Wi-Fi 6

Was ist 802.11ax-Wi-Fi?

Die Wi-Fi-Technik erlebt ca. alle fünf Jahre einen radikalen Wandel, und Wi-Fi 6 / 802.11ax ist die neueste Wi-Fi-Generation, die die Leistungslücke in Richtung zehn Gigabit schließt. The new Wi-Fi standard will deliver faster network performance, connect more devices simultaneously and transition Wi-Fi from a ‘best-effort’ endeavor to a deterministic wireless technology that has become the de-facto medium for internet connectivity. With an expected four-fold capacity increase over its 802.11ac Wave 2 predecessor, Wi-Fi 6 / 802.11ax deployed in dense device environments will support higher service-level agreements (SLAs) to more concurrently connected users and devices with more diverse usage profiles.

Details

802.11ax bietet eine Reihe technischer Verbesserungen zum Optimieren der spektralen Effizienz, Erhöhen des Durchsatzes und Reduzieren des Energieverbrauchs. Dazu gehören:

OFDMA und MU-MIMO

Orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) and multi-user multiple-in multiple-out (MU-MIMO) are techniques that increase reliability and efficiency in the unlicensed Wi-Fi spectrum. Im Gegensatz zu früheren Wi-Fi-Generationen macht OFDMA das Wi-Fi deterministisch, während Geräte immer mehr Aufmerksamkeit mit minimalen Konflikten erhalten. So wird die Wi-Fi-Leistung stabilisiert, besonders in Umgebungen mit hoher Dichte.

Jeder Wi-Fi-Kanal wird in kleinere Unterkanäle aufgeteilt, die als Ressourceneinheiten bezeichnet werden. Der AP entscheidet über die Zuweisung der Unterkanäle, da jede einzelne RE (bzw. jeder einzelne Unterkanal) an verschiedene Clients adressiert sein kann, die simultan bedient werden. Durch diese Technik wird der durchschnittliche Durchsatz (pro Benutzer) verbessert, indem ein begrenzterer, aber dedizierter Unterkanal erstellt wird. Außerdem fördert OFDMA die spektrale Effizienz und reduziert die Latenz, während heterogene Benutzer unterstützt werden (also IM, E-Mail oder leichtes Webbrowsing versus große Downloads).

Wichtig ist dabei, dass OFDMA und MU-MIMO ergänzende Techniken zur gleichzeitigen Versorgung mehrerer Benutzer bieten. Genauer gesagt ist OFDMA am besten geeignet, wenn beschränkte Datenmengen über mehrere Verbindungen übertragen werden. OFDMA which is effective at all ranges - close, medium and far - offers lower latency and can be used to mitigate OBSS interference issues. MU-MIMO hingegen ist am besten für die Versorgung mehrerer Benutzer mit vollständigem Pufferverkehr geeignet und ist im nahen bis mittleren Bereich am effektivsten.

Uplink-MU-MIMO

Bei 802.11ax werden OFDMA und MU-MIMO für Downlink (vom AP an Stationen) und Uplink (von Stationen an den AP) unterstützt. Die Übertragungen werden vom AP in beide Richtungen geplant. Dies steht im Gegensatz zu Netzwerken vor 802.11ax (besonders bei Uplink), bei denen die Ressourcenzuweisung konfliktbasiert ist. Dabei wird die Entscheidung zur Medienzuordnung und Datenübertragung von den einzelnen Stationen getroffen. Mit mehr Stationen kommt es so auch zu mehr Konflikten.

Unterbetreiberplatz und MAC/PHY-Verbesserungen

Durch 802.11ax wird der Unterbetreiberplatz reduziert und so ein 4-facher Anstieg der Anzahl verfügbarer Datennuancen und eine bedeutende Steigerung der maximalen PHY-Rate ermöglicht. Moreover, additional data tones help support multiple users in conjunction with OFDMA. 802.11ax also optimizes spectral efficiency with more tones/channel, reduces overhead, bolsters outdoor operation and facilitates a quantum jump in highest achievable PHY rates. 802.11ax-APs betreiben außerdem zwei separate Netzwerkzuweisungsvektoren (NAVs), um falsches Verhalten und Kollisionen zu vermeiden. Zu guter Letzt verfügt 802.11ax über eine 1024-QAM-Konstellation (im Gegensatz zu 256-QAM für 11ac), wodurch eine Steigerung der physischen Datenrate um 25 % ermöglicht wird, die in Kombination mit anderen 802.11ax-Techniken die bis zu 4-fache Kapazität bietet.

Target Wake Time

First introduced in the IEEE 802.11ah standard, target wake time (TWT) enables scheduled sleep and power-on (awake) times, along with pre-negotiated wake times between AP and clients to avoid on-the-air contention amongst client devices. Dadurch wird die Sendenutzung effizienter und die Akkulaufzeit der Clientgeräte erhöht.

802.11ax fundamentals: Orthogonal Frequency-Division Multiple Access

According to analysts at IDC, 802.11ax deployment will ramp significantly in 2019 and become the dominant enterprise Wi-Fi standard by 2021. Designed for high-density connectivity, the new IEEE 802.11ax standard offers up to a four-fold capacity increase over its 802.11ac Wave 2 predecessor. With 802.11ax, multiple APs deployed in dense device environments can collectively deliver required quality-of-service (QoS) to more clients with more diverse usage profiles.

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IDC Technology Spotlight White Paper

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