion von 11ac draußen

war, haben sie gesagt, „das wird jetzt die
sogenannte Wave 1, dann können die

Hersteller es schon mal verbauen und dann
garantieren wir aber auch, dass wir den

Teil, den wir rausgebracht haben, nicht
mehr so verändern, dass ihr Probleme habt

mit Clients, die zum Beispiel dann die
finale Version unterstützen. Und dann die

zweite Welle, wo dann sozusagen der
Standard komplett fertig war, 2013 mit

„So, das ist jetzt alles, was ihr bauen
könnt, und legt los.“ Dann … an sich

interessant wurde es dann ja wirklich, was
den Datendurchsatz angeht, auf dem

physikalischen Layer. Weil … das ist genau
das, was uns in den meisten Fällen

begrenzt. Schlechte Modulationsarten oder
auch zu schmale Kanäle grenzen das ganze

ein bisschen ein. Und dann haben sie sich
gedacht: Wir nehmen einfach mal mehr

Kanäle. Mehr Kanäle ist besser, weil die
Access Points kollidieren nicht so einfach

wie auf 2.4 GHz. Auf 2.4 GHz können wir
effektiv vier Kanäle benutzen, ohne dass

wir kollidieren, sonst gibt es Störungen.
Das sorgt dann auch wieder dafür, dass

unsere Access Points nicht so effektiv
senden können, deshalb haben sie gesagt:

So, mehr Kanäle wollen wir. Auch breitere
Kanäle. Wir haben jetzt 80 MHz Kanalbreite

oder 160 MHz Kanalbreite, was natürlich
auch noch mal einen gigantischen Durchsatz

bringt, der dazukommt. Dieses MIMO, es
gibt ja immer dieses 3-zu-3 MIMO, was bei

irgendwie diesen ganzen Plasteroutern mit
angepriesen wird. Das ist ja auch die

Anzahl der Antennen teilweise, die diese
Router haben. Aber richtig interessant ist

es bei 11ac. 11ac hat das definiert, haben
sie gesagt, es gibt bis zu acht Spartial

Streams, also sozusagen acht eigene
Aussendungen auf derselben Frequenz. Das

heißt, wir haben noch mal im Vergleich zu
einem einzelnen Stream noch mal das

Achtfache an Datendurchsatz, was auch
wiederum noch mal eine deutliche

Verbesserung brachte. Durch Multi-User-
MIMO haben wir noch mal, dass wir

gleichzeitig an mehrere Nutzer senden
können. Wirklich zeitlich gleichzeitig

senden wir an mehrere Nutzer dadurch, dass
wir mehrere einzelne Transmitter in diesem

Access Point drin haben. Wir haben, wie
gerade eben schon erwähnt, diese

Neuorganisation des Modulation Encoding
Sets, und durch diese Neuorganisation … ja

… hatten wir auch noch mal bessere
Datenraten … Modulationsarten bekommen.

Diese Grafik zeigt sozusagen einmal alle
Kanäle, die jetzt gerade verfügbar sind.

Die sind ganz grauenvoll durchnummeriert.
Und es ist auch nicht alles erlaubt. Zum

Beispiel ist den Leuten aufgefallen:
„Cool, wir setzen jetzt auf 5 GHz“ und

dann ist ihnen aufgefallen: Verdammt, da
sind so ein paar Wetterradare. Und dann

haben sie sich überlegt: OK, die Geräte
müssen DFS machen. DFS steht für „Dynamic

Frequency Selection“. Das bedeutet, wenn
die Geräte erkennen: OK, da ist ein Radar,

das sendet da, weil das Radar hat primären
Zugang zu dieser Frequenz, dann muss der

Access Point das erkennen, sich
zurückziehen von diesem Kanal und sich

einen anderen Kanal aussuchen, auf dem er
einfach frei senden kann, ohne dieses

Radar zu stören. Und auch in Deutschland
gibt es dann noch stärkere

Einschränkungen, weil es gab große
Vorgaben, was überhaupt möglich sein wird

in diesem Standard, und was dann
tatsächlich erlaubt ist, lokal bzw. in den

drei Radioregionen der Welt, wird nochmal
von den entsprechenden

Regulierungsbehörden entschieden. Deswegen
sieht es für Europa und Japan so ein

bisschen mau aus. Und auch dieser Stand
der USA, den wir dort sehen, ist nicht das

was wir... was tatsächlich möglich ist,
weil das ist jetzt das, was tatsächlich

maximal möglich ist. Auch dieses Grau sind
sie gerade am Kämpfen das zu kriegen und

auch in der mitte fehlen... sind noch ein
paar Kanäle wo sie noch gerade versuchen,

das durchzukriegen. Also wenn oben alles
möglich ist, mit und ohne DFS, dann ist

das sozusagen das maximale, was wir an Kanälen
zur Verfügung haben. Diese Kanäle sind so

aufgebaut, dass sich die Kanalbreiten, wie
auch schon bei den vorigen WLAN-Standards,

überlappen können. Das ist also, dass 2
20-Megahertz-Kanäle einfach einen

40-Megahertz-Kanal bilden können und so
weiter. Und dadurch haben wir nochmal viel

mehr Möglichkeiten, dass sich die Access-
Points gegenseitig nicht in die Quere

kommen. Dann, dieses MIMO, hatte ich
bereits erwähnt, existiert seit 802.11n.

Es ist ziemlich cool und das ist eine sehr
bewährte Methode zur

Datendurchsatzsteigerung, weil wir durch
parallele Aussendungen auf 3 Antennen...

können wir dreimal dieselbe Frequenz
benutzen. Auf der Empfängerseite sieht das

dann so aus, dass er diese 3 Aussendung
auf jeder der 3 Antennen erkennt, aber,

dadurch dass diese Antennen physikalisch
voneinander separiert sind, auch einen

gewissen Abstand haben, hat er
verschiedene Signalstärken auf den

Antennen und kann daraus dann erkennen,
welcher dieser MIMO-Streams zu welcher

Antenne gehört. Und dadurch haben wir, man
könnte es Kanäle nennen, aber wir haben

mehrere gleichzeitige Aussendung und
dadurch natürlich auch immer mehr

Datendurchsatz und entsprechend einen
Datenstrom pro Antenne. Das multipliziert

unser datendurchsatz mit den bis zu 8
Spartial-Streams dann in .ac, aber was

genau diese 8 Spartial-Streams uns
tatsächlich an Datendurchsatz bringen, da

habe ich gleich noch eine Tabelle zu.
Jetzt kommen wir erstmal zu diesem

magischen MSC und zwar nach dieser
Neuorganisation von 32 Werten mit 802.11n,

das waren ein bisschen viel, da haben sie
sich gesagt, "Okay, die wurden nicht alle

benutzt, manche wurden mehr benutzt,
manches weniger benutzt und manche war

auch einfach nur unnötig" Da haben sie
gesagt, "Wir können das besser. Wir können

auch bessere Hardware bauen, wir brauchen
manche Werte einfach gar nicht mehr" und

haben sich dann überlegt, "Wir brauchen
nur noch 10 Werte in 802.11ac. Aber

trotzdem haben wir einen besseren
Datendurchsatz." Und das ist jetzt diese

Tabelle. Wir haben dort... das sind jetzt
die Werte von 0 bis 4. Wir haben BPSK,

QPSK und 16-QAM,. Diese Modulationsarten
gab es auch schon in den vorigen Standards

und die Neuerung kam dann hier, auf der
rechten Seite in der Tabelle, mit 256 QAM.

QAM steht für "Quadrupel-Amplituden-
Modulation". Da habe ich auch eine kleine

Erklärung zu und was wir auch noch haben,
ist hier diese Coderate. Da sieht man wie

viel Bits von den übertragenen Bits für
Bit-Sicherung benutzt werden. Und das geht

dann soweit, dass wir unten die Hälfte
aller Bits zur Bitsicherung benutzen. Das

ist dann einfach wenn wir wirklich sicher
gehen wollen, dass wir Daten übertragen,

über lange Strecken, verlustbehaftete
Strecken... und wir haben dann bei MCS

Wert 9. Sagen wir so, "Wir pumpen richtig
Daten durch, wir haben ein gutes Signal,

wir können auf eine so starke Bitsicherung
verzichten." Dieses QAM an sich ist eine

supertolle Modulationsart, ich find die
persönlich super toll. Und zwar diese

Quadrupel-Amplituden-Modulation ist eine
digitale Modulationsart und es ist eine

Kombination aus Phasenmodulation und
Amplitudenmodulation, wie auch der Name ja

auch schon erkennen lässt. Und wir haben
dann zwei Werte dass... Leute, die sich

vielleicht schonmal von euch mit STRs
beschäftigt haben, hatten vielleicht

irgendwann mal mit I- und Q-werten zu tun.
Und genau diese I- und Q- Werte sind diese

Werte, die für eine QAM-Modulation
notwendig sind. Und die geben... das ist

ein Wert, der angibt, wie die Phase und
wie die Amplitude ist... und aus dieser

Kombination kann man in einem großen
Raster genau darstellen, welcher Punkt das

ist und welche Bits dazugehören. Man muss
sich natürlich beim Empfänger und beim

Sender darauf einigen, welches Bitmuster
man über dieses Raster legt. Und die

Demodulation von dem Ganzen erfolgt über
einen unmodulierten Träger. Das sieht dann

so aus: Wir haben auf einer gewissen
Bandbreite, haben wir in der Mitte auf

einer Frequenz einen kleinen Träger und
immer wieder... Je breiter unsere Kanäle

werden, kommen weitere unmodulierte Träger
hinzu. Und dazwischen sind ganz viele

Träger, die moduliert sind. Die
Demodulation funktioniert dann so, dass er

guckt, "Okay, ich habe jetzt gerade das
empfangen. Jetzt gucke ich auf meinen

unmodulierten Träger als Referenz und
sehe, mein empfangenes Signal hat einen

Phasenverschub im vergleich zu diesem
Träger von x und einen

Amplitudenunterschied von y." Daran kann
das dann beim Empfänger demoduliert

werden. Und wir brauchen auch, je breiter
unsere Kanäle werden, immer mehr Träger,

weil durch höhere Frequenzen gerät das
Ganze natürlich dann mit der Phase ein

bisschen... Ein bisschen verschiebt sich
das natürlich weil, weil die Frequenz

höher ist und die Welle dann vielleicht
schon ein bisschen weiter ist. Deswegen

braucht man da auch mehrere Träger. Und
dieses 64-QAM steht für die Anzahl der

Konstellationspunkte, also die Anzahl der
Punkte, die wir in diesem Raster haben.

Und dieses Raster sieht man hier. So sieht
so ein Raster einer 64-QAM-Modulation aus.

"I" steht für den "in-phase component",
also der Phasenverschub von dem Ganzen.

"Q" ist der "quadrature component", also
der 90-Grad-Winkel dazu entsprechend. Und

mit 64 Werten können wir 6 Bit pro
Konstellationspunkt übertragen. Wenn wir

dann zum Beispiel ein Grey-Code nehmen,
das kann man einfach darüber legen, oder

irgendwelche anderen Kodierungsverfahren,
die man sonst noch benutzen möchte. Dann

z.B. die 256-QAM, die auch in 802.11ac
verwendet wird, benutzt nen 2*4 Bit Grey-

Code, sprich wir haben 8 Bit, die
hintereinander hängen. Und die ersten 4

Bit, sind n Grey-Code, der in x-Richtung
geht und sich immer nur um 1 Bit in

x-Richtung verändert. Und die anderen 4
Bit an dem ganzen Codewort sind n Grey-

Code, der sich in y-Richtung einfach nur
um 1 Bit verändert. Diese Diskussion kann

man also... zu diesem... zur Möglichkeit
von Grey-Code auf solchen Rastern kann man

beliebig weiterführen. Ich hatte da
letztens ne sehr schöne Diskussion mit

meiner Mitbewohnerin drüber, ob man in
einem..., also beim Frühstück auch noch...

Gelächter

HL: Ob man in einem n-dimensionalen Raum
mit m Konstellationspunkten in jede dieser

n Dimensionen einen Grey-Code abbilden
kann, wie lang x das Codewort ist und

wieviele Bit y hinzukommen bei der
(n+1)-ten Dimension im Vergleich zur n-ten

Dimension. Sie hat dann irgendwie ganz
viel Mathematik noch damit drauf geworfen,

und... Es ist möglich. Auch im
n-dimensionalen, aber das ist für uns

recht egal, weil, wir müssten erstmal
irgendwie noch ne 3. ... ja, nen 3.

sozusagen Raumparameter hinzukriegen,
damit wir das irgendwie benutzen können.

Also ich bin mit der normalen QAM erst mal
recht zufrieden. Das ist jetzt ein kleines

Beispiel. Wir nehmen jetzt mal diesen
Punkt oben in der Ecke und ich habe da

jetzt einfach mal von Anfang an
durchgezählt. Binär. Ich habe da jetzt

keinen Grey-Code drüber gelegt... Wenn ich
jetzt diesen Punkt haben möchte, sage ich,

dass ist der Punkt 15 in dezimal. Das ist
dann entsprechend unserer binärer Wert und

das wäre dann ein x von 4 und ein y von 3.
Das wäre jetzt sozusagen, wenn mein

Empfänger erkennt, okay ich hab nen
Phasenverschub von der sozusagen 4

entspricht in x-Richtung und einen
Amplitudenunterschied, der 3 in y-Richtung

entspricht, dann ist das genau dieser
binäre Wert. Und daran kann er das

entsprechend dekodieren. Jetzt kommt
erstmal eine ganz große Tabelle. Das ist

ein bisschen unübersichtlich. Es fängt
oben an mit 802.11n mit einem Spatial

Stream im Vergleich zu 802.11ac mit einem
Spatial Stream und diese Tabelle zeigt

ganz schön wie durch die verschiedenen...
durch die Hinzunahme dieser Spatial

Streams und sozusagen mehr
Sendemöglichkeiten sogar mehrere Kanäle

auf der gleichen Frequenz und die der
Datendurchsatz einfach ansteigt bis hin zu

683 Mbit. Das ist schon deutlich mehr als
der Endstandard in seiner sozusagen

maximalen Ausbaustufe geschafft hat. Wobei
man jetzt auch noch hinzufügen muss, zur

Verteidigung von 802.11ac, dass diese
blauen Werte nämlich noch nicht mal MCS-

Wert, also, der MCS-Index 9 sind, sondern
nur der MCS-Index 8. Weil 20 MHz-Kanäle

dürfen nicht mit MCS 9 verwendet werden.
Das hat man im Standard so spezifiziert

und das heißt, wenn man es so zu sagen
theoretisch sehen würde, was nach dem

Standard nicht erlaubt ist, könnte man
sogar da noch mal mehr Daten durch

bekommen. Wenn wir jetzt einfach den Kanal
mal ein bisschen verbreitern, dann haben

wir noch mal mehr Datendurchsatz. Da ist
wieder alles möglich. Und dann, wenn wir

den nochmal verbreitern, kommt noch mal
mehr. Und ab dem Punkt wird die Tabelle

ein bisschen löchrig, weil: 80 MHz gab es
in 802.n, äh, 802n noch gar nicht. Aber,

wir könnten noch mal erweitern, weil wir
haben 180 MHz-Kanäle und da kommen wir

dann unten rechts auf den Wert, der in
802.11ac als maximale Brutto-Datenrate

spezifiziert ist: 6,9 Gbit/s. Und das ist
schon... was, wo ich mir überlege: wie

kriege ich die Daten überhaupt zum Access
Point hin? Weil, selbst mit NBase-T-

Übertragung wo ich jetzt 2,5 Gbit oder 5
Gbit über mein Kupferkabel fahren kann,

komme ich da auch noch nicht ganz hin. Und
das... Das war schon ziemlich hoch

gegriffen von der IEEE, dass sie dort die
6,9 Gbit spezifizieren. Aber naja, sollen

sie machen, ist okay. Und wieder da ist
wieder noch blauer Wert mit drin. Der MCS

9 ist für Devices mit 3 Spatial Streams
und 180 Mhz-Kanälen einfach verboten, aus

Gründen, die ich jetzt nicht weiter
ausführen möchte, weil das ist Standard-

Geraffel. So. Dann dieses Multiuser MIMO.
Wir haben ja schon, dass wir mit den

Antennen irgendwie gleichzeitig an einen
Client senden. Das ist ja schon so, wenn

man sich das mal irgendwie überlegt und
sich vorstellt, dass man auf der gleichen

Frequenz mehrere Aussendungen hat, die
dann auch wieder auseinandergefrickelt

werden können und die Daten wirklich
sinnvoll ankommen, ist ja schon irgendwie

technisch ne Meisterleistung. Jetzt haben
sie sich gedacht "Warte, das kriegen wir

noch besser! Wir haben MIMO seit 802.11n,
aber das wollen wir jetzt noch mal

steigern. Wir haben nämlich nicht nur
einen Antennengewinn durch dieses MIMO mit

in db 10 x Logarithmus von n, wo n die
Antennenanzahl ist. Das ist nur für die

Leute, die's nachrechnen wollen...
Gelächter

Es gibt solche. Ich hab meine
Mitbewohnerin ja schon erwähnt.

Gelächter
Dann haben sie gesagt: so, wow, wir machen

jetzt ne parallele Datenübertragung an
alle Nutzer. Die wir... irgendwie können.

Und zwar... machen wir jetzt mal einfach,
weil... wir wollen es, wir können es. Und

dann haben sie irgendwann angefangen. Und
zwar haben sie es allerdings noch ein

bisschen begrenzt, sie haben gesagt, wir
nehmen maximal 4 Nutzer und wir nehmen

maximal 4 Spatial Streams pro User. Aber
es gibt ja maximal ja eh nur 8 Spatial

Streams. Das bringt uns halt eben auch
gewisse Vorteile. Zum Beispiel, wenn wir

jetzt einen Laptop haben, was richtig
viele Daten gerade zieht. Dann würde das

ja irgendwie wenn es ziemlich dicht am
Accesspoint dran ist, erstmal anfangen,

den Kanal zu blockieren, weil es ja
richtig viel zieht. Irgendwann würden

andere Clients auch mal dran kommen, aber
die meisten Daten gehen ja dieses Laptop.

Wenn wir jetzt mit 8 Spatial Streams dort
sitzen. Und dieses Laptop mit 4 Spatial

Streams. Dann kann das ruhig ziehen, weil
andere Clients, diese anderen 4 Spatial

Streams können mit MU-MIMO wiederum
weiterbenutzt werden und zum Beispiel an

irgendwelche Smartphones irgendwelche
Push-Nachrichten, die normalerweise noch

nicht gesendet werden würden, einfach mal
mit raus verteilen. Das bringt uns

supertolle Vorteile, was irgendwie Latency
im gesamten Netzwerk angeht, weil

einfach... so kleinere Datenübertragungen
mal eben schnell mit rausgeworfen werden

können, das ist ziemlich cool. Und das
Beste ist, man kann einen eigenen MCS-

Index pro User machen. Das heißt, wir
senden und wir haben für jeden User einmal

womöglich eine andere Modulationsart, eine
andere Bitsicherung und das... ja, das ist

einfach noch mal so eine technische
Meisterleistung, wo ich mir auch manchmal

denke, so... wie genau haben sie es
implementiert? Und... das zu bauen, das

ist... das gehört schon einiges zu. Ja.
Jetzt hat man auch was anderes.

Beamforming. Beamforming ist supercool.

Gelächter

Es ist... ja wirklich, es ist supercool.
Zum Beispiel... aufm Hackerspace haben sie

jetzt nen Lautsprecher gebaut, der mit
Beamforming von Audio, Audio nur in eine

Richtung schiebt. Was ihr grad eben nicht
vor dem Talk gehört habt, ist: ich wurde

hier die ganze Zeit mit Rick Astley
beschallt von der Seite Gelächter und

ihr konntet das nicht hören, weil das
genau in meine Richtung gedrückt hat. So.

Es ist nämlich eine aktive Beeinflussung
der Abstrahlteigenschaften einer Antenne,

also im Hochfrequenzbereich. Und dadurch
kriegen wir noch mal im Falle von unserem

Beamforming, was wir jetzt haben in
802.11ac ungefähr zweieinhalb dB Gewinn,

die wir sozusagen nochmal dadurch
rausholen können, weil wir unsere

Aussendung immer genau in eine Richtung
drücken können. Und das ist nochmal

besser, weil je weiter wir vom AP weg --
also vom Accespoint weg sind, desto

schlechter wird natürlich irgendwie unser
Empfang von den Daten und wir rutschen

irgendwie niedrigere MCS Indexe rein und
wir können weniger Daten übertragen. Wenn

wir also unsere Aussendung in irgendeine
Richtung verstärken können, dann haben wir

den Vorteil, dass wir nochmal mehr Daten
durch kriegen, wo wir nochmal den Vorteil

haben, dass wir auch schneller mit
irgendwie unserer Übertragung fertig sind

und alle anderen auch noch mal irgendwie
mehr Airtime haben, um das Ganze zu

benutzen. Beamforming, wie vorhin schonmal
erwähnt, gab es auch schon in 802.11n,

aber da gab es ganz ganz viele
verschiedene komische Dinge und da haben

sie sich irgendwie jetzt geeinigt in 11ac
und es ist sogar bidirektional möglich.

Fast keine Client unterstützt das, weil
die meisten Clients haben halt einfach nur

zwei Antennen, drei Antennen für zwei oder
drei Spatial Streams und die Unterstützung

ist ein bisschen mau, aber vor allem im
Enterprise-Bereich haben die Hersteller

das jetzt schon angefangen zu
implementieren, dass sie BeamForming

machen und es funktioniert auch ganz
schön, nur halt auf dem Rückweg gehen da

... ist das hat eben leider nicht immer
möglich. Hier habe ich einmal kurz das

aufgeführt: Ich habe einen relativen
Abstand zum AccessPoint genommen und habe

dann einfach mal so MCS-Indexe auf so
einen Pfeil geklebt und der untere Pfeil

ist einfach der, wenn wir wie BeamForming
benutzen und diese zweieinhalb dB Gewinn

nochmal wieder drauf rechnen, können wir
viel weiter vom AccessPoint weg sein und

immer noch den gleichen MCS-Index nutzen
und wieder auch noch mal in einer größeren

Distanz noch einmal die gleiche Datenmenge
übertragen, was uns ja noch mal so einen

kleinen Ausgleich gibt zu den Verlusten,
die 5 GHz ja eh schon hat, also wenn man

es mit 2.4 GHz vergleicht. Jetzt --
BeamForming -- da muss man mal wieder so

einen kleinen Exkurs machen und zwar zu
Phased-Array-Antennen. Und zwar diese

Phased-Array-Antennen sind ein sehr sehr
platzsparender Ersatz zu normalen

Richtantennen wie Yagis, denn wenn ich die
Yagi drehen möchte, dann muss ich sie ja

irgendwie von Hand hin und her schwenken.
Aus dem Amateurfunk kennen das vielleicht

welche und wenn man dann irgendwie so eine
ganz große Antenne hat, dann braucht man

erstmal einen Motor, der muss anlaufen ...
es dauert einfach. Das Coole an Phased-

Arrray-Antennen ist, man kann ziemlich
ziemlich schnell die Richtwirkung dieser

Antenne ändern, wenn man sie beeinflussen
kann. Und das können wir ... in diesem

Fall. Es ist technisch extrem aufwendig,
aber ich meine wir können parallel an

mehrere Benutzer senden, warum sollen wir
nicht auch einfach mal unsere Antennen

irgendwie so ein bisschen technisch drehen
können, sozusagen. Die ganze Sache

funktioniert anhand einer
Phasenverschiebung der Aussendung. Wir

haben sozusagen mehrere Antennen, die --
sagen wir jetzt einfach Mal -- parallel

zueinander sind. Wenn wir an einer Stelle
anfangen, das Signal ein ganz bisschen

früher auszusenden, dann verschiebt sich
ja diese ganze Wellenfront, die

normalerweise gerade weggehen würde -- wir
fangen ja hier ein bisschen früher an,

verschiebt sich das Ganze ja ein bisschen
zur Seite und genau mit diesen Mechanismus

wird dieses Ganze ... wird diese Phased-
Array-Antenne gesteuert: Einfach über

einen verschiedenen Phasenwinkel an
verschiedenen Antennen. Und man muss

natürlich eine individuelle Phase pro
Antenne berechnen. Man kann es allerdings

auch auf einer Platine fix implementieren.
Zum Beispiel wird das im Automobilbereich

eingesetzt in Radaranlagen von
irgendwelchen Autos. Da kann man einfach

die Hochfrequenzleitung zur Antenne an
einer Seite ein bisschen länger machen und

dadurch kommt dann natürlich deswegen das
Hochfrequenzsignal ein bisschen später an

dieser Antenne an und man eine leichte
Richtwirkung in die eine Richtung. Wer

sich das immer noch nicht vorstellen kann
– hier ist so ein tolles Bild – es ist

übrigens auch das einzige Bild, was ich,
also bis auf das bei der Titel-Folie, was

ich von Wikipedia geklaut habe, weil
irgendwie gibt es zu 11ac keine schönen

Bilder, wenn jemand sich berufen fühlt,
meine Bilder zur Wikipedia reinzuladen,

damit Leute irgendwie da auch Bilder
einpacken können, der darf mich dann gerne

im Nachhinein ansprechen. Ich gebe die
bilder gerne weiter mit der „Ist-Mir-Egal-

Lizenz“. So, kommen wir wieder zu diesem
Beamforming zurück. Sie haben sich für

Null-Data-Pakete Beamforming entschieden,
weil sie dachten: So das ist unsere

Lieblingsmethode und man muss eigentlich
vor jeder Aussendung eine Vermessung des

Kanals machen. Also der Access-Point muss
wissen, vor jeder Aussendung und wo sind

überhaupt meine Clients, damit er das in
die entsprechende Richtung drücken kann.

Dann müssen wir noch unterscheiden
zwischen dem Beamformer und dem

Beamformee. Der Beamformer ist der
Accesspoint und der Beamformee wiederum

ist dann der Client der das ganze
empfängt. Das sind einfach die Begriffe

aus dem Standard. Ich weiß nicht, was sie
sich dabei gedacht haben. Dann wird auch

dieser gesamte Sendewinkel, den wir haben,
mit dem wir Aussenden, in Matrizen

festgehalten, weil es wäre ja langweilig
mit irgendwelchen Winkeln zu rechnen. Wir

haben ja Computer – Matrizen sie cool! Und
da haben wir auch wiederum zwei Matrizen

und zwar einmal die Feedback-Matrix. Das
ist die Matrix, die wir zurückbekommen von

unserem Client, wie er uns hört und wir
haben noch die Steering-Matrix. Das ist

dann die Matrix, die wir dann tatsächlich
sozusagen auf unsere Aussendung anwenden,

um die Abstrahlungseigenschaften zu
beeinflussen. Wer sich die ganze

Mathematik dazu durchlesen möchte: Die ist
im Standard drin, aber sie ist extremst

grauenvoll. So dieses Null-Data-Packet-
Beaming ist eine ganz einfache Methode.

Haben einfach ganz am Anfang der
Ankündigung: So ich will jetzt messen. So,

dann fängt er an. Dann sendet er eins
dieser Null-Data-Pakete aus. Dieses Paket

enthält einfach – heißt so weil es einfach
keine Daten enthält. Aber anhand dieses

Paketes kann der Client erkennen so okay
da ist die Aussendung vom Accesspoint. Der

ist in die Richtung und ich empfange ihn
sozusagen aus der Richtung mit dem

Phasenverschub, sozusagen grob, und kann
sich das dann sozusagen merken und sich

das als Feedback-Matrix entsprechend
umsetzen. Dann sind diese Feedback-Matrix

zurück und dann findet die normale
Aussendung der Daten einfach statt und

diese Daten kommen dann entsprechend beim
Client an. Aber die IEEE ist ja sowieso

verrückt, das hatte ich ja vorhin schon
erzählt. So wie vorhins gesagt: Das wäre

ja langweilig wenn man Beamforming nur mit
einem Client machen kann. Wir machen das

ganze Multi-User-Client-mäßig! Wir können
parallel an mehrere Clients Beamforming

betreiben – mit Multi-User-MIMO. Und das
ist es einfach – ähm. ich weiß nicht, was

sie geraucht haben, aber es auf jeden Fall
gutes Zeug, weil das ist eine echt coole

Idee und das technisch umzusetzen ist noch
mal cooler. Im Endeffekt ist es eigentlich

genau das gleiche. Er fängt halt eben an,
sagt: So, ich will mal jetzt messen. Sagt

hier ist mein Paket und holt sich dann
entsprechend von den einzelnen Beamformees

seine Matrizen ab, legt sie übereinander
berechnet den ganzen Kram und wendet ihn

auf sein Antennen-Array an und fängt an zu
senden. Das hat auch ein paar Nachteile

natürlich. Diese Kanal-Vermessung kostet
Airtime. Da kann kein anderer senden, weil

das sonst diese ganze Messung natürlich
stören würde. Diese Größe der Feedback-

Matrix ist auch ziemlich unterschiedlich.
Und zwar kommt es darauf an wie viele

Clients haben wir, wie viele Spatial-
Streams benutzt dieser Client und so

weiter und so weiter. Und das kann – genau
die Kanalbreite spielt auch noch mit rein.

Und Single- und Multi-User natürlich auch.
Was ja auch die Anzahl der Clients ist

oder auch die Anzahl der Streams im
Endeffekt ja. Und das kann von 78 Byte bis

53 Kilobyte gehen. Das ist so: Hier sind
so 1, 2 Bitchen bis ja, hier, nun nimm

mal irgendwie... Also das variiert sehr
stark. Deswegen – wir nehmen einfach mal

eine Faustformel dafür: Von 0,5 bis 1%
unser Airtime, wenn wir wie Beamforming

machen, werden von diesem Sounding-
Procedure verwendet. Das ist so das ist so

grob die Formel, die man sozusagen dazu
nennen kann. Und! Auch hier sind sie wird

erstaunlich genau. Wir können für jeden
Sub-Träger können wir 56 Winkel anwenden,

wenn wir 8 Spatial-Streams benutzen.
Heißt, wir können sozusagen den ganzen

Raum den wir haben auf 56 Bereiche
aufteilen und die in die Richtung drücken.

Und das ist eigentlich wenn man es sich
mal genauer überlegt und auch auf auf die

Geschwindigkeit anwendet, mit der die
Daten ja tatsächlich übertragen werden

auch schon ziemlich genau und eigentlich
auch recht beeindruckend. So, jetzt muss

ich euch ein bisschen enttäuschend: Jetzt
kommt der Realitätsabgleich und der

Praxisbezug. Es klingt ja alles echt toll.
Also ich liebe diesen Standard sehr. Es

ist echt schön. Naja, aber die Datenraten
sind in der Realität leider niedriger –

tut mir leid. Wenn ihr jetzt einen Speed-
Test macht – die Accesspoints, die hier

und da rumhängen und überall unter der
Bühne noch liegen, da kriegt definitiv

nicht so viel Daten durch wie euch der
Standard in brutto verspricht. Das

verspreche ich euch! Das liegt einmal
daran, hier sind extrem viele Leute im

Raum und das ganze wird natürlich dadurch
ineffektiver. Wir haben euch die Kanäle

begrenzt, wir erlauben euch nicht so
breite Kanäle zu benutzen von unseren

Access Points her. Das ganze hatte ich ja
auch schon ausgeführt, warum das Ganze –

warum man das auch machen sollte...in
meinem Talk auf der GPN. Dann: Eure ganzen

alten Scheißgeräte fressen meine Airtime.
Wenn irgendjemand von euch noch ein

2,4-Gigahertz-Gerät hat und ich erwische
ihn beim rausgehen... Ich habe hier so 'ne

Glasfaser-Peitsche... Also ja... Aber es
ist nicht nur 2,4 Gigahertz, es ist auch 5

Gigahertz, weil 11ac ist ja nur 5
Gigahertz. Das gleiche ist...betrift

dementsprechend die a-Clients, wobei wir
die, glaube ich, auch aktuell aus dem WLAN

ausschließen und deswegen ist es nicht so
schlimm, mit diesen Legacy-Clients. Und

hier auf dem Kongress ist er sowieso
schöner. Wir haben ungefähr 75 Prozent der

Leute sind im 5 Gigahertz, das ist super
cool. Euer Broadcast und euer Multicast,

die fressen auch Airtime, weil: Broadcast
und Multicast wird mit der langsamsten

verfügbaren Datenrate übertragen, heißt:
wenn ich jetzt irgendwie ein Client habe,

der irgendwie nur gerade so n spricht und
mein Access Point sagt auch so „OK, das

niedrigste was ich kann, ist n“, dann
fängt der Access Point an, mit n zu

senden. Es ist egal, wie viele ac-Clients
da sind. Eigentlich ist es sogar egal, ob

überhaupt irgendwelche n-Clients sind,
solange mein Access Point diese niedrige

Datenraten kann, sendet er auch damit. Und
das dauert natürlich dann wieder irgendwie

länger, den ganzen Kram aufzusenden; das
frisst auch wiederum Airtime. Die

Verwendung von 80 und 160 Megahertz-
Kanälen ist in Deutschland schwierig. Wer

das Bild von vorhin noch im Kopf hat, den
Kanalplan; wir haben ja man nur so zwei

kleine Blöcke. Wir haben gerade mal vier
80 Megahertz-Kanäle, die wir verwenden

dürfen in Deutschland und dann auch
entsprechend nur mit DFS. Das heißt,

wenn...und es könnte unter Umständen
passieren, dass einer dieser Kanäle

irgendwie komplett wegfällt, dann haben
wir nur noch drei Kanäle, und da sind wir

wieder bei dem gleichen Problem, was wir
schon immer mit 2,4 Gigahertz hatten. dass

sich die Kanäle gegenseitig stören und das
ganze killt sich und das bremst natürlich

unser ganzes WLAN auch noch mal aus. Auch
leider weiterhin die Effizienz dieses

WLAN-Standards lässt zu wünschen übrig. In
solchen Hallen wie jetzt hier funktioniert

es nicht so wirklich wie sich die ganzen
Leute das gedacht haben, das liegt primär

daran einfach, dass dieser Standard nicht
so vernünftig implementiert wurde, wie er

jetzt herausgebracht wurde. Hersteller-
spezifische Lösungen bringen ein bisschen

Abhilfe, dass man anfängt, so Arten zu
verändern, wie die Aussendung zu

verändern, dass man sagt: so wir benutzen
keine Broadcast und kein Multitasking

mehr, wir wandeln das in Unicast um und
schicken es an jedem Client einzeln, weil

es schneller geht, als würden wir es an
alle gleichzeitig mit einer langsam

Datenrate senden. Auch Beamforming ist
noch nicht wirklich verbreitet, das haben

jetzt gerade erst die neueren
Accesspoints, die jetzt dieses Jahr zum

Beispiel oder letztes Jahr herausgekommen
sind. Die, die jetzt hier irgendwie die

ganze Zeit rumhängen, können das alle
nicht. Eigentlich kann es gar keiner von

denen, die wir hier auf dem Congress
verwenden. Und das Ganze macht es

natürlich noch mal ein bisschen
schwieriger, weil wir auch wieder da auf

schlechte Datenraten zurückfallen. Dann
hat auch dieses Ausrollen in Wellen, diese

„coole Idee“, nicht wirklich funktioniert,
„Wave 1“ hat funktioniert, „Wave 2“ hat

funktioniert, aber dann haben die WLAN
Hersteller sich gedacht, „ja cool, Wave 2

müssen wir ja mindestens unterstützen,
reicht uns“. Ich habe bis heute keinen

Accesspoint gefunden, der wirklich 8
Spatial-Streams unterstützt, mit komplett

... sozusagen dem kompletten Features-Set,
was uns dieser Standard bietet. Leider

noch nicht. Ich habe den Chipsatz dazu
gefunden, aber nur der Chipsatz bringt mir

nichts, wenn er keine Platine drunter ist,
den ich irgendwo, die ich irgendwo

anschließen kann und dann auch verwenden
kann. Die Probleme dabei liegen nämlich

unter anderem bei der Stromversorgung. So
ein Accesspoint braucht ja irgendwie

Strom, wenn wir den mit mit POE verspeisen
oder POE plus nach 802.11, 802.3 AT mit so

25 einhalb Watt, das reicht. Das ist
cool. Wenn wir allerdings anfangen,

irgendwie so aufwendige Sachen zu machen
wie spatial Mapping, was das ist, dass

die Datenraten, also dass der Datenstrom
aufgeteilt wird auf die entsprechenden

spatial Streams und zwar so dass am Ende
auch wieder zurück gebastelt werden kann.

Das, dazu brauchen wir einen riesigen
digital analogen, riesigen digitalen

prozesse...Digitalprozessor, der das Ganze
verarbeitet. Je mehr Streams wir dann auch

parallel nutzen, desto größer muss der
natürlich sein und desto mehr Strom frisst

er ja auch. Das ist leider immer noch ein
Problem, da irgendwie entsprechend noch

die Power hinzukriegen und wie in
vorigem, wie schon gesagt bisher nicht

wirklich verbreitet. Auch der AP Uplink
ist nicht lange in den Grenzen des

Standards, sprich die meisten APs haben
ein Gigabit oder zwei Gigabit, ich habe es

gerade erst, die ersten gesehen, die
zweieinhalb Gigabit als Uplink anbieten,

aber man braucht es auch gar nicht. Wir
sehen bei uns in der Uni, an den

Accesspoints, Uplink von vielleicht
maximal 200 MBit. Auch hier auf dem

Congress ist die Accesspoints kommt nicht
ansatzweise dahin, was sozusagen die

unterste Grenze Standard mir bietet. Ich
habe bisher keinen Accesspoint gesehen,

der tatsächlich wirklich von WLAN nach LAN
das Gigabit auch wirklich durch gekloppt

hat, also im echten Umfeld. Im Labor
kriegt man das sehr wahrscheinlich hin,

aber wenn man WLAN-Standards hat, dann
gibt es eigentlich nie ums Labor es geht

eigentlich immer darum, dass man das
wirklich auf einer freien Wildbahn

benutzen möchte, wo halt auch nochmal
irgendwie andere Leute sind, weil man

wohnt ja zum Beispiel auch manchmal in der
Stadt und nicht nur auf dem Land, wo man

als ganz ganz einzelner Mensch irgendwie
mit zehn Kilometer Abstand zu allen lebt,

also die gibt es natürlich auch aber ...
So, aber ich kann euch Hoffnung machen.

Der ganze Kram kann hat eine Zukunft. Es
muss weiter optimiert werden, die IEEE ist

da noch lang nicht an dem Punkt dass wir
sagen „so cool das gefällt uns, so wollen

wir benutzen und so machen wir das jetzt
auch“ und der Durst nach dem

Datendurchsatz ist noch nicht wirklich
gestillt. Wir brauchen dringend eine

bessere Lösung für die „very high density
deployments“, wie zum Beispiel in diesen

Sälen, wo sich die Accesspoints und die
Clients sich nicht so gegenseitig auf den

Geist gehen. Das ganze das ganze WLAN
besser zusammen greift, dass alles schöner

miteinander interagiert. Und dafür haben
wir 802.11ax-2019.

Gelächter
Ja, ja ... Wer denkt, .11ac ist schon

sexy, hat dieses Standard noch nicht
gesehen. Das ist noch mal wieder weiter,

ich hab leider bisher den Draft 1.0 nicht
in die Hände bekommen, der sollte

eigentlich im November raus sein. Wenn
jemand Zugriff zu diesen IEEE Drafts hat:

ich nehme die bitte gerne, weil meine
Universität kriegt zwar die Standards,

aber nur die die fertig sind und nicht die
Drafts. Deswegen ich hätte die bitte

gerne, ich würde ihn gerne lesen, weil nur
aus Papern wird man nicht schlau. Da kommt

1024 QAM, nochmal eine stärkere
Modulationsart, nochmals zwei MCS-Werte

mehr, noch mal mehr Datendurchsatz. Aber,
mit diesem Standard haben sie nicht

gesagt, „so wir wollen es noch mal richtig
mehr Daten durch kloppen“, sondern mit dem

Standard haben sie gesagt, „wir kloppen
ein bisschen mehr Daten durch, aber wir

optimieren andere Dinge“. Zum Beispiel
dieses Multi-User-MIMO machen wir

bidirektional: Es können gleichzeitig
mehrere Clients Daten empfangen, die vom

Accesspoint kommen. Es können aber auch
dann mehrere Clients gleichzeitig zum

Accesspoint senden, der den ganzen Kram
auseinander tüdelt. Und das wird richtig

cool, wenn das richtig funktioniert. Und:
wir haben OFDMA. OFDMA steht für

Orthogonal Frequency Direction Multiple
Access. Das ist ein riesen Wort. An sich

ist dieses Verfahren grauenvoll
kompliziert. Aber ihr habt es alle in der

Hose ... fast alle in der Hosentasche: LTE
benutzt das. Gleichzeitig können mehrere

Nutzer die verschiedenen Subcarrier einer
Aussendung benutzen und kriegen ganz ganz

komisch zusammengeschachtelt Zugang zu
diesem Kanal. Ich hab mir schon

vorgenommen, auf der GPN dann nächstes
Jahr dann was über .11ax zu erzählen, dann

werde ich das Ganze ein bisschen weiter
ausführen -- ich bin auch schon mit der

Zeit schon ein bisschen weiter vorne --
und mit OFDMA wird das Ganze nochmal

schöner und ich freue mich tierisch wenn
dieser Stand auch endlich rauskommt. Es

gibt schon die ersten Chips die auf der
Draft 1.0 Version basieren. Also Hardware

Entwickler dürfen sich jetzt gerne berufen
fühlen, diesen Kram zu implementieren.

Dann bin ich auch schon am Ende meiner
kleinen Ausführung. Ich hoffe es war nicht

zu langweilig. Vielen Dank, dass ihr zu-
gehört habt und so könnt ihr mich erreichen.

Applaus

Herald: Yeah, wow! Toller Talk!
Hendrick Lüth: Danke

H: Wir haben noch Zeit für Q&A und wer
schon gehen will, nehmt bitte Müll mit.

Aber wir haben noch zehn Minuten für Q&A.
Das Mikrofon hier!

Mikrofon Person 1: Hallo. Du hast erwähnt,
dass die Matrizen beim Beamforming, dass

die Matrizen in der Größe variieren.
HL: Ja.

Mikrofon Person 1: Hängt das damit
zusammen, dass die Matrizen tatsächlich

mehr Zeilen und reinbekommen,
oder nimmt die-

HL: Ja.
Mikrofon Person 1: OK.

HL: Das hat, glaub ich, damit zu tun, weil
die halt eben mehr Daten enthalten müssen,

weil zum Beispiel für acht Spatial
Streams musste ja das genauer

spezifizieren, wie der Winkel ist und auch
die einzelnen Werte haben entsprechend

mehr Daten.
Mikrofon Person 1: Also, das wär meine

Frage: Die Werte werden größer,
also statt-

HL: Beides.
Mikrofon Person 1: OK, cool.

H: Mikrofon hier auf der Seite. Willst du?
Mikrofon Person 2: Yes. So sorry for

asking in English.
HL: Yeah, no problem.

Mikrofon Person 2: What is the approximate
angular resolution which you can get with

MIMO with 802.11ac?
HL: Yeah, if you take eight spatial

streams and you take a 360 degree antenna
array which is placed in a circle. Just

divide your 360 degrees through the 56,
and then you get your angle which you can

reach with beamforming. Right, yeah.
H: OK, wir haben ne Frage aus dem

Internet...
HL: Neuland!

Signal Angel: Wir haben hier zwei Fragen
und ich würde die einfach mal...zum einen

erstmal viel Applaus, auch aus dem
Internet-

HL: Danke!
SA: Und dann will ich die zwei Fragen ein

bisschen zusammenfassen. Zum einen ist die
Frage: Wie wirkt sich viel Bewegung der

Clients, also z.B. 500 Besucher verlassen
gleichzeitig den Raum, auf Beamforming

aus? Und zum anderen: Kann man das
irgendwie steuern, und siehst du beim

Beamforming noch Potenzial,
das irgendwie zu erweitern?

HL: Ja, ich sehe beim Beamforming noch ein
sehr großes Potenzial, das zu erweitern;

man könnte zum Beispiel mehr Spatial
Streams reinbauen. Dann brauchen wir aber

auch wieder mehr Strom...! Wie verhält
sich Beamforming bei vielen Leuten, die

den Saal verlassen? Naja, wenn diese
vielen Leute jetzt gerade hier den Saal

verlassen, sehr fluchtartig - ich find
euch! - dann werden die in den meisten

Fällen nicht alle rumrennen und gerade
Daten übertragen. Beamforming an sich

kostet zwar immer viel Airtime, aber
prinzipiell ist Beamforming sehr, sehr

schnell. Also, das ganze dauert nicht mal
ne Millisekunde zu messen und zu

übertragen, und da diese Winkel auch ein
bisschen breiter sind, dadurch ist es

immer noch möglich, dass die Clients sich
in diesem Radius bewegen. Und sonst wird's

halt ne Fehlübertragung und sie müssen es
nochmal starten/holen. Da an dem Punkt ist

es dann schön, TCP zu haben.
H: OK, Frage da hinten?

Mikrofon Person 3: Ja, kleiner Disclaimer:
Ich bin ja ein Software-Mensch und für

mich ist diese ganze Hardware meistens
ziemlich viel Voodoo.

HL: Ist es auch!
Mikrofon Person 3: Da habe ich mich

gefragt: Wie misst du solche Dinge, wie
debuggst du sowas, wie troubleshootest du

sowas?
HL: Was meinst du genau davon?

Mikrofon Person 3: Alles!
HL: Alles!

Gelächter
HL: Hochfrequenz messen ist...also mein

Professor hat für die Erklärung, wie mess
ich, wie genau muss ich irgendwie vorgehen

mit Hochfrequenz messen irgendwie schon so
ein bisschen ein, zwei Vorlesungen

gebraucht. Das ist halt eben, du baust,
wenn du es entwickelst, diese

Hochfrequenz-Sachen, muss man es immer in
Teilen aufbauen, messen, wie funktioniert

das, berechnen. Und an sich als Nutzer
troubleshooten ist immer so ein bisschen

schwierig. Man muss sich halt eben da
drauf verlassen, dass sozusagen...die

Chips, die verbaut wurden, vernünftig
funktionieren. Ich kenne Leute, die fangen

jetzt zum beispiel an, den ATACNK (?)
Binary Blob reverse zu engineeren, um die

Fehler da drin zu finden, und irgendwie so
ein bisschen zu verbessern und zu

verstehen, wie das ganze funktioniert. Ja,
wenn man nicht genau an der Quelle sitzt,

ist das Troubleshooten davon
ein bisschen schwierig.

Mikrofon Person 3: OK.
H: OK, Frage hier?

Mikrofon Person 4: Hallo. Wie ist denn das
beim Beamforming: Jetzt habe ich ja in

diesem 802.11-Standard Leistungs...also
ich darf nicht mehr als 100 Milliwatt

senden.
HL: Ja.

Mikrofon Person 4: Beim Beamforming tritt
jetzt 2,5dB Verstärkung auf. Ist das

rechtlich noch OK? Wenn wenn
es jemanden kümmern würde!?

HL: Wenn....genau genommen nicht. Also der
Access Point müsste wirklich gucken, dass

er da hinkommt. Aber jetzt, gerade
vergessen, in der Aufregung; den Vorteil -

noch haben wir Beamforming nicht! - wenn
ich zwei Access Points habe - der eine

sendet in die Richtung, der andere sendet
in die Richtung - stören die sich

gegenseitig weniger. Das ist auch nochmal
ein Vorteil, den wir durch Beamforming

haben. Aber, wenn man's streng genommen
rechtlich sieht, dürfen sie bei dieser

Aussendung diese Grenze nicht
überschreiten, also...

Mikrofon Person 4: OK, wenn man jetzt so
einen Bernstein-Nachbarn hat, der kann

einen klagen, theoretisch?
HL: Ja, theoretisch.

Mikrofon Person 4: OK.
HL: Die müssen das auch erstmal messen...

Gelächter
HL: Und wenn, wär dann der Hersteller

schuld und nicht man selbst; deswegen...
H: OK, wir haben noch drei Fragen. Wir

fangen hier an.
HL: Wir haben noch zehn Minuten, also...

Mikrofon Person 5: Ja, danke. Ich habe
zwei Fragen: Erstens mal, in deinem

Frequenzplan war der Kanal 144 bis 149;
dazwischen war ne Lücke. Welchen Grund hat

das? Und zweitens: Bei den NDP
Announcements ist es ja sicher nie so,

dass die periodisch abgesendet werden. In
welchem Zeitraum werden die neu gesendet

bzw. neu ausgehandelt, und ist das
periodisch, macht er das nach Bedarf oder

wie genau funktioniert das NDP nochmal?
HL: Null Data Packet Beamforming

funktioniert so, dass er halt wirklich vor
jeder Aussendung das alles komplett neu

vermessen muss, weil ja nicht bei jeder
Aussendung auch die gleichen Clients zu

erwarten sind. Weil wir haben ja zum
Beispiel auch Bereiche, in denen mehr

Client sind, als wir ansprechen mit einer
Beamforming-Aussendung. Und genau in

solchen Bereichen musst du halt ja
wirklich vor jeder Aussendung das neu

machen, weil wenn du es einfach von vorher
nochmal neu benutzt, und das einfach ein

ganz anderer Client ist, wenn es
vielleicht vermutlich in die falsche

Richtung ist, wäre halt blöd. Zu den
Kanälen, ich hab das nochmal rausgekramt.

Du meintest 132 bis 144, ne?
Mikrofon Person 5: Zwischen der 144 und

der 149 ist eine Lücke.
Hendrik Lüth: Ach so, ja genau. Also, die

Kanäle an sich, so theoretisch, existieren
sie. Sie sind da allerdings verboten

worden, weil die Leute, die sozusagen
diese Regulary-Domains schreiben, die

sozusagen diese Kanalaufteilung machen,
haben verboten, da drin zu senden,

einfach. Die haben gesagt, das darf nicht
für WLAN verwendet werden. Aus welchen

Gründen das ist, weiß ich nicht so recht
...

[fällt ins Wort]
Mikrofon Person 5: Hat das Legacy-Grund?

Ist das irgendwie ...?
[fällt ins Wort]

Hendrik Lüth: Nein, kein Legacy-Grund. Es
könnte sein, dass das Radar ist. Als ich

das Bild gemacht habe im Zug, hab ich doch
daran gedacht, "das musst du mit

reinnehmen". Aber ich hab's dann doch raus
gelassen. Ja, ich hätte es mit reinnehmen

sollen. Das ist ein guter Punkt. Ich
glaube, ich könnte das einfach nachher

nochmal twittern, denn dann kann das
nochmal jeder nachlesen. Das ist ne Idee,

ja.
Mikrofon Person 5: Danke.

Herald Angel: Ok, die letzten Fragen, hier
noch eine mal eine.

Mikrofon Person 6: Ja, danke für den Talk
nochmal. Brutto-Datenrate ist ja eines.

Hat sich noch irgendwas mit AC verbessert,
was vielleicht nennenswert wäre, über das

man reden sollte?
Hendrik Lüth: Ja, auf Layer 2 des

Standards gab es auch nochmal einige
Änderungen und Verbesserungen. Aber da

müsste ich jetzt hier irgendwelche Pakete
an die Wand klatschen und euch erklären,

warum jetzt da eine 1 anstatt eine 0
steht, und was sich da genau an den

Paketgrößen geändert hat. Und wie der
Unterschied ist zwischen den Paketen von

11n und 11ac. Und das wäre dann halt eben
zu theoretisch. Und weil's wahrscheinlich

auch ziemlich viele einfach langweilen
würde, wie genau das jetzt kaputt geht.

Also was genau ... nicht kaputt gehen ...
was genau da der Unterschied ist.

Allgemeine Literaturempfehlung: Ich kann
da das Buch "802.11ac - The ulti..."

[Gemeint ist: "802.11ac: A Survival Guide"
von Matthew S. Gast, ISBN 978-1449343149]

Hendrik Lüth: ... äh ... Wie hieß das
noch? "The Guide ..." Also, es gibt da so

...
[fällt ins Wort]

Herald Angel: "The Hitchhikers Guide"?
Hendrik Lüth: Nee, nicht "Hitchhikers

Guide". "The definite Guide", oder, äähm
...? Ja, auf jeden Fall von Matthew S.

Gast. Der hat nen Buch darüber
geschrieben, wo er das nochmal alles grob

erklärt. Gast erklärt, ääh, zieht da
nochmal genau diese Pakete raus und

erklärt, wo da genau die Unterschiede
sind.

Herald Angel: Okay, hier noch eine. Und
eine noch aus dem Internet, und dann ...

Mikrofon Person 7: Jetzt hattest du "ax".
Ich hatte auch schon mal was von

Wireless-"ad"-Standard gehört. Ich glaube,
das ist ja mit 60 GHz.

Hendrik Lüth: Genau.
Mikrofon Person 7: Dann noch einmal, Du

sagtest, 2,4 GHz klaut Dir im 5-GHz-Band
die Air-Time. Da würde ich ...

Hendrik Lüth: Nee nee, das, das war
falsch. 2,4 GHz liegt dafür zu weit

auseinander
Mikrofon Person 7: Ist im IKE-Standard

irgendwann auch Host-basierendes Roaming
enthalten? Soweit ich immer weiß, gibt es

das so noch nicht im Wireless.
Hendrik Lüth: Es gibt Roaming-Standards in

802.11. Allerdings ... Ich glaube, es gibt
sogar drei Stück.

Person 7: Ja nicht die propietären!
Hendrik Lüth: Achso!

Mikrofon Person 7: Also richtig
standardisiert, nicht die propietären!

Hendrik Lüth: Es gibt standardisierte,
gibt es! Aber ja, die Anwendung und

Funktionen davon ist so, ist so ein Punkt.
Es dauert natürlich immer, bis

irgendwelche Standards drin sind. Und
leider haben sich viele Leute nicht, also

viele Hersteller noch nicht dazu
durchgerungen, den Kram vernünftig zu

implementieren. Also es führt ... Es macht
keinen Schaden, diese, diese, diese, diese

Standards, wenn sie nicht implementiert
sind, sozusagen. Aber in manchen Fällen

ist es halt eben, dann einfach geht
einfach das Roaming kaputt. Deswegen muss

man dann doch eben auf proprietäre Sachen
zurückgreifen und eben das fixen, was die

anderen Hersteller verkackt haben.
Herald Angel: Ok, letzte Frage aus dem

Internet. Signal Angel!
Signal Angel:So, die Frage aus dem

Internet ist: Kann man MIMO-Systeme
eigentlich sniffen und bräuchte man da

nicht die Channel-Matrix? Wie sieht es mit
der Sicherheit aus?

Hendrik Lüth: Das ist eine
Datenübertragung auf Layer 1. Natürlich

kann man die sniffen. Und auch MIMO-
Systeme kann man sniffen. Weil ja, wenn

man ein – wenn man, wenn man sniffen will,
muss man die gleiche Hardware auf der

anderen Seite haben. Das heißt, es wird
schwierig, irgendwie mit 11n-Hardware ac-

Sachen zu sniffen. Dann müsste man dann
schon ein SDR für benutzen. Das macht

keine Probleme. Und auch diese
Beamforming-Matrix dazu braucht man zum

Sniffen nicht. Weil diese Beamforming-
Matrix wird ja nicht verwendet, um

irgendwie die Aussendung von den Daten her
zu verändern, sondern einfach nur von der

Richtung her. Also im Endeffekt mit, mit
Pech braucht man halt einfach eine

Richtantenne oder man steht an der
falschen Position. Aber dieses Beamforming

ist nicht so genau, dass halt eben in die
ein Richtung da keine Daten gehen und die

andere, in die andere Richtung alle. Also
wenn man eine Richtantenne auf einen

Access Point zeigt, dann ist es egal, dann
kriegt man alles, und man kann dann auch

ganz einfach den Kram mitsniffen.
Das ist nicht so schwierig.

Herald Angel: Ok, danke schön!

Applaus

Musik

Untertitel erstellt von c3subtitles.de
im Jahr 2018. Mach mit und hilf uns!