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Definition Was ist 802.11ax?

802.11ax, auch als High Efficiency WLAN (HEW) bezeichnet, ist ein WLAN-Standard und der Nachfolger von 802.11ac. Er bietet einen höheren Durchsatz, erhöht die Performance in WLAN-Umgebungen mit vielen Usern, ist weniger störanfällig und sorgt für bessere Energieeffizienz der Geräte. Die Verabschiedung des Standards ist im Jahr 2019 zu erwarten.

(© aga7ta - Fotolia)

Der WLAN-Standard 802.11ax wird auch als High Efficiency WLAN, abgekürzt HEW, bezeichnet und ist der Nachfolgestandard von 802.11ac. Die Arbeiten des IEEE (Institute of Electrical an Electronics Engineers) am Standard sind noch nicht abgeschlossen. Die endgültige Zertifizierung ist im Jahr 2019 zu erwarten. Da viele technische Details schon definiert sind, haben Hardwarehersteller bereits Geräte vorgestellt, in denen Teile des Standards implementiert sind.

High Efficiency WLAN bringt zahlreiche Verbesserungen mit und steigert den Durchsatz in stark genutzten WLAN-Umgebungen mit vielen Usern um das bis zu Vierfache. Merkmale des Standards sind höhere Datenübertragungsraten, geringere Störanfälligkeit und weniger Energieverbrauch. Dank dieser Eigenschaften ist HEW unter anderem für das Streaming von hochauflösenden Videos, für die WLAN-Ausstattung von Event-Bereichen (zum Beispiel Fußballstadien) und für professionelle Netzwerke mit hohen Leistungsanforderungen einsetzbar. Ein weiterer Anwendungsbereich ist das Mobile Data Offloading in Mobilfunknetzen. 802.11ax ist abwärtskompatibel mit den Standards 802.11a/b/g/n/ac und verwendet die Frequenzbänder im 2,4- und 5-GHz-Bereich.

Vorteile des High Efficiency WLANs

Die wichtigsten Vorteile des High Efficiency WLANs sind zusammengefasst folgende:

  • bis zu vierfacher Datendurchsatz im Vergleich zu 802.11ac in stark genutzten WLAN-Umgebungen
  • Verwendung des 2,4- und 5-GHz-Bandes
  • geringerer Energieverbrauch der Endgeräte
  • abwärtskompatibel mit den Standards 802.11a/b/g/n/ac
  • maximale theoretische Datenraten von weit über zehn Gigabit pro Sekunde
  • geringere Störanfälligkeit gegenüber benachbarten WLANs

Technische Details des WLAN-Standards 802.11ax

Im Vergleich zu den Vorgängerstandards sind neue und verbesserte Technologien im High Efficiency WLAN implementiert. Eine wesentliche Verbesserung stellt die Verwendung des Modulationsverfahrens OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) dar. Dieses gestattet es, einzelne Subcarrier verschiedenen Usern zuzuordnen. Hierfür werden die verschiedenen Kanäle (20, 40, 80 und 160 Megahertz breit) in schmälere Subkanäle aufgeteilt. Einzelne Subträger besitzen eine Breite von 78,125 Kilohertz und sind dynamisch in Paketen von beispielsweise 26, 52 oder 106 zuordenbar. Für eine einzelne OFDMA-Übertragung ergibt sich eine minimale Bandbreite von circa zwei Megahertz.

Ein weiteres Merkmal von 802.11ax ist die Verwendung von Multi-User MIMO (MU MIMO). Mit dieser Technik ist es möglich, gleichzeitig über verschiedene Datenströme zu senden und zu empfangen. Hierfür nutzen die Endgeräte und WLAN-Accesspoints mehrerer Sende- und Empfangsantennen. MU MIMO- und OFDMA-Techniken lassen sich im High Efficiency WLAN parallel nutzen.

HEW implementiert eine Technik mit dem Namen Target Wake Time (TWT) zur Senkung des Energieverbrauchs. Endgeräte können in einen Schlafmodus versetzt werden, bis ein TWT bei ihnen eintrifft. Weitere technische Merkmale des 802.11ax Standards sind:

  • Spatial Frequency Reuse
  • Trigger-based Random Access
  • dynamische Fragmentierung
  • Modulationsverfahren 1024-QAM
  • bis zu 160 Megahertz breite Kanäle
  • Verwendung des 2,4- und 5-GHz-Bandes

Abgrenzung zu den WLAN-Standards 802.11ac und 802.11ad (WiGig)

Der WLAN-Standard 802.11ac wurde von der IEEE bereits im Jahr 2013 verabschiedet. Er ist in vielen Geräten wie Smartphones, Tablets, Laptops oder WLAN-Routern und -Accesspoints implementiert. Im Gegensatz zu 802.11ax arbeitet 802.11ac nur im 5- und nicht im 2,4-GHz-Band. Rein rechnerisch sind mit dem Standard und der Verwendung der 8x8-MIMO-Technik Übertragungsraten von bis zu 6.936 Megabit pro Sekunde möglich. Das vom Standard verwendete Modulationsverfahren ist 256-QAM. Die Kanalbreiten betragen wie bei 802.11ax bis zu 160 Megahertz. High Efficiency WLAN kann als Nachfolger von 802.11ac betrachtet werden.

802.11ax unterscheidet sich in der Reichweite und dem verwendeten Frequenzbereich deutlich von IEEE 802.11ad. Dieser Standard wird auch Wireless Gigabit (WiGig) genannt und verwendet das 60-GHz-Band. Da die höherfrequenten elektromagnetischen Wellen in der normalen Umgebung wesentlich stärker gedämpft werden, gestattet WiGig Reichweiten von nur wenigen Metern und setzt in der Regel voraus, dass sich Sender und Empfänger in einer Sichtlinie befinden. Die maximal erreichbare Datenrate beträgt bis zu 6.930 Megabit pro Sekunde. Aufgrund dieser Eigenschaften ist 802.11ad sehr gut für die Übertragung von hochauflösenden 4k-Videos über kurze Entfernungen geeignet. Der Drahtlos-Standard kann zur Zuspielung von Videosignalen beispielsweise an einen Fernseher oder Beamer verwendet werden. WiGig ist aufgrund des verwendeten Frequenzbereichs nicht mit den anderen WLAN-Standards kompatibel. Die Veröffentlichung von 802.11ad erfolgte im Jahr 2012.

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