WLAN Router von AVM (alte Generationen)
WLAN AC Stick von ASUS in Betrieb
Eine technische Erweiterung von 802.11ac heißt "Wave 2": Sie ermöglicht auch sogenanntes Multi-User-MIMO (MU-MIMO), wodurch mehrere Geräte gleichzeitig mit schnellem WLAN versorgt werden können. So kann beispielsweise per 4x4 MU-MIMO ein einziger Client vom Router mit vier Antennen, auf ebenfalls Frequenzbändern parallel angefunkt werden. Oder der Router kann vier Mobilgeräte, die jeweils nur eine Empfangsantenne besitzen (1x1), gleichzeitig mit Daten beliefern. Das folgende Schaubild (AVM-Stand Cebit 2015) zeigt noch einmal deutlich die Unterschiede zu Single-MIMO und wo die Vorteile von MU-MIMO WLAN liegen.
Außerdem wurde die Frequenzbreite bei Wave 2 auf 160 MHz verdoppelt. Rein rechnerisch sind mit 160 MHz Bandbreite, QAM256 und MIMO 8x8, sogar fast 7 GBit/s brutto erreichbar - allerdings eben nur in der Theorie. Erste Geräte mit WLAN-ac Wave 2 ließen nicht lange auf sich warten: So stellte AVM auf der Cebit 2015 die Fritz!Box 4080 vor, die mit 4x4 MU-MIMO Datenraten bis zu 2,5 Gbit/s schafft. Spätestens seit 2019 unterstützen fast alle neuen LTE- und 5G-Router die Technik.
802.11ac mit Wave 2 setzt zudem auf ein Verfahren namens Beamforming: Der Sender nutzt seine Antennen, um durch die zeitlich versetzte Übertragung eines Signals den Standort des Empfängers genauer bestimmen zu können. Durch das Verfahren lässt sich die Übertragungsleistung optimal austarieren, wobei die WLAN-Reichweite erhöht, der Streuverlust verringert und so die Verbindung stabilisiert wird.
802.11ad (2012)
Während sich WLAN-ac spätestens seit 2020 in fast allen Smartphones, Routern und anderen Endgeräten wiederfindet, wurde schon 2012 ein weiterer Standard verabschiedet, der weder bei 2,4 noch bei 5 GHz funkt: 802.11ad nutzt das Frequenzband bei 60 GHz. Hier sind insgesamt vier Kanäle nutzbar (zwischen 57,24 und 65,88 GHz), die mit jeweils 2 GHz deutlich breiter sind als in den herkömmlichen Bändern und eine sehr hohe Übertragungsrate ermöglichen.
Theoretisch sind pro Kanal bis zu 7 GBit/s machbar, weshalb man bei WLAN 802.11ad auch von Wireless Gigabit oder kurz "WiGig" spricht. So könnte man beispielsweise ein unkomprimiertes Video in Ultra-HD-Auflösung in kürzester Zeit streamen. Allerdings ist die Reichweite bei 60 GHz stark eingeschränkt, weil der Sauerstoff in der Luft bei derart hohen Frequenzschwingungen die Energie der Welle mehr und mehr absorbiert, je länger sie unterwegs ist. Die maximale Reichweite von WLAN-ad wird derzeit mit gerade einmal 10 Metern angegeben. Hinzu kommt, dass zwischen Sender und Empfänger freie Sicht herrschen muss; dies versucht man durch Beamforming zu kompensieren. Daher ist der Einsatz auf einige wenige Szenarien beschränkt, wie z.B. für Multimedia-Netze im Haus der Zukunft. Eine große Rolle spielt ad daher nicht.
802.11ah (2016)
Anfang 2016 verabschiedete die „Wi-Fi Alliance“ IEEE 802.11ah (Codename „HaLow“). Er sollte sich erstmals vom Bereich um 2 bzw. 5 GHz entkoppeln und auf einem Frequenzband bei 900 MHz funken. Das ist interessant, da neben 800 MHz hier ebenfalls LTE betrieben wird. Durch die niedrige Frequenz erhöht sich gleichsam auch die maximale Reichweite deutlich. Die Rede ist von einer Verdopplung, was letztendlich aber auch primär von der Sendeleistung determiniert wird. Im Fokus steht bei WLAN-ah die Vernetzung von mehreren tausend Endgeräten im Umfeld. Beispielsweise für Smart-Gadgets, Wearables, Smart Home und Stichwort „Internet of things“. 802.11ah soll daher auch besonders Stromsparend konzipiert sein. 802.11ah wurde auch wahrscheinlich nicht für den Heimeinsatz konzipiert. Im Heimbereich hat sich Wifi ah aber nie durchgesetzt...
802.11ax (2020)
Der Nachfolgestandard für 802.11ac sollte eigentlich schon 2019 endgültig vom IEEE offiziell verabschiedet werden, was aber erst 2020 der Fall war. Er wird neuerdings auch als WIFI 6 bezeichnet. Seit 2020 kommen daher immer mehr Handys und Router mit ax-Kompatibilität auf den Markt. Das Samsung S10 gehörte z.B. zu den ersten Modellen. Im hochpreisigen Segment ist WIFI 6 längst etabliert und beschleunigt immer öfter auch preiswerte Endgeräte.
Zu den Hauptvorteilen gehört natürlich eine nochmals deutlich höhere erzielbare Datenübertragungsrate von bis zu 12 GBit/s. Möglich wird die beispielsweise durch technische Verbesserungen, wie OFDMA Modulation, QAM-1024, bis 160 MHz Bandbreite, bis 8 getrennte Datenstreams und MU-MIMO für den Download. Maximal 8 Antennen (8×8-MU-MIMO) sind möglich.
Neben der Datenrate und Stabilität, soll aber auch die Sicherheit dank WPA3 weiter steigen. Mit AX wurde endlich der Weg frei für den Verschlüsselungsstandard, welcher schon 2018 als Nachfolger von WPA2 verabschiedet wurde. Das mittlerweile recht betagte Verfahren bietet zwar noch genug Sicherheit, aber ganz unknackbar ist es eben auch nicht mehr. Durch WPA3 wird die Verschlüsselung auf 192 Bit angehoben. Zudem verbessere man diverse Details beim Handshake-Verfahren und dem Schlüsselaustausch.
Eine Erweiterung von Wi-Fi 6 bzw. 802.11ax, ist das ebenfalls 2020 vorgestellte und 2021 eingeführte Wi-Fi 6E. Es nutzt ein nochmals erweitertes Frequenzband. Neben den etablierten Bändern 2,4 und 5 GHz, kommen nun auch Bereiche bei 6-7 GHz zum Einsatz. Dies entlastet die stark ausgelasteten 2,4- und 5-GHz-Bänder. Genau genommen wird das lizenzfreie Frequenzband zwischen 5,9 und 7,1 GHz verwendet. Im 1,2 GHz breiten Spektrum lassen sich theoretisch bis zu 14-mal eine Bandbreite von 80 MHz oder bis zu sieben 160 MHz breite Kanäle unterbringen.
Durch das große Spektrum von 1.200 MHz bietet Wi-Fi 6E – das „E“ steht übrigens für „Extended“ – verschiedene Vorteile. Es können mehr Netzwerke auf engem Raum störungsfrei betrieben werden und es können mehr Geräte schneller und problemloser in einem Netzwerk kommunizieren. Weitere Vorzüge sind Target Wake Time (TWT) für einen energiesparsameren Betrieb von Clients sowie Spatial Reuse und BSS Coloring für die Optimierung der Versorgung dichter Funkzellenbereiche. Nachteilig ist, dass die Reichweite der kurzwelligen Frequenzwellen gering ausfällt und diese zudem Objekte schlechter durchdringen können. Zudem ist aufgrund von geänderter Antennentechnik neue Hardware für Wi-Fi 6E erforderlich.
Wi-Fi 7 (2024)
Die Entwicklung geht natürlich immer weiter. 2024 starten die ersten Geräte mit WIFI7, das nochmals deutlich schneller als der Vorgänger wird. Bis zu 46 GBit/s sind theoretisch mit dem neusten 802.11be Standard machbar. Dafür sorgen unter anderem eine nutzbare Bandbreite von bis zu 320 MHz, auch auf dem 6 GHz Band. Zudem noch QAM4096 und bis 16-fach MIMO.
Die bisher vorgestellten Bezeichnungen der Art 802.11xy sind natürlich nicht sehr Nutzerfreundlich. Damit im Handel für Endverbraucher eine einfachere Unterscheidung möglich ist, hat man 2018 endlich eine vereinfachte Schreibweise eingeführt. Und zwar wurde lediglich durchnummeriert. Die erste Version ist dann sozusagen "WIFI 1". WLAN-N (802.11n) entspricht daher "WIFI 4" und WLAN-AC wird zu "WIFI 5". Die Nachfolgegeneration trägt als Logo "WIFI 6". Die extended Erweiterung von WIFI 6 ist allerdings noch kein "WIFI 7", sondern "WIFI 6E".
Quelle Wi-Fi Alliance
Die folgende Tabelle zeigt noch einmal übersichtlich, welcher Standard was unterstützt. Hierbei ist es wichtig zu wissen, dass es in Punkto Reichweite kaum möglich ist plausible Angaben zu machen. Zwar lässt sich eine physikalische Maximalreichweite definieren - diese ist für den Kunden aber kaum hilfreich.
Prinzipiell gilt: Die Reichweite in Gebäuden hängt von mehreren Faktoren ab. Zu nennen sind dabei natürlich bauliche Parameter (Wanddicke, Materialien etc.), andere Störquellen in der Nähe, Belegung von Kanälen durch andere Nutzer/Netze und so weiter. Die Reichweite muss daher individuell vor Ort beobachtet werden. Gut möglich, dass im eigenen Haus das Signal 30 Meter reicht, bei einem Bekannten aber nur 15 Meter...
Standard | Release | Reichw. indoor | MIMO | MU MIMO | Bänder | Bandbreite | Datenrate Brutto |
---|---|---|---|---|---|---|---|
802.11a | 1999 | ca. 25 Meter | nein | nein | 2,4 & 5 GHz | bis 20 MHz | bis 54 MBit |
802.11b | 1999 | ca. 38 Meter | nein | nein | 2,4 GHz | bis 20 MHz | bis 11 MBit |
802.11g | 2003 | ca. 38 Meter | nein | nein | 2,4 GHz | bis 20 MHz | bis 54 MBit |
802.11n | 2009 | ca. 70 Meter | bis 4x4 | nein | 2,4 & 5 GHz | bis 40 MHz | bis 600 MBit |
802.11ac | 2013 | ca. 50 Meter | bis 8x8 | möglich | nur 5 GHz | bis 80 MHz | 300 MBit bis 3,4 GBit |
802.11ac Wave2 | 2012 | ca. 50 Meter | bis 8x8 | möglich | nur 5 GHz | bis 160 MHz | 860 MBit bis 6,9 GBit |
802.11ad | 2012 | bis 10 Meter | nein | nein | 60 GHz | bis 2000 MHz | bis 6,9 GBit |
802.11ax | 2020 | bis ca. 30 Meter | bis 8x8 | ja | 2,4 & 5 GHz | bis 160 MHz | bis 12 GBit |
802.11be | Anfang 2024 |
bis ca. 30 Meter | bis 16x16 | 2,4; 5 GHz + 6 GHz |
bis 320 MHz | bis 46 GBit |
Seit Anfang 2024 ist es soweit: Die ersten Router mit WIFI 7 sind auf den Markt. Den Anfang machte z.B. die Kabel-FritzBox 6670. Bald schon dürften weitere Geräte folgen. Es wird jedoch wie schon bei WIFI6 eine Weile dauern, bis sich die 7. Generation im Heimbereich breit durchsetzt. Dennoch kann es Sinn machen, bereits jetzt bei der Neuanschaffung auf den Fakt zu achten. Denn wie schon bei den Vorgängern, kommt der Vorteil von WLAN 7 erst zum Tragen, wenn alle Geräte im Haushalt mit 802.11 be funken!
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Die WLAN-Nutzung ist nicht nur zuhause interessant! Alle führenden deutschen Mobilfunkanbieter haben in den letzten Jahren bundesweit ein dichtes Netz an sogenannten „Hotspots“ gespannt. Gerade in Städten kann man so sein kostbares Inklusivvolumen am Smartphone oder Tablet sparen und dennoch schnell surfen. Vodafone betreibt nach eigenen Angaben 2 Millionen solcher WLAN-Hotspots. Als Kunde können Sie für 4.99 € monatlich die Hostspot-Flat zuschalten und unterwegs unbegrenzt browsen. Noch günstiger geht das bei der Deutschen Telekom. In allen MagentaMobil-Tarifen ist bereits eine Hotspot-Flatrate inklusive!
Mit dem sogenannten „Wifi-Calling“ genießen Mobilfunkkunden seit 2017 noch mehr Freiheit wie zuvor. Mit dem Verfahren kann man selbst dann problemlos telefonieren, wenn kein Empfang besteht. Stattdessen wird das WLAN-Netz vor Ort genutzt. Das funktioniert automatisch und ohne App. Im Ausland lässt sich damit sogar teils kostenlos telefonieren. Was die Technik alles kann und welche Voraussetzungen es gibt, zeigt hier unser ausführlicher Wifi-Calling Ratgeber.