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WIFI 6 (802.11ax)

Was kann der neue WLAN Standard und wo liegen die Vorteile?


2019 hat die Wi-Fi-Alliance den neuen Standard Wifi 6 (802.11ax) eingeführt. Er folgt dem Vorgänger 802.11ac aus dem Jahr 2014 und bringt Verbesserungen in vielerlei Hinsicht mit sich. Wir geben einen Überblick über die einzelnen Neuerungen, von denen Nutzer von Wifi 6 profitieren können.

Was ist Wifi 6?

Wifi 6, auch 802.11ax oder WLAN ax, ist ein neuer WLAN-Standard und der Nachfolger von Wifi 5 bzw. Wifi ac (802.11ac). Er bietet verschiedene Vorteile gegenüber den Vorgängergenerationen, unter anderem höhere Datenraten und mehr Stabilität.

Allerdings erfordert er auch komplett neue Geräte, da Wifi 6 nicht per Software-Update auf bestehenden Geräten nachgerüstet werden kann. Wichtig zu bedenken ist zudem, dass sowohl der Router als auch das jeweilige Endgerät den Standard unterstützen müssen, damit die Vorteile von Wifi 6 zum Tragen kommen können.

Geschwindigkeit: So schnell ist Wifi 6

Einer der großen Vorteile von Wifi 6 ist ein Geschwindigkeitszuwachs im Vergleich zu Wifi 5 (802.11ac). Theoretisch beträgt die maximale Bandbreite bei Wifi 6 ca. 10 GBit/s. Das ist im Vergleich zu den mit Wifi 5 möglichen ca. 7 GBit/s rund eineinhalb mal so schnell. Wichtig zu beachten ist hier aber, dass es sich um theoretische Werte handelt.

Die reale Geschwindigkeit fällt aufgrund verschiedener Faktoren wie der Beschaffenheit des Netzwerks, möglicher Interferenzen und mehr aber deutlich geringer aus. Durch die viel effizientere Nutzung des zur Verfügung stehenden Funkspektrums, steigt aber das Verhältnis von Netto- zu Bruttodatenraten im Vergleich zu älteren WLAN-Standards.

Die höheren Datenübertragungsgeschwindigkeiten, die Wifi 6 ermöglicht, kommen vor allem bei der Übertragung von großen Datenmengen zugute. Dies ist z. B. beim Streamen von 4K- oder gar 8K-Inhalten der Fall. Aber auch im industriellen bzw. gewerblichen Einsatz, wo größere Datenmengen in kurzer Zeit von A nach B übertragen werden sollen, ist Wifi 6 den Vorgängern deutlich überlegen.

Es muss aber immer bedacht werden, dass häufig per WLAN Daten aus dem Internet übertragen werden. Hier ist die Leitung nach draußen meist das begrenzende Element. Der Geschwindigkeitszuwachs von Wifi 6 kann nur ausgespielt werden, wenn die Daten auch ausreichend schnell zur Verfügung stehen und nicht andere Limitationen die Übertragung ausbremsen.

Der Geschwindigkeitszuwachs ist aber längst nicht der einzige Vorteil von Wifi 6. Auch weitere Neuerungen und Verbesserungen gehen wir weiter unten auf dieser Seite ein.

Diese Bänder nutzt Wifi 6

Wifi 6 nutzt Bänder im gängigen Frequenzbereich bei 2,4 und 5 GHz. Diese wurden bereits 1999 für WLAN festgelegt und sind es bis heute geblieben.

Während der Vorgänger Wifi 5 gar nicht das 2,4-GHz-Band unterstützte und der Vorvorgänger Wifi 4 dieses nur mit 20 MHz Bandbreite bespielen konnte, steht bei 802.11ax nun ein 20 bzw. 40 MHz breites Band bei 2.4 GHz zur Verfügung. Im 5-GHz-Band ist die Bandbreite identisch geblieben, beträgt also weiterhin 20, 40, 80 oder 160 MHz. Da die WLAN-Router in der heutigen Zeit aber auch darauf achten müssen, dass sie keine anderen Dienste wie z. B. das Wetterradar beeinflussen, müssen sie gegebenenfalls auf schmalere Kanalbandbreiten zurückstufen. Zudem kann Wifi 6 in Zukunft auch auf den Bereich 6 GHz ausgeweitet werden. Hierzu geben wir weiter unten mehr Informationen an die Hand.

Für welche Geräte ist Wifi 6 relevant?

Generell ist Wifi 6 für alle Geräte interessant, die WLAN an Bord haben. Dies betrifft natürlich die WLAN-Router, aber auch allerhand Endgeräte. Angefangen bei PCs und Laptops, über Smartphones und Tablets bis hin zu Smart-TVs, Spielekonsolen und vielen weiteren Unterhaltungstechnik.

Auch immer mehr Haushaltsgeräte sowie IoT-Geräte (Internet of Things = Internet der Dinge) lassen sich heute per WLAN verbinden. Bis hier eine größere Auswahl von Geräten mit Wifi 6-Unterstützung im Handel erhältlich sein wird, dürfte wohl noch eine Weile vergehen. Denn bei diesen Geräten ist die Übertragungsgeschwindigkeit bzw. Datenraten in der Regel nicht so wichtig, da hier vor allem smarte Funktionen wie eine Steuerung per App oder Sprachassistenten eine Rolle spielen. Allerdings können diese "smart" Gadgets von anderen Vorteilen von Wifi 6 profitieren, z. B. einem geringeren Energieverbrauch (siehe unten).



Die ersten Geräte mit Wifi 6

Nachdem 2019 der neue Wifi-Standard 6 von der Wi-Fi-Alliance eingeführt wurde, sind gegen Ende des selben Jahres immer mehr Geräte auf den Markt gekommen, welche diesen unterstützen. Sie sind mit dem Siegel „Wi-Fi Certified 6“ gekennzeichnet.

Zunächst haben die Chiphersteller wie Qualcomm und Intel vorgelegt und entsprechende Module für Wifi 6 vorgestellt. Danach folgten dann langsam die ersten Geräte, auch wenn sie derzeit (Stand April 2020) immer noch recht rar gesät sind.

Asus war mit dem RT-AX88U der erste Anbieter, der einen kommerziell verfügbaren Wifi-6-Router im Angebot hatte. Mittlerweile hat der Hersteller noch weitere Modelle im Portfolio, z. B. den RT-AX92U oder den GT-AX11000 ROG Rapture Gaming Router. Wifi-6-Router gibt es derzeit zudem unter anderem auch von Netgear (z. B. Nighthawk RAX200 und Nighthawk RAX40-100PES AX3000), TP-Link (Archer AX6000) sowie dem deutschen Hersteller AVM (z. B. FRITZ!Box 5550 und 5530).

Auch die ersten mobilen Endgeräte unterstützen Wifi 6 mittlerweile. Bei den 5G-Smartphones sind dies z. B. das Samsung Galaxy S20 in seinen verschiedenen Varianten oder das Xiaomi Mi 10.

Dennoch ist WIFI 6 aber noch lange nicht in der breiten Masse angekommen. Bis sich der Standard in einer relevanten Anzahl an Haushalten etabliert hat, dürfte noch eine Weile vergehen. Schließlich muss hierfür nicht nur der Router gegen ein neues Modell mit Wifi 6 ausgetauscht werden. Sondern auch die Endgeräte wie Smartphones und Co müssen den Standard unterstützen.

Mit welchen älteren WLAN-Standards ist Wifi 6 kompatibel?

Wifi 6 ist, wie alle bisherigen Wifi-Standards, rückwärtskompatibel. Das bedeutet, dass Geräte mit 802.11ax auch die älteren Standards 802.11a, b, g, n und ac unterstützen müssen. So ist sichergestellt, dass z. B. ein neuer Router mit Wifi 6 definitiv auch ältere Geräte mit vorherigen WLAN-Standards vernetzen kann.

Neuerungen von Wifi 6 und Unterschiede zum Vorgänger WLAN ac

Wifi 6 macht unter anderem mit einigen Limitationen von Wifi 5 Schluss. Der neue Standard funkt wieder auf beiden gängigen WLAN-Frequenzen 2,4 sowie 5 GHz. Zudem können beide Bänder auch simultan genutzt werden.

Wifi 6 bietet maximal acht Kanäle. Diese sind zudem auf bis zu 256 Unterkanäle aufgeteilt – bei Wifi 5 sind es nur maximal 64. Hierdurch ist es problemlos möglich, einzelne Kanäle stillzulegen, wenn es zu Konflikten mit anderen WLANs oder Diensten kommt, ohne dass gleich massiv an Kapazitäten eingebüßt wird. Auch die Aufteilung der Kanäle auf die einzelnen Endgeräte ist flexibler.

Technisch wird bei der Signalmodulation das modernere OFDMA-Verfahren (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) sowie eine erhöhte OFDM-Symbolzeit eingesetzt. Dieses kommt bereits im Mobilfunkbereich bei LTE/4G zur Anwendung. Diese Technologie sorgt für eine effizientere Ausnutzung der Funkkanäle und damit auch mehr Bandbreite je Datenstrom, indem das Spektrum in kleinere Ressourceneinheiten aufgeteilt und nach Bedarf auf die Nutzer verteilt wird. Ein weiterer Vorteil von OFDMA ist eine viel geringere Latenz, also Verzögerung bei der Datenübertragung. Das ist besonders für Gamer interessant. Es wird dank der neuen Technologie Verzögerungen bei der Übertragung verhindert sowie für eine stabilere Verbindung gesorgt, wenn mehrere Endgeräte zeitgleich auf das WLAN-Netzwerk zugreifen.

Außerdem nutzt Wifi 6 für die Signalcodierung QAM 1024 (Quadraturamplitudenmodulation) statt das von Wifi 5 genutzte QAM 256. Das bedeutet, dass 1024 statt 256 verschiedene Übertragungscodes unterschieden werden. Auf diese Weise lassen sich pro Signalsymbol 10 statt bisher nur 8 Bit transportieren. Das entspricht einem um 25 Prozent erhöhten Datendurchsatz im Vergleich zu Wifi 5. In Umgebungen mit einer besonders hohen Dichte an WLAN-Geräten, kann der Datendurchsatz sogar um bis zu 40 Prozent gesteigert werden.

Ebenfalls wurden Verbesserungen beim MU-MIMO (Multiple User - Multiple Input Multiple Output) erreicht. Die Router nutzen hierbei mehrere Antennen, übertragen und empfangen neuerdings gleichzeitig Daten an bzw. von mehrere(n) Endgeräte(n). Bei Wifi 5 ist es hingegen so gewesen, dass der Router überwiegend nur an ein Endgerät zurzeit Daten übertragen konnte. Das ist ein großer Pluspunkt bei der immer weiter steigenden Anzahl von Geräten in den Haushalten, die mit dem heimischen WLAN verbunden werden. Als Beispiele seien hier Smartwatches, Saugroboter oder Smart-TVs und Smart Speaker genannt.

Zudem war bei Wifi 5 in der Praxis bei 4x4 MIMO, also der Nutzung von jeweils vier Antennen auf Seiten des Senders und des Empfängers, Schluss. Die neuen Wifi-6-Router sind nahezu durchweg auf 8x8 MIMO ausgelegt. Ob dieser Vorteil in der Praxis dann letztendlich auch zum Tragen kommt, hängt von der Anzahl der Antennen des Empfangsgerätes ab.

Dank BSS-Coloring (Base Service Station) erhält jeder Frame eine Kennzeichnung und es wird dem Router bzw. Client mitgeteilt, welche Frames ignoriert werden können. Dies verhindert unnötige Verzögerungen, wenn mehrere WLAN-Netzwerke sich überschneiden (z. B. in einem Mehrfamilienhaus). So werden WLAN-Störungen durch Nachbarn verhindert.

Weitere Vor- und Nachteile von Wifi 6

Dass Wifi 6 einen deutlichen Sprung bei der Geschwindigkeit eines WLAN-Netzwerkes macht, haben wir bereits weiter oben auf dieser Seite beschrieben. Aber der neue Standard bietet auch noch weitere Vorteile.

Insgesamt ist Wifi 6 nicht nur schneller, sondern weist auch eine höhere Robustheit und größere Reichweite auf. Das bedeutet, dass WLAN-Netze zuverlässiger und ausfallsicherer sind und eine größere Fläche abdecken können. Dank dem neuen Verschlüsselungsstandard WPA3 sind die drahtlosen Netzwerke zudem sicherer geworden.

Auch der Akkulaufzeit von Endgeräten kommt der neue Standard zugute. Unter anderem wurden bei Wifi 6 intelligente Aufwachmechanismen (Target Wake Time) verbessert. Sie legen fest, wie lange Geräte zwischen den Übertragungen „schlafen“ können. So wird Energie gespart, was gerade bei modernen, aber eben energiehungrigen Smartphones zu einer kleinen Verlängerung der Akkulaufzeit führen kann. Noch entscheidender dürfte der Vorteil bei IoT-Geräten sein.

Und noch einen Vorteil bietet Wifi 6. Mit der Einführung des neuen Standards, fallen auch die zuvor kryptischen Bezeichnungen weg. War im Bezug auf den WLAN-Standard bisher immer von umständlichen IEEE-Kürzeln wie 802.11ac, 802.11a oder 802.11n die Rede, wurde die Namensgebung nun deutlich vereinfacht. Der neue Standard heißt einfach Wifi 6 statt 802.11ax oder WLAN ax. Der Vorgänger 802.11ac heißt nun Wifi5 und der Vorvorgänger 802.11n hört einfach nur auf den Namen Wifi 4.

neue WLAN Generationen

Quelle: WLAN Alliance


Der große Nachteil von Wifi 6 ist, dass es sich nicht per Software-Update nachrüsten lässt. Die WLAN-Geräte in einem Haushalt müssen also ausgetauscht werden, um komplett von allen Vorteilen zu profitieren. Dies betrifft also nicht nur den Router, sondern auch alle anderen Geräte. Zwar können auch ältere Geräte problemlos mit einem neuen Wifi-6-Router zusammenarbeiten. Ihnen kommen dann aber nicht alle genannten Vorzüge zugute. Somit wird es eine ganze Weile dauern, bis eine signifikante Anzahl von Geräten in einem Haushalt wirklich von einem neuen Wifi-6-Router profitieren. Schließlich kauft kaum jemand jedes Jahr ein neues Smartphone, einen neuen Smart-TV und einen neuen PC – um nur einige WLAN-Geräte zu nennen.

Die WLAN-Entwicklung bis Wifi 6

Der älteste der heute noch relevanten WLAN-Standards ist 802.11b, nun auch als Wifi 1 bekannt. Es wurde bereits 1999 verabschiedet und arbeitet mit einer speziellen Kanalbandbreite von 22 MHz. Es bringt bis zu 13 WLAN-Kanäle im 2,4-GHz-Band unter, die sich allerdings überlappen.

Der ebenfalls 1999 verabschiedete und heute immer noch verbaute Standard 802.11a, das sogenanntes Wifi 2, setzte dann auf ein Kanalraster von 20 MHz und das ebenfalls bis heute gängige 5-GHz-Band. Die 20 MHz Kanalbreite sind auch bei 802.11g bzw. Wifi 3 erhalten geblieben, hier aber auf das Band von 2,4 GHz begrenzt.

Erst 2009 folgte mit 802.11n (Wifi 4) ein Standard, der sowohl das 2,4-GHz- als auch das 5-GHz-Band beherrschte. Die Bandbreite im 2,4-GHz-Band ist hier weiterhin auf 20 MHz fixiert. Im Band 5 GHz war es erstmals dem Nutzer möglich, zwischen den Kanalbreiten 20 MHz und 40 MHz zu wählen. Allerdings ist dies auch immer abhängig von den Endgeräten und deren unterstützen WLAN-Standards.

Beim bis zu Wifi 6 neuesten und höchsten Standard 802.11ac, auch als Wifi 5 bekannt, wurde die Auswahl dann noch größer. Hier ist seit der Einführung im Jahr 2014 eine variablere Bandbreitennutzung im 5-GHz-Band möglich. Zur Wahl stehen 20, 40, 80 sowie 160 MHz Bandbreite – allerdings ebenfalls in Abhängigkeit von den Endgeräten und deren Möglichkeiten.

Ausblick – was kommt nach Wifi 6

Zeitnah dürfte kein Nachfolger für Wifi 6 folgen. Schließlich hat es auch bei diesem Standard rund fünf Jahre gedauert, bis dieser eingeführt wurde. Sicherlich wird irgendwann Wifi 7 kommen. Und vermutlich wird dann auch der Nachfolgestandard von Wifi 6 noch höhere Bandbreiten, kürzere Latenzen sowie noch mehr Sicherheit mit sich bringen – so war es zumindest in der Vergangenheit bei den jeweiligen Wifi-Generationen. Hier bleibt abzuwarten, was die Zukunft bringt.

Was aber bereits jetzt vorhergesagt werden kann, ist ein Ausbau des Wifi-6-Standards. Dieser ist hinsichtlich der Übertragungstechnik bereits für die Nutzung weiterer Frequenzbereiche neben 2,4 und 5 GHz vorbereitet. So gibt es zum Beispiel bereits Planungen, das Frequenzspektrum im 6-GHz-Band für die Nutzung per WLAN zu erweitern. Dies soll dann Wifi 6E heißen und bis zu 14 zusätzliche 80-MHz-Kanäle sowie 160-MHz-Kanäle im Bereich 6 GHz bringen. Unter anderem sollen die weiteren Kanäle für noch mehr Kapazitäten bei großen Netzwerken sorgen. Dies könnte vor allem dem hochauflösenden Streaming und Virtual-Reality-Anwendungen zugutekommen.

Dies wäre zumindest für die Indoor-Nutzung relevant. Im Freien soll der Frequenzbereich auch vom neuen Mobilfunkstandard 5G genutzt werden, sodass sich beide Drahtlos-Standards hier in die Quere kommen könnten. Zudem dürfte es auch noch eine Weile dauern, bis hier ein Ausbau folgt. Die Antennen der ersten WLAN-Router mit Wifi 6 sind auf jeden Fall noch nicht für diesen möglicherweise kommenden Frequenzbereich ausgelegt.

Fazit

Wifi 6 ist auf jeden Fall ein Schritt in die richtige Richtung, der nicht nur logisch ist, sondern auch zwingend notwendig war. Denn in Privathaushalten, von denen heute viele mit einem privaten WLAN ausgestattet sind, steigen die Anforderungen durch immer mehr Geräte und stetig steigende Nutzung immer weiter an. Hier stellt Wifi 6 deutlich mehr Kapazitäten bereits. Aber auch im industriellen und gewerblichen Einsatz kommen die Verbesserungen und Neuerungen Anwendern zugute, um von noch mehr Potenzial bei einer WLAN-Vernetzung von vielen Geräten zu profitieren.