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Was ist Wi-Fi 6 (802.11ax) und warum ist Wi-Fi 6 überhaupt so wichtig?

Worton

Übersetzer*in Felix
2. Dezember 2020

Wahrscheinlich haben Sie bereits den Begriff „Wi-Fi 6“ gehört. Aber was ist eigentlich Wi-Fi 6 und wie wird es unser Leben beeinflussen? Dieser Artikel befasst sich mit allen Aspekten der neuen Wi-Fi 6-Technologie.

Hintergrund: Wi-Fi-Standards

Die ständige Weiterentwicklung der Wi-Fi-Technologie schlägt sich vor allem in der Übertragungsrate nieder. Mit fast zwei Jahrzehnten Entwicklungszeit beträgt die Übertragungsrate von Wi-Fi 6 nun fast das 872-fache der ursprünglichen Wi-Fi 1-Version.

Wi-Fi Standards

Als Wi-Fi 5 auf den Markt kam, verfügte der durchschnittliche US-Haushalt über etwa fünf Wi-Fi-Geräte, mit einer steigenden Tendenz von heute neun Geräten. Beachten Sie, dass diese neuen Geräte eine Belastung für das Netzwerk darstellen. Daher wird das Gesamtnetzwerk umso langsamer, je mehr Geräte Wi-Fi benötigen. Für eine höhere Bandbreite und bessere Leistung wird daher dringend neue Technologie benötigt.

Ein überwältigendes Debüt: Die Wi-Fi 6-Technologie ist da

Im Jahr 2018 hat die Wi-Fi-Alliance die Generationsnummerierung standardisiert, so dass Geräte ihre Unterstützung für Wi-Fi 4 (802.11n), Wi-Fi 5 (802.11ac) und Wi-Fi 6 (802.11ax) signalisieren können. Einfach ausgedrückt ist IEEE 802.11ax, das von der Wi-Fi-Alliance als Wi-Fi 6 vermarktet wird, als der Standard der nächsten Generation in der Wi-Fi-Technologie bekannt. Im Gegensatz zur traditionellen Benennungsmethode übernimmt die Wi-Fi 6-Serie direkt die Zahl 6 in ihrem brandneuen Namen, was den Verbrauchern bei der Unterscheidung der neuen und alten Wi-Fi-Standards zugute kommt und ihnen hilft, besser zu erkennen, ob ein Gerät den Wi-Fi 6-Standard unterstützt.

Wi-Fi 6 Standard

Herausragende Wi-Fi 6-Technologie: Schnell, intelligent und sicher

Höhere Geschwindigkeit

Wie schnell ist Wi-Fi 6? Die einfache Antwort: 9,6 Gbps. Die tatsächliche Antwort: Dies ist der theoretische Höchstwert der Geschwindigkeit. In Wirklichkeit ist es jedoch sehr unwahrscheinlich, dass solche Geschwindigkeiten jemals erreicht werden. Dennoch lässt sich nicht leugnen, dass das Wi-Fi 6 immer noch ein viel höheres theoretisches Geschwindigkeitslimit hat als seine Vorgänger. Darüber hinaus beträgt die Wi-Fi-6-Abdeckung 500-800 Meter und profitiert theoretisch von den 2,4G-Frequenzbändern, was eine breitere Abdeckung mit schneller Übertragung ermöglicht.

Wi-Fi 4 Wi-Fi 5 Wi-Fi 6
Standard IEEE 802.11n IEEE 802.11ac IEEE 802.11ax
Kanal-Bandbreite (MHz) 20, 40 20, 40, 80, 80+80, 160 20, 40, 80, 80+80, 160
Frequenzbänder 2,4 und 5 GHz 5 GHz 2,4 und 5 GHz
Maximale Datenrate 150 Mbps 3,6 Gbps* 9,6 Gbps*
Höchste Subcarrier Modulation 64-QAM 256-QAM 1024-QAM
Spatial Streams 1 4 8
*Abhängig von der Anzahl der verwendeten Spatial Streams und Kanäle

Gemäß der obigen Grafik unterstützen sowohl Wi-Fi 5 als auch Wi-Fi 6 dieselbe Kanalbandbreite, und sowohl Wi-Fi 4 als auch Wi-Fi 6 unterstützen 2,4 GHz und 5 GHz. Für den Modulationsmodus unterstützt Wi-Fi 6 1024-QAM, was viel höher als die beiden vorherigen ist. Und auch die Spatial Stream von Wi-Fi 6 ist ein bedeutender Durchbruch, denn er bietet 4x mehr Kapazität für die Anforderungen von mehr Geräten.

Bessere Performance

Höhere Geschwindigkeit und bessere Wi-Fi-Abdeckung machen Wi-Fi 6 zu einer idealen Lösung für eine effiziente Übertragung. Tatsächlich trägt die Wi-Fi-6-Technologie dazu bei, das gesamte Netzwerk zu verbessern, wenn mehrere Geräte angeschlossen sind, anstatt die Geschwindigkeit für einzelne Geräte zu erhöhen. Was macht Wi-Fi 6 also außergewöhnlich?

Optimieren Sie die Effizienz mit OFDMA-Technologie

Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) teilt die verfügbare Kanalbandbreite in mehrere gegenseitig orthogonale Unterträger oder Ressourceneinheiten (RUs) auf. Darüber hinaus können durch die Unterteilung des Kanals Anwendungen, die kleine Frames verwenden, gleichzeitig an mehrere Endpunkte übertragen werden, was den Overhead und die Überlastung auf Layer zwei reduziert. OFDMA wird maximal ausgenutzt, wenn mehrere Verbindungen begrenzte Datenmengen übertragen.

Im Gegensatz zur früheren OFDM-Technologie, die von Wi-Fi 5 übernommen wurde, ist OFDMA flexibel, um den gesamten Kanal je nach Verkehrsaufkommen einer Unterteilung zuzuweisen, was die Effizienz erheblich verbessert und die Latenzzeit verringert. Die folgende Analogie veranschaulicht die Unterschiede im Funktionsprinzip: Ein Lastwagen kann bisher immer nur eine Art von Paket gleichzeitig an ein Haus senden (Wi-Fi 5 mit OFDMA), während derselbe Lastwagen jetzt mehrere Pakete an getrennte Ziele befördern kann (Wi-Fi 6 mit OFDMA).

OFDM vs OFDMA

Genau genommen ist OFDMA wie eine AP-zentrierte Methode, die es einem 802.11ax Access Point ermöglicht, gleichzeitig mit mehreren Geräten zu kommunizieren, indem jeder Wi-Fi-Kanal in kleinere Unterkanäle unterteilt wird. Das heißt, ein AP kann sich dafür entscheiden, den gesamten Kanal (alle Unterkanäle innerhalb eines Kanals) einem einzelnen Benutzer in einem bestimmten Zeitrahmen zuzuweisen, oder er kann den gesamten Kanal aufteilen, um mehrere Geräte gleichzeitig zu bedienen. Durch die Einführung dieser neuen Technologie wird Wi-Fi von einem konfliktbasierten zu einem planbasierten Dienst, was zur Stabilisierung der Wi-Fi-Leistung beiträgt.

Erhöhter Durchsatz dank MU-MIMO-Technologie

MU-MIMO, kurz für „Multi-User, Multiple Input, Multiple Output“, ermöglicht es Routern, mit mehreren Geräten gleichzeitig zu kommunizieren, anstatt nacheinander zu kommunizieren. Wi-Fi 5 unterstützt diese MU-MIMO-Technologie ebenfalls, funktioniert aber nur für Downloads, während Wi-Fi 6 sowohl mit Uploads als auch mit Downloads funktioniert. Wi-Fi 6 verwendet 8x8 Uplink/Downlink, um eine 4x größere Kapazität als Wi-Fi 5 zu bieten und mehr Geräte zu bedienen. Die Verbesserung dieser Technologie in Wi-Fi 6 wird die Nutzung der Wi-Fi-Netzwerkbandbreite weitgehend erhöhen. Das folgende Diagramm zeigt, wie die Kapazität durch MU-MIMO für eine bessere Effizienz vergrößert wurde.

MU-MIMO Technology

In Wi-Fi 6 bilden die MU-MIMO- und OFDMA-Mechanismen eine sich ergänzende Einheit. Beide konzentrieren sich darauf, die Effizienz von Wi-Fi-Netzwerken zu verbessern und die Latenzzeiten für zeitkritische Anwendungen zu reduzieren. MU-MIMO und OFDMA haben ihre Vorteile bzw. Anwendungen: OFDMA ist ideal für Anwendungen mit geringer Bandbreite und kleinen Paketen, wie z.B. IoT-Sensoren, während MU-MIMO die Kapazität und Effizienz bei Anwendungen mit hoher Bandbreite, wie z.B. geschäftskritische Telefonanrufe oder Videostreaming, erhöht.

Minimierung potenzieller Konflikte mit der BSS-Color-Technologie

Die BSS-Color, auch als BSS-Färbung bekannt, ist ein Mechanismus, der die gemeinsam genutzten Frequenzen auf intelligente Weise mit einer Nummer farblich kodiert. Basic Service Set (BSS) bezieht sich auf eine Reihe von drahtlosen Clients, die demselben Zugangspunkt zugeordnet sind. Die in 802.11ax übernommene BSS-Farbgebung trägt dazu bei, die ineffiziente Wiederverwendung von Kanälen zu beheben. Sie fügt eine Identität in ein übertragenes Wi-Fi-Signal ein. Sobald die Empfangsgeräte dieses „farbige“ Signal erkennen, sind folgende Informationen bekannt: welches BSS es sendet, die Stärke seines Signals und eine neue logische Sequenz, um den Prozess der Entscheidung, wann es übertragen wird und wann nicht, zu optimieren.

Veraltete Wi-Fi-Implementierungen mit hoher Dichte sind typisch mit mehreren Zugangspunkten, die denselben Übertragungskanälen zugeordnet sind, da das Spektrum begrenzt ist, was zu Netzwerküberlastung und Verlangsamungen führt. Mit der BBS-Farbgebung, einer räumlichen Wiederverwendungstechnik, wird Wi-Fi 6 die Leistung auf Systemebene verbessern und die effiziente Wiederverwendung von Frequenzen in dicht besiedelten Gebieten optimieren. Co-Kanal-Interferenzen werden effektiv verringert, was besonders für dichte Einsatzszenarien von Vorteil ist.

Mit TWT-Technologie den Stromverbrauch senken

Mit Hilfe der Target Wake Time (TWT) können Geräte aushandeln, wann und wie oft sie aufwachen, um Daten zu senden oder zu empfangen, wodurch die Schlafzeit verlängert und die Batterielebensdauer der Geräte erheblich verbessert wird. Das bedeutet, dass die Geräte inaktiv bleiben, bis sie an der Reihe sind, Daten nach einem mit den APs ausgehandelten Zeitplan zu übertragen. Es ist, als würde man ein Fahrzeug in einem Wartebereich parken, anstatt einen Flughafen zu umrunden. Wi-Fi 6 Target Wake Time zeichnet sich durch weniger Staus aus, und Energieeinsparungen sorgen für ein besseres Benutzererlebnis.

Target Wake Time (TWT) Technology

Sicherere Netzwerkumgebung

Wi-Fi 6 bringt mit einem neuen Sicherheitsprotokoll namens WPA3 einen weiteren großen Durchbruch. WPA3 beseitigt die bisherigen Probleme mit WPA2 und ersetzt kryptographische Protokolle, die für eine Offline-Analyse anfällig sind, durch Protokolle, die für jedes getippte Passwort eine Interaktion mit der Infrastruktur erfordern, so dass die Infrastruktur die Anzahl der getippten Passwörter zeitlich begrenzen kann. Die WPA3-Technologie erschwert es Hackern, Passwörter durch ständiges Erraten zu knacken, und macht einige Daten „weniger nützlich“, selbst wenn es Hackern gelingt, sie zu erraten. Einige Geräte und Router unterstützen WPA3 mit einer optionalen Auswahlmöglichkeit.

Wi-Fi 6 fängt gerade erst an

Wie wird Wi-Fi 6 funktionieren? Können Sie Wi-Fi 6 bereits jetzt einsetzen? Was ist mit Ihren aktuellen Geräten? Hier finden Sie drei Voraussetzungen für den Start:


  • Ein Wi-Fi-6-Router: Wenn Ihr Router Wi-Fi 6 nicht unterstützt, können Sie die Vorteile von Wi-Fi 6-Geräten nicht nutzen.

  • Wi-Fi 6-unterstützte Geräte: Wi-Fi-Generationen sind auf neue Hardware angewiesen, nicht nur auf Software-Updates. Daher benötigen Sie neue Geräte wie Telefone und Laptops, um eine drahtlose Verbindung herzustellen.

  • Erforderliche Bandbreite: Wi-Fi entfaltet seine eigentliche Stärke normalerweise mit einer Bandbreite oberhalb des Gigabit-Levels.

Nach Klärung der oben genannten Faktoren stellt sich möglicherweise eine weitere Frage: Benötigen Sie Wi-Fi 6 überhaupt? Die Aufrüstung auf den neuen Wi-Fi 6-Standard ist zwar durchaus sinnvoll und entspricht sicherlich dem Trend, aber natürlich braucht das nicht jeder.

Wenn Sie Wi-Fi-6-Endgeräte wie Telefone, Laptops und andere Smart Home-Geräte besitzen oder kaufen wollen, oder wenn Sie einfach eine große Anzahl von Geräten in Ihrem Haushalt haben, dann könnte ein Wi-Fi-6-Router der optimale Wi-Fi-Router für Sie sein. In diesen Situationen kann es sich lohnen, in Wi-Fi 6 zu investieren, da er für diejenigen geeignet ist, die mehrere Wi-Fi 6-unterstützte Geräte besitzen und Bedarf an einem schnellen und stabilen Netzwerk haben.

Wenn Ihre Netzwerkgeschwindigkeit weit unter 1 Gbit/s liegt, dann ist der Wechsel zu Wi-Fi 6 relativ sinnlos. Falls Hunderte von angeschlossenen Geräten beteiligt sind, wie in einem Einkaufszentrum oder in einigen öffentlichen Bereichen, spielt Wi-Fi 6 seine Vorteile erst unter der Voraussetzung aus, dass alle Geräte Wi-Fi 6 unterstützen. Wenn Router nur Wi-Fi 4 unterstützen, könnte es eine sinnvolle Entscheidung sein, zunächst auf Wi-Fi 5 zu aktualisieren und auf die Verbreitung von Wi-Fi 6 zu warten.

Wi-Fi 6 Coverage

Die Zukunft von Wi-Fi 6: Unendliche Möglichkeiten

Laut der Untersuchung von Dell' Oro halten Wi-Fi 6 APs einen Marktanteil von etwa 10 % auf dem Markt für Indoor-APs, der im Jahr 2023 voraussichtlich etwa 90 % ausmachen wird. Für die Router-Sektoren wird laut Gartner der Marktwert bei Geschäftsanwendungen mit einer CAGR von rund 114% explosionsartig von 0,25 Milliarden auf 5,25 Milliarden ansteigen. Laut IDC Research werden die Lieferungen von Chipsätzen im Jahr 2023 mehr als 4,5 Milliarden erreichen.

Tatsächlich haben mehrere branchenführende Markenanbieter relevante Produkte herausgebracht, die Wi-Fi-6-Verbindungen der nächsten Generation unterstützen, darunter Router und Smartphones. 2019 gilt als das erste Jahr der kommerziellen Nutzung von Wi-Fi 6. Die Kommerzialisierung von Wi-Fi 6 tritt jedoch gerade erst in eine Phase steilen Wachstums ein. Wi-Fi 6 wird sich zunehmend in zahlreichen Gerätekategorien durchsetzen, darunter Smartphones, Tablets, Laptops, Netzwerkprodukte und einige Home-Entertainment-Geräte. Wi-Fi 6, bedeutet eine Chance, aber auch eine Herausforderung für die entsprechenden Anbieter.

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