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Wir alle suchen nach perfektem WLAN, das jeden Winkel des Hauses erreicht und die Datengeschwindigkeiten bietet, die unser ISP versprochen hat. Um diesen Traum zu verwirklichen, benötigen wir jedoch Wi-Fi-Technologie, um Signale ohne Beeinträchtigung direkt an unsere Geräte zu übertragen.

Geben Sie Beamforming ein, eine Wi-Fi-Technologie, die genau das tut – aber was ist das und kann es Ihr Wi-Fi schneller machen? Finden wir es heraus.

Was ist Beamforming und warum brauchen Sie es?

Bevor Sie sich mit Beamforming und seinen Vorteilen befassen, ist es wichtig zu verstehen, wie herkömmliche Wi-Fi-Router Daten übertragen.

Sie sehen, ein herkömmlicher Router verwendet Funkwellen, um Daten zu übertragen. Der Router verwendet mehrere Antennen, um diese Wellen zu erzeugen und an Ihr Gerät zu senden. Diese Antennen können entweder im Router versteckt sein oder in mehrere Richtungen aus ihm herausragen, sodass er wie ein Transformator aussieht.

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In den meisten Fällen übertragen diese Antennen Wellen in alle Richtungen gleichmäßig und erzeugen Wellen in einem Muster, das dem eines Steins ähnelt, der auf die Wasseroberfläche trifft. Diese vom Router erzeugten Wellen ermöglichen Ihrem Gerät, sich mit dem Internet zu verbinden. Allerdings werden diese Wellen schwächer, wenn sie längere Strecken zurücklegen. Es ist diese Abnahme der Intensität der Wellen, die die verursacht Internetgeschwindigkeit auf Ihrem Gerät zu sinken Um dieses Problem zu lösen, haben wir Beamforming.

Wi-Fi-Router, die Beamforming nicht unterstützen, senden Wellen in einem omnidirektionalen Muster. Beamforming hingegen richtet die Funkwellen auf Ihr Gerät, anstatt sie in alle Richtungen zu senden. Aufgrund dieses fokussierten Ansatzes können die Wellen größere Entfernungen zurücklegen, da die Energie nicht in alle Richtungen verteilt wird, was die Signalstärke verbessert und bessere Datengeschwindigkeiten bietet.

Aber wie fokussiert Ihr Router diese Energiestrahlen? Und woher kennt es den Standort Ihrer Geräte?

Wie funktioniert Beamforming?

Wie bereits erläutert, verwendet Ihr Router Antennen, um Funkwellen zu erzeugen. In den meisten Fällen können diese Antennen Energie in einem gleichmäßigen Muster abstrahlen. Um gerichtete Strahlen zu erzeugen, verwenden Router daher das Konzept der Interferenz.

Einfach ausgedrückt bezieht sich Interferenz auf die Variation der Wellenamplitude, wenn zwei oder mehr Wellen kollidieren. Diese Schwankung der Wellenamplituden kann basierend auf der Phase der Wellen entweder positiv oder negativ sein. Das heißt, wenn zwei Wellen kollidieren, erzeugen sie zwei Bereiche, einen mit hoher Signalstärke und einen mit niedriger Signalstärke.

Es ist diese Variation der Wellenintensitäten, die Beamforming ermöglicht.

Wenn ein Router einen Funkenergiestrahl an Ihr Gerät senden möchte, sendet er daher Funkwellen mit unterschiedlichen Zeitdauern oder Phasen durch jede Antenne. Dieser Zeit- und Phasenunterschied hilft dabei, die Wellen auf Ihr Gerät zu lenken und so die WLAN-Stärke zu verbessern.

Das bringt uns zur zweiten Frage: Woher kennt Ihr Router den Standort Ihres Geräts? Nun, um das zu verstehen, müssen wir uns die Arten von Beamforming ansehen.

Arten von Beamforming

Nachdem wir nun wissen, wie Ihr WLAN-Router Wellen überträgt, ist es an der Zeit, sich anzusehen, wie er seinen Standort berechnet. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Ihr Wi-Fi die anstehende Aufgabe ausführen kann.

Explizites Beamforming

Bei dieser Art von Beamforming kommuniziert der Router mit Ihrem Gerät, um seine Position im Raum zu verstehen. Damit explizites Beamforming funktioniert, sollten daher sowohl der Router als auch Ihr Gerät es unterstützen. Ohne dasselbe können der Router und Ihr Gerät keine Beamforming-Daten untereinander übertragen, wodurch es deaktiviert wird.

Explizites Beamforming funktioniert durch die Übertragung spezieller Beamforming-Datenpakete an Ihr Gerät. Aus diesen Daten berechnet das Gerät die Steuerungsmatrix. Diese Daten werden dann an den Router zurückgesendet, der die strahlenden Wellen unter Verwendung der zuvor erläuterten Interferenzkonzepte erzeugt.

Implizites Beamforming

Im Gegensatz zu explizitem Beamforming funktioniert implizites Beamforming auch dann, wenn Ihr Gerät es nicht unterstützt. Um diese Art von Beamforming zu ermöglichen, überträgt der Router Beamforming-Pakete an das Gerät, aber das Gerät übermittelt die Steuerungsmatrix nicht an den Router. Stattdessen versucht der Router, Signalmuster zu verstehen, die das Gerät mithilfe von Bestätigungsrahmen erreichen.

Sie sehen, jedes Mal, wenn ein Gerät in einem Wi-Fi-Netzwerk Datenpakete empfängt, sendet es Bestätigungspakete, dass es die Daten erhalten hat. Der Bestätigungsrahmen fordert den Router auf, die Daten erneut zu senden, wenn die Daten nicht empfangen werden. Basierend auf diesen Anfragen kann der Router den Standort des Geräts verstehen und dann die Funkwellen manipulieren, indem er Beamforming implementiert und so die Übertragungseffizienz verbessert.

Explizites Beamforming bietet im Vergleich zu implizitem Beamforming eine bessere Effizienz, da genaue Gerätestandorte über das Gerät an den Router gesendet werden.

Beamforming-MIMO und MU-MIMO

Wie in früheren Abschnitten erläutert, verbessert Beamforming die Stärke des Funksignals, das Ihr Gerät erreicht, wodurch die drahtlose Konnektivität verbessert wird. Allerdings ermöglicht es auch Technologien wie MIMO. Kurz für Mehrfacheingang Mehrfachausgang, MIMO ermöglicht Ihrem Router, mehrere Datenströme gleichzeitig an Ihr Gerät zu senden.

Dies ist mit herkömmlichen Routern nicht möglich, da Datenpakete auf omnidirektionalen Wellen gesendet werden und mit diesem Ansatz nicht mehrere Wellen gleichzeitig an ein Gerät gesendet werden können. Beim Beamforming hingegen ist dies nicht der Fall, da der Router mehrere Datenströme mit mehreren Beamforming-Wellen senden kann.

Aufgrund dieser Übertragung gleichzeitiger Datenströme können mehr Daten zuverlässiger und effizienter zum Empfänger übertragen werden. Darüber hinaus erhöht die mehrfache Übertragung von Datenströmen auch die Datenraten.

MU-MIMO verstehen

Sowohl MIMO als auch Beamforming verbessern die Effizienz der WLAN-Übertragung exponentiell. Das heißt, selbst nach all diesen Verbesserungen hat Wi-Fi einen Fehler. Es kann keine Daten gleichzeitig an mehrere Geräte übertragen.

Um dieses Problem zu lösen, haben wir MU-MIMO, eine Wi-Fi-Technologie, die die Übertragung von Daten an mehrere ermöglicht Geräte gleichzeitig, wodurch die Zeit verkürzt wird, in der jedes Gerät Datenpakete empfängt, und der Durchsatz Ihres Netzwerks verbessert wird.

Die Vorteile von MU-MIMO kommen nur zum Tragen, wenn Daten vom Router zu Ihrem Gerät gesendet werden und nicht umgekehrt. Allerdings versucht Wi-Fi 6, dieses Problem zu lösen.

Welche Technologien unterstützt Ihr WLAN?

Nichts kommt im Fachjargon an Wi-Fi heran. Da jedes Jahr eine Menge Protokolle und technologische Verbesserungen herauskommen, ist es schwer, die Fähigkeiten des Wi-Fi zu verstehen, das Sie erhalten.

Hier ist eine kurze Beschreibung der Wi-Fi-Technologien, die von verschiedenen Wi-Fi-Protokollen unterstützt werden:

  • 802.11a/b/g: Diese Wi-Fi-Protokolle unterstützen kein Beamforming. Wenn Sie also einen Router haben, der diese Protokolle ruiniert, müssen Sie sich einen Router besorgen, der neuere Protokolle unterstützt.
  • 802.21n: Das 802.11n-Protokoll war das erste, das Beamforming und MIMO einführte. Allerdings bot dieses Protokoll zwei Möglichkeiten, explizites Beamforming zu implementieren, weshalb die meisten Wi-Fi-Hersteller es vorzogen, implizites Beamforming auf ihren Routern zu implementieren. Daher unterstützen die meisten 802.11n-Router implizites Beamforming. Eine weitere zu beachtende Sache ist, dass sowohl Beamforming als auch MIMO optionale Funktionen für das 802.11n-Protokoll waren und angesichts der Rechenkomplexität der Implementierung dieser Funktionen, die meisten Hersteller haben diese Funktionen nicht auf ihren implementiert Router.
  • 802.11ac Welle 1: Dieses Protokoll stärkt das Beamforming weiter und definiert nur eine Möglichkeit, explizites Beamforming durchzuführen. Aus diesem Grund müssen Hersteller es nicht mit unterschiedlichen Methoden implementieren, was Beamforming und MIMO beliebt macht.
  • 802.11ac Welle 2: Der 802.11ac Wave 2-Standard war der erste, der MU-MIMO einführte.
  • 802.11ax: Das auch als Wi-Fi 6 bekannte 802.11ax-Protokoll verbessert MU-MIMO weiter, indem es es sowohl für den Uplink als auch für den Downlink unterstützt.

Macht Beamforming Ihr WLAN schneller?

Beamforming erhöht die Signalstärke und ermöglicht Funktionen wie MIMO und MU-MIMO. Diese Funktionen verbessern die Rate, mit der Ihr Router Daten überträgt, wodurch er schneller wird. Beamforming ist jedoch kein Zauberstab, mit dem WLAN sehr große Entfernungen überbrücken kann, und die Auswirkungen der Technologie sind im mittleren Spektrum am deutlichsten, wenn es um Entfernung geht.