WiFi 7 ist der WLAN-Standard der nächsten Generation. Entsprechend IEEE 802.11 wird ein neuer, überarbeiteter Standard, IEEE 802.11be – Extremely High Throughput (EHT), veröffentlicht.
Wi-Fi 7 führt Technologien wie 320-MHz-Bandbreite, 4096-QAM, Multi-RU, Multi-Link-Betrieb, verbessertes MU-MIMO und Multi-AP-Kooperation auf Basis von Wi-Fi 6 ein und ist dadurch leistungsfähiger als Wi-Fi 6. Da Wi-Fi 6 höhere Datenübertragungsraten und geringere Latenz bietet, wird von Wi-Fi 7 ein Durchsatz von bis zu 30 Gbit/s erwartet, etwa das Dreifache von Wi-Fi 6.
Neue Funktionen, die von Wi-Fi 7 unterstützt werden
- Unterstützt eine maximale Bandbreite von 320 MHz.
- Unterstützung des Multi-RU-Mechanismus
- Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
- Einführung des Multi-Link-Multi-Link-Mechanismus
- Unterstützung mehrerer Datenströme, Verbesserung der MIMO-Funktion
- Unterstützung der kooperativen Terminplanung zwischen mehreren Access Points
- Anwendungsszenarien von Wi-Fi 7
1. Warum Wi-Fi 7?
Mit der Weiterentwicklung der WLAN-Technologie nutzen Familien und Unternehmen Wi-Fi zunehmend als Hauptzugangsmethode zum Netzwerk. In den letzten Jahren sind neue Anwendungen mit höheren Anforderungen an Durchsatz und Latenz verbunden, beispielsweise 4K- und 8K-Video (Übertragungsraten bis zu 20 Gbit/s), VR/AR, Spiele (Latenz unter 5 ms), Homeoffice, Online-Videokonferenzen und Cloud-Computing. Obwohl Wi-Fi 6 die Benutzerfreundlichkeit in Umgebungen mit hoher Nutzerdichte optimiert, erfüllt es die genannten höheren Anforderungen an Durchsatz und Latenz noch nicht vollständig. (Folgen Sie dem offiziellen Account: Netzwerktechniker Aaron)
Zu diesem Zweck steht die IEEE 802.11 Standardorganisation kurz vor der Veröffentlichung eines neuen überarbeiteten Standards IEEE 802.11be EHT, nämlich Wi-Fi 7.
2. Veröffentlichungszeitpunkt von Wi-Fi 7
Die IEEE 802.11be EHT-Arbeitsgruppe wurde im Mai 2019 gegründet, und die Entwicklung von 802.11be (Wi-Fi 7) ist noch im Gange. Der gesamte Protokollstandard wird in zwei Releases veröffentlicht. Release 1 soll voraussichtlich 2021 den ersten Entwurf (Draft 1.0) veröffentlichen, der bis Ende 2022 erwartet wird. Release 2 soll Anfang 2022 beginnen und die Veröffentlichung des Standards bis Ende 2024 abschließen.
3. Wi-Fi 7 vs. Wi-Fi 6
Aufbauend auf dem Wi-Fi-6-Standard führt Wi-Fi 7 viele neue Technologien ein, die sich hauptsächlich in Folgendem widerspiegeln:
4. Neue Funktionen, die von Wi-Fi 7 unterstützt werden
Ziel des Wi-Fi-7-Protokolls ist es, den Durchsatz des WLAN-Netzwerks auf 30 Gbit/s zu erhöhen und Zugriffe mit geringer Latenz zu gewährleisten. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden im gesamten Protokoll entsprechende Änderungen auf der PHY- und MAC-Schicht vorgenommen. Im Vergleich zum Wi-Fi-6-Protokoll ergeben sich durch das Wi-Fi-7-Protokoll folgende wesentliche technische Änderungen:
Unterstützt eine maximale Bandbreite von 320 MHz.
Das lizenzfreie Spektrum in den Frequenzbändern 2,4 GHz und 5 GHz ist begrenzt und stark ausgelastet. Wenn bestehendes WLAN neue Anwendungen wie VR/AR ausführt, wird es unweigerlich zu Problemen mit der Dienstgüte (QoS) kommen. Um das Ziel eines maximalen Durchsatzes von mindestens 30 Gbit/s zu erreichen, wird Wi-Fi 7 das 6-GHz-Frequenzband weiter ausbauen und neue Bandbreitenmodi hinzufügen, darunter kontinuierliche 240 MHz, nicht-kontinuierliche 160+80 MHz, kontinuierliche 320 MHz und nicht-kontinuierliche 160+160 MHz. (Folgen Sie dem offiziellen Account: Netzwerktechniker Aaron)
Unterstützung des Multi-RU-Mechanismus
In Wi-Fi 6 kann jeder Nutzer Frames nur über die ihm zugewiesene RU senden oder empfangen, was die Flexibilität der Spektrumsressourcenplanung stark einschränkt. Um dieses Problem zu lösen und die Spektrumeffizienz weiter zu verbessern, definiert Wi-Fi 7 einen Mechanismus, der die Zuweisung mehrerer RUs an einen einzelnen Nutzer ermöglicht. Um die Komplexität der Implementierung und die Spektrumsnutzung in Einklang zu bringen, sieht das Protokoll bestimmte Einschränkungen für die Kombination von RUs vor: Kleine RUs (unter 242 Tönen) können nur mit anderen kleinen RUs kombiniert werden, große RUs (ab 242 Tönen) nur mit anderen großen RUs. Eine Mischung aus kleinen und großen RUs ist nicht zulässig.
Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
Die höchste Modulationsmethode vonWi-Fi 6Wi-Fi 6 verwendet 1024-QAM, bei dem die Modulationssymbole 10 Bit umfassen. Um die Datenrate weiter zu erhöhen, führt Wi-Fi 7 4096-QAM ein, wodurch die Modulationssymbole 12 Bit umfassen. Bei gleicher Codierung erreicht Wi-Fi 7 mit 4096-QAM eine um 20 % höhere Datenrate als Wi-Fi 6 mit 1024-QAM. (Folgen Sie dem offiziellen Account: Netzwerktechniker Aaron)
Einführung des Multi-Link-Multi-Link-Mechanismus
Um alle verfügbaren Spektrumressourcen effizient zu nutzen, besteht dringender Bedarf an neuen Mechanismen für Spektrummanagement, -koordination und -übertragung im 2,4-GHz-, 5-GHz- und 6-GHz-Band. Die Arbeitsgruppe definierte Technologien im Zusammenhang mit der Multi-Link-Aggregation, insbesondere die MAC-Architektur der erweiterten Multi-Link-Aggregation, den Multi-Link-Kanalzugriff, die Multi-Link-Übertragung und weitere verwandte Technologien.
Unterstützung mehrerer Datenströme, Verbesserung der MIMO-Funktion
Bei Wi-Fi 7 wurde die Anzahl der Datenströme von 8 auf 16 (Wi-Fi 6) erhöht, wodurch sich die physikalische Übertragungsrate theoretisch mehr als verdoppeln lässt. Die Unterstützung von mehr Datenströmen ermöglicht zudem leistungsfähigere Funktionen wie verteiltes MIMO. Dies bedeutet, dass 16 Datenströme nicht von einem einzelnen Zugangspunkt, sondern von mehreren gleichzeitig bereitgestellt werden können, was die Zusammenarbeit mehrerer Zugangspunkte erfordert.
Unterstützung der kooperativen Terminplanung zwischen mehreren Access Points
Aktuell findet im Rahmen des 802.11-Protokolls nur eine geringe Zusammenarbeit zwischen Access Points (APs) statt. Gängige WLAN-Funktionen wie automatische Kanalanpassung und intelligentes Roaming sind herstellerspezifische Merkmale. Die Zusammenarbeit zwischen APs dient lediglich der Optimierung der Kanalauswahl und der Lastverteilung, um eine effiziente Nutzung und gleichmäßige Zuteilung der Funkfrequenzressourcen zu gewährleisten. Die koordinierte Planung mehrerer APs in Wi-Fi 7, einschließlich der zellübergreifenden Planung im Zeit- und Frequenzbereich, der Interferenzkoordination zwischen Zellen und des verteilten MIMO, kann Interferenzen zwischen APs effektiv reduzieren und die Auslastung der Funkschnittstelle deutlich verbessern.
Es gibt viele Möglichkeiten, die Terminplanung zwischen mehreren Access Points zu koordinieren, darunter C-OFDMA (Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), CSR (Coordinated Spatial Reuse), CBF (Coordinated Beamforming) und JXT (Joint Transmission).
5. Anwendungsszenarien von Wi-Fi 7
Die neuen Funktionen von Wi-Fi 7 werden die Datenübertragungsrate erheblich erhöhen und eine geringere Latenz ermöglichen. Diese Vorteile werden insbesondere für neue Anwendungen von Nutzen sein, wie folgt:
- Videostream
- Video-/Sprachkonferenzen
- Kabelloses Gaming
- Echtzeit-Zusammenarbeit
- Cloud-/Edge-Computing
- Industrielles Internet der Dinge
- Immersive AR/VR
- interaktive Telemedizin
Veröffentlichungsdatum: 20. Februar 2023