Funknetzwerke der Zukunft

Wi-Fi 6 und 5 G: schärfste Konkurrenten oder engste Freunde?

17.12.2020
Anzeige  Zunehmende Nutzung mobiler Endgeräte, IoT-Szenarien und neue Technologien wie autonome Fahrzeuge brauchen drahtlose Netzwerkverbindungen. Denn ohne Zugriff und Verbindung zu zentralen Ressourcen ist die Intelligenz am Rande des Netzwerks nur halb so viel wert. Die Frage ist allerdings, wie die Anbindung erfolgen soll.

In Deutschland wurden die Frequenzen für 5G im Juni 2019 für rund 6,6 Milliarden Euro versteigert. Die Käufer erhielten den Zuschlag unter anderem mit der Auflage, dass bis 2022 stolze 98 Prozent aller Haushalte je Bundesland sowie alle Autobahnen, wichtige Bundesstraßen und Bahnstrecken mit Übertragungsraten von mindesten 100 MBit/s versorgt sind - was an die vier Netzbetreiber sportliche Ziele für den Aufbau ihrer 5G­Netze stellt. Gleichzeitig sind die Erwartungen der Verbraucher und der Wirtschaft hoch: Mehr Datendurchsatz, Breitbandanbindung per Mobilfunk in der Fläche und die Netzanbindung von künftigen, autonomen Fahrzeugen spielen in der Diskussion über 5G eine große Rolle.

Bildunterschrift: Drahtlose Netzwerke sind heute schon im privaten Umfeld ebenso wie in Büros oder Industrie allgegenwärtig. Mit 5G und vor allem Wi-Fi 6 dringen sie nun auch in Bereiche vor, die bisher verkabelten Netzwerken vorbehalten waren.
Bildunterschrift: Drahtlose Netzwerke sind heute schon im privaten Umfeld ebenso wie in Büros oder Industrie allgegenwärtig. Mit 5G und vor allem Wi-Fi 6 dringen sie nun auch in Bereiche vor, die bisher verkabelten Netzwerken vorbehalten waren.
Foto: Blue Planet Studio - shutterstock.com

Parallel, aber in der öffentlichen Wahrnehmung weitgehend unabhängig davon, hat sich die Technologie bei WLAN rasant weiterentwickelt. Auf Wi-Fi 4 (802.11n) und Wi-Fi 5 (802.11ac) folgte inzwischen mit Wi-Fi 6 (802.11ax) die inzwischen aktuellste Technologiegeneration. In den vergangen Jahren hat man sich daran gewöhnt, dass jede von ihnen mehr Datendurchsatz und damit schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten bietet. Diese Erwartung erfüllt auch Wi-Fi 6. Allerdings ist das nur ein Aspekt des aktuellen WLAN-Standards. Darüber freuen sich vor allem die privaten Anwender, in deren Heim mehrere Nutzer gleichzeitig hochaufgelöste Videos streamen wollen.

Für Unternehmen sind die Vorteile zwar noch wesentlich größer und vielfältiger, aber nicht so einfach zu erkennen. Denn während bisher WLAN vielfach ein Zusatz zu bestehenden Netzwerken war, eine Ergänzung für besondere Anforderungen, wird es mit Wi-Fi 6 fester, integraler Bestandteil der Netzwerkarchitekturen. WLAN ist nun keine Brückentechnologie mehr, etwa um Gästen einen Internetzugang zu ermöglichen, schwer zu verkabelnde Bereiche zu versorgen oder ausgewählte, mobile Nutzer anzubinden. Mit Wi-Fi 6 ist WLAN vielmehr endgültig im professionellen Bereich angekommen. Es ist aufgrund zahlreicher Neuerungen im Protokoll nun ein zuverlässiger und leistungsfähiger Teil der Netzwerkarchitekturen und steht verkabelten Infrastrukturen eigentlich in nichts mehr nach.

Wi-Fi 6 und 5G: "sowohl als auch", statt "entweder - oder"

Aber nicht nur mit verkabelten Netzwerken zieht WLAN mit Wi-Fi 6 gleich. Auch mit der bisher sehr unterschiedlichen Mobilfunktechnologie hat WLAN nun viele Gemeinsamkeiten. Das liegt daran, dass bei Wi-Fi 6 und 5G vier der Core-Architekturebenen gleich sind. Das erleichtert es künftig sehr, die beiden Technologien zu verbinden und sie auch gemeinsam zu verwalten. Bis es tatsächlich so weit ist, wird es noch etwas dauern. Es ist aber für Unternehmen schon jetzt wichtig, sich darüber Gedanken zu machen, in welchem Bereich welche Technologie künftig zum Einsatz kommen soll. Schließlich sind Investitionen in Netzwerkinfrastruktur in der Regel langfristige, strategische Investitionen.

Daher lohnt es sich auch, darüber mit einem Hersteller wie Huawei zu sprechen, der in beiden Bereichen zuhause ist und in beiden Bereichen als führend angesehen wird. Ansonsten besteht die Gefahr, dass nicht die im Sinne des Unternehmens bestmögliche Lösung propagiert wird, sondern nach Möglichkeiten gesucht wird, die Anforderungen mit viel Aufwand und zahlreichen Verrenkungen mit der eben verfügbaren Technologie zu meistern. Für Firmen ist es jedoch wichtig, bei der künftigen Netzwerkausstattung gleich auf das richtige Pferd zu setzen - denn später umzusatteln ist schwierig, teuer und mit hohem, zusätzlichem Aufwand verbunden. Außerdem läuft man Gefahr, um bereits getätigte Investitionen zu schützen, zu lange mit dem Umstieg zu warten und sich dadurch in einem Umfeld, das immer mehr von Agilität und Flexibilität geprägt ist, sich spontane Gelegenheiten entgehen zu lassen.

Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Wi-Fi 6 und 5G

Bisher waren WLAN und Mobilfunk weitgehend getrennte Bereiche. Mit Wi-Fi 6 und 5G nähern sich beide nun an. Sie haben eine gemeinsame Schnittmenge, einen Bereich, in dem sich beide gut eignen und daneben deckt jede der beiden Technologien zusätzlich Einsatzbereiche ab, in denen sie unbestreitbare Stärken hat.

Ein Beispiel für die Gemeinsamkeiten ist das, was bei WLAN als "Beamforming" bezeichnet wird. Damit wird vereinfacht gesagt die Sendeleistung vom Sender auf den Empfänger ausgerichtet und für ihn moduliert. Weil der Sender sich gezielt nach den Anforderungen und Möglichkeiten des Empfängers richtet, wird das Signal stabiler und besser. Das wirkt sich zum Beispiel in geringen Latenzzeiten und weniger Verbindungsabbrüchen aus. Außerdem nutzt Huawei mit der "Smart Antenna Technology" einen aus der 5G-Technologie adaptierten Algorithmus, mit dem nicht nur eine 20 Prozent größereAbdeckung, sondern auch stärkere und gebündeltere Signale als bei herkömmlichen Antennen erreicht werden. Zusammen wird eine vollständige Abdeckung ohne tote Winkel gewährleistet.

AirEngine Access Points von Huawei sind branchenweit die einzigen mit 16 räumlichen Streams. Sie erreichen so eine Datenrate von bis zu 10,75 GBit/s und eine umfassendere, räumliche Abdeckung.
AirEngine Access Points von Huawei sind branchenweit die einzigen mit 16 räumlichen Streams. Sie erreichen so eine Datenrate von bis zu 10,75 GBit/s und eine umfassendere, räumliche Abdeckung.
Foto: Huawei

Ein zweites Beispiel ist die "transparent Failover" genannte Funktion. Im Mobilfunkbereich spricht man diesbezüglich auch von "Roaming". Gemeint ist die vom Nutzer unbemerkt und ohne sein Zutun stattfindende Übergabe von Sendemasten zum anderen, beziehungsweise im WLAN von einem Access Point zum anderen. Wichtig ist das zum Beispiel in der Lagerlogistik, wo der Staplerfahrer seine Arbeitsanweisungen auf einem mobilen Gerät erhält, sich schnell über große Entfernungen bewegt und dennoch immer eine zuverlässige Verbindung benötigt. Huawei nennt seinen Ansatz dafür "SmartRadio Lossless Roaming" und erreicht Latenzzeiten von 10 ms. So ist nicht nur die reibungslose Nutzung von Echtzeit-Büroanwendungen wie Videokonferenzen und Sprachanrufen möglich, sondern können zum Beispiel in der Logistik auch fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) nahtlos und ohne Paketverlust zwischen Access Points wechseln.

5G-powered Wi-Fi 6 von Huawei

Mit Wi-Fi 6 ist das nun problemlos möglich, da das Funksignal automatisch, im Hintergrund übergeben wird. Ein entsprechendes Projekt hat Huawei etwa zusammen mit dem Implementierungspartner abtis bei der Spedition Wackler in Göppingen umgesetzt. Wichtig und erforderlich dafür ist die automatische Kommunikation der Access Points untereinander. Das ist auch eine unerlässliche Voraussetzung dafür, dass VoIP über WLAN richtig funktioniert und endlich akzeptiert wird oder zur künftigen Kommunikation von autonomen Fahrzeugen zum Beispiel in Parkhäusern oder an anderen Orten, wo Mobilfunk nur eingeschränkt verfügbar ist.

Soweit die Standardfunktionen. Huawei als langjähriger Pionier bei Wi-Fi 6 geht in seiner Produktreihe AirEngine Wi-Fi 6 aber noch ein gutes Stück darüber hinaus. Die AirEngine Access Points sind die einzigen mit 16 räumlichen Streams und erreichen so eine Datenrate von bis zu 10,75 GBit/s. Damit ist auch für Services mit hohem Datenaufkommen - wie AR/VR und 4K-Video - genügend Netzwerkleistung vorhanden.

Zusätzliche Verbesserungen bringt bei den AirEngine Access Points von Huawei die Technologie "SmartDynamic Turbo". Sie erkennt dynamisch die aktuellen Anwendungstypen und sorgt für die adaptive Anwendung von Quality-of-Service. Nur dadurch ist die extrem geringe Latenzzeit von 10 ms für Hauptanwendungen, etwa Sprachanwendungen und sogar Echtzeitanwendungen wie Augmented Reality und Virtual Reality möglich.

Bereit für 5G

Weil Wi-Fi 6 technisch viel mit 5 G gemeinsam hat, sind auch kombinierte Netze vergleichsweise leicht implementierbar. Sie bieten dann das Beste aus beiden Welten. Erworben haben die Netzbetreiber 2019 de Lizenzen für 5G in den Frequenzbereichen bei 2 GHz sowie zwischen 3,4 und 3,7 GHz. Die bislang für 3G genutzten Frequenzen bei 700 MHz, für die die Netzbetreiber bereits Lizenzen haben, könnten künftig ebenfalls für 5G genutzt werden. Je nach Frequenzbereich unterscheiden sich dann allerdings die Zellgrößen und der Datendurchsatz. Sie liegen zwischen einer Zellgröße von maximal 10 Kilometern und Datenraten von rund 10 bis 75 MBit/s im Download und 10 bis 25 MBit/s beim Upload bei 700 MHz sowie einer Zellgröße von maximal 3 Kilometern und Datenraten zwischen 200 und 1.000 MBit/s im Download und 100 bis 200 MBit/s beim Upload im Frequenzbereich von 3,4 bis 3,7 GHz.

Für Unternehmen interessant werden mittel- und langfristig zudem die 5G-Frequenzen von 3,7 bis 3,8 GHz und bei 26 GHz interessant. Für sie wurden nämlich keine Nutzungsrechte versteigert, sie können damit ähnlich wie heute die für WLAN genutzten Frequenzen von jedermann lokale und regional genutzt werden. Das bietet Möglichkeiten für regionale Netzbetreiber, kleine und mittlere Unternehmen oder Start-ups, aber auch für Kommunen. Auch hier kann man bei direkter Sicht von einer Zellgröße von 0,3 bis 3 Kilometer, Download-Raten von 200 bis 1.000 MBit/s sowie Upload-Geschwindigkeiten von 100 bis 200 MBit/s ausgehen. Auch im Bereich der 26-GHz-Frequenzen sind lokale Zuteilungen durch die Bundesnetzagentur geplant. Das wird aber noch länger dauern.

Bis sich private 5G-Netze durchsetzen und für eine breite Zahl an Unternehmen erschwinglich sind, wird es sicher noch etwas dauern. Allerdings sollten sie heute schon in jeder langfristigen Netzwerkplanung zumindest als Möglichkeit mit berücksichtigt und nicht durch aktuelle planerische Entscheidungen schon ausgeschlossen werden.

Aufgrund der Ähnlichkeiten bietet sich Wi-Fi 6 als Lösung an, die den Weg zu 5G ebnen kann. Klar ist, dass in den neuen Funknetzen die Verwaltung deutlich komplizierter wird. Mit Wi-Fi 6 und 5G wird quasi jede Firma zu einem Netzbetreiber - und muss dann auch so denken und agieren wir einer. Aber auch da entwickeln sich gerade Lösungen: Etablierte IT-Dienstleister denken bereits darüber nach, wie sie die neuen Netze als Service anbieten können und auch bei den TK-Netzbetreibern gibt es Überlegungen, private 5G-Netze als Service mit zu betreiben.

Erfahren Sie, wie auch Ihr Unternehmen sich mit Wi-Fi-6-Lösungen von Huawei schon heute auf die Zukunft der Netzwerke vorbereitet und welche Möglichkeiten sich in Ihrer Branche durch die Kombination von Wi-Fi 6 und 5G aus einer Hand bieten.