Möchtest du wissen, ob dein Freund gerne Computerspiele spielt? Hier ein Tipp: Überprüfe, ob sein Computer per Kabel mit dem Internet verbunden ist. Jungs haben beim Spielen nämlich hohe Ansprüche an die Internetgeschwindigkeit und geringe Latenz. Die meisten WLAN-Verbindungen zu Hause können das nicht leisten, selbst wenn der Breitbandanschluss schnell genug ist. Deshalb bevorzugen Jungs, die oft spielen, meist einen kabelgebundenen Breitbandanschluss für eine stabile und schnelle Verbindung.
Dies spiegelt auch die Probleme der WLAN-Verbindung wider: hohe Latenz und Instabilität, die bei mehreren gleichzeitigen Nutzern besonders deutlich werden. Mit dem Erscheinen von WLAN 6 wird sich diese Situation jedoch deutlich verbessern. Denn WLAN 5, das von den meisten Nutzern verwendet wird, nutzt die OFDM-Technologie, während WLAN 6 auf OFDMA setzt. Der Unterschied zwischen den beiden Verfahren lässt sich grafisch veranschaulichen:
Auf einer Straße, die nur Platz für ein Auto bietet, ermöglicht OFDMA die gleichzeitige parallele Übertragung mehrerer Endgeräte. Dadurch werden Warteschlangen und Staus vermieden, die Effizienz gesteigert und die Latenz reduziert. OFDMA unterteilt den Funkkanal im Frequenzbereich in mehrere Unterkanäle, sodass mehrere Nutzer in jedem Zeitintervall gleichzeitig Daten senden können. Dies verbessert die Effizienz und verringert die Wartezeiten.
Wi-Fi 6 ist seit seiner Einführung ein voller Erfolg, da die Nachfrage nach drahtlosen Heimnetzwerken stetig wächst. Bis Ende 2021 wurden über 2 Milliarden Wi-Fi-6-Geräte ausgeliefert, was mehr als 50 % aller ausgelieferten Wi-Fi-Geräte ausmachte. Laut dem Marktforschungsunternehmen IDC wird diese Zahl bis 2025 auf 5,2 Milliarden ansteigen.
Obwohl Wi-Fi 6 den Fokus auf die Nutzererfahrung in Umgebungen mit hoher Dichte gelegt hat, sind in den letzten Jahren neue Anwendungen entstanden, die einen höheren Durchsatz und geringere Latenz erfordern, wie beispielsweise Ultra-HD-Videos (4K und 8K), Remote-Arbeit, Online-Videokonferenzen und VR/AR-Spiele. Auch die großen Technologiekonzerne haben diese Herausforderungen erkannt, und Wi-Fi 7, das extreme Geschwindigkeit, hohe Kapazität und geringe Latenz bietet, ist auf dem Vormarsch. Betrachten wir Qualcomms Wi-Fi 7 als Beispiel und sehen wir uns an, welche Verbesserungen Wi-Fi 7 mit sich bringt.
Wi-Fi 7: Alles für geringe Latenz
1. Höhere Bandbreite
Nehmen wir als Beispiel die Übertragungswege. Wi-Fi 6 unterstützt hauptsächlich die 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder. Da das 2,4-GHz-Band jedoch bereits von früheren Wi-Fi-Technologien und anderen drahtlosen Technologien wie Bluetooth genutzt wurde, ist es oft stark ausgelastet. Die Übertragungswege im 5-GHz-Band sind breiter und weniger ausgelastet als im 2,4-GHz-Band, was höhere Geschwindigkeiten und mehr Kapazität ermöglicht. Wi-Fi 7 unterstützt zusätzlich zu diesen beiden Bändern sogar das 6-GHz-Band und erweitert so die Bandbreite eines einzelnen Kanals von 160 MHz (Wi-Fi 6) auf 320 MHz (wodurch mehr Daten gleichzeitig übertragen werden können). Damit erreicht Wi-Fi 7 eine maximale Übertragungsrate von über 40 Gbit/s – das Vierfache von Wi-Fi 6E.
2. Zugriff über mehrere Verbindungen
Vor Wi-Fi 7 konnten Nutzer nur den für ihre Bedürfnisse optimalen Kanal nutzen. Qualcomms Wi-Fi-7-Lösung erweitert die Grenzen von Wi-Fi jedoch deutlich: Künftig können alle drei Frequenzbänder gleichzeitig genutzt werden, wodurch Überlastungen minimiert werden. Dank der Multi-Link-Funktion können Nutzer zudem über mehrere Kanäle gleichzeitig verbunden werden, um Überlastungen zu vermeiden. Ist beispielsweise ein Kanal ausgelastet, kann das Gerät auf einen anderen Kanal ausweichen und so die Latenz reduzieren. Je nach regionaler Verfügbarkeit kann Multi-Link entweder zwei Kanäle im 5-GHz-Band oder eine Kombination aus zwei Kanälen im 5-GHz- und 6-GHz-Band nutzen.
3. Aggregatkanal
Wie bereits erwähnt, wurde die Bandbreite von Wi-Fi 7 auf 320 MHz (Fahrzeugbreite) erhöht. Im 5-GHz-Band gibt es kein durchgehendes 320-MHz-Band, daher unterstützt nur der 6-GHz-Bereich diesen durchgängigen Modus. Dank der Funktion für simultane Multi-Links mit hoher Bandbreite können zwei Frequenzbänder gleichzeitig aggregiert werden, um den Durchsatz beider Kanäle zu bündeln. Das heißt, zwei 160-MHz-Signale können kombiniert werden, um einen effektiven Kanal mit 320 MHz (erweiterte Bandbreite) zu bilden. Auf diese Weise kann auch ein Land wie unseres, das das 6-GHz-Spektrum noch nicht zugeteilt hat, einen ausreichend breiten effektiven Kanal bereitstellen, um unter Netzüberlastungsbedingungen einen extrem hohen Durchsatz zu erzielen.
4. 4K QAM
Die höchste Modulationsordnung von Wi-Fi 6 ist 1024-QAM, während Wi-Fi 7 4K-QAM erreichen kann. Dadurch lässt sich die Spitzenrate erhöhen, was den Durchsatz und die Datenkapazität steigert. Die Endgeschwindigkeit kann bis zu 30 Gbit/s erreichen, was dem Dreifachen der Geschwindigkeit von Wi-Fi 6 mit aktuell 9,6 Gbit/s entspricht.
Kurz gesagt, Wi-Fi 7 ist darauf ausgelegt, extrem hohe Geschwindigkeiten, hohe Kapazitäten und geringe Latenzzeiten bei der Datenübertragung zu gewährleisten, indem die Anzahl der verfügbaren Spuren, die Breite jedes datenübertragenden Fahrzeugs und die Breite der Fahrspur erhöht werden.
Wi-Fi 7 ebnet den Weg für schnelles, mehrfach vernetztes IoT
Nach Ansicht des Autors liegt der Kern der neuen Wi-Fi-7-Technologie nicht nur in der Verbesserung der Spitzendatenrate einzelner Geräte, sondern auch in der Optimierung der gleichzeitigen Hochgeschwindigkeitsübertragung in Mehrbenutzer-Szenarien (Mehrspurzugriff), was zweifellos im Einklang mit dem bevorstehenden Zeitalter des Internets der Dinge steht. Im Folgenden geht der Autor auf die vorteilhaftesten IoT-Szenarien ein:
1. Industrielles Internet der Dinge
Einer der größten Engpässe der IoT-Technologie in der Fertigung ist die Bandbreite. Je mehr Daten gleichzeitig übertragen werden können, desto schneller und effizienter arbeitet das IoT. Im Bereich der Qualitätssicherung und -überwachung im industriellen Internet der Dinge (IIoT) ist die Netzwerkgeschwindigkeit entscheidend für den Erfolg von Echtzeitanwendungen. Mithilfe eines Hochgeschwindigkeits-IIoT-Netzwerks können Echtzeitwarnungen rechtzeitig versendet werden, um schnell auf Probleme wie unerwartete Maschinenausfälle und andere Störungen reagieren zu können. Dies steigert die Produktivität und Effizienz von Fertigungsunternehmen erheblich und senkt unnötige Kosten.
2. Edge Computing
Da die Anforderungen an die schnelle Reaktionsfähigkeit intelligenter Maschinen und die Datensicherheit im Internet der Dinge stetig steigen, wird Cloud Computing zukünftig an Bedeutung verlieren. Edge Computing bezeichnet die Datenverarbeitung direkt beim Nutzer und erfordert daher nicht nur hohe Rechenleistung, sondern auch eine ausreichend hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit.
3. Immersive AR/VR
Immersive VR erfordert blitzschnelle Reaktionen auf die Aktionen der Spieler in Echtzeit, was eine extrem geringe Netzwerklatenz voraussetzt. Reagiert das System ständig verzögert, ist Immersion nur Fassade. Wi-Fi 7 soll dieses Problem lösen und die Verbreitung von immersiver AR/VR beschleunigen.
4. Intelligente Sicherheit
Mit der Entwicklung intelligenter Sicherheitssysteme wird die Bildqualität intelligenter Kameras immer höher, was zu einem stetig wachsenden Datenvolumen und damit zu steigenden Anforderungen an Bandbreite und Netzwerkgeschwindigkeit führt. In einem lokalen Netzwerk (LAN) ist WLAN 7 wahrscheinlich die beste Option.
Am Ende
Wi-Fi 7 ist vielversprechend, doch derzeit gehen die Meinungen der Länder hinsichtlich der Zulassung von WLAN im 6-GHz-Band (5925–7125 MHz) als lizenzfreies Frequenzband auseinander. Eine eindeutige nationale Regelung für 6 GHz steht noch aus. Selbst bei alleiniger Verfügbarkeit des 5-GHz-Bandes erreicht Wi-Fi 7 jedoch eine maximale Übertragungsrate von 4,3 Gbit/s, während Wi-Fi 6 im 6-GHz-Band lediglich eine maximale Downloadgeschwindigkeit von 3 Gbit/s bietet. Daher ist zu erwarten, dass Wi-Fi 7 in Zukunft eine immer wichtigere Rolle in Hochgeschwindigkeits-LANs spielen und dazu beitragen wird, dass immer mehr Smart-Geräte unabhängig von Kabeln vernetzt bleiben.
Veröffentlichungsdatum: 16. September 2022