Die neue WLAN-Technologie wurde 2019 genehmigt. Ihr Fokus liegt vor allem auf einer effektiveren Nutzung des Funkspektrums. Die Qualität der Verbindungen wurde verbessert, der Durchsatz erhöht (bis zu 9,6 Gbit/s), die Anzahl der Geräte wurde unterstützt und die Energieeffizienz verbessert. WiFi Alliance, eine globale Organisation, die sich mit der Entwicklung und Zertifizierung von WiFi nach dem Vorbild von 3GPP beschäftigt (Herausgabe von Mobilfunkstandards: 3G-UMTS, 4G-LTE, 5G), hat den vereinfachten Marketingnamen WiFi 6 für den IEEE 802.11ax-Standard eingeführt . An der nächsten Version des 802.11be-Standards namens WiFi 7 wird bereits gearbeitet.
Wenn Ihr Unternehmen Probleme mit der WLAN-Verfügbarkeit oder -Übertragung hat, sollten Sie die Implementierung von WLAN 6 in Betracht ziehen. Sehen Sie sich in der Zwischenzeit die damit verbundenen Änderungen im Vergleich zu früheren Generationen an:
OFDMA-Modulation
OFDMA ist eine Erweiterung von OFDM (WiFi 5). OFDMA – Orthogonaler Frequenzmultiplexzugriff . Es ermöglicht Access Points die gleichzeitige Kommunikation mit Endgeräten, indem es jeden Funkkanal in Unterkanäle (RU – Resource Units) aufteilt und diese je nach Bedarf zuweist. RU kann für verschiedene Dienste und Geräte verwendet werden, es ist nicht vollständig einem Empfänger zugeordnet (OFDM). Eine effizientere Ressourcennutzung erhöht den Durchsatz und reduziert die Latenz. Kleine 2-MHz-RUs werden von IoT-Geräten effektiv genutzt und wirken sich positiv auf die Reduzierung des Rauschens zwischen den Kanälen aus.
OFDM(WiFi5) vs. OFDMA(WiFi6)
Die Breite der Funkkanäle hat sich gegenüber der Vorgängergeneration nicht verändert und ist weiterhin möglich für: 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz und 160 MHz. Je breiter der Kanal, desto mehr RUs und desto höher die Übertragungsgeschwindigkeit. Beispielsweise erhöht sich im HT80-Kanal (80 MHz) für eine einzelne Übertragung die Anzahl der RUs von 234 (WiFi5) auf 980 (WiFi6) und der Durchsatz von 433 Mbit/s (WiFi5) auf 600 Mbit/s (WiFi6).
1024-QAM-Kodierung
1024-QAM – Quadratur-Amplitudenmodulation, also Quadratur-Amplituden-Phasen-Modulation. Amplitude und Phase des Sinussignals werden moduliert. Genau zwei orthogonale Sinussignale, um 90 Grad phasenverschoben. Im Vergleich zu WiFi 5, das 256-QAM verwendet (kodiert 8 Bit pro Symbol, 2 8 =256), kodiert WiFi 6 mehr Informationen in einem Symbol (2 10 =1024). Dank dieser Änderung wurde ein um 25 % höherer Durchsatz erreicht. Nachfolgend finden Sie einen Vergleich der Konstellationsdiagramme beider Modulationen.
Vergleich von WiFi 5 und 6
Eine solche Symboldichte ist auch mit begrenzten Hardware-Fähigkeiten zur korrekten Signalerkennung verbunden, weshalb die neue Technologie einen Austausch der Geräte erfordert. Jeder Punkt im Diagramm ist ein codiertes Symbol, das zwischen Geräten gesendet wird. Die Symbolcodierungsmethode ist in Abbildung 3, 16-QAM-Konstellationsdiagramm, dargestellt.
16-QAMMU-MIMO
Multi User – Multiple Input Multiple Output, d. h. parallele Mehrwegeübertragung dank einer erhöhten Anzahl von Sendern und Empfängern. MU-MIMO kommt bereits in WiFi 5 zum Einsatz, allerdings nur bei der Downlink-Übertragung, also vom AP zum Nutzer. In WiFi 6 wurde die Uplink-Richtung hinzugefügt. Auch die Anzahl der sogenannten MIMO-Streams wurde erhöht. Spatial Stream – SS von 4 (WiFi5) bis 8 (WiFi6).
Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die MIMO-Kommunikation.
TROTZ
BSS-Färbung
Basic Service Set Coloring ist ein wichtiger Mechanismus zur Interferenzreduzierung in der neuesten WLAN-Generation, der es Ihnen ermöglicht, APs und genutzte Kanäle mit Farben zu markieren. Die Farbbezeichnung wird in Frames in Form eines Index von 1 bis 63 gesendet. Farben kennzeichnen Frames aus dem BSS, die nicht miteinander kollidieren sollen. Der Empfänger sollte die im selben Kanal vorhandenen Störsignale erkennen und den Empfang frühzeitig stoppen, um eine Verschwendung von Ressourcen des Empfängers zu vermeiden. Bei diesem Modell sollten Kanäle mit demselben Farbcode weit voneinander entfernt liegen.
Interferenzreduzierung mit BSS Coloring
Neue 6 GHz / WiFi 6E-Frequenz
Viele Länder auf der ganzen Welt, darunter auch die Europäische Union und damit Polen, haben den Frequenzbereich um 6 GHz übernommen. Insbesondere der Bereich 5925–6425 MHz als nicht lizenziertes Band für WiFi 6E. Die folgende Grafik verdeutlicht die Vorteile dieses Schrittes:
RWiFi 6E
Bisher wurden in WiFi-Standards zwei Frequenzen im 2,4- und 5-GHz-Bereich verwendet, die nun im WiFi 6-Standard zum Einsatz kommen. Mit zunehmender Frequenz ändern sich die Eigenschaften des Funkkanals. Die Nutzung der 6-GHz-Frequenz zur Erweiterung von WiFi 6 ist sinnvoll. Je höher die Frequenz, desto höher der Durchsatz. Auf Kosten größerer Störanfälligkeit (Streuung durch Hindernisse) und größerer Dämpfung (kürzere Reichweite).
TWT – Ziel-Weckzeit
Mit dem TWT-Mechanismus können Sie Batterien in Mobil- und IoT-Geräten sparen. Dadurch kann der AP Geräte für einen bestimmten Zeitraum in den Ruhezustand versetzen. Für eine effiziente Bandbreitenteilung kann dies einzeln oder in Gruppen erfolgen. Mit dieser Funktion verhandelt der AP Zugriffszeiten auf das Übertragungsmedium oder Aktivitätsperioden. Dadurch werden Staus und Störungen vermieden.
TWT
Die neue WiFi 6-Technologie ist ideal für überfüllte Orte wie Flughäfen, Bahnhöfe, Stadien, Unternehmen sowie Häuser, in denen die meisten Geräte das Internet nutzen. Der neueste 802.11ax – WiFi 6-Standard ist abwärtskompatibel mit den älteren Technologien, auf denen er basiert, und macht ihn effizienter.
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Quellen
- WiFi Alliance ( www.wi-fi.org )
- www.extremenetworks.com
- www.cisco.com
- support.huawei.com
- www.commscope.com
- www.tp-link.com
Piotr Gawin
Netzwerkadministrator bei Support Online
