WiFi 7: Die nächste Generation der drahtlosen Netzwerktechnologie

Technische Spezifikationen

WiFi 7 verspricht eine erhebliche Leistungssteigerung im Vergleich zu seinen Vorgängern, WiFi 6 und WiFi 6E. Zu den wichtigsten technischen Verbesserungen gehören:

Quadraturamplitudenmodulation (QAM)
QAM ist ein Modulationsverfahren, das digitale Signale über ein analoges Medium überträgt und dabei die Effizienz und Datenrate maximiert. Es kombiniert Amplituden- und Phasenmodulation, um mehrere Bits pro Symbol zu übertragen. In WiFi 7 wird 4096-QAM eingesetzt, was eine deutliche Steigerung gegenüber den 1024-QAM von WiFi 6 darstellt. Bei 4096-QAM werden 12 Bits pro Symbol übertragen, wodurch in jedem Übertragungssymbol 4096 verschiedene Amplituden- und Phasenkombinationen genutzt werden können. Diese höhere Informationsdichte ermöglicht zwar höhere Datenraten, erfordert jedoch eine sehr gute Signalqualität und geringe Interferenzen, da sie anfälliger für Rauschen und Signalstörungen ist. Um die Stabilität der Verbindung auch unter realen Anwendungsszenarien zu gewährleisten, kommen fortschrittliche Fehlerkorrekturmechanismen und adaptive Modulationstechniken zum Einsatz.

Multi-Link Operation (MLO)
Multi-Link Operation ist eine innovative Technologie, die in WiFi 7 eingeführt wird, um die Netzwerkauslastung zu optimieren, die Redundanz zu erhöhen und die Gesamtleistung zu verbessern. MLO ermöglicht es Geräten, mehrere Frequenzbänder gleichzeitig zu nutzen, indem sie Verbindungen über verschiedene Kanäle in unterschiedlichen Frequenzbändern aufbauen. Durch die Nutzung mehrerer Links kann MLO die verfügbare Bandbreite erheblich erhöhen und gleichzeitig die Latenz reduzieren. Dies führt zu einer robusteren und stabileren Verbindung, da die Datenübertragung auf mehrere Pfade verteilt wird. Bei Ausfall oder Störung eines Pfades kann die Datenübertragung nahtlos über die anderen Pfade fortgesetzt werden, was die Zuverlässigkeit der Verbindung erhöht. Diese Technologie ist besonders vorteilhaft in Umgebungen mit hoher Dichte, wie Stadien oder Flughäfen, wo viele Geräte gleichzeitig eine Verbindung benötigen. MLO trägt dazu bei, Engpässe zu vermeiden und die Netzwerkleistung auch bei starker Belastung aufrechtzuerhalten.

Multi-Resource Unit (MRU) und Enhanced Distributed Channel Access (EDCA)
WiFi 7 verbessert die Netzwerkkapazität und Effizienz durch neue Technologien wie Multi-Resource Unit (MRU) und Enhanced Distributed Channel Access (EDCA). MRU ermöglicht die gleichzeitige Nutzung mehrerer Ressourcenblöcke innerhalb eines Kanals, was die Spektrumnutzung optimiert und Interferenzen reduziert. Dadurch können mehr Nutzer effizienter auf die verfügbare Bandbreite zugreifen, was auch die Latenz senkt. EDCA verbessert den Kanalzugriff durch Priorisierung zeitkritischer Daten, wie Sprach- und Videodaten, und stellt sicher, dass wichtige Anwendungen bevorzugt behandelt werden, wodurch die Qualität der Dienstbereitstellung verbessert wird.

6 GHz Frequenzband
Das Bundesamt für Kommunikation (BAKOM) in der Schweiz hat im März 2021 den unteren Bereich des 6-GHz-Bandes (5.945 – 6.425 GHz) für die Nutzung von Wi-Fi freigegeben. Das 6 GHz Frequenzband in Wi-Fi 7 bringt mehrere Vorteile mit sich. Erstens erhöht es die verfügbare Bandbreite, da es zusätzliche Kanäle bietet, die breiter und weniger überlastet sind, was zu höheren Datenraten führt. Zweitens reduziert es die Interferenzen, da es von weniger Geräten genutzt wird als die bereits stark beanspruchten 2,4 GHz und 5 GHz Bänder. Drittens verbessert es die Netzwerkkapazität, da mehr gleichzeitige Verbindungen und Anwendungen unterstützt werden können, ohne dass es zu Engpässen kommt. Vor Allem in Büroumgebungen ist die Nutzung des 6 GHz Frequenzbandes sehr zu empfehlen wenn die entsprechenden Clients dies unterstützen.

Vorteile von WiFi 7

Höhere Geschwindigkeit
WiFi 7 bietet eine theoretische maximale Datenrate von bis zu 46 Gbps (bei der ausschliesslichen Nutzung von 16 Spatial Streams im 6Ghz Band), was eine erhebliche Steigerung gegenüber den 9,6 Gbps von WiFi 6 darstellt. Diese Steigerung wird durch die Verwendung von 320 MHz breiten Kanälen und die Einführung der 4096-QAM (Quadraturamplitudenmodulation) erreicht. Die höhere Geschwindigkeit von WiFi 7 machen es ideal für datenintensive Anwendungen wie 8K-Streaming, grosse Dateiübertragungen und Cloud-Computing. Unternehmen und Haushalte können von einer schnelleren und stabileren Internetverbindung profitieren.

Höhere Kapazität
Die Kapazität bezieht sich auf die Fähigkeit des Netzwerks, eine grössere Anzahl von Geräten gleichzeitig zu unterstützen, ohne dass es zu Leistungseinbussen kommt. WiFi 7 erreicht eine hohe Kapazität durch mehrere technologische Verbesserungen. Eine davon ist die Einführung von bis zu 16 Spatial Streams, die es ermöglichen, mehr Daten gleichzeitig zu übertragen. Ausserdem nutzt WiFi 7 breitere Kanäle, bis zu 320 MHz, was die Gesamtbandbreite, die für alle verbundenen Geräte verfügbar ist, erheblich erhöht. Diese Kombination sorgt dafür, dass das Netzwerk auch in dichten Umgebungen stabil und schnell bleibt. Das macht es ideal für Umgebungen mit vielen vernetzten Geräten, wie etwa Smart Homes, Büros oder öffentliche Orte.

Höhere Redundanz
Eine weitere Verbesserung von WiFi 7 ist die erhöhte Redundanz. Durch Multi-Link Operation (MLO) können mehrere Links gleichzeitig genutzt werden, was zu einer zuverlässigeren Verbindung und erhöhtem Durchsatz führt. MLO kann dynamisch entscheiden, welcher Kanal oder welches Band für die Übertragung am besten geeignet ist, basierend auf der aktuellen Netzwerkbedingung. Diese intelligente Steuerung sorgt dafür, dass Daten auch effizienter übertragen werden.

Potenzielle Anwendungsbereiche

WiFi 7 bietet in Unternehmen schnellere Dateiübertragungen, effizientere Cloud-Dienste und stabilere Verbindungen, insbesondere in Umgebungen mit hoher Gerätedichte wie Fabriken oder Büros. In der Industrie sorgen robuste, latenzarme Verbindungen für optimierte Produktionsprozesse und höhere Effizienz. Technologien wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) profitieren ebenfalls von der geringen Latenz und hohen Bandbreite, was sie ideal für Schulungen und Simulationen macht. Im Bereich Smart Homes unterstützt WiFi 7 die Vielzahl von vernetzten Geräten mit erhöhter Kapazität und Geschwindigkeit. Auch die Medien- und Unterhaltungsbranche wird von WiFi 7 profitieren, da 8K-Streaming, Cloud-Gaming und andere datenintensive Anwendungen durch die höhere Bandbreite und geringere Latenz erheblich verbessert werden.

Fazit

WiFi 7 stellt einen bedeutenden Fortschritt in der drahtlosen Netzwerktechnologie dar. Mit höheren Geschwindigkeiten, verbesserter Konnektivität und geringerer Latenz bietet es die notwendige Infrastruktur, um den steigenden Anforderungen moderner Anwendungen gerecht zu werden. Ob in Smart Homes, Unternehmen oder der Unterhaltungsbranche – WiFi 7 hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir drahtlose Netzwerke nutzen, grundlegend zu verändern.

Huawei rechnet damit, dass bereits Mitte 2025 genauso viele Wi-Fi 7-Clients wie Wi-Fi 6-Clients verkauft werden. Dies liegt am raschen Wachstum des Wi-Fi 7-Ökosystems, da neue Chips der grossen Hardware-Hersteller bereits Wi-Fi 7 unterstützen und den Übergang erheblich beschleunigen.

Über Huawei

Huawei engagiert sich seit Langem aktiv an der Formulierung von WiFi-Standards und trägt massgeblich durch die Mitarbeit in Arbeitsgruppen zum Fortschritt der WiFi-Branche bei. Dabei nimmt Huawei den ersten Platz bei der Erstellung von Beiträgen zur Standardisierung von WiFi 4 bis WiFi 7 ein.

Huawei Technologies ist einer der weltweit führenden Anbieter von Informationstechnologie und Telekommunikationslösungen. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Shenzhen/China hat weltweit 207.000 Mitarbeiter und beschäftigt allein 114.000 Mitarbeitende im Bereich Forschung und Entwicklung. Huawei ist seit 2008 in der Schweiz, unterhält auch ein Forschungszentrum in Zürich und zählt über 400 Angestellte aus über 30 verschiedenen Nationen.

Der Autor

Dominic Mettler
Network Solution Manager
+41 76 281 02 89
dominic.mettler@huawei.com

Als Network Solution Manager bei Huawei ist Dominic Mettler unter anderem auf Wi-Fi Lösungen spezialisiert. Seine Hauptaufgabe besteht in der Entwicklung massgeschneiderter Enterprise-Netzwerkarchitekturen für Grosskundenprojekte.