Hoe snel is 802.11ac-wifi?

Wie verlangt er nu niet naar snellere wifi? Bestanden die aan ongeziene snelheden van het ene toestel naar het andere vliegen en films die schijnbaar zonder vertragingen op je beeldscherm belanden, het is de natte droom van menigeen. Gelukkig kan je tegenwoordig erg snelle wifi verkrijgen zonder hieraan handenvol geld uit te moeten geven. Toestellen die 802.11ac-wifi ondersteunen zijn al enige tijd op de markt en hun netwerkprestaties zijn onevenaarbaar voor oudere hardware.

MIMO

Jaren geleden introduceerde 802.11n verschillende indrukwekkende technologieën die voor een serieuze snelheidsboost ten opzichte van 802.11b en g zorgde. 802.11ac zorgt voor een soortgelijke aardverschuiving. Zo ondersteunt 802.11n vier spatiale signalen (4×4 MIMO) en een kanaalbreedte van 40MHz. 802.11ac kan daarentegen acht signalen aan en heeft een kanaalbreedte van 80 MHz. Deze kanalen kunnen worden gecombineerd, waardoor acht kanalen van 160 MHz ontstaan. Dit is een groot verschil ten opzichte van de vier 40 MHz-kanalen die 802.11n kan verwerken.

MIMO staat voor multiple-input and multiple-output en maakt gebruik van een fenomeen dat multipad heet. Wanneer je radiosignalen uitstuurt zullen deze van muren, plafonds en andere objecten stuiteren. Hierdoor zullen verschillende versies van het signaal op licht verschillende tijdstippen de antenne van je toestel bereiken. In het verleden zorgde multipad voor interferentie en tragere signalen. MIMO gebruikt het fenomeen echter in zijn voordeel door verschillende transmitters en ontvangers te gebruiken. De antennes kunnen datastromen combineren om een beter signaal te creëren.

Kwadratuur-amplitudemodulatie

Ook introduceert de nieuwe wifi-standaard een betere modulatietechniek. Bij 802.11n wordt er gebruik gemaakt van 64-QAM, terwijl 802.11ac 256-QAM ondersteunt. QAM staat voor Quadrature amplitude modulation – kwadratuur-amplitudemodulatie in het Nederlands- en is een modulatietechniek om digitale signalen op een analoge draaggolf te plaatsen. Bij de technologie worden meerdere bits tegelijkertijd getransponeerd. Elke bitgroep vormt een unieke combinatie van amplitude en fase van eenzelfde frequentie.

Bij 256-QAM worden groepjes van acht bits tezamen gemoduleerd. Bij 64-QAM bestaat een groep slechts uit zes bits. Dit heeft tot gevolg dat er bij 802.11ac meer data binnen een bandbreedte kan worden overgedragen dan bij zijn oudere broer. In theorie wordt de spectrale efficiëntie verviervoudigd. De spectrale efficiëntie geeft weer hoe goed een draadloos protocol de beschikbare bandbreedte gebruikt. In de 5 GHz-band is dit minder van belang, aangezien de kanalen relatief breed zijn. Mobiele banden zijn vaak slechts 5 MHz breed, waardoor de spectrale efficiëntie hier wel van tel is.

Bundelvorming

De laatste nieuwe technologie die in 802.11ac wordt gebruikt, is gestandaardiseerde bundelvorming. 802.11n had ook al bundelvorming, maar had compatibiliteitsproblemen omdat de technologie nog niet gestandaardiseerd was. Bij bundelvorming worden radiosignalen op een zodanige manier verstuurd dat ze gericht zijn naar een specifiek toestel. Hierdoor reikt het signaal verder, is het consistenter en wordt het energieverbruik verlaagd.

Bundelvorming wordt verwezenlijkt met behulp van slimme antennes die fysiek bewegen om een toestel te volgen. Ook kan je bundelvorming bekomen door de amplitude en fase van de signalen zodanig met elkaar te combineren dat ze destructief met elkaar interfereren. Hierdoor blijft enkel een dunne bundel over die in de juiste richting is gericht.

Bereik

Wanneer in de 5 GHz-band gebruik gemaakt wordt van bundelvorming zou 802.11ac in theorie eenzelfde of zelfs groter bereik moeten hebben dan 802.11n (zonder bundelvorming). De band heeft echter een slechtere penetratiekracht dan de 2,4 GHz-band, waardoor het signaal nooit even ver zal reiken als het geval was bij 802.11b en g. Jammer genoeg is dit een compromis dat we moeten maken: er is simpelweg niet genoeg bandbreedte in de veelgebruikte 2,4 GHz-band om gigabitsnelheden te kunnen halen.

Zolang je je router goed geplaatst hebt, of gebruik maakt van meerdere access points zou het mindere bereik gelukkig geen problemen mogen vormen. Je zal nog steeds zonder problemen wifi kunnen ontvangen en dit aan de hogere snelheden die 802.11ac kan halen.

Snelheid

We hebben al meermaals aangehaald dat 802.11ac snel is. Over welke snelheden spreken we juist? Hierop zijn twee mogelijke antwoorden: de theoretische maximum snelheden die in een lab worden gehaald en de snelheden waaraan jij je kan verwachten.

De theoretische maximum snelheid van 802.11ac is 866,7 Mbps per kanaal. Aangezien de standaard acht 160 MHz-kanalen heeft, komt dit neer op een totale snelheid van 6.933 Mbps. Dit is een transferrate van 867 megabytes per seconde, wat meer is dan je door een SATA 3-connectie kan krijgen.

Jammer genoeg zal je in de echte wereld niet gebruik kunnen maken van het maximum aantal kanalen. De kans is groot dat je slechts twee of drie 160 MHz-kanalen zal kunnen gebruiken. Hierdoor zakt de snelheid naar 1,7 Gbps tot 2,5 Gbps. Dit is echter nog steeds een stuk sneller dan wat je van 802.11n kan verwachten. De oudere standaard heeft een maximum snelheid van 600 Mbps.

Toekomst

802.11ac is momenteel al snel, maar zal in de toekomst nog sneller worden. Toch blijft de theoretische maximumsnelheid van net geen 7 Gbps voorlopig slechts een droombeeld. Waar je je wel aan mag verwachten is dat je wifi over enkele jaren een snelheid van 2 Gbps kan halen. Bij deze snelheid krijg je een transferrate van 256 megabyte per seconde en worden ethernetkabels steeds minder belangrijk.

Om deze hogere snelheden te halen, moeten fabrikanten zowel in hun software als hardware vier of meer 802.11ac-stromen implementeren. Broadcom, Qualcomm, MediaTek, Marvell en Intel zijn momenteel al bezig met het ontwikkelen van oplossingen die vier of acht 802.11ac-stromen ondersteunen. We zullen echter moeten wachten op de tweede generatie van 802.11ac-toestellen tot de specificaties van 802.11ac zijn gefinaliseerd. Fabrikanten hebben nog een hele weg af te leggen om er voor te zorgen dat geavanceerde functies, zoals bundelvorming, voldoen aan de wifi-standaard en compatibel zijn met andere 802.11ac-producten.