Die Anforderungen an Campus-Netzwerke nehmen durch die Verbreitung vernetzter Geräte stetig zu. Dadurch wird es immer schwieriger, den Nutzern eine hohe Verbindungsqualität in ultradichten Umgebungen zu bieten. Tatsächlich sollen Anwendungen wie das Streamen von 4K-Videos den Internet-Traffic bis 2021 auf 278.108 PByte pro Monat erhöhen.

IEEE 802.11ax, das speziell für High-Density-Konnektivität entwickelt wurde, bietet diverse Optimierungen, mit denen Access Points (APs) erhöhte WLAN-Bandbreiten bewältigen können. Insbesondere unterstützt der WLAN-Standard 802.11ax das Ziel, eine vierfache Kapazitätssteigerung in dichten Umgebungen gegenüber seinem Vorgänger 802.11ac Wave 2 zu erreichen. 2018 sind erste WLAN-Geräte für 802.11ax eingeführt worden. Für 2019 ist davon auszugehen, dass die Hersteller vermehrt Clients und Geräte für den neuen WLAN-Standard auf den Markt bringen. Zweifellos werden die 802.11ax-fähigen Produkte einen großen Beitrag dazu leisten, dass Campus-Umgebungen die exponentielle Zunahme sowohl der angeschlossenen Geräte als auch der Daten bewältigen können.

Die Installation der 802.11ax-APs wird ein Auslöser für Betreiber von Campus-Infrastrukturen sein, sich mit einer umfassenden Erneuerung der Infrastruktur zu beschäftigen. Tatsächlich erfordern die Kapazitätssteigerungen im Funkspektrum den Wechsel der Verbindung zwischen AP und Switch von 1GbE zu Multigigabit (IEEE 802.3bz), um die Spitzenbandbreite von etwa 5 GBit/s auf 802.11ax zu unterstützen. Die zunehmende Bandbreite auf dem Switch-Downlink von 1GbE auf 2,5GbE/5GbE/10GbE (Multigigabit) führt zu einem entsprechenden Anstieg der Uplinks von 10GbE auf entweder mehrere 10GbE-Verbindungen, auf 40GbE oder sogar 100GbE an der Aggregation und im Kern des Netzwerks.

Es gilt zu beachten, dass Systemadministratoren nur durch ein Upgrade eines Teils des Campus-Netzwerkes noch keine hochwertige Nutzererfahrung sicherstellen können. Hierfür ist im Gegenteil ein allumfassendes Upgrade des gesamten Netzwerks nötig. Als Vergleich: Von einem schwachen Fundament (Switches) lässt sich keine nachhaltige Unterstützung einer komplexen Struktur (802.11ax-APs) erwarten, ohne dass das ganze Konstrukt zusammenbricht.

Verbundene Geräte verursachen einen stetig wachsenden Traffic durch drahtlose Netze. Dadurch entwickelt sich allmählich eine drahtlose Traffic-Aggregationsschicht, die höhere Leistung, Verfügbarkeit und erweiterte Funktionen im gesamten Netzwerk erfordert. Längst beschränken sich Unternehmensnetzwerke nicht mehr länger nur auf die Bereitstellung von einfachen VoIP-Telefonverbindungen und den Zugriff auf E-Mail und Internet.

Nahtlose Mobilität, Bring Your Own Device (BYOD), Social Media, 4K-Video, Cloud-basierte SaaS-Anwendungen und Big Data Analytics tragen alle zu einer Umgebung bei, die kabelgebundenen und kabellosen Netzwerken mehr Leistung und Verlässlichkeit abverlangt. Weitere anspruchsvolle Anwendungen sind zum Beispiel der neue iMac Pro von Apple, der sofort einsetzbare Unterstützung für eine 10-GBit/s-Ethernet-Anbindung bietet, sowie Virtual-Reality-Klassenzimmer-Kits von Unternehmen wie Lenovo, die flächendeckend bereits in US-Hochschulen zum Einsatz kommen.

Ruckus rechnet damit, dass die Einführung von 802.11ax für den 5-GBit/s-Edge einen 40-GBit/s-Backbone benötigt, um eine angemessene Leistung zu erreichen. Außerdem beschleunige die Konvergenz von 802.11ax, LTE und IoT den Übergang zu einem 5- bis 10-GBit/s-Edge und einem 100-GBit/s-Backbone. Bild: Ruckus

Interessant ist ein Blick auf die Zahlen: Früher reichte ein 1-GBit/s-Backbone aus für den kabelgebundenen 10/100-MBit/s-Edge mit relativ geringem Datenverkehr, den Anwender durch E-Mail und einfaches Web-Browsing erzeugten. Der Übergang zu einem drahtlosen 1-GBit/s-Edge erforderte einen 10-GBit/s-Backbone, während die Migration zu einem 2,5-GBit/s und 802.11ac-fähigen Edge – die dichtere Dateien (Downloads/Uploads), HD-Video, Spiele und VR unterstützt – einen 10- oder 40-GBit/s-Backbone erfordert.

Aus Ruckus-Sicht wird die Einführung von 802.11ax für den 5-GBit/s-Edge einen 40-GBit/s-Backbone benötigen, um eine angemessene Leistung zu erreichen. Dagegen ist zu erwarten, dass die Konvergenz von 802.11ax, LTE und IoT (Internet of Things) letztendlich den Übergang zu einem 5- bis 10-GBit/s-Edge und einem 100-GBit/s-Backbone beschleunigen wird.

Fazit

Die starke Zunahme miteinander verbundener Geräte hat eine enorm herausfordernde Umgebung für Campus-Netzwerke geschaffen. IEEE 802.11ax, das Datenübertragungsraten von mehr als 5 GBit/s unterstützt, wird es Access Points ermöglichen, mit erhöhter WLAN-Bandbreite umzugehen und einen hochqualitativen Service in Ultra-High-Density-Umgebungen sicherzustellen. Das trifft überall dort zu, wo Nutzer gewohnheitsmäßig 4K-Videos streamen, wie in Stadien, Kongresszentren, Hotels, Verkehrsknotenpunkten und Schulen. Entsprechend wird der bevorstehende Einsatz von 802.11ax-Access-Points auch Unternehmen mit Campus-Umgebungen veranlassen, ihre Infrastruktur zu modernisieren, um einen Backbone-Engpass zu vermeiden.

Die Ära der 100-Gigabit-Campus-Netzwerke rückt näher. Daher müssen sich Unternehmen auf die Zukunft vorbereiten, indem sie in Switches investieren, die der anhaltenden Konvergenz von 802.11ax, LTE und IoT gerecht werden. Diese Switches sollten zukunftssicher sein und Upgrades von 40GbE auf 100GbE einfach umzusetzen. Auf diese Weise lässt sich das enorme Traffic-Volumen unterstützen, mit dem sie künftig konfrontiert sind.

Sascha Hirschoff ist Senior Manager Systems Engineering EMEA – CEE bei Ruckus Networks, www.ruckuswireless.com.