Heimvernetzung

Qualcomm pusht WiFi-6 an allen Enden

ARM statt MIPS: Qual­comm ködert Router-Hersteller mit schnellem WiFi und hoher CPU-Leis­tung. Doch wofür ist diese gut?
Vom Qualcomm WiFi-6 Day aus San Francisco berichtet
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Qual­comm hat auf dem WiFi-6-Tag in San Fran­cisco heute seine Pläne für die künf­tigen Chip­sätze für WiFi 6 alias WLAN-802.11ax, vorge­stellt. Der neue Stan­dard, Nach­folger von WiFi 5 alias 802.11ac, bringt höhere Daten­raten, kürzere Latenzen und nied­rigeren Strom­verbrauch. Doch Qual­comm will mehr herstellen, als "nnur" WiFi-6-Modems für Smart­phones: Der Konzern sieht sich in einer guten Posi­tion, seine führende Posi­tion im Mobil­funk­markt zu nutzen, um auch im WiFi-Sektor noch weiter Markt­anteile zu gewinnen. Insbe­sondere nannte Qual­comm den Router-Hersteller Netgear als einen der Kunden, die die neue Qual­comm Networ­king Pro 1200 Plat­form in ihre Router inte­grieren wollen. Mit 8x8-Multi-User-MIMO, bis zu 12 gleich­zeitigen räum­lichen Streams, 1024 QAM und Dual-Band Simul­taneous (DBS) erreicht diese einen Durch­satz von bis zu 6 GBit/s.

WiFi-6-Networking
Letzt­endlich gelten für Heim­netz­werke dieselben Heraus­forde­rungen wie für mobile Daten­dienste: Die Zahl der Endge­räte wächst rasant, zudem werden pro Endgerät immer mehr Daten über­tragen. Nach Qual­comms Angaben verdop­pelt sich die Zahl der Endge­räte in Heim­netzen seit 2012 etwa alle zwei Jahre: Neben Smart­phones, Laptops, Gaming-Consolen und Druckern verbinden sich zuneh­mend auch Fern­seher, Kameras, mobile Fest­platten, Smart-Speaker und viele weitere Geräte mit dem Heim­netz. Mit dem Trend zum Smart Home wird diese Entwick­lung auch weiter anhalten. Schon kommendes Jahr erwartet Qual­comm, dass die durch­schnitt­liche Zahl der verbun­denen Geräte pro Haus­halt die Zahl 24 über­steigt.

Mobil­funk-Tech­nologie auch bei WiFi

Doch nicht nur die Probleme sind bei WiFi und 5G ähnlich, sondern auch die Lösungen: Multi User Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) ermög­licht es bei beiden Tech­nolo­gien, mehrere räum­lich getrennte Streams gleich­zeitig aufzu­bauen. Diese räum­lich getrennten Streams kann man sich ähnlich vorstellen wie die Sektoren einer klas­sischen Mobil­funk-Basis­station, nur, dass die räum­liche Tren­nung nicht durch die Form der Antennen, sondern durch die zeit­lich leicht versetzte Ansteue­rung der Antennen erfolgt. Wird dieser zeit­liche Versatz vari­iert, verän­dert sich auch die Anord­nung der Streams im Raum. Das ermög­licht Beam­forming, bei dem Access Point und WiFi-Client ihre Sende­charak­teristik aufgrund der wech­selsei­tigen Empfangs­situa­tion optimal aufein­ander abstimmen.

Qualcomm-President Cristiano Amon Qualcomm-President Cristiano Amon stellt die Vorteile von WiFi 6 vor Qual­comm spricht dabei beim besten Chip­satz von bis zu 12 Streams bzw. Beams. Deren genaue Auftei­lung ist abhängig von der im Router verbauten Anten­nenkon­figu­ration. Typisch sind wohl 4 Streams bei 2,4 GHz und 8 Streams im 5-GHz-Band. Letz­teres hat aufgrund der höheren Frequenz die nied­rigere Reich­weite, eignet sich aber aufgrund der kürzeren Wellen­länge besser für MIMO auch bei beengten Platz­verhält­nissen.

OFDMA wird schon von 4G/LTE genutzt, um inner­halb eines Sektors (klas­sische Basis­station) bzw. MU-Straems (Beam­forming-Basis­station oder Beam­forming-WiFi--Router) mehrere Endge­räte gleich­zeitig anspre­chen zu können. Dazu wird die Gesamt­band­breite in mehrere Subbänder unter­teilt, die als Töne (english: "tone") bezeichnet werden. Qual­comms WiFi-6-Lösung unter­stützt dabei das gleich­zeitige Senden von bis zu 37 Endge­räten inner­halb eines Beams. Multi­pliziert mit den zwölf Streams ergibt sich eine theo­reti­sche Kapa­zität von 444 gleich­zeitig funkenden Endge­räten. In der Praxis dürften die Endge­räte aber selten so genau aufge­teilt werden können.

Faire Vertei­lung der knappen Zeit

Müssen mehr Endge­räte versorgt werden, als durch OFDMA und MU-MIMO gleich­zeitig ange­spro­chen werden können, können diese aber - wie bei klas­sischem WiFi auch schon - einfach nach­einander senden. Zur Opti­mierung dieser Betriebsart enthält das WiFi-6-Proto­koll - anders als frühere WiFi-Versionen - gezielte Sche­duling-Mecha­nismen zur opti­malen Auftei­lung der Sende­zeit zwischen den einzelnen Clients. Qual­comm spricht davon, die Erfah­rung aus dem Mobil­funk zu nutzen, um für WiFi 6 bessere Sche­duling-Mecha­nismen zu imple­mentieren als die Konkur­renz. Diese Tech­nologie hat Qual­comm mit bis zu 1.500 gleich­zeitig aktiven WiFi-Clients getestet. Im Vergleich zu WiFi 4 (802.11n), bei dem es schon bei wenigen gleich­zeitig aktiven Sendern zu drama­tischen Einbrü­chen im Gesamt-Durch­satz kommen kann, ist das ein großer Fort­schritt.

Welche vier verschie­denen Versionen der Networ­king Pro Plat­form Qual­comm vorge­stellt hat und was diese leisten, lesen Sie auf der zweiten Seite.

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