Neue Wi-Fi-Standards werden inzwischen in so raschen Folgen veröffentlicht, dass es selbst Netzwerkexperten schwerfällt, die Unterschiede zwischen Wi-Fi 5, Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E zu benennen. Und jetzt zieht bereits Wi-Fi 7 am WLAN-Horizont auf. Das sogenannte Wi-Fi 7 der IEEE-802.11be-Arbeitsgruppe wird der nächste Wi-Fi-Standard und soll im Jahr 2024 stehen. Wi-Fi 7 verspricht Geschwindigkeiten von bis zu 46 GBit/s und wäre damit fast fünfmal so schnell wie Wi-Fi 6. Darüber hinaus verspricht der neue Standard eine geringere Latenzzeit. Wi-Fi 7 soll eine höhere Spektrumseffizienz, eine höhere Energieeffizienz, eine bessere Interferenzminderung, eine höhere Kapazitätsdichte und eine höhere Kosteneffizienz bieten.

Wi-Fi 7 verdoppelt die maximale Kanalgröße von 160 MHz auf 320 MHz, wodurch sich der Durchsatz auf einen Schlag verdoppelt. Der neue Standard bietet außerdem die Flexibilität, dass sich ein Netzwerk je nach Anwendungsanforderungen entweder mit zwei 160-MHz-Kanalsätzen oder einem Kanal mit 320 MHz betreiben lässt. Daneben erhöht Wi-Fi 7 die Anzahl der räumlichen Streams von acht auf 16, wodurch sich auch der Durchsatz verdoppelt. Die MU-MIMO-Technologie (Multiple-User, Multiple-Input, Multiple-Output) teilt die verfügbare Bandbreite in separate Streams auf, die sich die Verbindung gleichmäßig teilen. MU-MIMO reduziert die Überlastung, die entsteht, wenn mehrere Endgeräte gleichzeitig auf das drahtlose Netzwerk zugreifen wollen. Darüber hinaus unterstützt MU-MIMO bidirektionale Funktionen, sodass der Router gleichzeitig Daten empfangen und senden kann. Bei Wi-Fi 5 war MU-MIMO auf Downlink-Übertragungen beschränkt.

Um die Durchsatzraten noch weiter zu erhöhen, verwendet WiFi 7 ein Modulationsverfahren höherer Ordnung: 4096-QAM. Die Erhöhung der quadratischen Amplitudenmodulation (QAM) von 1024-QAM auf 4096-QAM soll den Durchsatz noch einmal um 20 Prozent steigern. So kommen wir von 9,6 GBit/s in Wi-Fi 6 auf 46 GBit/s in Wi-Fi 7.

Durch den Multi-Link-Betrieb (MLO) können Geräte zudem gleichzeitig über alle verfügbaren Bänder (2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz) und Kanäle senden und empfangen. Dies verbessert die Leistung, verringert die Latenzzeit und erhöht die Zuverlässigkeit. Datenströme lassen sich vorab bestimmten Kanälen auf der Grundlage von Anwendungs- oder Geräteanforderungen zuweisen, was insbesondere in IoT-Umgebungen nützlich ist. Alternativ kann das Netzwerk so konfiguriert werden, dass es das Frequenzband mit der geringsten Überlastung dynamisch und in Echtzeit auswählt und Daten über diesen Kanal sendet.

Einige Kanäle können in Netzwerken mit hoher Dichte extrem ausgelastet sein, was dazu führt, dass WLAN-Geräte auf eine Kanalbandbreite von 20 MHz begrenzt werden. Um dieses Problem zu lösen, definierte bereits Wi-Fi6 den Mechanismus der Präambelpunktierung (Preamble Puncturing). Dies ermöglicht einem Access Point (AP), Daten auf einem "punktierten" 80-MHz- oder 160-MHz-Kanal zu übertragen, wenn die sekundären 20-MHz-Kanäle belegt sind. Durch die Bindung nicht zusammenhängender verfügbarer Kanäle, die nicht der belegte Sekundärkanal sind, verhindert die Preambel-Puncturing-Funktion, dass die Bandbreite halbiert wird. Ist beispielsweise ein sekundärer 20-MHz-Kanal belegt, stehen der primäre 20-MHz- und der sekundäre 40-MHz-Kanal weiterhin für die Datenübertragung zur Verfügung. Dies verbessert die Spektrumseffizienz um bis zu 300 Prozent im Vergleich zum herkömmlichen Channel Bonding, bei dem nur der primäre 20-MHz-Kanal weiter funktioniert.

Bei früheren Wi-Fi-Standards nahm jeder Zugangspunkt unabhängig voneinander Verbindungsanfragen von Endpunkten an und leitete den Datenverkehr zu diesem Endpunkt hin und her. Der Multi-AP-Betrieb schafft eine maschenartige Konfiguration, in der benachbarte APs koordiniert zusammenarbeiten, um die Nutzung des Spektrums und der Ressourcen zu verbessern. Der Multi-AP-Betrieb lässt sich so programmieren, dass eine Gruppe von APs ein Subsystem bildet, in dem der Kanalzugriff und die Übertragungspläne eng koordiniert werden können.

Wi-Fi 7 unterstützt dabei das Time-Sensitive Networking (TSN). Unter diesen Oberbegriff fällt eine Reihe von Standards, an denen die Time-Sensitive-Networking-Task-Group innerhalb der IEEE-802.1-Arbeitsgruppe arbeitet. Diese Spezifikationen sorgen für niedrige Latenzzeiten und erhöhte Zuverlässigkeit, indem die folgenden drei Teilstandards genutzt werden:

- Zeitsynchronisation: Alle teilnehmenden Geräte benötigen ein gemeinsames Verständnis der Zeit.

- Scheduling und Traffic Shaping: Alle teilnehmenden Geräte arbeiten bei der Bearbeitung und Weiterleitung von Netzwerkpaketen nach den gleichen Regeln.

- Auswahl der Kommunikationspfade, Reservierungen und Fehlertoleranz: Alle teilnehmenden Geräte arbeiten bei der Auswahl und Reservierung von Bandbreite und Kommunikationspfaden nach den gleichen Regeln.

Ein weiterer Engpass: Der Wi-Fi-6-Standard sorgt bislang dafür, dass jeder Nutzer nur auf der ihm zugewiesenen Ressource Unit (RU) Frames senden oder empfangen kann. Dies schränkt die Flexibilität bei der Planung der Frequenzressourcen stark ein. Um dieses Problem zu lösen und die Spektrumeffizienz weiter zu verbessern, definiert Wi-Fi 7 einen Mechanismus für die Zuweisung mehrerer RUs an einen einzelnen Nutzer.

Um die Komplexität der Implementierung und die Nutzung des Spektrums auszugleichen, sehen die Standardspezifikationen bestimmte Einschränkungen für die Kombination von RUs vor. Das heißt, kleine RUs (mit weniger als 242 Tönen) können nur mit kleinen RUs kombiniert werden, und große RUs (mit mehr als oder gleich 242 Tönen) sind nur mit großen RUs kombinierbar. Kleine RUs und große RUs können dank Multi-RU nun miteinander kombiniert werden. Dies erhöht die Spektrumeffizienz, indem es sicherstellt, dass der Verkehr Störungen auf überlasteten Kanälen vermeidet.

Die Geschäftsprozesse werden komplexer und vernetzter. Daten finden sich in Hybrid-Cloud-Umgebungen wieder, eine bestimmte Geschäftsfunktion kann sich über mehrere Anwendungen erstrecken. Darüber hinaus haben sich Video-Collabora-tion-Plattformen etabliert. Die schnellen Wi-Fi-Standards sollen zur Bewältigung der digitalen Transformation beitragen und bestimmte Anwendungen unterstützen, die eine deterministische Latenz, ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Dienstqualität erfordern. Dazu gehören beispielsweise industrielle Automatisierung, Überwachung, Fernsteuerung, Augmented und Virtual Reality sowie Videoanwendungen.

Es fällt nicht schwer zu erkennen, dass in bestimmten Situationen Wi-Fi 7 in einigen Teilen der Unternehmen das kabelgebundene Ethernet ersetzen kann. So lassen sich komplette kabellose Büros (besonders bei Neubauten) realisieren. Kabel in der Decke und zu jedem Arbeitsplatz sind dann nicht mehr nötig. In diesen Büros stände eine theoretische Höchstgeschwindigkeit bei Wi-Fi 7 von 46 GBit/s zur Verfügung. Wir wissen jedoch, dass die realen Geschwindigkeiten deutlich niedriger liegen. Seriöse Schätzungen gehen davon aus, dass in der Praxis etwa 6 GBit/s erzielbar sind. Dies ist immer noch deutlich schneller als das heute hauptsächlich genutzte GBit-Ethernet. Es gilt jedoch zu bedenken, dass in drahtlosen Netzwerken die Bandbreite einer Funkzelle zwischen den aktiven Endpunkten geteilt wird.

Auf dem Papier sieht es so aus, als ob Wi-Fi 7 alle Kriterien in Bezug auf Bandbreite, Zuverlässigkeit und Sicherheit erfüllt. Es gibt spezielle Anwendungsfälle wie IoT, industrielle Automatisierung, neue Zweigstellen oder Großraumbüros sowie Einzelhandels- und Industrieszenarien, in denen Wi-Fi 7 eine schnellere und einfachere Bereitstellung als Ethernet ermöglichen könnte.