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Basics Wi-Fi 7: Nächste Stufe der industriellen Konnektivität

Von Sebastian Human 4 min Lesedauer

Wi-Fi 7, die neueste Weiterentwicklung der drahtlosen Netzwerktechnologie, soll auch die industrielle Konnektivität vorantreiben. Was steckt technisch dahinter? Und was bringt der neue Standard für WLAN-Verbindungen?

Wi-Fi 7 ist die nächste Evolutionsstufe des WLAN-Standards und soll im Vergleich mehr Geschwindigkeit, Kapazität und Effizienz bieten.(Bild: Smile Studio AP - stock.adobe.com)
Wi-Fi 7 ist die nächste Evolutionsstufe des WLAN-Standards und soll im Vergleich mehr Geschwindigkeit, Kapazität und Effizienz bieten.
(Bild: Smile Studio AP - stock.adobe.com)

Auch wenn es Unterschiede gibt: Im deutschen Sprachgebrauch werden die Begriffe WLAN und Wi-Fi oft synonym gebraucht. Das ist auch nicht grundsätzlich falsch. Denn im internationalen Kontext ist der Ausdruck Wireless Local Area Network, oder eben WLAN, schlicht nicht so gebräuchlich. Hier spricht man von Wi-Fi. Die Abkürzung steht für Wireless Fidelity.

Nimmt man es genau, meint letzteres eher ein Firmenkonsortium oder einen Markennamen. Ersteres ist die sogenannte Wi-Fi Alliance, die WLAN-Geräte zertifiziert. Der Markenname wird für WLAN-Geräte und Netzwerke genutzt, die auf entsprechende Industrienormen des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) zurückgehen.

Was ist Wi-Fi 7, und wie unterscheidet es sich von früheren Wi-Fi-Standards?

Wi-Fi 7 ist also die nächste Generation des WLAN-Standards und folgt auf Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax). Mit Datenübertragungsraten von bis zu 30 Gbps verspricht es signifikante Verbesserungen bei Geschwindigkeit, Kapazität und Effizienz im Vergleich zu seinen Vorgängern. Es basiert auf dem IEEE-Standard 802.11be.

Dahinter stehen Techniken wie Multi-User Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO), Multi-User Orthogonal Frequency Division Multiple Access (MU-OFDMA). Beides kennt man aber auch schon von Wi-Fi 6. Auch arbeitet der neue Standard ebenfalls über die drei Frequenzbänder 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz.

Neu ist nun zum Beispiel eine Technik namens Multi Link Operation (MLO). So wird es möglich, dass ein Gerät mehrere Frequenzbänder gleichzeitig nutzen kann. Kanäle, die Übertragungen mit 320 MHz zulassen, sorgen dabei für die höhere Geschwindigkeit.

Benötigt man aufgrund der Durchsatzanforderungen eine große Ressourceneinheit, ist diese große Bandbreite eventuell nicht über die gesamte Kanalbandbreite frei. Hier kommt das Prinzip der Multi Resource Unit (MRU) ins Spiel. Mit einem zu MLO vergleichbaren Konzept, aber auf dem gleichen Kanal, können zwei Ressourceneinheiten – zusammenhängend oder unzusammenhängend – für einen einzelnen User aggregiert werden. So erreicht man dann den notwendigen Durchsatz.

Unterstützt werden MLO und MRU von der beschleunigten Quadrature Amplitude Modulation. Mit 4K QAM kann jedes Signal eine größere Menge von Daten enthalten, verglichen mit 1K QAM unter Wi-Fi 6E, dem aktuellen Standard Wi-Fi.

Was sind die Hauptmerkmale und Verbesserungen von Wi-Fi 7?

Die mit dem neuen Standard arbeitenden WLAN-Verbindungen weisen einige Veränderungen im Vergleich zum 6-Ghz Band von Wi-Fi 6 auf. Von der Übertragungsrate mit mehr Gigabit pro Sekunde profitieren nicht nur industrielle Anwendungen. Im privaten Bereich ist sie zum Beispiel beim Online Gaming oder der Verbindung von Smart Home Geräten nützlich. Hier sind die wichtigsten Merkmale und Verbesserungen noch mal auf einen Blick zusammengefasst:

  • Höhere Datenraten: Der neue Standard soll Datenraten von bis zu 30 Gbit/s erreichen. Das prädestiniert ihn für bandbreitenintensive industrielle Anwendungen.
  • Mehr Kapazität: Die Verwendung von MU-MIMO und OFDMA ermöglicht es, mehrere Verbindungen und Geräte gleichzeitig zu nutzen. Das optimiert die Netzwerkeffizienz in überfüllten industriellen Umgebungen.
  • Niedrigere Latenzzeiten: Wi-Fi 7 verringert auch die Latenzzeiten. Das begünstigt schnellere Reaktionszeiten bei zeitkritischen industriellen Prozessen.
  • Größere Zuverlässigkeit: Dank Techniken wie der räumlichen Frequenzwiederverwendung profitiert auch die Zuverlässigkeit in Wi-Fi-7-Netzwerken. Entsprechende Netzwerke sind von weniger Paketverlusten und Signalinterferenzen geprägt.

Wi-Fi 7: Wie steht es um Interferenz und Zuverlässigkeit in industriellen Umgebungen?

Wi-Fi 7 verwendet fortschrittliche Techniken wie räumliche Frequenzwiederverwendung und Beamforming. Das soll zum einen Interferenzen verringern. Zum anderen kann beides die Signalzuverlässigkeit in Industrieumgebungen verbessern. Diese Technologien sorgen für eine effizientere Nutzung des drahtlosen Spektrums. Und auch eine bessere Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umgebungsbedingungen wird möglich.

Wie können industrielle Anwendungen von Wi-Fi 7 profitieren?

Wi-Fi 7 bietet auf Basis der technischen Spezifikationen einige Vorteile für industrielle Anwendungen. Hierzu zählt eine erhöhte Produktivität. Denn die schnellere und zuverlässigere drahtlose Konnektivität ermöglicht die Echtzeitüberwachung, -steuerung und -optimierung industrieller Prozesse.

Auch bieten entsprechende Netzwerke vergleichsweise mehr Flexibilität. Wi-Fi 7 unterstützt die Mobilität innerhalb industrieller Einrichtungen, sodass Mitarbeiter von überall auf dem Gelände auf wichtige Daten und Anwendungen zugreifen können. Gerade hier ist die höhere Zuverlässigkeit ein entscheidender Faktor.

Das Plus an Kapazität und Effizienz eignet sich außerdem ideal für IoT-Devices. Immer mehr Geräte, die in industriellen Automatisierungs- und Überwachungsanwendungen eingesetzt werden, sollen über das Internet of Things miteinander kommunizieren. Wi-Fi 7 schafft hierfür die Voraussetzungen.

Somit bietet Wi-Fi 7 die Hochgeschwindigkeits- und geringe Latenzkonnektivität, die für Anwendungen von Industrie 4.0 beziehungsweise des IoT erforderlich sind. Das macht sich bei der Integration von Sensoren, Aktuatoren und anderen IoT-Geräten in industrielle Prozesse bezahlt. Schließlich erleichtert es die Erfassung und Analyse großer Datenmengen. Und auch Anwendungen wie beispielsweise die prädiktive Instandhaltung, die Arbeit mit VR-Brillen oder das Asset-Tracking profitieren von den Vorteilen.

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Wie können sich Industrieunternehmen auf den Übergang zu Wi-Fi 7 vorbereiten?

Auf der Messe CES 2024 gab die Wi-Fi Alliance den offiziellen Startschuss für den neuen WLAN-Standard. Industrieunternehmen können sich auf den Übergang zu Wi-Fi 7 vorbereiten, indem Verantwortliche zunächst eine Bewertung der aktuellen Netzwerkinfrastruktur vornehmen. In diesem Zuge gilt es Bereiche für eine Verbesserung oder Aufrüstung zu identifizieren.

Außerdem empfiehlt es sich, mögliche Unterbrechungen während der Übergangsphase einzuplanen. Hierzu gehört es auch, Maßnahmen zur Minimierung von Ausfallzeiten zu implementieren. Und natürlich bedarf es auch kompatibler Hardware, also sowohl Router als auch Access Points, die die neue Technologie unterstützen.

Auch die Menschen sollten über all die Technik nicht vergessen werden. Wo es sinnvoll scheint, können sich Investitionen in die Schulung und Ausbildung des Personals lohnen. Außerdem kann es von Vorteil sein, bereits Kooperationen mit Technologieanbietern und Dienstleistern zu besprechen, um maßgeschneiderte Lösungen für die eigenen Anwendungsfälle zu entwickeln.

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