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Wi-Fi 7: Die nächste Generation der Wi-Fi-Technologie

Bei der Entwicklung eines Industriestandards ist eine einvernehmliche Lösung entscheidend. Oft ist das ein langsamer, ineffizienter und frustrierender Prozess. Es ist daher überraschend, dass vor kurzem und in schneller Abfolge eine Reihe von Fortschritten der Wi‑Fi Alliance und der IEEE Standards Association in Bezug auf den 802‑Standard für Wireless Local Area Networks, besser bekannt als Wi‑Fi, erzielt wurden.

Zunächst einmal gibt es einen neuen Ansatz bei der Benennung durch die Wi‑Fi Alliance. Benutzer erhalten dadurch leichter verständliche Bezeichnungen für die von einem Gerät unterstützte Wi‑Fi‑Technologie und die Verbindung des Geräts mit einem Wi‑Fi‑Netzwerk. Seit fast zwei Jahrzehnten müssen Wi‑Fi‑Nutzer umständliche technische Benennungskonventionen einordnen, um festzustellen, ob ihre Geräte die neuesten Wi‑Fi‑Versionen unterstützen. Jetzt wurde das Benennungssystem insofern vereinfacht, als Wi‑Fi‑Generationen in den wichtigsten Verbesserungsstufen durchnummeriert werden. Das bedeutet, dass 802.11n jetzt als Wi‑Fi 4, 802.11ac nun als Wi‑Fi 5 und 802.11ax als Wi‑Fi 6 bezeichnet wird.

Aus technologischer Sicht ist es jedoch vielleicht noch wichtiger, dass die IEEE bereits mit der Entwicklung der Wi‑Fi 7‑Technologie begonnen hat, obwohl Wi‑Fi 6‑Endpunkte gerade erst und ganz allmählich von den Herstellern auf den Markt gebracht werden.

Wi‑Fi 7 wird der Tatsache Rechnung tragen, dass Video in den kommenden Jahren der dominierende Traffic‑Typ sein wird. Laut dem jüngsten Visual Networking Index von Cisco wird der IP‑Video‑Traffic bis 2022 weltweit 82 Prozent des gesamten IP‑Traffic (sowohl im Bereich Unternehmen als auch Konsumgüter) betragen. Das ist mehr als der Anteil von 75 Prozent im Jahr 2017. Insbesondere wird bis 2022 das Internet‑Live‑Video 17 Prozent des Internet‑Video‑Traffic ausmachen

Darüber hinaus ist zu erwarten, dass der Wi‑Fi‑Traffic in Innenräumen mit zunehmender Reife von 5G‑Mobilfunk noch schneller zunehmen wird, da es für 5G‑Millimeter‑Funkwellen (mmWave) schwierig ist, eine Wand zu durchdringen. Der Begriff mmWave bezieht sich auf den Teil des Funkfrequenzspektrums zwischen 24 GHz und 100 GHz mit sehr kurzen Wellenlängen.
     
Da die meisten mobilen Daten der Welt von Wi‑Fi‑Geräten übertragen werden, die mit Zugangsnetzen verbunden sind, regen neue Nutzungsmodelle die Entwicklung einer neuen Änderung des Wi‑Fi‑Standards an, die als 802.11be Extremely High Throughput (EHT) bezeichnet wird oder in der neuen Benennung Wi‑Fi 7 genannt wird.

Stark vereinfacht gesagt, kann Wi‑Fi 7 als das angesehen werden, was Sie bekommen würden, wenn Sie die Anforderungen der 5G‑Technologie auf ein WLAN anwenden würden. Das ist angemessen, da erwartet wird, dass Wi‑Fi 7 zu einer unverzichtbaren Technologie für 5G‑Inhalte und zur Umleitung von 5G‑Traffic auf das Wi‑Fi‑System wird. Aufgrund der relativ niedrigen Verbindungskosten nutzen Mobilfunk-, Festnetz- und Kabelanbieter bereits Wi‑Fi als Erweiterung oder Alternative zum Mobilfunk.
     
Mit der Entwicklung anspruchsvoller Technologien wie 8K Ultra‑High‑Quality Videos (mit 7680x4320 Pixeln oder viermal so vielen Pixeln wie ein 4K‑Fernseher und 16‑mal so vielen wie ein 1080p‑Fernseher) und hochauflösender VR (Virtual Reality) oder AR (Augmented Reality) wird der Durchsatz mit Datenverkehr pro Person auf Hunderte von Gigabyte ansteigen.

802.11be

Der Name Wi‑Fi Extremely High Throughput sagt bereits alles. Im Vergleich zur vorherigen Generation (Wi‑Fi 6, 802.11ax) wird Wi‑Fi 7 voraussichtlich einen Durchsatz bis zu 30 Gbit/s unterstützen, eine etwa dreimal höhere Übertragungsgeschwindigkeit als Wi‑Fi 6 und es kann mehr als die doppelte Anzahl von Frequenzen nutzen.

 

802.11be

Darüber hinaus erkennt die Gruppe zur Entwicklung von IEEE‑Standards an, dass die Verzögerung und der Jitter der Wi‑Fi-Übertragung für Echtzeitanwendungen, darunter Spiele, VR, Apps für externe Büros, Cloud Computing und medizinische Anwendungsfälle verbessert werden müssen, wobei die Verzögerungszeiten auf unter 5 ms gesenkt werden sollen.
     
Im Verlauf der Arbeiten der IEEE‑Gruppe werden sich sicherlich weitere Details ergeben. Im Zuge dieser Entwicklung stehen technologische Entscheidungen an. Hier nur ein Beispiel:

 

Gleichzeitiges Senden und Empfangen in denselben bzw. verschiedenen Bändern.

Das gleichzeitige Senden und Empfangen im gleichen Band wird als In‑Band‑Vollduplex‑Betrieb (IBFD, In‑Band Full Duplex) bezeichnet. Bei IBFD kann ein Wireless‑Endgerät gleichzeitig im gleichen Frequenzband senden und empfangen. Es ist davon auszugehen, dass dies mit geringfügigen Änderungen am 802.11‑Standard realisiert werden kann. Unter seinen Vorteilen sind zu nennen: höherer Durchsatz, geringere Latenzzeiten und Kollisionserkennung. Eine Beeinträchtigung in der Praxis beim IBFD‑Betrieb ist das Vorhandensein von Eigenstörungen, d. h. die Störungen, die der Sender für seinen eigenen Empfänger verursacht.

Die Verwendung verschiedener Bänder wird allgemein als Multi‑Band‑Vollduplex bezeichnet. Sie hat ebenfalls das Potenzial, die Latenzzeiten bei der Kommunikation zu reduzieren und den Durchsatz zu erhöhen, indem sie einen asynchronen und gleichzeitigen Uplink-/Downlink‑Betrieb in separaten Bändern ermöglicht. Sollte diese Funktion in EHT integriert werden, wird es wahrscheinlich eine minimale Trennung zwischen Downlink- und Uplink‑Kanal geben, um Interferenzen zu vermeiden.

Eine weitere, grundlegendere Entscheidung ist, wie schnell die Wi‑Fi 7‑Standards verabschiedet werden können. Wie bereits erwähnt, haben grosse Änderungen an IEEE 802.11, wie z. B. IEEE 802.11n oder IEEE 802.11ax, sechs Jahre oder mehr in Anspruch genommen, wobei der Entwicklungsprozess aus der Bildung einer Arbeitsgruppe, der Definition der Funktionalitäten, der Erstellung eines Entwurfs und der Beschreibung eines Zertifizierungsprozesses bestand.

Angesichts des rasanten Entwicklungstempos neuer und koexistierender Technologien würde eine Beschleunigung des Prozesses jedoch dazu beitragen, die Marktanforderungen schneller zu erfüllen. Traditionalisten argumentieren allerdings, dass die Entwicklungsgruppe an vielen Fronten grössere technische Verbesserungen erreichen könnte, wenn eine längere Ausreifungszeit zugrunde gelegt werden könnte.

Welcher Weg letztendlich begangen wird, wird sich zeigen.

(Quelle der Bilder: IEEE)