„Ultrahohe Zuverlässigkeit“ Kernfeatures des kommenden Wireless-Standards Wi-Fi 8

Anbieter zum Thema

MediaTek Wireless Limited

FAULHABER Antriebssysteme

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Die ersten Geräte nach dem Standard Wi-Fi 7 erscheinen derzeit im Handel, doch eine Task Group der Wi-Fi Alliance arbeitet bereits am Nachfolger: Statt auf verbesserte Datenübertragungsraten zu setzen soll der Nachfolger IEEE802.11bn oder Wi-Fi 8 in erster Linie „ultrahohe Zuverlässigkeit“ (Ultra High Reliability; UHR) bieten. Erste Prototypen-Chips wurden bereits produziert.

Die Wi-Fi-Protokolle der nächsten Generation werden wie gewohnt von langer Hand vorbereitet: Der Standard Wi-Fi 7 der Wi-Fi Alliance, auch 802.11be, trat im September 2024 offiziell in Kraft; seitdem sind auch erste Router und andere Produkte mit dem neuen Protokoll auf dem Endgerätemarkt verfügbar. Die ersten Chips, die den Wi-Fi-7-Standard ermöglichten, waren bereits seit 2022 verfügbar. Da ist es nicht verwunderlich, dass sich die Wi-Fi-Alliance bereits für die nächste Konnektivitätsgeneration in Stellung bringt: Der nächste Standard IEEE802.11bn oder Wi-Fi 8 wird derzeit in einer Task Group erarbeitet. Zu den federführenden Unternehmen dieser Arbeitsgruppe zählen Qualcomm, NXP, Intel und Mediatek, ferner sind auch Huawei und Interdigital an der Ausarbeitung beteiligt.

In einem Whitepaper von Mediatek zum kommenden Wi-Fi 8 hat das taiwanische Unternehmen nun bereits einen ersten Prototypen sowie erste Spezifikationsziele des künftigen Wireless-Standards ausgeführt. Bisherige Ziele der Wi-Fi-Standards der nächsten Generation war die Verbesserung der Bandbreite; Endgeräte nach Wi-Fi 7 bringen es beispielsweise auf eine Datendurchsatzrate von bis zu 23 GByte/sek.

Daran soll sich auch im nächsten Standard nichts ändern: Auch bei IEEE802.11bn sollen maximal 8 PHY-Layer zu je 2.880MB/sek mit einem Gesamtdurchsatz von ca 23 GByte/sek zum Einsatz kommen. Wi-Fi 8 hingegen werde sich vielmehr auf Signalstärke und - zuverlässigkeit fokussieren und Kernpunkte adressieren. Dazu zählen unter anderem die Koordinierung von Access Points oder die Koordinierung der speziellen Wiederverwendung (coordination of special reuse, Co-SR). Ziel ist es, den praktischen Datendurchsatz um 25 Prozent zu erhöhen und zugleich Latenzzeiten ebenso um 25 Prozent zu verringern: Unter dem Schlagwort „ultrahohe Zuverlässigkeit“ (Ultra High Reliability; UHR) ist es damit das Ziel, Reaktionszeiten und Stabilität der Wi-Fi-Netze bei hohen Datenraten zu verbessern.

Bessere Koordination verbundener Geräten für zuverlässig hohe Datenraten

Wie Mediatek in seinem Whitepaper ausführt, hat das Unternehmen Co-SR für das beliebteste Wi-Fi-Mesh-System implementiert: Einem System aus je einem Control-Access-Point und einen Agent-Access-Point. Vorläufige Tests hätten demnach gezeigt, dass Co-SR den Gesamtdurchsatz des Systems um 15 bis 25 Prozent steigern kann. Durch die gemeinsame Steuerung der Sendeleistung und die Auswahl der Übertragungsrate werde die Kapazität des Spektrums erhöht.

Um Interferenzen zu minimieren und dadurch eine bessere durchgängige Stabilität bei gleichzeitig hohen Datenraten zu erreichen kommt Coordinated Beamforming (Co-BF) zum Einsatz. Hierbei werden Zugangspunkte, die vorhanden aber für den aktiven Datenaustausch unerheblich sind, ausgeblendet. In dem im Whitepaper beschriebenen Prototypen-Chip nach Mediateks eigener Filogic-Reihe an Wi-Fi-Halbleitern konnte dadurch in einem Mesh-Netzwerk die zuverlässige Reichweite laut Unternehmensangaben von 20 Prozent auf 50 Prozent gesteigert werden. Diese Verbesserung des Durchsatzes ist besonders wertvoll in Umgebungen mit hohen Datenraten und effizientem Spektrum in überfüllten städtischen Gebieten und im Einzelhandel mit vielen Zugangspunkten.

Als ein weiteres Feature hebt das Mediatek-Whitepaper die dynamische Spektrumsoptimierung (DSO) sowie Non-Primary Channel Access hervor. Diese Funktionen wurden entwickelt, um die Leistung zu optimieren, wenn die Anzahl der Streams und die Kanalbandbreiten zwischen den Geräten nicht übereinstimmen. So muss sich beispielsweise ein Access Point 320 MHz Bandbreite bei der Kommunikation mit einem Client mit 80 MHz Bandbreite auf die geringere Datendurchsatzrate beschränken: 75 % der potentiellen Übertragungsfähigkeit bleiben ungenutzt, selbst wenn sich weitere Zugangspunkte im selben Netz befinden. Mit Dynamic Spectrum Optimization (DSO) soll dieses Problem wirksam lösen, indem Geräte mit geringeren Datendurchsatzraten einen eigenen Unterkanal im Mesh-Netzwerk zugewiesen bekommen. Non-Primary Channel Access (NPCA) zielt darauf ab, Szenarien zu lösen, in denen der primäre Kanal nicht verfügbar ist, so dass die Kommunikation zwischen dem AP und dem Client über einen nicht-primären Kanal erfolgen kann.

Das Whitepaper befasst sich mit den Kernfunktionalitäten des in Ausarbeitung befindlichen Wi-Fi-8-Standards; andere Maßnahmen oder Forschungen zur Verbesserung von Reichweite oder Energieeffizienz in Wireless-Netzwerken werden nicht näher berücksichtigt, die aber möglicherweise die weitere Entwicklung der IEEE802.11xx-Standards weiter beeinflussen könnten. Dazu gehören unter anderem Themen wie Integrierte Millimeterwellen (IMMW) sowie Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen.

Erste Chips nach IEEE802.11bn-Standard könnten laut Mediatek-Roadmap ab Ende 2026 zur Verfügung stehen. Bis Ende 2028 könnten im Rahmen des üblichen Vier-Jahre-Entwicklungszyklus die ersten Endgeräte auf dem Markt erscheinen, bis schließlich bis 2029 die Zertifikation abgeschlossen sein dürfte.(sg)

(ID:50241003)