Intel Wi-Fi 6: Ein gänzlich neuer Maßstab für Wi-Fi-Leistung

Von Eric McLaughlin, Vice President, Client Computing Group; General Manager Wireless Solutions Group.

Wi-Fi 6: Ein Pfad zu bislang unerreichter Vernetzung

  • Wi-Fi 6 ist der wichtigste Fortschritt im Bereich der Netzwerktechnik, der seit über einem Jahrzehnt erzielt wurde. Die Technik bietet eine Schlüssellösung, um die wachsende Nachfrage nach mehr Daten und Bandbreite auf mehr Geräten zu erfüllen. Wi-Fi 6E wurde vor Kurzem eingeführt und wird bereits in PCs unseres Partners ausgeliefert.

  • Intels Wireless Solutions Group arbeitet daran, die Vorteile von Wi-Fi 6 zu maximieren, indem sie Innovationen für Laptops voranbringt und mit dem breiteren Technologieumfeld zusammenarbeitet, um ein verbessertes End-to-End-Erlebnis bereitzustellen.

  • Zusammen mit 5G eröffnet Wi-Fi 6 eine neue Ära bislang unerreichter Konnektivität, die nun Menschen und Familien, Berufstätigen und Unternehmen sowie Gesellschaften und der Wirtschaft offensteht.

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Wir haben gelernt, im Alltag bestimmte Kompromisse zu akzeptieren. Wir dulden ruckelnde Videoanrufe, langsame Downloads und den ständigen Kampf um höhere Geschwindigkeit. All dies ist frustrierend, aber wir finden im Allgemeinen eine provisorische Lösung oder Problemumgehung. Wir verringern die Videoqualität, warten, bis der Stream zwischengespeichert ist und koordinieren den Zeitplan unserer Familie, um Wi-Fi-Engpässe zu vermeiden. Wir akzeptieren diese Ärgernisse als unvermeidlich.

Aber das sind sie nicht. Es handelt sich um technische Probleme – und wir entwickeln technische Lösungen.

Unsere Mission bei Intel ist es, Technik zu entwickeln, die den Weg zu den wichtigste Funktionen und Eigenschaften ebnet. Und in Bezug auf die Zukunft sind wir optimistisch. Denn Wi-Fi 6 steht nun in den Startlöchern und wird uns die Tools bereitstellen, die wir für unvergleichliche Konnektivität benötigen, ohne Kompromisse.

Die Herausforderung: Daten, Anforderungen und zunehmende Dichte

Die Hauptursache der heutigen Herausforderung ist das Missverhältnis zwischen unserem zunehmend vernetzten Leben und unserer zunehmend veralteten Wi-Fi-Architektur.

Jahrelang haben Personen und Unternehmen ihre Daten- und Funkvernetzungsanforderungen auf immer mehr Geräten kontinuierlich erhöht. Heute sind Remote Work und Distance Learning allgegenwärtig: Wir spielen online, streamen Ultra-HD-Video, machen Videoanrufe und mehr – und zwar gleichzeitig in denselben stark beanspruchten, beziehungsweise „dichten“, Wi-Fi-Netzwerken. COVID-19 hat diesen Trend noch beschleunigt: Der weltweite Internet-Datenverkehr ist Anfang 2020 um 38 % gestiegen, wobei 80 % davon auf Videos, Social-Media-Aktivitäten und Gaming zurückzuführen sind.1

Weitere Informationen zu Intels Konnektivitätslösung finden Sie hier.

Angesichts der steigenden Anzahl von Internetnutzern benötigen wir schnellere und zuverlässigere Wi-Fi-Verbindungen mit geringerer Latenz, um diese Anforderungen jetzt und in Zukunft zu erfüllen. Schätzungen zufolge wird es bis 2023 weltweit 5,3 Milliarden Internetnutzer geben2 und im aktuellen Jahr werden über 60 % des Mobilfunkverkehrs über Wi-Fi stattfinden.3 Zu diesem Zeitpunkt wird der Wi-Fi-Beitrag zur globalen Wirtschaft bei ca. 3,5 Billionen US-Dollar liegen und damit größer sein als das BIP des Vereinigten Königreichs.45

Dennoch verlassen wir uns immer noch auf Wi-Fi 5 (802.11ac), das 2013 in Betrieb genommen wurde und die gleiche Architektur nutzt wie Wi-Fi 4 (802.11n) von 2007. Nicht nur die Technik ist veraltet, auch die Anzahl der vernetzten Geräte ist explosionsartig angestiegen. 2022 werden 51 % des IP-Datenverkehrs von Wi-Fi-Geräten stammen und 2022 werden 59 % der Mobilfunkdaten über Wi-Fi übertragen.

Wir haben unser Leben und unsere Arbeit in eine Online-Welt verschoben, aber der Großteil der Wi-Fi-Infrastruktur konnte mit dieser Entwicklung nicht Schritt halten. Infolgedessen kämpfen Privatpersonen und Unternehmen mit langsamen Geschwindigkeiten, ungleichmäßiger Leistung und hoher Latenz – den vertrauten Kompromissen der Wireless-Konnektivität.

Unsere Vision für Wi-Fi 6

Wir haben nun ein leistungsstarkes Tool, um diese Herausforderungen zu bewältigen – und zwar Wi-Fi 6, eine wichtige Weiterentwicklung der Funkvernetzung im letzten Jahrzehnt.

Intel arbeitet daran, die Vorteile von Wi-Fi 6 zu maximieren, was verschiedene grundlegende Probleme lösen wird. Die Technik kann das Wi-Fi-Netzwerk in mehrere kleinere Segmente aufteilen und sowohl Daten- als auch Zeitplanung nutzen, um viele unterschiedliche Geräte besser zu verwalten. Zudem kann sie auch 20 % mehr Daten in Streams packen. Dies ermöglicht bis zu 4-mal mehr Kapazität und damit eine höhere Zuverlässigkeit in dichten Netzwerken,6 bis zu 75 % geringere Latenz für verbesserte Reaktionsschnelligkeit7 und beinahe 40 % höhere Geschwindigkeiten.8

Um das Beste aus Wi-Fi 6 herauszuholen, benötigen wir die richtigen Innovationen und Partnerschaften.

  • Innovationen am Netzwerkrand: Nicht alle Wi-Fi-6-Produkte sind gleich. Intel entwickelte Intel Wi-Fi 6 (Gig+), das Unterstützung für optionale, größere 160-MHz-Kanäle umfasst und Wi-Fi-Geschwindigkeiten von bis zu 1680 Mbit/s erreichen kann. Dies ist doppelt so schnell als die möglichen 840 Mbit/s des Standards 2x2 Wi-Fi 6 80 MHz und annähernd 3-mal schneller als die 600 Mit/s des Standards 2x2 AC 80 MHz.9 In Verbindung mit technisch ähnlich ausgelegten Routern und Access-Points können Intel Wi-Fi 6 (Gig+) Produkte sogenannte „Noisy Neighbors“ herausfiltern (Signale von anderen Geräten und Netzwerken, die sich in der Nähe befinden), was die Zuverlässigkeit und Leistung in dichten Umgebungen verbessert.
  • Optimierung von Netzwerken: Mithilfe der Techniken, die Intel für Laptops und IoT-Geräte bereitstellt, können wir die Leistung in Netzwerken mit vielen unterschiedlichen Wi-Fi-Accept-Points und -Geräten, wie beispielsweise Büros, optimieren. Wenn Unternehmen zum Beispiel die integrierte Intel vPro Plattform, die speziell für Unternehmen konzipiert ist, verwenden, können wir mit WPA3 der nächsten Generation verbesserte WLAN-Sicherheit mit einfacheren Passwörtern und stärkerer Verschlüsselung, höhere Geschwindigkeiten für den Datenaustausch und Cloud-basierte Apps sowie allgemeine Verbesserungen im Bereich der Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Leistung bieten.
  • Aufbau von Partnerschaften im Technologieumfeld und Festlegen von Standards: Intel arbeitet gemeinsam mit seinen OEM-Partnern an der Optimierung von Wi-Fi 6 auf Laptops und IoT-Geräten und mit dem breiteren Technologieumfeld an der Lösung von Herausforderungen auf Systemebene. Zudem leisten wir gemeinsam mit Software-Unternehmen, Hardware-Anbietern und Regulierungs- und Normungsorganisationen (z. B. FCC, IEEE, Wi-Fi Alliance und Wireless Broadband Alliance) wichtige Beiträge für die Festlegung von Standards und Gewährleistung von Kompatibilität.

Was bringt die Zukunft: Wi-Fi 6E und 5G

„[6 GHz bietet] eine Chance, die sich in einer Generation nur einmal eröffnet, um diese wachsende Nachfrage nach Wi-Fi-Kapazität zu erfüllen und sogar die Grenzen dessen, was Verbraucher bei Anwendungen und Diensten für möglich halten, zu durchbrechen.“

– FCC Chairman Ajit Pai, April 2020

Intel will die Vorteile von Wi-Fi 6 außerdem durch weitere Fortschritte maximieren, wie etwa durch die Erweiterung auf Wi-Fi 6E. Anfang 2021 wird Wi-Fi 6E den Vorteil einer bedeutsamen FCC-Regulierung nutzen, die ein neues, sauberes 6-GHz Spektrum für die unlizenzierte Verwendung in den USA freigibt. Dieser Schritt ist Teil eines breiteren globalen Trends, denn Länder wie das Vereinigte Königreich und Südkorea führen ähnliche Änderungen durch. Während wir heute auf 2,4 GHz und 5 GHz beschränkt sind, wird die Erweiterung um dieses dritte Band mit 6 GHz die Netzwerküberlastung reduzieren und die Wi-Fi-Kapazität insgesamt erhöhen.

In den USA wird das 6-GHz Band das bestehende Wi-Fi-Spektrum mehr als verdoppeln – mit vielen weiteren 160-MHz-Kanälen. Dieses Spektrum wird nur für neue Wi-Fi-6E-Produkte verfügbar sein. Ohne die Belastung durch ältere Wi-Fi-Geräte und -Netzwerke wird Wi-Fi 6E mit dem 6-GHz-Band dazu beitragen, Gigabit-Wi-Fi-Geschwindigkeiten und Wi-Fi-Mainstream-Umgebungen mit ultrageringer Latenz zu erzielen.

Die Software-Lösungen von Rivet bauen auf unseren branchenführenden Wi-Fi-Produkten auf. Sie ermöglichen die QoS, fortgeschrittene und automatisierte AP-Auswahl und andere Funktionen, die dafür konzipiert sind, Netzwerkprobleme in privaten, Büro- und anderen Umgebungen, in denen PCs verwendet werden, vorauszusehen und zu vermeiden. Wir freuen uns, dass wir die Intel Evo Plattform, vPro, Gaming und andere Segmente 2021 um diese Funktionalität erweitern können.

Und last but not least umfasst Intels Planung auch die Zusammenarbeit von Wi-Fi und 5G. Während 5G mehr Aufmerksamkeit und Präsenz in den Medien erhalten hat, wird es für unsere künftigen Konnektivitätsanforderungen nötig sein, dass beide Lösungen nahtlos zusammenarbeiten.

Gemeinsam können diese Techniken das nächste Kapitel der Konnektivität aufschlagen. Mit den richtigen Innovationen werden sie dazu beitragen, dass unser Alltag besser wird, Unternehmen reibungslos funktionieren und das Fundament unserer virtuellen Welt gestärkt wird.

Produkt- und Leistungsinformationen

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Präsentation der Wi-Fi 6 Revolution.

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Bis zu 4-fache Kapazität/Skalierbarkeit: Diese Behauptung basiert auf einem Vergleich der Gesamtnetzwerkkapazität für ähnlich große 802.11ax- und 802.11ac-Netzwerke. Der Spezifikationszusatz IEEE 802.11-14/0165r1 802.11ax definiert standardisierte Modifikationen sowohl des IEEE 802.11 Physical Layers (PHY) als auch des IEEE 802.11 Medium-Access-Control-Layers (MAC), die mindestens einen Betriebsmodus ermöglichen, der mindestens die 4-fache Verbesserung des durchschnittlichen Durchsatzes pro Station (ermittelt am MAC-Data-Service-Access-Point) in einem kompakten Implementierungsszenario unterstützen kann, während gleichzeitig die Energieeffizienz pro Station beibehalten oder verbessert wird. Weitere Einzelheiten siehe https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/14/11-14-0165-01-0hew-802-11-hew-sg-proposed-par.docx.

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Bis zu 75 % geringere Latenz: basiert auf Simulationsdaten von Intel (79 %) für 802.11ax mit und ohne OFDMA unter Verwendung von 9 Clients. Die durchschnittliche Latenz ohne OFDMA beträgt 36 ms; mit OFDMA lässt sich die durchschnittliche Latenz auf 7,6 ms reduzieren. Für Latenzverbesserungen müssen der 802.11ax-Router (Wi-Fi 6) und alle Clients OFDMA unterstützen.

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Beinahe 40 % schneller: Die Angaben zu beinahe 39 % höheren Spitzenübertragungsraten von Intel® Wireless-AX basieren auf dem Vergleich der theoretischen maximalen Datenübertragungsrate von 802.11ax-Wi-Fi-Lösungen mit zwei Signalströmen (80 MHz, 1201 Mbit/s) und 802.11ac-Wi-Fi-Lösungen mit zwei Signalströmen (80 MHz, 867 Mbit/s) gemäß der Dokumentation im IEEE-802.11ax-Spezifikationsentwurf 2.0 und den IEEE-802.11-Wireless-Standard-Spezifikationen und erfordern die Verwendung von 802.11ax-Wireless-Neztwerkroutern mit einer ähnlichen Konfiguration.

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Fast 3-mal schnelleres Wi-Fi 6: 802.11ax 2x2 160 MHz ermöglicht theoretische maximale Datenübertragungsraten von 2402 Mbit/s und ist damit beinahe 3-mal (2,8-mal) schneller als der Standard 802.11ac 2x2 80 MHz (867 Mbit/s) gemäß der IEEE-802.11-WLAN-Standardspezifikationen. Erfordert die Verwendung von ähnlich konfigurierten 802.11ax-WLAN-Netzwerkroutern.