Geprüfte Zeit für Audio-WLANs

Heinrich Voigts on January 14, 2017 - 3:38 pm in Internet

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Standardisierte Zeitstempel sollen per WLAN gespeiste Multiroom-Audiosysteme besser synchronisieren als bisher. Dazu will die Wi-Fi Alliance in Zukunft auch das Fine Timing Management in ihrer Zertifizierung testen.

Schon 2011 erhielt der WLAN-Standard IEEE 802.11 mit der Management-Ergänzung 11v einen Mechanismus, um die internen Uhren der Stationen in einer Funkzelle zu synchronisieren. Doch dessen Genauigkeit reichte noch nicht, damit per WLAN gesteuerte Lautsprecher ihre Töne zeitlich so präzise ausgeben, dass der Stereoeindruck zuverlässig erhalten bleibt. So hat die für die Pflege der WLAN-Norm zuständige IEEE-Arbeitsgruppe TGm stiekum ein neues Verfahren namens Fine Timing Management (FTM) in der aktuellen Fassung 802.11-2016 untergebracht.

FTM soll die Systemuhren innerhalb einer WLAN-Zelle auf ±500 Nanosekunden (ns) maximaler gegenseitiger Abweichung bringen. Kommende Verbesserungen zielen auf 50 und gar nur 5 ns Toleranz. Die Technik würde zwar auch mit den älteren WLAN-Versionen funktionieren, wird aber wohl nur in künftigen Chips für 11n (2,4 GHz, bis 600 MBit/s brutto) und 11ac (5 GHz, bis 6,9 GBit/s) erscheinen, später auch bei 11ad (60 GHz, bis 4,6/6,7 GBit/s).

Ethernet-Lautsprecherkabel

Solch einen hochpräzisen Timingmechanismus gibt es mit PTP (IEEE 1588v2) für LANs schon länger. Anders als das in Windows, macOS und GNU/Linuxen standardmäßig aktive Zeitprotokoll NTP läuft PTP eine Schicht tiefer auf Layer 2 und direkt auf den Netzwerk-Chips statt auf der Host-CPU. PTP kommt beispielsweise in der Industrieautomation zum Einsatz.

Eine PTP-Untermenge steckt in der Ethernet-Erweiterung AVB (Audio/Video-Bridging), die auch in großen Installationen wie Konzerthallen Vielkanal-Sound hochsynchron übers LAN transportieren soll. Um die Kompatibilität von Ethernet-AVB-Komponenten kümmert sich die AVnu Alliance, doch in 8 Jahren schaffte sie es gerade mal, 20 Systemen den AVnu-Stempel zu gewähren.

Der bisherige WLAN-Mechanismus nach 802.11v ist zu ungenau für hochsynchrone Funk-Audiosysteme.
Bild: IEEE 802.11-2012

Zwar ist FTM als WLAN-Entsprechung von PTP nun standardisiert. Doch das heißt noch nicht, dass alle WLAN-Chiphersteller es korrekt und kompatibel umsetzen. Dafür will die Herstellervereinigung Wi-Fi Alliance sorgen: Sie hat im August 2014 ihre Marketing Task Group (MTG) für Timing Measurement and Synchronization eingesetzt. Die MTG versuchte zunächst mit der AVnu Alliance zu kooperieren, doch das scheiterte, sodass die WFA ihr FTM-Prüfverfahren für das “Wi-Fi TimeSync”-Siegel selbst entwickeln muss.

Kein Angriff auf Sonos & Co.

Bislang sind bei Multiroom-Audiosystemen überwiegend proprietäre Lösungen für die Synchronisation gängig – die überraschend gut funktionieren, wie man etwa bei der synchronen Beschallung unterschiedlicher Räume mit mehreren Lautsprechern feststellen kann. Manche Geräte setzen auch auf einen separaten Kanal für die Zeitsteuerung, oft per Bluetooth. Damit ist der Markt schon gut besetzt, sodass FTM und das zugehörige WFA-Zertifizierungsprogramm womöglich schlicht zu spät kommen. FTM wird auch kaum dazu führen, dass man WLAN-Lautsprecher verschiedener Hersteller kombinieren kann, denn es standardisiert ja nur die Synchronisation, nicht aber auch Streamingformate und APIs. (ea)

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