Wer sich mit den technologischen Details der beiden aktuellsten WLAN-Generationen befasst, kommt nicht an den Themen OFDMA und MU-MIMO vorbei. Beides sind sogenannte Multi-User-Technologien. Sie sind maßgeblich für die Effizienzsteigerung bei Wi-Fi 5 und Wi-Fi 6 verantwortlich. Damit enden die Gemeinsamkeiten aber auch schon.
Multi-User bedeutet übrigens, dass mehrere Übertragungen zwischen Access Point und Endgerät gleichzeitig möglich sind. Sowohl bei OFDMA und MU-MIMO werden gleichzeitige Verbindungen verwendet.
| Wi-Fi 4 (802.11n) | Wi-Fi 5 (802.11ac Wave 2) | Wi-Fi 6 (802.11ax) | |
| Frequenzband | 2,4 GHz, 5 GHz | 5 GHz | 2,4 GHz, 5 GHz |
| Multiplex-Verfahren | OFDM | OFDM | OFDM, OFDMA |
| Abstand Subcarrier | 312,5 KHz | 312,5 KHz | 78,125 KHz |
| MU-MIMO | – | Downlink | Downlink, Uplink |
Die Unterschiede von OFDMA und MU-MIMO
Wie die Tabelle zeigt, kommen seit 802.11ax zwei verschiedene Multi-User-Verfahren zum Einsatz. OFDMA bewerkstelligt die gleichzeitige Verbindung zwischen AP und Endgerät durch die Unterteilung der Hauptfrequenz in mehrere Unterfrequenzen, auch subcarrier genannt. MU-MIMO dagegen nutzt räumlich unterschiedliche Datenströme (spatial streams), um die gleichzeitige Datenübertragung zwischen Access Point und Endgerät zu ermöglichen.
Für MU-MIMO ist aber eine gewisse Entfernung zwischen AP und Client notwendig (spatial diversity): Sind mehrere Endgeräte nur wenig räumlich voneinander entfernt, funktioniert MU-MIMO nicht zuverlässig. Deswegen liegt in modernen WLAN-Umgebungen der reale Nutzen von MU-MIMO weit hinter den theoretischen Erwartungen zurück, denn es tummeln sich doch recht viele Endgeräte in vergleichsweise kleinen Funkzellen.
OFDMA steigert die Effizienz im Spektrum und verringert die Latenz bei kleinen Datenpaketen. Der WLAN-Wirkungsgrad steigt und IoT-Devices profitieren dadurch. MU-MIMO hingegen erhöht die Kapazität im Spektrum und ermöglicht bessere Datenraten für den einzelnen Teilnehmer. Davon profitieren Anwendungen mit großem Datenhunger, zum Beispiel Streaming und VR.
Beide Technologien widersprechen sich nicht
WLANs nach 802.11ax erlauben den Einsatz sowohl von OFDMA und MU-MIMO gleichzeitig. Bei Wi-Fi 7 soll ein Zusammenwirken beider Techniken sogar weiter intensiviert werden. Stand heute ist es aber eher unwahrscheinlich, dass beide Techniken von Herstellern so in die Wi-Fi-6-Funkchips eingebaut werden, dass ein Zusammenspiel zwischen den beiden Komponenten möglich ist. Denn MU-MIMO im Uplink ist im 802.11ax-Standard nur optional gefordert. Extreme Networks erläutert die Beweggründe überraschend klar und gibt einen Ausblick über die erwartete Zukunftsentwicklung im Unternehmensblog. Auch Zyxel äußert sich ähnlich. Schwerpunkt wird demnach OFDMA sein.
Auch aus meiner Sicht ist OFDMA der MU-MIMO-Technologie vorzuziehen. Access Points mit MU-MIMO sind aufgrund der verbauten Antennen-Arrays recht teuer, verbrauchen mehr Strom und bieten die erhofften Vorteile oft nur unter Laborbedingungen. Schließlich werden für MU-MIMO entsprechend kompatible Endgeräte und die räumliche Diversität der Endgeräte vorausgesetzt. Zudem sind in Zeiten von IoT und einer steigenden Anzahl an WLAN-Teilnehmern stabile Netzwerke mit geringer Latenz wichtiger als Netzwerke, in denen das wertvolle Spektrum geradezu vergeudet wird. Durch OFDMA wirken datenintensive Anwendungen besser mit Anwendungen zusammen, welche weniger Datenhunger aufwiesen. Das hilft unterm Strich der gesamten Funkzelle. Und diese nachhaltige Nutzung des Spektrums passt nicht nur richtig gut in die heutige Zeit, sie soll in Wi-Fi 7 über Enhanced OFDMA sogar noch weiter ausgebaut werden.
