Was bedeutet WMM im WLAN?

Was bedeutet WMM im WLAN?

WMM steht für Wi-Fi Multimedia und ist eine Erweiterung des IEEE 802.11e Standards. Es handelt sich um ein Qualitätssicherungsverfahren (QoS – Quality of Service) für drahtlose Netzwerke, das von der Wi-Fi Alliance eingeführt wurde. Ziel von WMM ist es, den Datenverkehr in einem WLAN nach Priorität zu klassifizieren, um sicherzustellen, dass zeitkritische Anwendungen wie Sprach- und Videoübertragungen bevorzugt behandelt werden. WMM ist besonders in modernen Heimnetzwerken, Unternehmensnetzwerken und öffentlichen WLAN-Hotspots relevant, in denen gleichzeitig verschiedene Dienste mit unterschiedlichen Anforderungen genutzt werden.

WMM sorgt dafür, dass beispielsweise ein Videostream nicht durch den parallelen Download einer Datei oder das Laden einer Webseite ins Stocken gerät. Das System priorisiert die Pakete nach Inhaltstyp und Zeitempfindlichkeit und gewährleistet so eine effizientere Nutzung der Bandbreite.

Funktionsweise von WMM

WMM teilt den Netzwerkverkehr in vier sogenannte Access Categories (ACs) ein, die unterschiedliche Prioritätsstufen darstellen. Jedes Datenpaket wird einer dieser Kategorien zugewiesen, abhängig vom Anwendungstyp oder vom Dienst, der das Paket erzeugt hat.

Access Category	Typischer Datenverkehr	Priorität
AC_VO (Voice)	VoIP, Sprachkommunikation	Sehr hoch
AC_VI (Video)	Streaming, Videoanrufe	Hoch
AC_BE (Best Effort)	Surfen, E-Mail, allgemeine Daten	Mittel
AC_BK (Background)	Datei-Downloads, Updates	Niedrig

Die vier Kategorien haben jeweils unterschiedliche Parameter für die Übertragungssteuerung, darunter AIFS (Arbitration Inter-Frame Space), CWmin/CWmax (Contention Window) und TXOP (Transmission Opportunity). Diese Parameter steuern, wie schnell eine Station auf das Medium zugreift und wie lange sie senden darf.

Beispielsweise erhält ein Sprachpaket (AC_VO) bevorzugten Zugriff auf das Medium mit kürzeren Wartezeiten und höherer Sendepriorität als ein Downloadpaket (AC_BK), das auch bei starker Netzlast problemlos verzögert werden kann.

WMM und 802.11e

Der 802.11e-Standard definiert QoS-Erweiterungen für drahtlose Netzwerke, WMM ist eine abgespeckte, standardisierte Implementierung davon, die von der Wi-Fi Alliance geprüft und zertifiziert wird. Während 802.11e komplexe QoS-Funktionen wie HCF (Hybrid Coordination Function) bietet, konzentriert sich WMM auf die grundlegenden Teile: EDCA (Enhanced Distributed Channel Access).

• EDCA: Eine Methode, bei der verschiedene Datenarten nach Priorität unterschiedlich schnell auf das Medium zugreifen dürfen.
• HCF: Kommt in WMM nicht zum Einsatz; ermöglicht zentral koordinierte Zugriffsverfahren durch einen sogenannten Hybrid Coordinator.

Damit ist WMM mit vielen handelsüblichen WLAN-Routern und -Clients kompatibel und leicht implementierbar. Es wird automatisch aktiviert, wenn beide Geräte WMM unterstützen.

Vorteile von WMM

• Verbesserte Sprachqualität: VoIP-Telefonate sind weniger anfällig für Latenz und Jitter.
• Stabileres Videostreaming: Streams laden flüssiger und mit geringerer Wahrscheinlichkeit für Unterbrechungen.
• Effiziente Ressourcennutzung: Das Netzwerk verteilt die verfügbare Bandbreite intelligenter.
• Automatische Priorisierung: Anwendungen profitieren ohne manuelle Konfiguration von besserem Durchsatz.

Gerade bei gleichzeitiger Nutzung von Online-Spielen, Videokonferenzen und Hintergrund-Downloads verhindert WMM eine Überlastung des WLANs durch gleichzeitige Anforderungen.

WMM-Power Save (WMM-PS)

Ein weiterer Aspekt von WMM ist das Power-Save-Feature, auch als U-APSD (Unscheduled Automatic Power Save Delivery) bekannt. Diese Technik ermöglicht es WLAN-fähigen Geräten wie Smartphones oder VoIP-Telefonen, ihren Energieverbrauch zu reduzieren, indem sie mit dem Access Point koordinieren, wann sie Daten empfangen.

WMM-PS ist besonders nützlich bei mobilen Geräten mit begrenzter Akkulaufzeit, da es deren Funkaktivität minimiert, ohne die Qualität der Verbindung zu beeinträchtigen. Dies wird unter anderem bei Wi-Fi Calling genutzt.

Wichtige Anwendungen von WMM

• VoIP-Telefonie: Durch priorisierte Sprachpakete bleibt die Gesprächsqualität auch bei hoher Netzlast stabil.
• Streaming-Dienste: YouTube, Netflix oder Videokonferenzen profitieren von stabilen Übertragungsraten.
• Smart Home: Kameras oder Sprachassistenten können Echtzeitdaten bevorzugt senden und empfangen.
• Online-Gaming: Latenzempfindliche Spieldatenpakete werden gegenüber nicht-kritischen Paketen bevorzugt behandelt.

In modernen Netzwerken ist WMM heute ein Standardbestandteil. WLAN-Router aktivieren es in der Regel automatisch, wobei viele Geräte in ihren Einstellungen separate Optionen für WMM und WMM-Power Save bieten.

Verwandte Begriffe und Technologien

• MU-MIMO: Arbeitet unabhängig von WMM, aber ebenfalls zur Verbesserung gleichzeitiger Datenübertragungen.
• QoS im LAN: Während WMM für WLAN zuständig ist, übernimmt QoS im kabelgebundenen Netzwerk ähnliche Aufgaben.
• 802.11ax (Wi-Fi 6): Neue WLAN-Standards beinhalten erweiterte QoS- und Scheduling-Funktionen, die über WMM hinausgehen.
• Access Categories vs. DSCP: Bei der Verbindung von WLAN und LAN können DSCP-Werte in IP-Paketen mit ACs im WLAN abgestimmt werden.
• Smart Queue Management (SQM): Eine Router-Funktion zur dynamischen Optimierung des Durchsatzes basierend auf Priorität und Paketgröße.

WMM ist ein essenzielles Werkzeug für moderne WLAN-Infrastrukturen, das auf einfache Weise hilft, den Anforderungen verschiedenster Anwendungen gerecht zu werden. Ohne WMM würden zeitkritische Dienste im WLAN unter Last schnell unbrauchbar, was es zu einem wichtigen Bestandteil von performanten Netzwerken macht.