WiFi 8 kommt. Die umfassendste technische Erklärung.

In jüngster Zeit hat Intel in einer Whitepaper behauptet, dass Wi-Fi 8 einen großen Fortschritt in der drahtlosen Technologie im Zeitalter der Künstlichen Intelligenz darstellt. Im Gegensatz zu früheren Generationen von Produkten, die hauptsächlich auf die Spitzengeschwindigkeit abzielten, zielt Wi-Fi 8 darauf ab, ein Netzwerk mit ultrahoher Zuverlässigkeit, Intelligenz und situationsbezogener Wahrnehmung sowie eine deterministische Leistung bereitzustellen. Mit der zunehmenden Nachfrage von Verbrauchern und Unternehmen nach stabilen, verzögerungsarmen und hochdurchsatzfähigen Verbindungen erfüllt Wi-Fi 8 diese Anforderungen, indem es die Leistung stabilisiert – auch in Netzwerken mit hoher Belegung wie in Privathaushalten, Büros und Flughäfen oder in mobilen Szenarien.

Indem es kritischen Datenverkehr priorisiert und eine nahtlose Koexistenz mit anderen Technologien wie Bluetooth unterstützt, setzt Wi-Fi 8 einen neuen Standard für drahtlose Zuverlässigkeit. Dies macht einige aufstrebende Anwendungen möglich, wie z. B. drahtlose Spiele und hochwertige virtuelle Meetings, bei denen Zuverlässigkeit und intelligenter Datenverkehrsmanagement von entscheidender Bedeutung sind. Wi-Fi 8 wird vermutlich die Grundlage für zukünftige Verbindungen bilden und allen Benutzern intelligenteres und zuverlässigeres drahtloses Lösungen bieten. Wi-Fi 8 wird auch die Innovation im Bereich der situationsbezogenen Wahrnehmung vorantreiben und Künstliche-Intelligenz-Technologien weit verbreitet anwenden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wi-Fi 8 die Fusion von drahtloser Technologie und Künstlicher Intelligenz ist. Wi-Fi 8 geht nicht nur um Geschwindigkeit, sondern auch um die Bereitstellung von Zuverlässigkeit, Intelligenz und Sicherheit, um die zukünftigen Anforderungen zu erfüllen.

Einführung

Wi-Fi ist die weltweit beliebteste Methode für den Internetzugang. Es ist überall zu finden, von Smartphones und Laptops bis hin zu Fernsehgeräten, intelligenten Haushaltsgeräten und industriellen Sensoren. Nur wenige Technologien haben einen so tiefgreifenden und nachhaltigen Einfluss wie Wi-Fi. Wi-Fi bringt nicht nur Komfort, sondern ist auch eine unverzichtbare Infrastruktur für unser digitales Leben.

Die Entwicklung von Wi-Fi besteht jedoch nicht nur in seiner gesellschaftlichen Verbreitung, sondern auch in seiner ständigen technologischen Weiterentwicklung. Die neueste Generation der Wi-Fi-Technologie auf dem Markt (voraussichtlich Ende 2025 auf den Markt gebracht) ist Wi-Fi 7, das im Dezember 2023 über das Zertifizierungsprogramm des Wi-Fi-Allianz offiziell kommerziell verfügbar wurde. Wi-Fi 7 hat mehrere bedeutende technologische Fortschritte eingeführt, wie z. B. die Unterstützung von breiteren 320-MHz-Kanälen (doppelt so breit wie die von Wi-Fi 6 unterstützten Kanäle), eine höherwertige 4K-QAM-Modulation, erstklassige WPA3-Sicherheitsschutzmaßnahmen und die Multilink-Operation, die es ermöglicht, gleichzeitig auf mehreren Links (z. B. Kanälen) parallel oder synchron zu arbeiten.

Wenn man in die Zukunft blickt, wird die Innovation in den nächsten zehn Jahren um die Nachfrage nach ultrazuverlässigen, deterministischen, sicheren und intelligenten Verbindungen herum kreisen, und diese Anforderungen werden hauptsächlich von Anwendungen getrieben, die von Künstlicher Intelligenz angetrieben werden und große Mengen an Daten verbrauchen und generieren. Diese neuen Anwendungen werden auch das Verhalten der Menschen und die Art und Weise, wie sie Technologie nutzen, verändern.

Hier kommt Wi-Fi 8 ins Spiel: Es ist eine Technologie, die von Grund auf so konzipiert ist, dass sie den sich ständig ändernden Bedürfnissen der Benutzer und den Anforderungen der neuen Generation von intelligenten Anwendungen entspricht, die in Privathaushalten, Unternehmen und anderen Orten weit verbreitet sein werden. Ab Ende 2027 werden voraussichtlich kompatible Wi-Fi 8-Geräte auf den Markt kommen. Wi-Fi 8 basiert auf der IEEE P802.11bn-Standardrevision, soll jedoch Funktionen enthalten, die über die IEEE P802.11bn hinausgehen, wie z. B. die Unterstützung von zukünftigen situationsbezogenen Erlebnissen wie Wi-Fi-Sensierung und Wi-Fi-Nahbereichsmessung.

Im Gegensatz zu Wi-Fi 7, das hauptsächlich darauf abzielt, Geschwindigkeitsrekorde zu brechen, zielt Wi-Fi 8 darauf ab, die drahtlose Verbindung zuverlässiger, stabiler und intelligenter zu machen. Sein Hauptziel ist es, dass Wi-Fi in der realen Welt besser funktioniert – egal, ob in einem belebten Privathaushalt, einer überfüllten Wohnung, einem großen Büro, einem Flughafen oder sogar wenn man unterwegs ist.

Wertversprechen von Wi-Fi 8

Das Wertversprechen von Wi-Fi 8 besteht, wie in Abbildung 1 gezeigt, aus vier Hauptaspekten.

1. Optimierte Netzwerke: Die Netzwerkoptimierung ist das traditionelle Wertversprechen jeder Wi-Fi-Generation. Sie führt neue Funktionen ein, um die Spektraleffizienz zu verbessern, die Latenz zu reduzieren, den Stromverbrauch der Clients zu senken, die Kapazität und/oder die Datenrate zu erhöhen und die Reichweite zu erweitern. Wie später beschrieben wird, definiert Wi-Fi 8 Funktionen, um diesen Aspekt weiter auszubauen, wie z. B. neue Kanalzugangsverfahren, Energiesparmaßnahmen, Modulations- und Codierungsschemata (MCS) und Verfahren zur Erweiterung der Reichweite.

2. Determinismus: Dieser Aspekt begann mit Wi-Fi 7 und wird in Wi-Fi 8 erweitert. Er umfasst Mechanismen, die darauf abzielen, für Wi-Fi-Clients eine konsistente, zuverlässige und deterministische Operation bereitzustellen. In diesem Zusammenhang bedeutet deterministische Operation, dass Daten über eine Wi-Fi-Verbindung mit der erforderlichen Zuverlässigkeit (z. B. 95 %) und innerhalb eines bestimmten Latenzbereichs (z. B. 10 Millisekunden) an eine Anwendung übertragen werden. In Wi-Fi 8 werden einige neue Mechanismen definiert, um die deterministischen Fähigkeiten von Wi-Fi zu verbessern, wie z. B. der prioritätsgesteuerte verteilte Kanalzugang (EDCA) und Koexistenzmechanismen.

3. Stärkere Sicherheit und Privatsphäre: Sicherheit und Privatsphäre sind zu einem Kernthema jeder neuen Wi-Fi-Generation geworden. Wir erwarten, dass Wi-Fi 8 die Privatsphäre von Benutzern und Geräten verbessert, indem es die IEEE 802.11bi-Erweiterungen unterstützt (z. B. die Verschlüsselung des gesamten Assoziierungsprozesses und den Schutz vieler bisher ungeschützter Verwaltungsrahmen). Wi-Fi 8 soll auch sichere Steuerrahmen unterstützen und neue Sicherheitsmechanismen definieren, um ein verzögerungsarmes Roaming zwischen Zugangspunkten (AP) zu ermöglichen.

4. Künstliche-Intelligenz-Unterstützung: Die Fähigkeit, Mechanismen zu unterstützen, die speziell für die Entwicklung von Künstliche-Intelligenz-Anwendungen entwickelt wurden, ist ein völlig neues Wertversprechen, das Wi-Fi 8 mit sich bringt. Neben der Erweiterung des Qualitäts- der-Service (QoS)-Rahmens von Wi-Fi und der Ermöglichung eines flexibleren Ressourcenmanagements wird Wi-Fi 8 auch die Entwicklung neuer Künstliche-Intelligenz-Anwendungen unterstützen, die die vorhandenen Funktionen von Wi-Fi-Geräten nutzen. Genauer gesagt, sind Wi-Fi 8-Geräte sehr gut geeignet, um auf IEEE 802.11bf basierende Wi-Fi-Sensierungsanwendungen und auf IEEE 802.11az basierende Wi-Fi-Nahbereichsmessungsanwendungen zu erstellen, die situationsbezogen und intelligent sind.

Definition von Anwendungsfällen

Wi-Fi 8 zielt darauf ab, die zunehmenden Anforderungen von Verbrauchern und Unternehmen zu erfüllen, indem es ultrahohe Zuverlässigkeit, geringere Latenz und höheren Durchsatz bietet. Die Verbesserungen von Wi-Fi 8 gehen über die reine Geschwindigkeitssteigerung hinaus. Sie machen die drahtlose Verbindung intelligenter, stabiler und zuverlässiger, auch in den anspruchsvollsten Umgebungen. Im Folgenden werden einige Anwendungsfälle vorgestellt, die von den neuen Funktionen von Wi-Fi 8 stark profitieren können.

1. Reaktionsgeschwindigkeit wie bei einer Kabelverbindung: Im privaten Umfeld werden verschiedene Geräte mit unterschiedlichen Wi-Fi-Funktionen vorhanden sein, die nebeneinander funktionieren müssen. Im Jahr 2023 hatte ein typischer US-amerikanischer Haushalt etwa 17 bis 20 Wi-Fi-verbundene Geräte. Es wird erwartet, dass diese Zahl bis Ende dieser Dekade fast verdoppelt werden wird. Viele Geräte werden gleichzeitig Daten austauschen, was zu einer Situation wie in Abbildung 2 führt: Ein High-End-Gaming-PC mit Bluetooth-Kopfhörern, ein Gerät, das ein virtuelles Meeting durchführt, Internet der Dinge (IoT)-Geräte und einige ältere Smartphones teilen sich dasselbe Netzwerk. Die Hauptvorteile von Wi-Fi 8 in diesem Szenario:

Datenverkehr, der auf Latenz empfindlich ist (z. B. Spiel- und virtuelle-Meeting-Datenverkehr), erhält die höchste Priorität.

Alle Geräte können harmonisch zusammenarbeiten und auch gut mit Bluetooth-Geräten koexistieren.

Selbst wenn das Netzwerk stark ausgelastet ist, kann man ein reibungsloses Spielerlebnis wie bei einer Kabelverbindung genießen.

„Totzonen“ werden Geschichte sein. Das Wi-Fi-Signal wird eine größere Reichweite haben und mehr Geräte verbinden können.

Moderne Häuser sind voller intelligenter Geräte – Thermostate, Kameras, Sensoren und Unterhaltungssysteme – die alle eine zuverlässige und ständige Netzwerkverbindung benötigen. Wi-Fi 8 kann eine stabile Verbindung auch am Rand der Reichweite aufrechterhalten und unterstützt mehr Geräte, die gleichzeitig verbunden sind, was es zur idealen Wahl für Smart Homes macht.

2. Unternehmensanwendungen: Unternehmensanwendungsfälle (wie in Abbildung 3 gezeigt) zeichnen sich in der Regel durch eine hohe Dichte von Geräten und Zugangspunkten (AP) aus, wie z. B. in Flughäfen, Konferenzzentren und Sportstadien. In einer solchen Umgebung ist Netzwerküberlastung aufgrund der großen Anzahl von Geräten, die verschiedene drahtlose Technologien nutzen und das lizenzfreie Spektrum belegen, sehr häufig. Dies führt zu Verbindungsabbrüchen und Leistungseinbußen. Wi-Fi 8 kann Tausenden von gleichzeitig aktiven Benutzern und Geräten eine stabile Verbindung bieten und somit reibungsloses Streaming, schnelle Webseitenzugriffe und ununterbrochene Kommunikation gewährleisten. Die Hauptvorteile von Wi-Fi 8 umfassen:

APs arbeiten zusammen, um Ressourcen zu verteilen und Störungen zu reduzieren.

Der Stromverbrauch der Clients wird verringert, was die Akkulaufzeit der Geräte verlängert.

Die Video- und Sprachqualität aller Benutzer kann verbessert werden, ohne dass zusätzliche APs installiert werden müssen.

Wenn Benutzer in einem großen Bürogebäude herumgehen oder zwischen APs in einem Unternehmen wechseln, können die Verbesserungen von Wi-Fi 8 bei der Roamingzuverlässigkeit und der Latenz Verbindungsabbrüche reduzieren. Dies ist besonders wichtig für Echtzeitanwendungen (z. B. industrielle Roboter, die auf einer Werkshalle bewegt werden, Sprach- und Videotelefonate), da selbst kurzzeitige Verbindungsabbrüche die Benutzererfahrung beeinträchtigen können.

3. Künstliche-Intelligenz-unterstützte situationsbezogene Wahrnehmung: Dies ist eine neue Art von Anwendungsfall, der durch die Verbreitung von Wi-Fi 8 vorangetrieben werden wird. Stellen Sie sich, wie in Abbildung 4 gezeigt, ein Meetingraum vor: Ein Referent streamt eine Präsentation in Echtzeit über Wi-Fi 8 an die anwesenden Teilnehmer vor Ort und online und zeigt gleichzeitig Folien. Mit einfachen Gesten kann der PC oder das Meeting-System die Anweisungen des Referenten mithilfe der Wi-Fi-Sensierungstechnologie erfassen und die Präsentation steuern. Wenn ein neuer Referent an den Podium tritt, können ihre PCs automatisch und sicher die Entfernung zueinander mithilfe von Wi-Fi messen und beiden Benutzern einen Hinweis geben, ob die Kontrolle über die Bildschirmfreigabe an den nächsten Referenten übertragen werden soll. Wenn der Referent den Podium oder den Meetingraum verlässt, trennt sich sein PC automatisch von dem Meeting-System gemäß einer voreingestellten Geofence. Die Hauptvorteile von Wi-Fi 8 umfassen:

Automatische Nahbereichsmessung für ein nahtloses Beitreten von Geräten zu einem Meeting.

AI-Modelle nutzen die Wi-Fi-Sensierungstechnologie, um Gesten zu erkennen, die Raumbelegung und die Anwesenheit von Geräten zu bestimmen.

Geräte können automatisch einem Meeting beitreten oder es verlassen, je nachdem, ob der Benutzer online ist.

4. Immersives Echtzeit-XR-Zusammenarbeiten: In diesem Szenario arbeiten Kollegen über immersive XR-Systeme remotely zusammen. Die Geräte sind drahtlos mit einem Zugangspunkt (AP) oder einem PC verbunden, wie in Abbildung 5 gezeigt. Die Deterministik der Datenübertragung ist für ein reibungsloses Benutzererlebnis von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn das XR-System in einem Bereich mit Wi-Fi-Infrastruktur betrieben wird. Die Hauptvorteile von Wi-Fi 8 umfassen:

Deterministische geringe Latenz und hohe Wi-Fi-Kapazität sorgen für eine Echtzeitreaktion.

Die Planung mehrerer APs ermöglicht eine effiziente Koordination der Geräte.

Sensoren (z. B. mithilfe von Wi-Fi-Sensierung und Vision) unterstützen die Ganzkörperverfolgung und -interaktion, um ein reibungsloses XR-Erlebnis zu ermöglichen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wi-Fi 8 so konzipiert ist, dass es die Robustheit und Effizienz von drahtlosen Netzwerken verbessert, insbesondere in Szenarien, in denen Zuverlässigkeit, Reichweite und stabile Leistung von entscheidender Bedeutung sind. Seine Vorteile werden sich auf den täglichen privaten Gebrauch, das Unternehmensmanagement, die intelligente Infrastruktur und verschiedene aufstrebende Anwendungen erstrecken, die höhere Anforderungen an die drahtlose Technologie stellen.

Technische Übersicht

Um sein Wertversprechen zu erfüllen und die erwarteten Anwendungsfälle zu unterstützen, hat Wi-Fi 8 eine Reihe von neuen Funktionen