{"id":81375,"date":"2020-05-13T01:42:22","date_gmt":"2020-05-12T23:42:22","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/chto-nas-zhdet-v-wi-fi-7-ieee-802-11be"},"modified":"2020-05-13T01:42:22","modified_gmt":"2020-05-12T23:42:22","slug":"chto-nas-zhdet-v-wi-fi-7-ieee-802-11be","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/chto-nas-zhdet-v-wi-fi-7-ieee-802-11be","title":{"rendered":"Was erwartet uns bei Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Vor kurzem wurden Ger\u00e4te auf den Markt gebracht, die die Wi-Fi 6-Technologie (IEEE 802.11ax) unterst\u00fctzen, \u00fcber die viel gesprochen wird. Aber nur wenige wissen, dass bereits an der n\u00e4chsten Generation der Wi-Fi-Technologie - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) - gearbeitet wird. Was Wi-Fi 7 sein wird, ist Thema dieses Artikels.<\/p>\n

\"Was
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Vorgeschichte<\/h2>\n

\nIm September 2020 werden wir das 30-j\u00e4hrige Jubil\u00e4um des IEEE 802.11-Projekts feiern, das einen erheblichen Einfluss auf unser Leben hatte. Derzeit ist die Wi-Fi-Technologie, die durch die Familie der Standards IEEE 802.11 definiert wird, die beliebteste drahtlose Technologie f\u00fcr die Internetverbindung: Wi-Fi \u00fcbertr\u00e4gt mehr als die H\u00e4lfte des Benutzertraffics. W\u00e4hrend Mobilfunktechnologien alle zehn Jahre ein Rebranding erfahren, indem der Name 4G durch 5G ersetzt wird, geschieht die Steigerung der Daten\u00fcbertragungsgeschwindigkeit bei Wi-Fi sowie die Einf\u00fchrung neuer Dienste und Funktionen nahezu unbemerkt. Nur wenige Kunden k\u00fcmmern sich um die Buchstaben 'n', 'ac' oder 'ax', die auf den '802.11'-Boxen f\u00fcr Hardware folgen. Aber das bedeutet nicht, dass sich Wi-Fi nicht weiterentwickelt.<\/p>\n

Ein Beweis f\u00fcr die Entwicklung von Wi-Fi ist der drastische Anstieg der nominalen \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten: von 2 Mbit\/s in der Version von 1997 bis fast 10 Gbit\/s im neuesten Standard 802.11ax, auch bekannt als Wi-Fi 6. Modernes Wi-Fi erreicht diesen Leistungszuwachs dank schnellerer Signal-Codierungsstrukturen, breiterer Kan\u00e4le und dem Einsatz verschiedener Technologien. MIMO<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Neben dem Hauptziel der Hochgeschwindigkeits-Drahtlosnetzwerke umfasst die Evolution von Wi-Fi mehrere Nischenprojekte. Zum Beispiel war Wi-Fi HaLow (802.11ah) ein Versuch, Wi-Fi auf den Markt des drahtlosen Internets der Dinge zu bringen. Millimeterwellen-Wi-Fi (802.11ad\/ay) unterst\u00fctzt nominale \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 275 Gbit\/s, allerdings \u00fcber sehr kurze Distanzen.<\/p>\n

Neue Anwendungen und Services im Zusammenhang mit hochaufl\u00f6senden Video-Streams, virtueller und erweiterter Realit\u00e4t, Gaming, Remote-Arbeitspl\u00e4tzen und Cloud-Computing sowie der Notwendigkeit, eine gro\u00dfe Anzahl von Nutzern mit intensivem Verkehr in drahtlosen Netzwerken zu unterst\u00fctzen, erfordern hohe Leistungsf\u00e4higkeit.<\/p>\n

Ziele von Wi-Fi 7<\/h2>\n

\nIm Mai 2019 hat die Untergruppe BE (TGbe) der Arbeitsgruppe 802.11 des Normungsausschusses f\u00fcr lokale und st\u00e4dtische Netzwerke mit der Arbeit an einem neuen Zusatzstandard f\u00fcr Wi-Fi begonnen, der die nominelle Bandbreite auf \u00fcber 40 Gbit\/s erh\u00f6hen wird<\/b> in einem Frequenzkanal des 'typischen' Wi-Fi-Bereichs < = 7 GHz. W\u00e4hrend in vielen Dokumenten oft von einer 'maximalen Bandbreite von mindestens 30 Gbit\/s' die Rede ist, wird das neue physikalische Protokoll nominelle Geschwindigkeiten von \u00fcber 40 Gbit\/s gew\u00e4hrleisten. <\/p>\n

Ein weiteres wichtiges Entwicklungsfeld von Wi-Fi 7 ist die Unterst\u00fctzung von Echtzeitanwendungen<\/b> (Spiele, virtuelle und erweiterte Realit\u00e4t, Robotermanagement). Bemerkenswert ist, dass es lange Zeit als unm\u00f6glich galt, eine Garantierung von geringen Latenzen (im Millisekundenbereich), auch bekannt als Time-Sensitive Networking, in Wi-Fi-Netzwerken zu realisieren, obwohl Wi-Fi besonders f\u00fcr Audio- und Videodatenverkehr ausgelegt ist. Im November 2017 hat unser Team vom IPPI RAN und der HSE (bitte nicht als Werbung verstehen) einen entsprechenden Vorschlag in der IEEE 802.11 Gruppe unterbreitet. Der Vorschlag fand gro\u00dfes Interesse, und im Juli 2018 wurde eine spezielle Untergruppe ins Leben gerufen, um dieses Thema weiter zu erforschen. Da f\u00fcr die Unterst\u00fctzung von Echtzeitanwendungen sowohl hohe nominelle Daten\u00fcbertragungsgeschwindigkeiten als auch eine Erweiterung der Funktionalit\u00e4t auf der Ebene der Datenkan\u00e4le erforderlich sind, hat die Arbeitsgruppe 802.11 beschlossen, Methoden zur Unterst\u00fctzung von Echtzeitanwendungen im Rahmen von Wi-Fi 7 zu entwickeln.<\/p>\n

Eine wichtige Frage im Zusammenhang mit Wi-Fi 7 ist sein Zusammenleben mit Mobilfunktechnologien (4G\/5G), die von der 3GPP entwickelt werden und im gleichen nicht lizenzierten Frequenzband arbeiten. Es geht um LTE-LAA\/NR-U. Um die Herausforderungen zu untersuchen, die durch das Zusammenleben von Wi-Fi und Mobilfunknetzen entstanden sind, hat IEEE 802.11 das Coexisting Standing Committee (Coex SC) ins Leben gerufen. Trotz zahlreicher Treffen und sogar eines gemeinsamen Seminars von Teilnehmern der 3GPP und IEEE 802.11 im Juli 2019 in Wien sind technische L\u00f6sungen noch nicht genehmigt worden. Eine m\u00f6gliche Erkl\u00e4rung f\u00fcr diese fruchtlose T\u00e4tigkeit ist, dass weder IEEE 802 noch 3GPP ihre eigenen Technologien \u00e4ndern m\u00f6chten, um sie aufeinander abzustimmen. Daher ist derzeit unklar, ob die Diskussionen im Rahmen des Coex SC Einfluss auf den Standard Wi-Fi 7 haben werden.<\/b>.<\/p>\n

Der Entwicklungsprozess<\/h2>\n

\nObwohl der Entwicklungsprozess f\u00fcr Wi-Fi 7 sich in einem sehr fr\u00fchen Stadium befindet, wurden bis jetzt etwa 500 Vorschl\u00e4ge f\u00fcr neue Funktionen zur zuk\u00fcnftigen Wi-Fi 7, auch bekannt als IEEE 802.11be, eingebracht. Die meisten Ideen werden derzeit in der Untergruppe be diskutiert und eine Entscheidung dar\u00fcber wurde noch nicht getroffen. Andere Ideen wurden k\u00fcrzlich genehmigt. Unten wird explizit angegeben, welche Vorschl\u00e4ge genehmigt sind und welche nur diskutiert werden.<\/p>\n

\"Was
\n
\nUrspr\u00fcnglich war geplant, dass die Entwicklung der grundlegenden neuen Mechanismen bis M\u00e4rz 2021 abgeschlossen sein sollte. Die endg\u00fcltige Version des Standards wird Anfang 2024 erwartet. Im Januar 2020 \u00e4u\u00dferte die Untergruppe 11be Bedenken, ob die Entwicklung im Zeitplan erfolgen wird, wenn das aktuelle Arbeitstempo beibehalten wird. Um den Entwicklungsprozess des Standards zu beschleunigen, einigte sich die Untergruppe darauf, einen kleinen Satz von Hochpriorit\u00e4tsfunktionen auszuw\u00e4hlen, die bis 2021 (Release 1) ver\u00f6ffentlicht werden k\u00f6nnen, w\u00e4hrend die restlichen f\u00fcr Release 2 vorgesehen sind. Die Hochpriorit\u00e4tsfunktionen sollten einen wesentlichen Leistungszuwachs bieten und umfassen die Unterst\u00fctzung von 320 MHz, 4K-QAM und offensichtliche Verbesserungen des OFDMA von Wi-Fi 6, MU-MIMO mit 16 Streams. <\/p>\n

Wegen des Coronavirus versammelt sich die Gruppe derzeit nicht pers\u00f6nlich, sondern veranstaltet regelm\u00e4\u00dfig Telefonkonferenzen. Somit hat sich die Entwicklung etwas verlangsamt, aber nicht gestoppt. <\/p>\n

Technologiedetails<\/h2>\n

\nBetrachten wir die Hauptneuheiten von Wi-Fi 7.<\/p>\n

    \n
  1. Das neue physikalische Protokoll ist eine Weiterentwicklung des Wi-Fi 6 Protokolls mit einer Verdopplung der Bandbreite auf 320 MHz, einer Verdopplung der Anzahl der r\u00e4umlichen Streams bei MU-MIMO<\/b>, was die nominale Bandbreite auf 2×2 = 4 mal erh\u00f6ht. Wi-Fi 7 beginnt ebenfalls, Modulation zu nutzen 4K-QAM<\/b>, was einen zus\u00e4tzlichen Zuwachs von 20 % zur nominalen Durchsatzrate hinzuf\u00fcgt. Somit wird Wi-Fi 7 eine nominale Daten\u00fcbertragungsrate von 2x2x1,2 = 4,8 mal h\u00f6her bieten im Vergleich zu Wi-Fi 6: die maximale nominale Durchsatzrate von Wi-Fi 7 betr\u00e4gt 9,6 Gbit\/s \u00d7 4,8 = 46 Gbit\/s. Au\u00dferdem wird eine revolution\u00e4re \u00c4nderung im physikalischen Protokoll vorgenommen, die die Kompatibilit\u00e4t mit zuk\u00fcnftigen Versionen von Wi-Fi sicherstellen soll, aber f\u00fcr die Benutzer unsichtbar bleibt. <\/li>\n
  2. \u00c4nderung der Zugriffsmetode f\u00fcr die Unterst\u00fctzung von Echtzeitanwendungen<\/b> wird unter Ber\u00fccksichtigung der IEEE 802 TSN-Erfahrung f\u00fcr kabelgebundene Netzwerke durchgef\u00fchrt. Die laufenden Diskussionen im Standardisierungsausschuss drehen sich um das Verfahren der zuf\u00e4lligen Verz\u00f6gerung beim Zugriff auf den Kanal, die Dienstg\u00fcteklassen f\u00fcr den Datenverkehr und entsprechende separate Warteschlangen f\u00fcr Echtzeitdatenverkehr sowie die Paketbehandlungspolitik.<\/li>\n
  3. Einf\u00fchrung in Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA <\/b>\u2013 ein zeit- und frequencies geteiltes Zugriffsverfahren (\u00e4hnlich dem, das in 4G- und 5G-Netzen verwendet wird) \u2013 bietet neue M\u00f6glichkeiten zur optimalen Ressourcennutzung. Allerdings ist OFDMA in 11ax nicht flexibel genug. Erstens erm\u00f6glicht es dem Access Point, f\u00fcr ein Client-Ger\u00e4t nur einen Ressourcenkblock fester Gr\u00f6\u00dfe zuzuweisen. Zweitens unterst\u00fctzt es keine direkte \u00dcbertragung zwischen Clientstationen. Beide M\u00e4ngel verringern die spektrale Effizienz. Dar\u00fcber hinaus verschlechtert die mangelnde Flexibilit\u00e4t, die von Wi-Fi 6 OFDMA geerbt wurde, die Leistung in stark frequentierten Netzwerken und erh\u00f6ht die Verz\u00f6gerung, was f\u00fcr Echtzeitanwendungen kritisch ist. 11be wird diese OFDMA-Probleme l\u00f6sen.<\/li>\n
  4. Eine der genehmigten revolution\u00e4ren \u00c4nderungen in Wi-Fi 7 ist die integrierte Unterst\u00fctzung f\u00fcr die gleichzeitige Nutzung mehrerer paralleler Verbindungen auf verschiedenen Frequenzen<\/b>, was sowohl f\u00fcr extrem hohe Daten\u00fcbertragungsraten als auch f\u00fcr extrem niedrige Latenzzeiten von Vorteil ist. Zwar k\u00f6nnen moderne Chips\u00e4tze bereits mehrere Verbindungen gleichzeitig nutzen, zum Beispiel im 2.4- und 5-GHz-Bereich, aber diese Verbindungen sind unabh\u00e4ngig, was die Effizienz dieser Operation einschr\u00e4nkt. In 11be wird ein Synchronisationsgrad zwischen den Kan\u00e4len gefunden, der eine effiziente Nutzung der Kanalressourcen erm\u00f6glicht und wesentliche \u00c4nderungen der Zugriffsprotokollregeln mit sich bringt.<\/li>\n
  5. Die Verwendung von sehr breiten Kan\u00e4len und einer gro\u00dfen Anzahl r\u00e4umlicher Str\u00f6me f\u00fchrt zu einem Problem hoher Overheads, die mit dem Zustandssch\u00e4tzverfahren verbunden sind, das f\u00fcr MIMO und OFDMA notwendig ist. Diese Overheads machen den gesamten Gewinn aus der Erh\u00f6hung der nominalen Daten\u00fcbertragungsraten zunichte. Es wird erwartet, dass das Zustandssch\u00e4tzverfahren \u00fcberarbeitet wird<\/b>.<\/li>\n
  6. Im Kontext von Wi-Fi 7 wird im Normungsausschuss die Verwendung einiger \"fortschrittlicher\" Daten\u00fcbertragungsmethoden er\u00f6rtert. Theoretisch erh\u00f6hen diese Methoden die spektrale Effizienz bei Wiederholungsversuchen sowie bei gleichzeitigen \u00dcbertragungen in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung. Es handelt sich um Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ), das derzeit in Mobilfunknetzen verwendet wird, um den Full-Duplex-Modus und den nicht-orthogonalen multizugriff (NOMA). Diese Methoden sind theoretisch gut erforscht, es ist jedoch noch unklar, ob der Leistungszuwachs, den sie bieten, die Bem\u00fchungen um ihre Implementierung rechtfertigt. \n