Wi-Fi 5 (802.11ac), das im 5-GHz-Frequenzbereich arbeitet, hat sich in den letzten fünf Jahren auf breiter Basis durchgesetzt und ein stetiges Wachstum verzeichnet – zur gleichen Zeit, als die Mobilfunkbranche begann, über 5G-Mobilfunkdienste zu sprechen. Dies führte zu einer gewissen Verwirrung bei denjenigen, die dachten, es handele sich um ein und dasselbe. Als das IEEE Wi-Fi 6 (802.11ax) entwickelte, nahmen einige an, es sei besser als 5G. Um die Sache noch komplizierter zu machen, gibt es jetzt Wi-Fi 6E (802.11ax), das zusätzlich zu den von Wi-Fi 6 verwendeten 2,4-GHz- und 5-GHz-Bändern auch den 6-GHz-Betrieb unterstützen kann.
Aber lassen Sie uns eines klarstellen – Mobilfunk und Wi-Fi sind NICHT dasselbe und 5-GHz-Wi-Fi (ein Frequenzband) hat absolut nichts mit 5G (einer Generation) zu tun!
Lizensierte Mobilfunkbänder
5G ist der Oberbegriff für die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie. Die meisten von uns sind daran gewöhnt, das 4G-LTE-Symbol auf ihren Mobiltelefonen zu sehen, und einige von uns in Ballungsgebieten sehen jetzt das 5G-Symbol, da Betreiber wie Verizon und AT&T jetzt frühe Versionen dieses Dienstes einführen. Mobilfunknetze wie 4G LTE und 5G arbeiten im elektromagnetischen Spektrum mit lizenzierten Bändern (d. h. Frequenzen), die nur von dem Unternehmen genutzt werden können, das sie lizenziert hat. Das 5G-Netz von Verizon nutzt beispielsweise das 28- und 39-GHz-Hochbandspektrum, das wesentlich schneller ist als das 4G-Netz, das die Frequenz von 700 bis 2500 MHz nutzt.
Es ist zwar davon auszugehen, dass 5G letztlich einige unlizenzierte Frequenzbänder umfassen wird, die 5G-Betreiber und andere für neue Netze oder zur Verbesserung bestehender Netze nutzen können, doch sind diese nicht mit den unlizenzierten 2,4-GHz-, 5-GHz- und 6-GHz-Funkbändern identisch, die für Wi-Fi-Anwendungen verwendet werden.
Nicht lizenzierte Wi-Fi-Bänder
Anstatt sich mit dem Mobilfunknetz zu verbinden (und einen Mobilfunkanbieter zu bezahlen), werden Wi-Fi-Signale über drahtlose Zugangspunkte (WAP) innerhalb einer begrenzten Reichweite mit privaten Netzen verbunden, wobei der Zugang zum Internet über den Internetdienstanbieter (ISP) des privaten Netzes erfolgt. Im Gegensatz zu lizenzierten Mobilfunkfrequenzen, die einem bestimmten Mobilfunkanbieter zugewiesen sind, verwendet jede Wi-Fi-Generation bestimmte nicht lizenzierte Frequenzbänder, die von jedem genutzt werden können. Ob Sie also in einem Café in Chicago oder in Ihrem Büro in New York eine Verbindung zu einem Wi-Fi 5 WAP herstellen, Sie nutzen das 5-GHz-Band.
- Wi-Fi 4 (802.11n): 2,4 oder 5 GHz
- Wi-Fi 5 (802.11ac): Nur 5 GHz
- Wi-Fi 6 (802.11ax): 2,4 oder 5 GHz
- Wi-Fi 6E (802.11ax): 2,4, 5 und 6 GHz
Es ist wichtig zu wissen, dass Wi-Fi 6E kein neues drahtloses Protokoll ist, sondern eine Erweiterung oder „zweite Welle“ von Wi-Fi 6, um den Betrieb im 6-GHz-Band hinzuzufügen, wo es mehr verfügbare, sich nicht überschneidende Kanäle, weniger Geräte und ein geringeres Interferenzpotenzial gibt. Mit dem Inkrafttreten der Gesetzgebung, die das 6-GHz-Band für die unlizenzierte Wi-Fi-Nutzung öffnet, erhöht sich das für ein Wi-Fi 6E-Gerät verfügbare Gesamtspektrum um etwa das Fünffache. Dies ist genug Spektrum, um 7 zusätzliche, sich nicht überschneidende 160 MHz breite Kanäle oder 14 sich nicht überschneidende 80 MHz breite Kanäle anzubieten, die mehr Übertragungsmöglichkeiten und weniger Störungen in dichten oder großen Unternehmensumgebungen bieten.
Was ist mit der Geschwindigkeit?
Bei einem 4G- oder 5G-Mobilfunknetz hängt die erreichte Datenübertragungsgeschwindigkeit davon ab, mit welchem Netz Sie verbunden sind, wie stark es ausgelastet ist (d. h. wie viele andere Nutzer sich mit demselben Netz verbinden) und welches Gerät Sie verwenden. Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit der ersten 4G-Mobilfunknetze liegt bei 150 Mbit/s, die durchschnittliche Download-Geschwindigkeit pro Nutzer bei nur 10 Mbit/s. 4G LTE und 4G LTE-A, die Long-Term-Evolution- und Long-Term-Evolution-Advanced-Kommunikation nutzen, bieten Geschwindigkeiten von 300 Mbit/s bis 1 Gbit/s mit einer durchschnittlichen Download-Geschwindigkeit von etwa 15 Mbit/s pro Nutzer. LTE wurde aufgrund der Einschränkungen der ersten 4G-Implementierungen eingeführt und verlagert die Datenübertragung auf ein Internetprotokollsystem, um die Übertragung größerer Datenpakete mit geringerer Latenzzeit zu ermöglichen.
Der 5G-Mobilfunkdienst verwendet Funkwellen mit höherer Frequenz, um theoretische Geschwindigkeiten von 1 bis 10 Gbit/s zu ermöglichen, wobei im Durchschnitt Download-Geschwindigkeiten von 50 Mbit/s und geringere Latenzzeiten erwartet werden. Allerdings haben die 5G-Funkwellen mit höherer Frequenz eine geringere Reichweite als die von früheren 4G-Masten verwendeten Frequenzen, sodass mehr kleinere Zellen erforderlich sind, die näher an den Nutzern und Geräten liegen. Dies ist einer der Gründe, warum am Fuße dieser Türme zunehmend Edge-Rechenzentren entstehen. Mehr darüber erfahren Sie in dem Whitepaper Siemon, “ Warum Edge? Warum jetzt? Wie der Aufstieg des Edge Computing die Landschaft der Rechenzentren umgestalten wird.“
Wi-Fi-Geschwindigkeiten sind schneller als im Mobilfunk und haben mehr mit der Breite und der Anzahl der in den Frequenzbändern verfügbaren Kanäle, der Fähigkeit zum Senden und Empfangen über mehrere Antennen (d. h. räumliche Streams), dem Modulationsschema und der Zuweisung oder Aufteilung der Bandbreite je nach Bedarf zu tun. Wi-Fi 4 mit 4 Spatial Streams bietet eine theoretische maximale Datenrate von 476 Mb/s (144 Mb/s pro Stream), Wi-Fi 5 mit 8 Spatial Streams bietet eine theoretische maximale Datenrate von 6,93 Gb/s (866 Mb/s pro Stream) und Wi-Fi 6/6E mit 8 Spatial Streams und einem effizienteren Modulationsschema bietet eine theoretische maximale Datenrate von 9,61 Gb/s (1,2 Gb/s pro Stream).
Schmalere Kanäle mit einer Breite von 20 oder 40 MHz werden in der Regel gebündelt, um einen höheren Durchsatz zu erreichen, während breitere Kanäle mit 80 und 160 MHz höhere Datengeschwindigkeiten ermöglichen. Die begrenzte Anzahl von 20- und 40-MHz-Kanälen im 2,5-GHz- und 5-GHz-Band macht es schwierig, einen maximalen Durchsatz zu erreichen, und breitere Kanäle waren in der Vergangenheit nur begrenzt verfügbar. Im 5-GHz-Band sind nur sechs 80-MHz- und zwei 160-MHz-Kanäle verfügbar, was der Hauptgrund für die Erweiterung des 6-GHz-Bandes mit Wi-Fi 6E ist.
Aufgrund der Variablen der Kanalbandbreite, der Anzahl der räumlichen Streams und der Mehrbenutzersignalisierungsmechanismen sind Wi-Fi 5, Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E in hohem Maße konfigurierbar. Im Allgemeinen ist das untere Ende des Durchsatzbereichs für kleine Handheld-Geräte mit begrenzter Akkukapazität wie Smartphones gedacht, das mittlere Ende des Durchsatzbereichs für Laptops und das obere Ende des Durchsatzbereichs für Spezial- und Außenanwendungen, bei denen die Gerätedichte im Vergleich zu Innenräumen geringer ist. Die nachstehende Tabelle zeigt ein Beispiel für Wi-Fi 5- und Wi-Fi 6/6E-Konfigurationen, die auf bestimmte Geräte oder Anwendungen ausgerichtet sind.
Gemeinsam besser, aber mit Rücksicht
Während viele Wi-Fi und 5G gegeneinander ausspielen, ist es eine Tatsache, dass es nicht das eine oder das andere ist – beide Technologien müssen nebeneinander existieren, um die Vorteile der digitalen Welt, in der wir leben, voll auszuschöpfen. 5G wird für öffentliche Mobilfunkdienste benötigt, die kilometerweit reichen und aufkommende mobile Technologien wie selbstfahrende Autos und die Verfolgung von Transportflotten unterstützen. Wi-Fi hingegen ist entscheidend für den Zugang zu LANs und dem Internet mit höherer Bandbreite in einer lokalen Umgebung, um alles von Geschäftsanwendungen bis hin zu IoT-Anwendungen in Gebäuden zu unterstützen.
Während 5G-Implementierungen Edge-Rechenzentren und dichtere Small-Cell-Implementierungen erfordern, gibt es bei der Implementierung hocheffizienter WAPs für Wi-Fi 6/6E im Unternehmensbereich mehrere Überlegungen zur Verkabelung, die Auswirkungen auf die Gestaltung der Verkabelungsinfrastruktur haben. Dazu gehören die Verkabelungs- und Konnektivitätsleistung zur Unterstützung der Kapazität, die Verkabelungsarchitektur für eine umfassende Abdeckung und Skalierbarkeit sowie eine angemessene Unterstützung für die Fernspeisung, z. B. Power over Ethernet (PoE), um den Wärmestau in den Kabelbündeln zu begrenzen und eine Beschädigung der Verbindungshardware zu verhindern, wenn die Verbindung unter der Stromlast der Fernspeisung getrennt wird.
Wenn Sie mehr über Wi-Fi 6/6E und die damit verbundenen Überlegungen zur Verkabelungsinfrastruktur erfahren möchten, laden Sie das neueste Whitepaper von Siemonherunter: „Preparing for Wi-Fi 6E: Cabling Considerations for High Efficiency Wireless Access Point Connections„.
