802.11a/b/g/n/ac Entwicklung und Differenzierung
Seit der Einführung von WLAN für Verbraucher im Jahr 1997 hat sich der WLAN-Standard kontinuierlich weiterentwickelt. Die Geschwindigkeit wurde kontinuierlich erhöht und die Abdeckung erweitert. Dem ursprünglichen IEEE 802.11-Standard wurden neue Funktionen hinzugefügt, die durch die entsprechenden Ergänzungen (802.11b, 802.11g usw.) überarbeitet wurden.
802.11b 2,4 GHz
802.11b nutzt dieselbe 2,4-GHz-Frequenz wie der ursprüngliche 802.11-Standard. Es unterstützt eine theoretische Höchstgeschwindigkeit von 11 Mbit/s und eine Reichweite von bis zu 45 Metern. 802.11b-Komponenten sind zwar günstig, dieser Standard bietet jedoch die höchste und gleichzeitig die niedrigste Geschwindigkeit aller 802.11-Standards. Da 802.11b mit 2,4 GHz arbeitet, können Haushaltsgeräte oder andere 2,4-GHz-WLAN-Netzwerke Störungen verursachen.
802.11a 5 GHz OFDM
Die überarbeitete Version „a“ dieses Standards wird gleichzeitig mit 802.11b veröffentlicht. Sie führt eine komplexere Technologie namens OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) zur Erzeugung drahtloser Signale ein. 802.11a bietet gegenüber 802.11b einige Vorteile: Es arbeitet im weniger stark ausgelasteten 5-GHz-Frequenzband und ist daher weniger störanfällig. Zudem ist die Bandbreite mit einem theoretischen Maximum von 54 Mbit/s deutlich höher als bei 802.11b.
Möglicherweise sind Ihnen 802.11a-Geräte oder -Router noch nicht oft begegnet. Das liegt daran, dass 802.11b-Geräte günstiger sind und sich im Verbrauchermarkt zunehmender Beliebtheit erfreuen. 802.11a wird hauptsächlich für Geschäftsanwendungen eingesetzt.
802.11g 2,4 GHz OFDM
Der 802.11g-Standard verwendet dieselbe OFDM-Technologie wie 802.11a. Wie 802.11a unterstützt er eine maximale theoretische Übertragungsrate von 54 Mbit/s. Wie 802.11b arbeitet er jedoch im überlasteten 2,4-GHz-Frequenzband (und leidet daher unter denselben Interferenzproblemen wie 802.11b). 802.11g ist abwärtskompatibel mit 802.11b-Geräten: 802.11b-Geräte können sich mit 802.11g-Zugriffspunkten verbinden (allerdings mit 802.11b-Geschwindigkeit).
Mit 802.11g haben Verbraucher deutliche Fortschritte bei der Geschwindigkeit und Abdeckung ihres WLANs erzielt. Im Vergleich zu früheren Produktgenerationen werden WLAN-Router für Verbraucher immer besser, bieten mehr Leistung und eine bessere Abdeckung.
802.11n (Wi-Fi 4) 2,4/5 GHz MIMO
Mit dem 802.11n-Standard ist WLAN schneller und zuverlässiger geworden. Er unterstützt eine maximale theoretische Übertragungsrate von 300 Mbit/s (bis zu 450 Mbit/s bei Verwendung von drei Antennen). 802.11n nutzt MIMO (Multiple Input Multiple Output), wobei mehrere Sender/Empfänger gleichzeitig an einem oder beiden Enden der Verbindung arbeiten. Dies kann die Datenmenge deutlich erhöhen, ohne dass höhere Bandbreite oder Sendeleistung erforderlich sind. 802.11n kann in den Frequenzbändern 2,4 GHz und 5 GHz betrieben werden.
802.11ac (Wi-Fi 5) 5GHz MU-MIMO
802.11ac steigert WLAN-Geschwindigkeiten von 433 Mbit/s bis zu mehreren Gigabit pro Sekunde. Um diese Leistung zu erreichen, arbeitet 802.11ac ausschließlich im 5-GHz-Frequenzband, unterstützt bis zu acht Spatial Streams (im Vergleich zu den vier Streams von 802.11n), verdoppelt die Kanalbreite auf 80 MHz und nutzt die Technologie Beamforming. Mit Beamforming können Antennen Funksignale übertragen und so gezielt auf bestimmte Geräte richten.
Eine weitere wichtige Weiterentwicklung von 802.11ac ist Multi User (MU-MIMO). Während MIMO mehrere Streams an einen einzelnen Client leitet, kann MU-MIMO räumliche Streams gleichzeitig an mehrere Clients leiten. Obwohl MU-MIMO die Geschwindigkeit einzelner Clients nicht erhöht, kann es den Datendurchsatz des gesamten Netzwerks verbessern.
Wie Sie sehen, entwickelt sich die WLAN-Leistung ständig weiter, wobei die potenziellen Geschwindigkeiten und die Leistung an die Geschwindigkeiten von Kabelnetzwerken heranreichen.
802.11ax WLAN 6
Im Jahr 2018 ergriff die WiFi Alliance Maßnahmen, um die Namen der WiFi-Standards leichter erkennbar und verständlich zu machen. Sie wird den kommenden 802.11ax-Standard in WiFi6 ändern.
Wi-Fi 6, wo ist 6?
Zu den verschiedenen Leistungsindikatoren von WLAN gehören Übertragungsdistanz, Übertragungsrate, Netzwerkkapazität und Akkulaufzeit. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und der Zeit steigen die Anforderungen der Menschen an Geschwindigkeit und Bandbreite immer weiter an.
Bei herkömmlichen WLAN-Verbindungen gibt es eine Reihe von Problemen, beispielsweise Netzwerküberlastung, geringe Abdeckung und die Notwendigkeit, ständig die SSID zu wechseln.
Doch Wi-Fi 6 bringt neue Änderungen mit sich: Es optimiert den Stromverbrauch und die Reichweite der Geräte, unterstützt die gleichzeitige Nutzung mehrerer Benutzer mit hoher Geschwindigkeit und kann in benutzerintensiven Szenarien eine bessere Leistung erbringen, während es gleichzeitig größere Übertragungsdistanzen und höhere Übertragungsraten ermöglicht.
Insgesamt liegt der Vorteil von Wi-Fi 6 gegenüber den Vorgängern bei „Dual High und Dual Low“:
Hohe Geschwindigkeit: Dank der Einführung von Technologien wie Uplink-MU-MIMO, 1024QAM-Modulation und 8 * 8MIMO kann die maximale Geschwindigkeit von Wi-Fi 6 9,6 Gbit/s erreichen, was einer Schlaggeschwindigkeit ähneln soll.
Hohe Zugriffsrate: Die wichtigste Verbesserung von Wi-Fi 6 besteht darin, die Überlastung zu reduzieren und mehr Geräten die Verbindung zum Netzwerk zu ermöglichen. Wi-Fi 5 kann derzeit mit vier Geräten gleichzeitig kommunizieren, während Wi-Fi 6 die Kommunikation mit bis zu Dutzenden Geräten gleichzeitig ermöglicht. Wi-Fi 6 nutzt außerdem OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und Mehrkanal-Signal-Beamforming-Technologien, die von 5G abgeleitet sind, um die spektrale Effizienz bzw. die Netzwerkkapazität zu verbessern.
Geringe Latenz: Durch den Einsatz von Technologien wie OFDMA und SpatialReuse ermöglicht Wi-Fi 6 mehreren Benutzern die parallele Übertragung innerhalb eines bestimmten Zeitraums. Dadurch entfallen Warteschlangen und Wartezeiten, der Wettbewerb wird reduziert, die Effizienz verbessert und die Latenzzeit verkürzt. Von 30 ms bei Wi-Fi 5 auf 20 ms, mit einer durchschnittlichen Latenzreduzierung von 33 %.
Geringer Energieverbrauch: TWT, eine weitere neue Technologie in Wi-Fi 6, ermöglicht es APs, die Kommunikation mit Terminals auszuhandeln, wodurch die für die Aufrechterhaltung der Übertragung und die Suche nach Signalen benötigte Zeit reduziert wird. Dies bedeutet einen geringeren Batterieverbrauch und eine längere Batterielebensdauer, was zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs der Terminals um 30 % führt.
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Veröffentlichungszeit: 12. Juli 2023
