Definition Was ist Wi-Fi 6E?

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Wi-Fi 6E ist eine Erweiterung des in IEEE 802.11ax spezifizierten Wi-Fi-6-Standards. Er ermöglicht die Nutzung eines zusätzlichen lizenzfreien Frequenzbands zwischen 5,9 und 7,1 GHz. Das Frequenzband bietet zahlreiche neue Funkkanäle für einen performanten Betrieb vieler paralleler WLAN-Netze mit großer Teilnehmerzahl. Störende Beeinflussungen der stark genutzten Frequenzbänder im 2,4-GHz- und 5-GHz-Bereich werden vermieden.

Wi-Fi 6E steht für Wi-Fi 6 Enhanced. Es handelt sich um eine Erweiterung des IEEE 802.11ax-Standards, der von der Wi-Fi Alliance mit der Bezeichnung Wi-Fi 6 vermarktet wird. Im Gegensatz zu Wi-Fi 6 mit seinen beiden Frequenzbändern 2,4 GHz und 5 GHz ermöglicht Wi-Fi 6E die Nutzung eines neuen lizenzfreien Frequenzbands zwischen 5,9 und 7,1 GHz. Welcher Frequenzbereich genau verwendbar ist, hängt von regionalen und regulatorischen Freigaben ab.

In Europa sollen 480 MHz dieses Frequenzbereichs für Wi-Fi 6 Enhanced freigegeben werden. Das zusätzliche Frequenzspektrum bietet zahlreiche weitere Funkkanäle. Im maximal 1,2 GHz breiten Spektrum lassen sich theoretisch bis zu 14 80 MHz breite und bis zu sieben 160 MHz breite Kanäle unterbringen. Mehr WLAN Netze mit größer Anzahl an Endgeräten sind parallel in einem begrenzten räumlichen Bereich betreibbar, ohne dass es zu gegenseitig störenden Beeinflussungen kommt. Die in der Regel stark ausgelasteten 2,4- und 5-GHz-Bänder werden entlastet.

Was die Eigenschaften und die genutzten Übertragungsprotokolle oder -standards angeht, basiert Wi-Fi 6 Enhanced auf dem IEEE 802.11ax-Standard. Es kommen Verfahren wie OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), bidirektionales MU-MIMO (Multi-User MIMO), TWT (Target Wake Time), Spatial Reuse, BSS Coloring und das 1024-QAM-Modulationsverfahren zum Einsatz. Da das neue Frequenzband angepasste Antennentechnik benötigt, ist für Endgeräte und Accesspoints mit Wi-Fi 6E neue Hardware notwendig. Herkömmliche Geräte lassen sich nicht per Software auf Wi-Fi 6 Enhanced upgraden. Mit der Freigabe von Wi-Fi 6E und seinem erweiterten Frequenzbereich sowie neuen Geräten ist in Deutschland und Europa ab dem zweiten Halbjahr 2021 zu rechnen.

Wi-Fi 6E als Erweiterung von Wi-Fi 6 – die grundlegenden Eigenschaften von Wi-Fi 6

Abgesehen vom neuen Frequenzbereich stellen Wi-Fi 6 und der 802.11ax-Standard die technische Basis für Wi-Fi 6E zur Verfügung. Daher folgt in diesem Kapitel die kurze Beschreibung der grundlegenden Eigenschaften von 802.11ax.

802.11ax ist der Nachfolger von 802.11ac. Er nutzt wie der Vorgängerstandard die Frequenzbänder 2,4 GHz und 5 GHz, bietet aber deutlich höhere maximal mögliche Datenraten. Theoretisch lässt sich eine Bruttodatenrate von bis zu 9,6 Gigabit pro Sekunde erreichen.

Eine wesentliche Neuerung von 802.11ax ist die Verwendung des Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA). Das Verfahren erlaubt es, einzelne Subcarrier flexibel verschiedenen Nutzern zuzuordnen. Die Kanäle werden in Subkanäle mit Subträgern einer Breite von 78,125 Kilohertz unterteilt. Diesen Subträger lassen sich in Paketen von 26, 52 oder 106 dynamisch zuteilen. Die Ausnutzung der vorhandenen Funkkanäle wird bei intensiver Nutzung des Frequenzbereichs optimiert. Sie Latenz der Datenübertragung sinkt.

Ebenfalls neu in 802.11ax ist das bidirektionale Multi User MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Über die Mehrantennentechnik der Sende- und Empfangseinheiten ist es möglich, gleichzeitig verschiedene Datenströme an unterschiedliche Clients zu senden und von diesen zu empfangen.

Das so genannte Target Wake Time (TWT) sorgt für eine Optimierung der inaktiven Zyklen (Schlafzyklen) der Endgeräte. Mit einem Akku ausgestattete Mobilgeräte profitieren mit TWT von geringerem Energieverbrauch und längeren Akkulaufzeiten. Interessant ist dieses Feature beispielsweise für Smart-Devices oder IoT-Geräte.

Spatial Reuse und BSS Coloring sind Verfahren, die die Versorgung dichter Funkzellenbereich optimieren. Mit Spatial Reuse dürfen benachbarte WLANs unter bestimmten Umständen gleichzeitig denselben Funkkanal verwenden, ohne dass es zu größeren gegenseitigen Störungen kommt. Coloring erlaubt es den Endgeräten, zwischen Datenverkehr im eigenen WLAN und einem benachbarten WLAN zu unterscheiden. Das vorhandenen Funkspektrum wird durch Spatial Reuse und Coloring effizienter genutzt.

Das 1024-QAM-Modulationsverfahren (QAM steht für Quadrature Amplitude Modulation) gestattet die Übermittlung von mehr Daten im gleichen Frequenzspektrum. Die Datenrate im WLAN steigt.

Die technischen Merkmale von Wi-Fi 6 Enhanced kurz zusammengefasst

Die technischen Merkmale von Wi-Fi 6 Enhanced auf Basis von 802.11ax sind kurz zusammengefasst folgende:

• Nutzung eines neuen lizenzfreien Frequenzbereichs zwischen 5,9 GHz und 7,1 GHz (der tatsächlich nutzbare Bereich ist von regulatorischen und regionalen Freigaben abhängig)

• bis zu 14 neue Kanäle mit 80 MHz Bandbreite oder sieben neue Kanäle mit 160 MHz Bandbreite

• Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA)

• bidirektionales Multi User MIMO (Multiple Input, Multiple Output)

• Target Wake Time (TWT)

• Spatial Reuse und BSS Coloring

• 1024-QAM-Modulationsverfahren

Vor- und Nachteile von Wi-Fi 6E

Die Freigabe des neuen Frequenzbands zwischen 5,9 und 7,1 GHz bringt für den Betrieb von WLANs zahlreiche Vorteile. Das zusätzliche Frequenzband ist wie die anderen Frequenzbänder lizenzfrei und erweitert die zur Verfügung stehende Anzahl an Funkkanälen. Mit diesen weiteren Funkkanälen lassen sich mehr WLANs parallel in einem räumlich begrenzten Bereich betreiben, ohne dass sich die Netze gegenseitig stören. Die in der Regel stark ausgelasteten 2,4- und 5-GHz-Bänder werden entlastet. Mehr Endgeräte können Daten mit höherem Durchsatz übertragen. WLAN-Netze werden schneller, zuverlässiger und unterstützen größere Gerätedichten.

Darüber hinaus ist das dynamische Frequenzauswahlverfahren (Dynamic Frequency Selection, DFS) nicht mehr notwendig, da im neuen Frequenzband keine Radarsysteme betrieben werden. Dank Target Wake Time (TWT) sinkt der Energiebedarf der WLAN-Clients. Mobilgeräte und IoT-Devices profitieren von längeren Akkulaufzeiten.

Ein weiterer Vorteil von Wi-Fi 6 Enhanced ist, dass sich die Latenzzeiten verkürzen. Sie liegen im niedrigen Millisekundenbereich und ermöglichen echtzeitfähige Anwendungen wie Virtual Reality, Augmented Reality und Echtzeit-Anwendungen des Industrie-4.0-Umfelds. Die gleichzeitige Nutzung von drei Frequenzbändern (2,4, 5 und 6 GHz) macht Triband-Wi-Fi-Router und -Accesspoints möglich.

Neben diesen Vorteilen bringt Wi-Fi 6E aber auch einige Nachteile mit sich. Die kurzwelligeren WLAN-Signale des 5,9- bis 7,1-GHz-Frequenzbands erzielen geringere Reichweiten und durchdringen Objekte schlechter. Da das neue Frequenzband eine angepasste Antennentechnik benötigt, ist für Endgeräte und Accesspoints mit Wi-Fi 6E neue Hardware notwendig. Herkömmliche Geräte lassen sich nicht per Software auf Wi-Fi 6 Enhanced upgraden. Sowohl Router und Accesspoints als auch Endgeräte wie PCs, Laptops, Smartphones oder Tablets müssen mit Wi-Fi-6E-fähiger Hardware ausgestattet werden, um von den Vorteilen der Technik zu profitieren.

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