Mit Wi-Fi 6, WWAN und 5G zum All-Wireless Office

Warum einen All-Wireless-Ansatz verfolgen? Nachfrage und Einsparpotenzial

Die Mitarbeiter erwarten und fordern zunehmend ein allgegenwärtiges und leistungsfähiges Wireless LAN (WLAN). Neue Arbeitsmodelle, die auf einer dynamischen, spontanen Zusammenarbeit und einer Work-where-you-are-Philosophie basieren, setzen ein zuverlässiges Wireless-Netzwerk voraus.

Wenn man davon ausgeht, dass in den meisten Unternehmen ein flächendeckendes, modernes Wi-Fi fortlaufend ausgebaut wird, kann die IT ihre Perspektive ändern: Wi-Fi als wichtigster Konnektivitätsmodus, kabelgebundene Lösungen als zweitrangig und nur bei Bedarf bereitgestellt. Dies führt logischerweise zu der Frage nach den Einsparungen: „Wenn das kabelgebundene Netzwerk hauptsächlich dazu dient, das WLAN zu unterstützen, wie viel weniger kann die IT dann dafür ausgeben?“ Die Antwort lautet: eine ganze Menge.

Die meisten Switch Ports sind mit den Endpunkten der Benutzer verbunden. In einer Wireless-Welt würden die meisten dieser Switch Ports verschwinden. In diesem Fall bedeuten weniger Switch Ports weniger Switches, die man kaufen, betreiben, kühlen, warten, verwalten und schützen muss. Darüber hinaus können Unternehmen erhebliche Einsparungen bei der Verkabelung und Neuverkabelung von Endpunktverbindungen in neuen Büros sowie bei Umgestaltungen und Neukonfigurationen erzielen.

Wie sich ein All-Wireless-Konzept umsetzen lässt

Mit den aktuellen WLAN-Technologien und -Geräten – und dem Aufkommen von Wi-Fi 6 – haben die WLAN-Funktionen die grundlegenden Anforderungen der meisten Wissensarbeiter und gemeinsam genutzten Bürogeräte, wie Multifunktionsgeräte, Smartboards und Konferenzeinrichtungen, übertroffen.

Wi-Fi 6 zielt darauf ab, bestimmte Herausforderungen im Büroumfeld zu bewältigen, darunter eine größere Reichweite, eine höhere Gerätedichte, mehr gleichzeitige Nutzungsmöglichkeiten und ein breites Anforderungsprofil. Zu den wichtigsten Funktionen von Wi-Fi 6 gehören beispielsweise:

• Multi-User Multiple Input, Multiple Output (MU-MIMO) ermöglicht es einem Access Point (AP), mehrere Geräte gleichzeitig zu bedienen, indem er physisch getrennte, per Beamforming ausgerichtete Signale an sie sendet.
• Multi-User Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (MU-OFDMA) erlaubt es einem AP, jeden primären Frequenzkanal in 256 Unterträger aufzuteilen und diese in unterschiedlich große Ressourceneinheiten zu bündeln, je nach den Bedürfnissen der einzelnen Clients.
• Die neuerliche Berücksichtigung der 2,4-GHz-Kanäle, die der vorherige Standard 802.11ac nicht genutzt hat, erfüllt die Anforderungen von Anwendungsfällen mit geringerer Leistung, großen Entfernungen oder Interferenzen, die bei IoT-Systemen üblich sind.
• Im Vergleich zu vorherigen Standards verwendet Wi-Fi 6 eine andere Methode, um potenzielle Kollisionen auf einem Datenkanal zu erkennen. Dies dürfte die Gesamteffizienz von bestenfalls 70 Prozent der theoretischen Maximalkapazität auf 90 Prozent oder mehr steigern.
• Trotz dieser vielversprechenden Funktionen besteht der große Haken darin, dass Unternehmen sowohl Clients als auch Infrastruktur benötigen, um Wi-Fi 6 zu unterstützen.

Bei früheren Wi-Fi-Generationen lag die allgemeine Designrichtlinie bei circa 30 Clients pro AP, was in etwa einem AP pro 75 bis 150 Quadratmeter entspricht. Wi-Fi 6-Netzwerke sind für 50 oder 60 Laptop-/Mobilclients pro AP sowie eine größere Anzahl von IoT-Geräten mit geringer Last und einen AP pro 185 bis knapp 280 Quadratmetern konzipiert.

Dies sind natürlich nur grobe Orientierungswerte. Vieles davon variiert je nach Produkt. Letztlich sind die räumlichen Gegebenheiten ausschlaggebend für jedes Wi-Fi-Designproblem. Wi-Fi-Techniker müssen die Größe und Form des Büros, die verwendeten Baumaterialien, die Einrichtung und die Umgebung sowie die Bedürfnisse und Nutzungsmuster der Zielgruppe berücksichtigen.

Verbesserte WLAN-Sicherheit

Wi-Fi 6 bringt einige bedeutende Sicherheitsverbesserungen im WLAN mit sich, indem es WPA3 (Wi-Fi Protected Access 3) anstelle von WPA2 oder älter vorschreibt. WPA3 bietet ein höheres Verschlüsselungsniveau, eine stärkere Clientauthentifizierung und Widerstandsfähigkeit gegenüber Brute-Force-Angriffen.

Langfristig geht es darum, das WLAN zum Bestandteil einer umfassenden Zero-Trust-Architektur zu machen. Die WLAN-Nutzung sollte nur ein weiterer Aspekt von Zero Trust Network Access (ZTNA) sein und idealerweise von der gleichen Plattform unterstützt werden wie kabelgebundene Systeme und Off-Premises-Benutzer. Das können zum Beispiel solche sein, die ein SDP-System (Software-defined Perimeter) verwenden. SDP-Dienste bieten eine vom Netzwerkmedium und -standort unabhängige Verschlüsselung von Daten auf Sitzungsebene, womit sie den verbesserten Verschlüsselungsschutz von Wi-Fi 6 ergänzen.

Der Aufstieg von WWAN und der Abstieg von WLAN

In den letzten Jahren sind mehrere Faktoren zusammengekommen, die zu einer verstärkten Nutzung der WWAN-Konnektivität (Wireless WAN) geführt haben. Dazu gehören die folgenden Trends:

• Software-defined WAN (SD-WAN) entstand, um die Integration mehrerer Verbindungsmedien bei Unternehmen mit einem Standort zu verwalten und eine richtlinienbasierte Steuerung zu ermöglichen.
• 4G wurde flächendeckend verfügbar, und 5G verbreitet sich schnell.
• Viele Unternehmen sind auf Cloud-Anwendungen umgestiegen.
• Immer mehr Menschen arbeiten von zu Hause aus, und viele Unternehmen haben größere, zentralisierte Büros durch kleinere, verteilte Büros ersetzt.
• Die Wireless-Preisgestaltung ähnelt inzwischen der für kabelgebundene Verbindungen, mit festen Tarifen für eine bestimmte Kapazität und ohne Deckelung der Tarife oder Zusatzkosten basierend auf dem übertragenen Datenvolumen.

Ob mit oder ohne SD-WAN, Unternehmen aller Größenordnungen integrieren WWAN zunehmend in ihre Strategien für die Anbindung von Zweigstellen, sei es als Reserve-, Überschuss- oder Hauptkonnektivität.

Der nächste logische Schritt ist die Planung einer WLAN-freien Umgebung, in der Endbenutzergeräte per 4G oder 5G entweder über einen privaten oder öffentlichen Carrier-Service verbunden sind.

Denken Sie daran, dass 5G einige deutliche Vorteile gegenüber 4G bietet, ähnlich wie Wi-Fi 6 Vorteile gegenüber älteren WLAN-Standards hat. 5G ermöglicht höhere Geschwindigkeiten, mehr Sicherheit, besseres Performance-Management und eine größere Gerätedichte. Im Grunde nutzen 5G und Wi-Fi 6 viele der gleichen Technologien und Strategien.

Privates 5G könnte dank der zusätzlichen Kontrolle, die ein Unternehmen über die Infrastruktur hätte, eine bessere Sicherheit bieten als öffentliche Carrier-Dienste, unabhängig davon, ob ein Unternehmen die Infrastruktur selbst verwaltet oder sie als Service in Anspruch nimmt.

Die Herausforderungen beim All-Wireless-Ansatz

APs für Wi-Fi 6 benötigen mehr Strom als frühere AP-Generationen, da die Anzahl der Funkeinheiten und die Verarbeitungsleistung gestiegen sind, und das trotz Stromspartechnologien zur Optimierung der Funkverbindung. Der ältere PoE-Standard 802.3af (Power over Ethernet) muss auf 802.3at aufgerüstet werden, was kostspielig sein kann, wenn man dazu PoE-Switches oder deren Stromzuführungen ersetzen muss.

Mit der zunehmenden Servicedichte pro AP müssen die Uplinks zu Campus-Aggregation- oder Backbone-Switches höhere Lasten bewältigen. Unternehmen werden womöglich feststellen, dass eine einzelne Gigabit-Ethernet-Verbindung unter Umständen nicht ausreicht, und müssen dann Verbindungen mit höherer Kapazität oder – falls die APs dies erlauben – gebündelte GbE-Verbindungen einplanen.

Darüber hinaus wird es an bestimmten Standorten weiterhin Probleme geben, zum Beispiel schlechten Empfang in einigen Bereichen aufgrund der Raumgeometrie oder Baumaterialien. Abhilfemaßnahmen, etwa die Bereitstellung zusätzlicher APs oder anderer Antennenarten, sind hinlänglich bekannt.

Störungen durch eine Vielzahl von Geräten, von drahtlosen Subwoofern bis hin zu Mikrowellenherden, können ebenfalls nach wie vor ein Problem darstellen. Und selbst mit Wi-Fi 6 können Wireless-Netzwerke leichter an ihre Belastungsgrenze kommen als kabelgebundene – zum Beispiel durch einen umfangreichen gleichzeitigen Software-Download, wie am Patch Tuesday.

Um solche Probleme zu minimieren, erfordert ein geeignetes WLAN-Design eine Standortanalyse mit den richtigen Tools, um den Funkempfang zu testen und dann die APs so zu platzieren, dass sie die Räumlichkeiten, die Benutzer und die Geräte optimal abdecken. Auch für das Troubleshooting sind Wi-Fi-spezifische Geräte und Software erforderlich.

Wireless als Standard, kabelgebunden nur bei Bedarf

In einigen wenigen Situationen kann die Wireless-Technologie noch nicht alle Anforderungen von Unternehmensbüros erfüllen. Zu den problematischen Szenarien gehören Geschäftsprozesse, bei denen massive Funkfrequenzstörungen auftreten, oder Gebäudekonstruktionen, die für WLAN ungünstig sind, wie Wände voller Rohrleitungen oder verputzte Wände über Drahtgeflecht.

In der Praxis müssen sich die meisten Unternehmen nur über Anwendungsfälle Gedanken machen, die Hochgeschwindigkeitstransfers großer Datenvolumen erfordern, zum Beispiel, wenn die dauerhaften Übertragungsgeschwindigkeiten ein GBit/s überschreiten. Das ist etwa dann der Fall, wenn hochauflösende Bilddaten von einem MRT-Gerät zur Analyse an eine Workstation übertragen werden oder wenn große Videodateien zwischen Special Effects Labs transferiert werden.

Allerdings sind derartige Situationen selbst für medienorientierte Unternehmen eher Randerscheinungen. Sie sind die Ausnahmen, nicht die Regel. In solchen Fällen sollte jede Strategie für Zweigstellen, die sich in erster Linie auf Wireless konzentriert, vorschreiben, dass die Filiale über eine oder mehrere kabelgebundene Arbeitsplatzrechner verfügt, um die erforderliche Arbeit zu unterstützen.

Alternativ könnte die Zweigstelle über Bereiche verfügen, an denen ein normalerweise kabelloser Computer so lange wie nötig per Netzwerkkabel verbunden werden kann – im Grunde ein konnektivitätsabhängiges Hoteling. Die kabelgebundene Infrastruktur, die die APs unterstützt, kann diese Spezialfälle wahrscheinlich abdecken, häufig ohne zusätzliche Kosten, da sie nur selten vorkommen.

Angesichts der Möglichkeiten von Wi-Fi 6 und 5G können – und sollten – die meisten Unternehmen künftig einen Wireless-by-Default-Standard einführen, bei dem eine kabelgebundene Konnektivität nur bei Bedarf zur Verfügung steht.

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