Einige Menschen wundern sich sicher: Mit Wi-Fi 6 gibt es doch bereits eine aktuelle Drahtlostechnik, die für die meisten Anwendungen ausreichen sollte. Der WLAN-Standard ist noch nicht einmal weit verbreitet auf dem Markt, und schon wird über einen weiteren Standard gesprochen. Die Rede ist von Wi-Fi 6E, einer Erweiterung von Wi-Fi 6 (802.11ax).
Der Standard könnte in Zukunft sehr wichtig werden, wenn es um stabile drahtlose Netzwerkkommunikation geht. Wir geben einen Überblick über Wi-Fi 6E und erläutern die Besonderheiten und Vorteile der Technik. Natürlich gibt es auch ein paar Nachteile, etwa die Signaldämpfung durch die noch höheren Frequenzen. Insgesamt wird Wi-Fi 6E in den kommenden Jahren wichtig werden, da ein komplett ungenutztes neues Frequenzspektrum dafür freigemacht wurde.
Was genau ist Wi-Fi 6E überhaupt? Praktisch gesehen verwendet der neue Standard alle vom Standard 802.11ax vorgegebenen Regeln und Funktionsweisen. Allerdings wird mit der Technik ein neuer Frequenzbereich fürs WLAN freigegeben: das untere Spektrum des 6-GHz-Bandes. Daher stammt auch das E in Wi-Fi 6E, das für "extended" oder "erweitert" steht.
Die zusätzlichen Frequenzen bringen zum ersten Mal seit Jahren wieder neue Kapazität für WLAN-Geräte. Zuletzt wurde der Standard 802.11 um 5 GHz erweitert. Das war 1999.
In Deutschland wird das 6-GHz-Band durch die Frequenzbereiche von 5,945 bis 6,425 GHz begrenzt. Darunter werden die in Wi-Fi 6 und dessen Vorgängern definierten 5-GHz-Bänder und 2,4-GHz-Kanäle weiterhin nutzbar sein. Der Standard teilt die im Sommer 2021 von der Bundesnetzagentur zugesprochenen 480 MHz in insgesamt 24 20-MHz-Kanäle ein, ganz nach dem Vorbild von Wi-Fi 6 und anderen WLAN-Standards.
Verdopplung der Geschwindigkeit ist möglich
Ein Vorteil gegenüber dem 5-GHz-Band: Insgesamt 24 dedizierte Kanäle stehen zur Verfügung. Sie können einzeln oder gebündelt zu ihrer vollen Kapazität von Geräten genutzt werden. Im 5-GHz-Band sind es 19 überlappungsfreie Kanäle, bei 2,4 GHz nur drei.
Durch 6 GHz kommen also in der Praxis etwa 1,2 GBit/s an Datenrate zu den bereits vorhandenen 1,1 GBit/s durch 2,4 (150 MBit/s) und 5 GHz (950 MBit/s) dazu, da Wi-Fi-6E-Geräte in allen drei Frequenzbändern parallel funken können. In der Summe sind das 2,3 GBit/s. Die Nettodatenrate basiert auf einer Beobachtung des Netzwerkausstatters Lancom, die von 50 MBit/s netto pro 20-MHz-Channel ausgeht.
Diese werden natürlich nicht von einer einzelnen Anwendung genutzt werden können, da sich die Bandbreite gleichmäßig auf verschiedene Netzwerkteilnehmer aufteilt. Eines kann auch Wi-Fi 6E nämlich nicht ändern: WLAN kommuniziert auf einem Shared Medium. Channel Bonding dürfte mit Wi-Fi 6E aber besser funktionieren. Mehrere 20-MHz-Kanäle können bei Wi-Fi 6E wieder zu breiteren Kanälen zusammengefasst werden - hier zwölf 40-MHz-, sechs 80-MHz oder drei 160-MHz-Channels.
6 GHz weitgehend ungenutzt
Das ist in der Theorie bereits mit anderen WLAN-Standards möglich, bei Wi-Fi 6 (ohne E) auch mit 160 MHz. Allerdings ist das 5-GHz-Band in den meisten Umgebungen nicht leistungsfähig genug, um die Geschwindigkeitsvorteile von 160 MHz wirklich ausnutzen zu können.
Hier kommen die neuen 6-GHz-Kanäle ins Spiel. Es gibt darauf derzeit wenig bis gar keine Störquellen. So könnten in den meisten Fällen theoretisch auch 80 oder 160 MHz große Kanäle ohne große Interferenz genutzt werden. Das ermöglicht eine generell bessere Datenrate für einzelne im WLAN befindliche Clients.
160 MHz nützen in der Praxis auch etwas, das konnte Golem.de bereits beim Test der Fritzbox 7590 mit 160-MHz-Kanälen herausfinden. Im 5-GHz-WLAN fällt es aber nur auf, wenn sehr wenige Geräte im Netzwerk angemeldet sind.
Weitere Störquellen auf 2,4 und 5 GHz
Auf dem 5-GHz-Band und dem 2,4-GHz-Band teilen sich WLAN-Geräte ihr Frequenzband mit anderen möglichen Störquellen. Auf 2,4 GHz arbeiten etwa sehr viele ältere Smart-Home-Geräte wie LED-Lichter, Babyphones und Sensoren.
Das liegt einfach daran, dass 2,4 GHz von fast allen WLANs unterstützt wird - sofern es eingeschaltet ist - und die meisten Sensoren entsprechend auch in möglichst vielen drahtlosen Netzwerken funktionieren. Drahtlose Hardware wie Tastasturen, Mäuse und Headsets arbeiten zudem oft mit Drahtlos-Dongles, die im 2,4-GHz-Bereich funken. Das gilt auch für das Bluetooth-Protokoll, das im 2,4-GHz-Bereich arbeitet.
Auf 5 GHz wirken wesentlich weniger äußere Einflüsse ein, weshalb dieses Frequenzband unter anderem auch für WLAN freigeschaltet wurde. Und trotzdem gibt es auch hier einige externe Störquellen: größtenteils das Wetterradar, welches in Deutschland die oberen Kanäle im 5-GHz-Netz belegt. Diese werden auch vom Militär und der Flugsicherung genutzt.
Solche bevorrechtigten User können andere WLAN-Teilnehmer auf den 5-GHz-Kanälen 52 bis 140 verdrängen. Per DFS (Dynamic Frequency Selection) sollte ein WLAN-Access-Point reservierte Kanäle bei Bedarf freihalten. Im 6-GHz-Bereich existieren diese Störfaktoren allerdings noch nicht, weshalb sich die neuen Frequenzen für Hochleistungsverbindungen eignen.
Ein Nachteil von Wi-Fi 6E ist auch Nachteil von 5-GHz-WLAN: höhere Dämpfung generell. Die Gesetze der Physik gelten eben auch für moderne Funkstandards.
Geringe Durchdringung durch hohe Frequenz
Wi-Fi 6E hält sich auch bei der Sendeleistung an existierende WLAN-Standards mit 5-GHz-Kompatibilität. Geräte dürfen per Definition der Bundesnetzagentur in Deutschland mit maximal 200 mW Leistung funken, was sich vom 5-GHz-Band nicht unterscheidet. Außerdem werden Regeln für Geräte mit sehr geringer Leistung definiert. Diese dürfen maximal mit 25 mW senden.
Obwohl 6-GHz-WLAN in der Theorie wesentlich schneller sein sollte, hat der Frequenzbereich auch Limits. Wie schon bei 5 GHz gegenüber 2,4 GHz dürfte gerade die Dämpfung ein Faktor sein. Hohe Frequenzen durchdringen feste Objekte nicht sehr effizient und reichen in den meisten Fällen weniger weit - auch ohne Hindernisse.
Beim Schritt von 2,4 zu 5 GHz wurde das durch eine höhere Sendeleistung ausgeglichen - 200 Milliwatt im Vergleich zu 100 Milliwatt bei 2,4 GHz. Teilweise ist sogar eine Leistung von 1.000 mW, möglich. Das gilt für die Kanäle UNII-2-Extended im Bereich von 5,470 bis 5,725 GHz. Dieser Bereich ist sowohl für Outdoor-, als auch Indoor-Geräte zugelassen.
Trotzdem reicht das Signal in der Praxis, also etwa in Wohnungen und Büros, meist nicht so weit. 6 GHz hat eine Sendeleistung von 200 mW und sollte noch weniger weit reichen, da die Signalfrequenzen höher liegen. Zudem ist der Standard nur für den Indoor-Einsatz zugelassen. Eine gute Positionierung des Routers ist also für schnelle WLAN-Geschwindigkeiten wichtiger denn je.
Bis Wi-Fi 6E bei einem Großteil an Endgeräten und Access Points etabliert ist, dürfte es noch einige Zeit dauern. Dafür werden spezielle Chipsätze und andere Hardware benötigt, welche das zusätzliche Frequenzspektrum empfangen und auch nutzen können.
Die Zukunft von Wi-Fi 6E
Bisher gibt es nur sehr wenige Endgeräte mit Wi-Fi-6E-Kompatibilität. Weitere werden erst in den kommenden Monaten folgen. Router mit dem neuen Standard sind teure Geräte von Asus (Asus ROG Rapture GT-AXE11000), Netgear (Nighthawk Triband Wi-Fi 6E Router) und TP-Link (TP-Link Archer AX96). Auch das Samsung Galaxy S21 Ultra soll 6 GHz unterstützen. Das gilt auch für das Qualcomm-Referenz-Telefon Snapdragon Smartphone.
Intel stellt etwa auch Netzwerkkarten her, die das Protokoll unterstützen, darunter die AX210 und Killer Wi-Fi 6E AX1675 als M.2-Steckkarten. Broadcom baut das BCM4389 für mobile Geräte, Infineon den Airoc-Chip mit Bluetooth und Wi-Fi 6E. Eine Liste mit vielen kompatiblen Geräten stellt die Wi-Fi Alliance im Netz zur Verfügung.
Wi-Fi 6E verwendet innerhalb der EU ein unlizenziertes Frequenzband. Es ist daher zunächst unwahrscheinlich, dass außerhalb von vielen WLAN-Geräten in einem Netzwerk äußere Störfaktoren das 6-GHz-Spektrum betreffen. Daher könnte sich Wi-Fi 6E schnell als primäres Frequenzband im Bürobereich und dort, wo höhere Datenraten benötigt werden, ausbreiten.
Die Praxis sieht außerhalb von Heimanwendungen wie gesagt meist anders aus.
