Wi-Fi 8 ist wie ein erfahrener Fahrer.

Am 4. August gab Qualcomm China offiziell bekannt, dass der IEEE802.11bn-Standard voraussichtlich 2028 fertiggestellt werden wird und die Grundlage für Wi-Fi 8 bilden wird.

Im Artikel gab Qualcomm China eine Vorausschau über die Hauptmerkmale, Definitionen und Infrastruktur von Wi-Fi 8: Das Ziel von Wi-Fi 8 ist es, in komplexen realen Umgebungen vorrangig eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten, und es kann auch in Szenarien mit Netzwerküberlastung, Störanfälligkeit und hoher Mobilität eine hervorragende Verbindung bieten.

Man kann nicht anders, als zu bedauern, dass die Wettbewerbsintensität im Wi-Fi-Bereich unglaublich hoch ist. Viele Menschen haben noch nicht einmal Wi-Fi 7 genutzt, und schon beginnen die großen Unternehmen, über Wi-Fi 8 nachzudenken.

Außerdem konzentrieren sich Wi-Fi 6 und Wi-Fi 7 hauptsächlich auf Parameter wie Netzwerkgeschwindigkeit, Frequenzband und Bandbreite, während Wi-Fi 8 diesmal auf Stabilität und Zuverlässigkeit abzielt.

Was bedeutet diese Richtungsänderung? Wie sieht die Marktanwendung von Wi-Fi 7 derzeit aus? Wird Wi-Fi 8 in Zukunft eine Upgradeschritt für Wi-Fi 7 sein oder neue Anwendungsgebiete erschließen?

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Von Wi-Fi 1 bis Wi-Fi 7

Seit der ersten Standardisierung der drahtlosen Netzwerktechnologie im Jahr 1997 hat es sieben große Aktualisierungen gegeben. Die Benennungen von "Wi-Fi 1" bis "Wi-Fi 7" sind eine vereinfachte Namensgebung, die die Branche verwendet, um es den Verbrauchern leichter zu machen, die Technologie zu verstehen. Sie entsprechen tatsächlich den 802.11-Serien-Standards für drahtlose LANs, die von der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) festgelegt wurden.

Jede Generation von Wi-Fi entspricht einer Unterversion von 802.11. Mit der Weiterentwicklung der Versionen ändern sich Geschwindigkeit, Frequenzband, Stabilität und Sicherheit erheblich.

Wi-Fi 1 (802.11b), als der erste weit verbreitete kommerzielle Wi-Fi-Standard, wurde 1999 eingeführt und ermöglichte den grundlegenden drahtlosen Netzwerkzugang. Es arbeitet im 2,4-GHz-Frequenzband und hat eine theoretische maximale Geschwindigkeit von 11 Mbps. Allerdings ist seine Geschwindigkeit relativ niedrig, und das 2,4-GHz-Frequenzband ist anfällig für Störungen durch andere Haushaltsgeräte. Die Sicherheit war auf WEP-Verschlüsselung beschränkt und ist heute veraltet.

Wi-Fi 2 (802.11a) wurde im gleichen Zeitraum wie 802.11b veröffentlicht, aber es verfolgte einen anderen technologischen Ansatz. Es nutzte das weniger gestörte 5-GHz-Frequenzband und die effizientere OFDM-Technologie und bot eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von bis zu 54 Mbps. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften des 5-GHz-Signals war seine Reichweite und Durchdringungskapazität geringer als die des 2,4-GHz-Signals. Hinzu kam, dass die Kosten der frühen Geräte hoch waren, was seine Verbreitung weit hinter 802.11b zurückließ.

Der Wi-Fi 3 (802.11g)-Standard wurde 2003 eingeführt und kombinierte effektiv die Vorteile der beiden vorherigen Generationen. Es wandte die OFDM-Technologie von 802.11a auf das weit verbreitete 2,4-GHz-Frequenzband an und erreichte eine Geschwindigkeit von 54 Mbps, die mit der von 802.11a vergleichbar war, und gleichzeitig war es rückwärtskompatibel mit 802.11b-Geräten. Diese Eigenschaft machte es schnell zum Marktführer und trug zur Verbreitung von Heimnetzwerken bei.

Wi-Fi 4 (802.11n) markierte einen großen Durchbruch in der Wi-Fi-Leistung. Dieser Standard führte erstmals die MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)-Technologie ein, die mehrere Antennen nutzt, um Daten gleichzeitig zu senden und zu empfangen. Dies erhöhte die Durchsatzleistung und die Stabilität der Verbindung erheblich, und die theoretische maximale Geschwindigkeit betrug bis zu 600 Mbps. Es war auch der erste Standard, der das 2,4-GHz- und 5-GHz-Frequenzband unterstützte und so zuverlässige Unterstützung für Anwendungen mit hoher Bandbreite wie HD-Video-Streaming und Online-Spiele bot.

Der Wi-Fi 5 (802.11ac)-Standard wurde 2013 veröffentlicht und konzentrierte sich auf die Verbesserung der Leistung im 5-GHz-Frequenzband. Durch die Unterstützung breiterer Kanalbandbreiten (z. B. 80 MHz und 160 MHz) und die Einführung effizienterer Modulationsverfahren (256-QAM) erhöhte es die Übertragungsgeschwindigkeit weiter, und der theoretische Wert betrug bis zu 6,9 Gbps. Noch wichtiger war die Einführung der MU-MIMO (Multi-User MIMO)-Technologie, die es dem Router ermöglicht, gleichzeitig an mehrere Geräte Daten zu senden und so die Netzwerkeffizienz in Szenarien mit mehreren verbundenen Geräten verbessert, um den höheren Anforderungen von 4K-Video-Streaming zu entsprechen.

Wi-Fi 6 (802.11ax) wurde 2019 eingeführt, und seine Entwicklung konzentrierte sich nicht mehr nur auf die Erhöhung der Spitzengeschwindigkeit, sondern auf die Optimierung der Gesamteffizienz und Kapazität des Netzwerks. Die Schlüsseltechnologie OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) kann den drahtlosen Kanal in kleinere Ressourceneinheiten aufteilen und diese mehreren Geräten gleichzeitig zuweisen, wodurch die Latenz und Konflikte in Umgebungen mit einer hohen Geräteanzahl erheblich reduziert werden. Darüber hinaus reduziert die TWT (Target Wake Time)-Technologie effektiv den Stromverbrauch von IoT (Internet of Things)-Geräten.

Wi-Fi 7 (802.11be), als die neueste Generation von Standards, wird seit 2024 schrittweise kommerziell eingesetzt und soll die Anforderungen zukünftiger fortschrittlicher Anwendungen erfüllen. Zu seinen Kerninnovationen gehören die Unterstützung von 320-MHz-Überbreitkanälen, die Verwendung des effizienteren 4096-QAM-Modulationsverfahrens und die revolutionäre MLO (Multi-Link Operation)-Technologie. MLO ermöglicht es Geräten, gleichzeitig auf mehreren Frequenzbändern Datenverbindungen aufzubauen und zu nutzen, was eine Geschwindigkeitsaggregation oder nahtlose Umschaltung ermöglicht und so eine extrem hohe Durchsatzleistung und eine sehr geringe Latenz bietet. Diese Eigenschaften machen es in der Lage, Anwendungen wie 8K-Video-Streaming, AR/VR, Cloud-Spiele und industrielle Automatisierung zu unterstützen, die sehr hohe Anforderungen an die Netzwerkleistung stellen.

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Wi-Fi 7, etwas problematisch

Derzeit ist die Marktlage von Wi-Fi 7 noch nicht eindeutig. Rückblickend gesehen ist der Nutzen von Wi-Fi 6 noch weit davon entfernt, ausgeschöpft zu sein, und Wi-Fi 8 rückt bereits näher. Der Kommerzialisierungsprozess von Wi-Fi 7 schreitet zwar Schritt für Schritt voran, aber es gibt auch große Zweifel darüber, ob es wirklich praktikabel ist.

Auf der positiven Seite beschleunigt sich seit der Öffnung der Zertifizierung im Januar 2024 der kommerzielle Einsatz von Wi-Fi 7 weltweit. Daten von Omdia zeigen, dass bis zum ersten Quartal 2025 23 % der globalen Telekommunikationsanbieter ihren Kunden Wi-Fi 7-bezogene Produkte und Dienstleistungen angeboten haben. Gleichzeitig decken die Wi-Fi 7-Chips internationaler Giganten wie Qualcomm und Broadcom die gesamte Spektrum von 3 Gbit/s bis 10 Gbit/s ab und können die unterschiedlichen Bandbreitenanforderungen von Verbrauchern bis hin zu Unternehmen erfüllen und so die Herstellung von Endgeräten stabil unterstützen. Counterpoint prognostiziert, dass der globale Markt für Wi-Fi-Chips im Jahr 2025 um 12 % im Vergleich zum Vorjahr wachsen wird, wobei der Anteil von Wi-Fi 6-, Wi-Fi 6E- und Wi-Fi 7-Geräten 43 % betragen wird.

In Bezug auf das Produktökosystem gibt es bereits verschiedene Wi-Fi 7-Geräte auf dem Markt. Hersteller wie Huawei, H3C und Ruijie Networks haben AP-Produkte für verschiedene Umgebungen entwickelt. Im Verbrauchermarkt für Router sind bereits mehr als zehn Produkte erhältlich, und der Preisbereich ist relativ breit. Gleichzeitig beginnen auch die führenden Flaggschiffsmobile, Wi-Fi 7-Funktionen zu integrieren, was die Hardwarebasis für die technologische Anwendung bietet.

In Bezug auf die konkrete Anwendung wird Wi-Fi 7 bereits in mehreren Schlüsselbereichen wie Medizin, Verkehr, Fertigung und großen Gebäuden getestet. Beispielsweise nutzt die Peking Union Medical College Hospital Wi-Fi 7, um die Echtzeitübertragung von Operationsrobotern und 4K-medizinischen Bildern zu unterstützen. In großen Verkehrsknotenpunkten wie dem Shanghai Hongqiao Bahnhof kann das Netzwerk eine stabile Durchsatzleistung von über 1 Gbps für Hochdefinition-Überwachung und Reisenden-Roaming bieten. In intelligenten Fertigungshallen wird die MLO-Technologie eingesetzt, um die stabile Steuerung von AGV (Automated Guided Vehicle)-Fahrzeugen zu gewährleisten. Darüber hinaus haben die China Film Studio und einige Hochschulen durch die massenhafte Installation von AP die professionellen Anforderungen an Hochdefinition-Produktion und Hochdichte-Lehre erfüllt.

Allerdings hat Wi-Fi 7 auch seine eigenen Probleme.

Zunächst kommt die wichtigste Einschränkung von der Beschränkung der Frequenzressourcen. Derzeit hat China noch nicht das 6-GHz-Frequenzband offiziell für die Wi-Fi-Nutzung zugeteilt, was direkt dazu führt, dass der revolutionärste 320-MHz-Überbreitkanal von Wi-Fi 7 nicht aktiviert werden kann. Daher wird die maximale Leistung von Wi-Fi 7-Geräten, die auf dem chinesischen Markt verkauft werden, eingeschränkt. Im Vergleich zu hochwertigen Wi-Fi 6-Geräten ist die Verbesserung der tatsächlichen Übertragungskapazität begrenzt, und es ist schwierig, einen "Erfahrungsunterschied" zu schaffen, der die Benutzer dazu bringt, sich in großem Umfang auf das neue Gerät umzustellen. Dies schwächt im Grunde die Kernattraktivität von Wi-Fi 7 auf dem Verbrauchermarkt.

Zweitens bilden das Ökosystem und die Kosten Hindernisse für die Verbreitung. Einerseits sind einige Kerntechnologien von Wi-Fi 7 in der gegenwärtigen Phase noch nicht vollständig reif. Beispielsweise gibt es immer noch Probleme mit der Endgerätekompatibilität bei der MLO-Technologie, und die 4096-QAM-Hochstufen-Modulationstechnologie erfordert eine sehr hohe Signalqualität, und ihre tatsächliche Wirkung hängt von der Entfernung zwischen Endgerät und AP ab. Andererseits sind die Herstellungskosten von Wi-Fi 7-Geräten noch höher als die der Vorgängerprodukte. Unter der Voraussetzung, dass die Leistungserfahrung keine revolutionäre Verbesserung zeigt, ist die Bereitschaft der meisten Benutzer, höhere Anschaffungskosten für begrenzte Verbesserungen zu zahlen, gering. Da Wi-Fi 6-Endgeräte immer noch einen erheblichen Anteil auf dem Markt haben, benötigt die gleichzeitige Aktualisierung von Geräten und Netzwerken einen Übergangsphase, was den Kommerzialisierungsprozess weiter verlangsamt.

Drittens ist die Installationsumgebung ein großes Problem für Wi-Fi 7. Branchenexperten haben darauf hingewiesen, dass die echten technologischen Vorteile von Wi-Fi 7 hauptsächlich in Unternehmens- und Industrieanwendungen mit sehr hohen Netzwerkleistungsanforderungen wie der Zusammenarbeit mehrerer Geräte in intelligenten Fabriken, der Echtzeitübertragung von Daten in der Telemedizin und der Interaktion mit großem Datenverkehr und geringer Latenz von XR-Geräten zum Vorschein kommen. Allerdings stoßen Unternehmen bei der Installation von Wi-Fi 7 in diesen professionellen Umgebungen oft auf drei praktische und kostspielige Fehler: Erstens wird die Aktualisierung des drahtgebundenen Backbone-Netzwerks vernachlässigt. Alte Switches und Kabel können nicht mit der hohen Durchsatzleistung von Wi-Fi 7 mithalten und werden so zum Engpass. Zweitens wird der Strombedarf in schwierigen Umgebungen vernachlässigt. Das Fehlen kompatibler Stromversorgungsgeräte führt dazu, dass die Leistung des AP sinkt oder sogar ausfällt. Drittens wird die komplexe RF (Radio Frequency)-Umgebung in der Industrieumgebung vernachlässigt. Metallstrukturen und Maschinen haben eine enorme Störung auf das Signal, und ohne professionelle RF-Planung wird die Netzwerkstabilität stark beeinträchtigt.

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Wi-Fi 8, anders

Qualcomm hat angegeben, dass das Ziel von Wi-Fi 8 es ist, noch einen Schritt weiter zu gehen, nicht nur Wi-Fi 7 zu übertreffen, sondern auch in den anspruchsvollsten Szenarien eine messbare Leistungssteigerung zu erreichen. Laut dem IEEE-Scope-Dokument wird Wi-Fi 8 Folgendes bringen:

Eine Steigerung der Durchsatzleistung um mindestens 25 % in komplexen Signalumgebungen.

Eine Reduzierung der Latenz um 25 % am 95. Perzentil der Latenzverteilung.

Eine Reduzierung der Paketverluste um 25 %, insbesondere beim Roaming zwischen Zugangspunkten.

Aus der Analyse des vorherigen Teils kann man sehen, dass das Dilemma von Wi-Fi 7 in hohem Maße darauf zurückzuführen ist, dass seine fortschrittlichen Technologien in Szenarien mit Überlastung, Störungen und mehreren beweglichen Geräten stark an Leistung verlieren. Wi-Fi 8 versucht dagegen, durch die Einführung eines ganzheitlichen intelligenten Koordinierungsmechanismus die Arbeitsweise des Netzwerks zu ändern und so diese Probleme zu lösen.

Die Multi-Zugangspunkt-Koordinierungstechnologie von Wi-Fi 8 ermöglicht es mehreren AP, die zuvor miteinander konkurrierten, zusammenzuarbeiten. Durch die intelligente Abstimmung der Sendeleistung und die gemeinsame Anpassung der Signalstrahlen wird die gegenseitige Störung minimiert und die tatsächliche Durchsatzleistung des gesamten Netzwerks verbessert.

Darüber hinaus hat Wi-Fi 8 zur Lösung der Effizienz- und Fairnessprobleme bei der Ressourcenzuordnung auch einen feineren Scheduling-Mechanismus eingeführt, der hohe Prioritätssaufgaben gewährleistet und gleichzeitig die Netzwerkstörungen von Anwendungen mit niedriger Priorität vermeidet. In Bezug auf die Mobilität stellt das Konzept des "einzelnen Mobilitätsbereichs" von Wi-Fi 8 sicher, dass Geräte nahtlos zwischen verschiedenen AP roam können und die Verbindungskontinuität gewährleistet wird.

Diese technologischen Innovationen machen die Wertpositionierung von Wi-Fi 8 von den Vorgängerstandards grundlegend unterschiedlich, und seine Anwendungsgebiete erstrecken sich von der normalen Verbraucherebene bis hin zu Bereichen mit sehr hohen Netzwerkansprüchen, insbesondere in den folgenden drei Szenarien zeigt es ein großes Potenzial: