Frage zu WLAN Repeater Datenrate

[1Hans]

Hallo,

ich hoffe es kennt sich jemand mit der genauen funktionsweise von WLAN Repeatern aus. Ich habe gelesen, dass sich bei der Nutzung die Datenrate halbiert da der Repeater gleichzeitig Sender und Empfänger spielen muss.

Jetzt gibt es doch auch Repeater mit mehreren Antennen.

Angenommen mein Router hat 2 Antennen, der Repeater ist ein Modell mit 4 und der typische Client hat auch wieder nur 2. Kann der Repeater dann das volle Potential vom Router, also die 2 Antennen, verlustfrei an den Client weiterreichen da dieser 2 zum Senden und 2 zum Empfangen nutzen kann und wenn ja sind hierfür besondere Techniken wie MU-MIMO erforderlich?

 

[0-8-15 User]

Entscheidend ist vor allem die Anzahl der verbauten WLAN-Module. Bei nur einem Modul kann nicht gleichzeitig gesendet und empfangen werden, egal wie viele Antennen verbaut sind.

 

[1Hans]

Okay, wenn er immer nur abwechselnd Senden und Empfangen kann erübrigt sich das tatsächlich. Dann würden also 2 von 4 Antennen des Repeater quasi brachliegen wenn Router und Client nur 2 haben.

 

[0-8-15 User]

Dann würden also 2 von 4 Antennen des Repeater quasi brachliegen wenn Router und Client nur 2 haben.

Ja, zumindest wenn nur mit diesem Client kommuniziert wird.

 

[Raijin]

Es gibt im Prinzip 4 Kategorien von Repeatern:

1) 1 WLAN-Modul (zB 2,4 GHz). Muss abwechselnd Richtung Router und Richtung Client funken
--> 50% Bandbreite *

2) 2 WLAN-Module ohne Crossband Repeating. Muss jeweils auf 2.4 bzw 5 GHz abwechselnd in beide Richtungen funken.
--> 50% Bandbreite *

3) Wie 2, aber mit Crossband Repeating. Kann gleichzeitig in eine Richtung mit 2,4 und in die andere Richtung mit 5 GHz funken, also die Verbindung sozusagen umsetzen.
--> 100% Bandbreite *

4) 3 WLAN-Module mit dediziertem Backhaul. Das 3. Modul ist explizit für die Repeaterverbindung reserviert. Die anderen beiden stehen in vollem Umfang für Clients zur Verfügung.
--> 100% Bandbreite *



* bezieht sich jeweils auf das was am Repeater ankommt und was er davon weiterreichen kann.

 

[bender_]

MU-MIMO leistet das auch, muss aber auch von den Endgeräten unterstützt werden:

Quelle: https://ytd2525.wordpress.com/2020/06/13/su-mimo-vs-mu-mimo-difference-between-su-mimo-and-mu-mimo/

Gerade unter modernen Infrastrukturgeräten gar nicht so selten.

 

[0-8-15 User]

MU-MIMO leistet das auch

In einer Repeaterkonstellation, wo der Repeater nur ein WiFi-Modul besitzt? Quelle?

 

[bender_]

Wenn Repeater und Endgeräte MU-MIMO sprechen, der Repeater ein 4x4 Gerät und das Endgerät 2x2 Streams kann, nutzt der Repeater 2 Streams zur Kommunikation mit dem Endgerät und 2 Streams als Upstream gleichzeitig. Oder auch 2 Endgeräte mit jeweils einem Stream. Hier eine mehr technische Erklärung: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1004251.htm

Sorry. Das ist falsch. Funktioniert erst ab Wi-Fi 6 auch im Upstream. Im Wi-Fi 5 ist das im Upstream nicht standardisiert. Da war ich schon zu weit...
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/2112061.htm

 

[Christian1297]

MU-MIMO bedeutet doch aber nur dass in einem Sendevorgang mehrere Geräte gleichzeitig bedient werden können aber gleichzeitig mit 2 Antennen senden und mit 2 anderen empfangen geht doch auch da nicht oder?

Also würde ja auch bei Wifi 6 eine Halbierung der Bandbreite bei Verwendung eines Repeaters auftreten.

 

[bender_]

Also würde ja auch bei Wifi 6 eine Halbierung der Bandbreite bei Verwendung eines Repeaters auftreten.

Nein. Ein Endgerät mit 2x2 an einem 4x4 Repeater ergibt in Wi-Fi 6 keine Halbierung, da alle Geräte in alle Richtungen gleichzeitig bedient werden können.

 

[Raijin]

Genau, in Wifi 6 ist MU-MIMO nochmal sinnvoll erweitert worden. MU-MIMO ist daher ein Sonderfall. Obige Kategorisierung habe ich bewusst weitestgehend neutral verfasst. Aber MU-MIMO 6, wenn ich das mal so ausdrücken darf, gehört dann natürlich gewissermaßen auch in Kategorie 3 bzw 4.

Wichtig ist einfach, dass man das Datenblatt und ggfs die Bedienungsanleitung des Repeaters genau liest und ggfs recherchiert oder zB sich zB auch hier nochmal absichert. Kein Hersteller kommt auf die Idee, die 50% offen zu kommunizieren, weil das ja ein negatives Feature ist. Stattdessen stehen auf allen Repeatern immer Schlagworte wie HighSpeed und dergleichen. Das grenzt fast schon an Verbrauchertäuschung.

Es gilt also: Augen auf beim Repeaterkauf!

 

[0-8-15 User]

Ein Endgerät mit 2x2 an einem 4x4 Repeater ergibt in Wi-Fi 6 keine Halbierung, da alle Geräte in alle Richtungen gleichzeitig bedient werden können.

Die Frage ist trotzdem, ob das auch in einer Repeaterkonstellation funktioniert, was ich bezweifle.

MU-MIMO can be used in networks where a single access point (AP) must communicate with multiple clients simultaneously to improve overall efficiency.

Ein Repeater ist aber gleichzeitig Access Point (AP) und Client (STA), es gibt also nur einen Client pro AP.

 

[bender_]

Dein Zitat gilt nur für Wi-Fi 5. Das hatte ich ja oben bereits angemerkt.
Aus dem Link oben:

MU-MIMO funktioniert bei WLANs ab IEEE 802.11ac nur in Downlink-Richtung (optional). Die Gegenrichtung, der Uplink, wird erst ab IEEE 802.11ax unterstützt (optional).

Ergänzung (30. März 2021)

Aber auch in Wi-Fi 6 hat's das Upstream MU-MIMO bisher nicht geschafft. Soll wohl erst in Wi-Fi 6 Wave 2 implementiert werden: https://www.computerweekly.com/de/r...G80cXBJazM3QjVvb0xhU3BfcGlJTHNQWHdUMjlSWVVXTQ..
Zu den Unterschieden von MU-MIMO in Wi-Fi 5 Wave 2 und Wi-Fi 6 Wave 1:

Die MU-MIMO-Funktion von Wi-Fi 5 Wave 2 unterstützte bis zu vier räumliche Streams, das heißt, ein AP konnte über separate Antennen mit bis zu vier Clients gleichzeitig kommunizieren. Mit Wi-Fi 6 erhöht sich diese Zahl auf acht. Es ist jedoch wichtig, darauf hinzuweisen, dass diese Funktion derzeit nur in der Downstream-Richtung funktioniert – in der AP-zu-Client-Kommunikation. Uplink-MIMO – Client-zu-AP – ist immer noch nur Single-User-fähig, obwohl sich das mit Wave 2 des Wi-Fi-6-Standards voraussichtlich ändern wird.

Quelle: https://www.computerweekly.com/de/antwort/Was-ist-der-Unterschied-von-OFDMA-und-MU-MIMO-in-Wi-Fi-6

Deshalb sind deine Zweifel zur Funktion unberechtigt. Berechtigt hingegen sind Zweifel zum Stand der Implementierung.

 

[Raijin]

Da ist man ja wieder richtig fleißig beim Standardisieren. Für noch mehr Verwirrung kann man ja gar nicht sorgen, wenn die sich nicht einmal hinsetzen und es gleich richtig machen können. Ich bin offen gestanden skeptisch, dass das auf absehbare Zeit zuverlässig funktionieren wird.

Speziell bei einem Repeater muss ja auch dessen Uplink-AP (zB Router) passendes MU-MIMO beherrschen, weil sonst wieder Wartezeiten entstehen, wenn dieser noch mit anderen Clients funkt... Der HighEnd-Wifi6-Full-MU-MIMO Repeater könnte dann parallel funken wie ein Weltmeister, muss im Uplink aber trotzdem warten, weil der Uplink-AP beschäftigt ist......

Sorry, aber das ist wieder halbgares Zeug, oder nicht? Der nächste Schritt vom bisherigen Down-only-MU-MIMO hätte sofort Duplex sein müssen und nicht "wir machen erstmal ein paar mehr Streams als Zwischenschritt und dann reden wir demnächst mal über den Uplink" ............

 

[bender_]

Ich befürchte @Raijin es steckt viel Wahrheit in deiner Zusammenfassung. Ich dachte auch, dass das Thema mit Wi-Fi 6 erledigt sein wird. Ehrlich gesagt war ich sogar auf dem Stand, dass das in Wi-Fi 5 nachgereicht wird, da meiner Ansicht nach eher ein SW als ein HW Problem und damit theoretisch nachrüstbar. Deshalb wars gut, mal wieder drüber zu reden.
So müssen wir uns wohl noch gedulden, bis es die IEEE schafft das zu standardisieren. Ich bleibe jedenfalls gespannt am Ball...

 

[0-8-15 User]

Dein Zitat gilt nur für Wi-Fi 5.

Meiner Meinung nach nicht.

Die Gegenrichtung, der Uplink, wird erst ab IEEE 802.11ax unterstützt (optional).

Es geht mir nicht um die Gegenrichtung, sondern darum, dass der Repeater nicht zwei Clients miteinander verbindet.

 

[bender_]

Stimmt ja auch, für die letztendliche Wave 1 Implementierung. Geplant wars anders.

 

[0-8-15 User]

Mir geht es darum, dass die Limitierung auf einen Access Point in der Topologie nicht von noch fehlenden MU-MIMO Features abhängt. UL MU-MIMO ist meiner Meinung nach zwar notwendig aber nicht hinreichend für das von @1Hans aufgestellte Szenario.

 

[bender_]

UL MU-MIMO ist meiner Meinung nach zwar notwendig aber nicht hinreichend

Wieso sollte das nicht hinreichend sein?
@1Hans hat ja eine hypothetische Frage gestellt:

Angenommen mein Router hat 2 Antennen, der Repeater ist ein Modell mit 4 und der typische Client hat auch wieder nur 2. Kann der Repeater dann das volle Potential vom Router, also die 2 Antennen, verlustfrei an den Client weiterreichen da dieser 2 zum Senden und 2 zum Empfangen nutzen kann und wenn ja sind hierfür besondere Techniken wie MU-MIMO erforderlich?

Hypothetisch leistet Upstream MU-MIMO vergleichbares zu Crossband Repeating. Anstatt einem anderen Frequenzband werden andere Modulationsebenen verwendet. Wobei das im Wi-Fi 6 durch OFDMA und verschwimmende Grenzen zwischen den beiden bekannten Frequenzbändern und einem zusätzlichen Band im 6GHz Bereich schwer mit bisherigen Wi-Fi Standards vergleichbar ist.
Theoretisch ist das sogar alles schon spezifiziert aber noch nicht Teil eines ratifizierten Standards. Es wird sich, wenn überhaupt, aber nur in Details ändern und in naher Zukunft ratifiziert werden.
Hätte @1Hans die Hypothese auf aktuell am Markt verfügbare Geräte eingeschränkt, hast Du natürlich recht.

 

[0-8-15 User]

Wieso sollte das nicht hinreichend sein?

Mag sein, dass ich einen Denkfehler drin habe, aber wie vermeidet man, dass sich Router (AP1) und Repeater (STA1, AP2) bzw. Client (STA2) beim MU-MIMO in die Quere kommen, wenn AP1 nichts von AP2 und STA2 weiß, aber im gleichen Frequenzbereich funkt?

AP1 <==MU-MIMO==> (STA1 | AP2) <==MU-MIMO==> STA2

Ich steck nicht tief genug in der Materie drin, um das beantworten zu können, aber erwarten würde ich, dass es knallt (sprich die Bandbreite einbricht) und nicht, dass es einfach magisch funktioniert.