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. 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 mit vielfältigeren Nutzungsprofilen.

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

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 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. Darüber hinaus sind zusätzliche Datenabstufungen für die Unterstützung mehrerer Benutzer in Verbindung mit OFDMA förderlich. Des Weiteren wird mit 802.11ax die spektrale Effizienz durch mehr Nuancen/Kanäle optimiert, Overhead reduziert, Außenbetrieb unterstützt und ein Quantensprung zur höchstmöglichen PHY-Rate vereinfacht. 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

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.

802.11ax-Grundlagen: orthogonaler Frequenzmultiplexzugriff

Laut IDC-Analytikern werden 802.11ax-Bereitstellungen im Jahr 2019 deutlich zunehmen und bis 2021 der vorherrschende Wi-Fi-Standard für Unternehmen sein. Der neue IEEE 802.11ax-Standard wurde für Verbindungen mit hoher Dichte konzipiert und bietet im Vergleich zu seinem Vorgänger 802.11ac Wave 2 die vierfache Kapazität. Mit 802.11ax können mehrere APs, die in Umgebungen mit hoher Gerätedichte bereitgestellt werden, die erforderliche Dienstqualität (QoS) für mehr Clients und vielfältigere Nutzungsprofile bereitstellen.

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