SU CrossCutting Film - stock.adobe.com
Hat Wi-Fi 6/7 eine bessere Reichweite als alte WLAN-Standards?
Die Antwort auf die Frage ist jein. Die reine Funkreichweite ist physikalisch bedingt nicht höher, aber neue WLAN-Funktionen können die Datenraten auch weiter entfernt verbessern.
Wi-Fi 6 hatte es nicht leicht seit seinem Start. Es bot zwar mehr technische Finessen im Vergleich zu seinem Vorgänger Wi-Fi 5, war aber auf die selben Frequenzbänder im Bereich von 2,4 GHz und 5 GHz beschränkt. Erst mit Wi-Fi 6E kam auch das Band um 6 GHz dazu. Mit Wi-Fi 7 ist nun die nächste WLAN-Version am Start. In Sachen Frequenzen gibt es aber wieder nichts Neues zu berichten, hier bleibt alles auf dem Stand von Wi-Fi 6E.
Doch welche Rolle spielt die Funkreichweite bei diesem Thema? Und haben Wi-Fi 6(E) und Wi-Fi 7 eine bessere Reichweite als frühere WLAN-Standards?
Wi-Fi 5 vs. Wi-Fi 6 vs. Wi-Fi 7
Klären wir erst einmal die Begriffe Wi-Fi und WLAN. Sie bezeichnen die selbe Sache, nämlich ein Funknetzwerk gemäß dem IEEE-Standard 802.11. Diese Standards folgen einer Nomenklatur, die einfach eine Buchstabenkombination an das 802.11 anhängt, wenn eine neue Version entwickelt wird. Das ist Endverbrauchern aber zu nerdig und nur schwer zu vermitteln. Daher hat sich die Wi-Fi Alliance griffigere Marketingbezeichnungen ausgedacht: Wi-Fi 5 für 802.11ac, Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E für 802.11ax sowie Wi-Fi 7 für 802.11be.
Fahren wir mit dem Hinweis fort, dass staatliche Institutionen den zulässigen Ausgangsleistungspegel für alle Funkgeräte festlegen. Die Europäische Kommission hat entsprechende Werte bereits 2011 neu definiert (PDF), die von den EU-Mitgliedsstaaten in der Gesetzgebung entsprechend umgesetzt wurden. Was in den einzelnen Bändern oder Unterbändern gesetzlich erlaubt ist, hat sich auch bei Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7 nicht geändert.
Die Reichweite einer Wi-Fi-Zelle wird aber durch die Frequenzmerkmale, die Ausgangsleistung, das Antennenmuster und die Umgebung, in der die Zelle betrieben wird, bestimmt. An der Physik der Frequenzbänder lässt sich nichts ändern, es bleiben Antennendesign und die Umgebung. Beim Antennendesign darf man davon ausgehen, dass die Hersteller ausreichend Erfahrung gesammelt haben, um beim jeweiligen Frequenzbereich das Optimum zu erreichen. Die individuelle Umgebung eines WLAN-Routers oder Access Points (AP) ändert sich beim Wechsel von einem alten auf einen neuen WLAN-Standard auch nicht.
Die Reichweite hat sich demnach also nicht geändert, richtig? Meistens falsch – aus einer Reihe von Gründen.
Die Verbesserung der Datenraten ist der Schlüssel
Für jede Kombination aus Antenne und Ausgangsleistung bei einer bestimmten Frequenz gibt es eine begrenzte Entfernung, in der das Signal noch stark genug ist, um korrekt empfangen zu werden. Bei WLAN geht es jedoch mehr um die nutzbare Datenrate als um die Reichweite. Die meisten WLAN-Umgebungen versuchen nicht, ein Signal bis an seinen Rand zu dehnen. Eine Sache, die schon Wi-Fi 6 potenziell – und in der Regel – macht, ist die Erhöhung der erreichten Datenrate bei einer gegebenen Reichweite.
Nehmen wir an, eine 802.11b-Zelle (Wi-Fi 2) hätte einen Durchmesser von 90 Metern. Draußen am Rand, auf der Client-Hardware, waren dann vielleicht nur 1 MBit/s Datenrate zu messen. Bei 802.11g (Wi-Fi 3) betrug die Datenrate am Zellenrand dann schon 6 MBit/s. Bei 802.11n (Wi-Fi 4) lag die Edge-Rate dann am gleichen Standort bei etwa 30 MBit/s. Mit den Wi-Fi-Folgegenerationen hat sich das immer weiter verbessert. Hinzu kommt, dass die neuen WLAN-Generationen mehr Kapazität bieten, also mehr Client-Geräte gleichzeitig mit guter Geschwindigkeit bedienen können.
Jede neue Generation der WLAN-Technologie bringt also zusätzliche Verbesserungen mit sich: bessere Funktechnologie, bessere Interferenz-Handhabungstechniken, bessere Verarbeitungsleistung, bessere Sendezeit-Effizienz, höhere Kapazität, niedrigere Latenzzeiten , Kanalbündelung (Multi-Link-Betrieb, MLO) und so weiter.
Nun, zurück zur Reichweite von Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7. Wie bei den Vorgängerstandards darf die Ausgangsleistung aufgrund der gesetzlichen Vorgaben nicht höher sein als bisher. Bei Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7 kommt aber das dritte Frequenzband mit 6 GHz dazu, das zusätzliche Bandbreite bietet. Eine höhere Reichweite ergibt sich dadurch jedoch nicht automatisch, denn die Physik macht hier einen Strich durch die Rechnung. Höhere Frequenzen durchdringen Hindernisse wie Wände sogar schlechter. Allerdings bringen die neuen Standards unter anderem leistungsfähigere Modulationsverfahren, eine bessere Empfindlichkeit und mehr.
All diese Fähigkeiten tragen aber dazu bei, dass mit der gleichen Ausgangsleistung sowohl eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit als auch verbesserte Datenraten erreicht werden können, die weiter in die Ferne reichen. Das fühlt sich in einigen Fällen wie eine Erhöhung der Reichweite an.
