Wi-Fi 6

Was ist 802.11ax-Wi-Fi?

Wi-Fi wird etwa alle fünf Jahre einer kompletten Überarbeitung unterzogen – und Wi-Fi 6 (802.11ax) ist die neueste Wi-Fi-Generation, die die Performancelücke hin zu Geschwindigkeiten von zehn Gigabit schließt. Der neue Wi-Fi-Standard sorgt für schnellere Netzwerkleistung, er ermöglicht das gleichzeitige Verbinden mehrerer Geräte und den Übergang vom Wi-Fi als Best-Effort-Bestreben hin zu einer deterministischen drahtlosen Technologie, das zum faktischen Medium für die Internetkonnektivität geworden ist. Mit einer erwarteten vierfachen Kapazität im Vergleich zum Vorgänger 802.11ac Wave 2 unterstützt das in Umgebungen mit hoher Gerätedichte bereitgestellte Wi-Fi 6 (802.11ax) höhere Service-Level-Vereinbarungen (SLAs) für mehr gleichzeitig verbundene Benutzer und Geräte mit vielfältigeren Nutzungsprofilen.

Details

Die Zertifizierung Wi-Fi 6 (802.11ax) markiert eine neue Entwicklung bei der Bereitstellung einer größeren Wi-Fi-Konnektivität. Dieses Zertifizierungsprogramm bestätigt die Existenz einer Reihe neuer Funktionen und Fähigkeiten, mit denen einige technische Verbesserungen zur Optimierung der spektralen Effizienz, zur Steigerung des Durchsatzes und zur Reduzierung des Stromverbrauchs realisiert werden. Dazu gehören:

OFDMA und MU-MIMO

Bei Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) und Multi-User Multiple-In Multiple-Out (MU-MIMO) handelt es sich um Techniken zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Effizienz im Wi-Fi-Spektrum ohne Lizenzen. 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. Der in allen Bereichen (nah, mittelweit und weit) effektive OFDMA bietet eine geringe Latenz und kann zum Abschwächen von OBSS-Interferenzproblemen verwendet werden. 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 Wi-Fi 6 (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 Kontrast zu bisherigen Wi-Fi-Netzwerken 6 (802.11ax) (insbesondere in Uplink-Richtung), bei denen die Ressourcenzuweisung wettbewerbsbasiert stattfindet und die einzelnen Stationen die Entscheidung darüber treffen, das Medium zu verwenden und Daten zu übermitteln. Mit mehr Stationen kommt es so auch zu mehr Konflikten.

Unterbetreiberplatz und MAC/PHY-Verbesserungen

Bei Wi-Fi 6 (802.11ax) wird der Subträgerabstand reduziert, wodurch ein 4X-Sprung in der Anzahl der verfügbaren Datennuancen ermöglicht wird und die maximalen PHY-Raten deutlich erhöht werden. Außerdem können mit weiteren Datennuancen mehrere Benutzer in Zusammenhang mit OFDMA unterstützt werden. Wi-Fi 6 (802.11ax) optimiert zudem die spektrale Effizienz durch zusätzliche Nuancen/Kanäle, reduziert den Overhead, unterstützt den Outdoor-Betrieb und ermöglicht einen Quantensprung im Hinblick auf maximal erreichbare PHY-Raten. Außerdem behalten die Wi-Fi 6 (802.11ax)-APs zwei separate Network Allocation Vectors (NAVs) zur Vermeidung von Fehlverhalten und Kollisionen. Und schließlich verfügt Wi-Fi 6 (802.11ax) über eine 1024-QAM-Konstellation (im Gegensatz zu 256-QAM bei 11ac), die eine Steigerung der physikalischen Datenrate um 25 % ermöglicht. Dies führt in Kombination mit anderen Wi-Fi 6 (802.11ax)-Techniken zu einem Anstieg der Kapazität um das 4-Fache.

Target Wake Time

Target Wake Time (TWT) wurde erstmals mit dem IEEE 802.11ah-Standard eingeführt und ermöglicht geplante Ruhe- und Betriebszeiten (Wachzeiten) sowie vorverhandelte Wachzeiten zwischen AP und Clients, um Live-Konflikte zwischen den Client-Geräten zu vermeiden. Dadurch wird die Sendenutzung effizienter und die Akkulaufzeit der Clientgeräte erhöht.

„Als Teil unseres Prüfstands validiert der Ruckus R750-Access Point weitere Geräte für eine Interoperabilität gemäß Wi-Fi CERTIFIED6.“

KEVIN ROBINSON
VP Marketing
Wi-Fi Alliance

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