Wi-Fi 7 für das IoT?

Wir bei ComConsult machen nun unsere ersten Gehversuche mit Wi-Fi 7. Unsere neuen Büros, die wir bezogen haben werden, wenn Sie diesen Netzwerk Insider in Händen halten, verzichten gänzlich auf drahtgebundene Verbindungen. Stattdessen wurden Access Points der neuesten Generation ausgerollt, und unser Installations-Team probiert die verschiedenen neuen Konfigurations-Möglichkeiten aus. Über entsprechende Erfolge und Misserfolge werden wir auf unseren kommenden Veranstaltungen berichten.

Wi-Fi 7 / IEEE 802.11be wird auch mit dem Namen “Extremely High Throughput” (EHT) belegt. Mit 8 Spatial Streams, 4096 QAM und 320 MHz breiten Kanälen soll sich eine Brutto-Bitrate von 23 Gbit/s erzielen lassen. Soweit die Theorie. Nur werden Sie – zumindest hier in Europa – kaum Enterprise-WLANs mit 320 MHz breiten Kanälen errichten können.

Im Gegenteil: Nach wie vor lässt sich im WLAN der größte Gesamtdurchsatz, sozusagen Bit pro Sekunde pro Kubikmeter, mit möglichst schmalen Kanälen erzielen. In diesem Fall stören sich die Access Points gegenseitig am wenigsten. Außerdem finden wir in der Praxis zahlreiche Endgeräte aus Alt-Installationen vor, die nur eine Bandbreite von 20 MHz unterstützen, also etwa „Legacy Devices“ gemäß IEEE 802.1a.

In diesem Zusammenhang ist es interessant, dass nun die Wi-Fi Alliance ein Wi-Fi-7-Zertifikat für Endgeräte angekündigt hat, die nur 20 MHz breite Kanäle nutzen können [3]. Wohlgemerkt, es geht nicht um Legacy Devices, sondern um Endgeräte, die Features aus IEEE 802.11be unterstützen. Im Standard werden sie als „20 MHz-only non-AP Stations“ bezeichnet.

Welche Features müssen auf 20 MHz Kanalbandbreite beschränkte Endgeräte beherrschen? Hier eine Auswahl:

• 4096 QAM: Die Quadraturamplitudenmodulation wurde mit Wi-Fi 7 bekanntlich noch einmal aufgebohrt. Pro Zeiteinheit lassen sich somit 20 % mehr Daten übertragen als noch mit Wi-Fi 6, das „nur“ bis zu 1024 QAM unterstützte.
• 512 Compressed Block Ack: Bis zu 512 Pakete (MAC Protocol Data Units, MPDUs) lassen sich auf einmal senden und mit einem einzigen Paket quittieren. Dadurch spart man einen Haufen Wartezeit, Präambel und Header ein.
• Multiple RUs (MRU): Dies ist eine neue Spielart von OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), das bereits mit Wi-Fi 6 eingeführt wurde. Mit OFDMA wird einer Station genau eine Gruppe von Unterträgern (Resource Unit, RU) zugewiesen. Eine RU umfasst z. B. 26, 52, 106 oder 242 Unterträger. Mit Wi-Fi 7 wird es nun möglich, einer Station mehrere benachbarte RUs zuzuweisen, z. B. 52+26 Unterträger. Dadurch lässt sich das zur Verfügung stehende Frequenzspektrum besser auf verschiedene Stationen verteilen.
• Downlink/Uplink Multi-User MIMO: Ähnlich wie bei MRU können mehrere Endgeräte gleichzeitig unterschiedliche Daten vom Access Point empfangen oder an ihn absenden. Dies geschieht unter Nutzung verschiedener Spatial Streams, sozusagen durch die Verwendung mehrerer Antennen.
• Multi Link Operation (MLO): Mehrere Radios eines Access-Points oder eines Endgerätes werden zu einem sogenannten Multi Link Device (MLD) zusammengefasst. Das MLD kann je ein Radio im 2,4- 5- und 6-GHz-Band umfassen. Datenpakete können über mehrere Kanäle aufgeteilt oder redundant übertragen werden.

Dass sich die Wi-Fi Alliance dieser scheinbar eingeschränkten Spielart von W-Fi 7 annimmt, zeigt mir, dass man ihr eine gewisse Relevanz zugesteht. Wie ich bereits in [1] angemerkt hatte, scheint man sich mit Wi-Fi 7 der „Ultra Reliable Low Latency Communication“ (URLLC) des 5G-Mobilfunks annähern zu wollen. Auch dort wird auf Kosten der Kapazität die Verlässlichkeit der Übertragung erhöht. Ich bin gespannt, welche Möglichkeiten sich damit für WLAN-basierende IoT-Endgeräte eröffnen.

Verweise

[1] https://www.comconsult.com/die-wi-fi-alliance-zertifiziert-wi-fi-7/
[2] https://ieeexplore.ieee.org/document/11090080
[3] https://www.wi-fi.org/news-events/newsroom/wi-fi-alliance-extends-wi-fi-certified-7-20-mhz-only-devices