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MediaService Digital Industries Nachrichtenredaktion

Effizienzschub mit Wi-Fi 6 – Neuer WLAN-Standard erleichtert Handling großer Teilnehmerzahlen

Der neue WLAN-Standard IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) setzt als erster nicht mehr vorrangig auf mehr Bandbreite, sondern auf effizientere Nutzung der Frequenzen.

Der Trend in der Automatisierung geht dahin, dass Automatisierungsprotokolle mit hohen Echtzeitanforderungen parallel zu datenintensiven Applikationen betrieben werden. Um alle Applikationen problemlos über eine drahtlose Verbindung betreiben zu können, bedarf es Erweiterungen der bereits im Standard vorhandenen Mechanismen. Nicht nur die Möglichkeiten des neuen Standards zu nutzen, sondern darüber hinauszugehen und bezüglich Echtzeit und Zuverlässigkeit echte Mehrwerte in der Automatisierung zu schaffen, ist exakt der Anspruch, den Siemens mit Industrial Wireless LAN und intelligenten Zusatzfunktionen (iFeatures) fit für anspruchsvollste industrielle Anwendungen bereits umsetzt und auch mit  dem jüngsten WLAN-Standard IEEE 802.11ax (Wi‑Fi 6) umsetzen wird.

Neue Art der Datenübertragung

Gerade bei durchgängig digitalen Fabriken mit immer mehr Industrial Internet of Things(IIoT)-Geräten steigen die Zahlen der Teilnehmer in den Funknetzwerken und damit der Bedarf an noch flexiblerer, effizienterer Kommunikation. Wi‑Fi 6 bringt dafür eine Reihe an leistungs- und ausbaufähigen Funktionen mit. Einen großen Schritt zu höherer Effizienz ermöglicht die Funktion OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access/Mehrfachzugang durch orthogonale Frequenzteilung), eine im Mobilfunk bereits etablierte, für WLAN aber neue Art der Datenübertragung. Mit OFDMA wird der Kommunikationskanal in mehrere Unterkanäle, sogenannte Ressource Units (RU), aufgeteilt. Diese Unterkanäle lassen sich variabel bündeln und von verschiedenen Clients nutzen. So können Daten gleichzeitig übertragen werden. Das führt zu geringeren Latenz- und damit letztendlich zu kürzeren Zyklus- und Reaktionszeiten der Automatisierungslösungen.

Zielgenaue Ansprache der Clients

Eine weitere neue Wi-Fi 6-Funktion ermöglicht es, eine definierte Target Wake Time (TWT/ Aktivierungsfunktion in Funknetzen) für jeden Teilnehmer zu vereinbaren, um Clients nur bei Bedarf anzusprechen und „aufwecken“ zu können. Diese verbrauchen somit weniger Energie, was zu längeren Laufzeiten und Wartungszyklen batteriebetriebener WLAN-Geräte führt. Noch bedeutsamer ist der Aspekt, dass „schlafende“ Teilnehmer nicht funken und damit den Kommunikationskanal nicht belegen. Das erleichtert die Koordination sehr vieler Teilnehmer für eine stabile, störungsfreie Kommunikation. 

Kanäle optimal nutzen

Die neue Standard-Funktion Spatial Reuse mit Basic Service Set (BSS) Coloring hat zum Ziel, Kanäle, die räumlich näher beieinanderliegen, wiederzuverwenden. Dazu wird jedem BSS eine Farbe (in Form einer Zahl) zugeordnet und eine dynamische Kanal-Freigabeschwelle definiert. Dadurch können die Teilnehmer auch dann zuverlässig kommunizieren, wenn der Kanal eigentlich durch Teilnehmer einer anderen Farbe belegt wäre, diese aber mit geringerer Leistung senden. Das reduziert Wartezeiten auf freie Kanäle und steigert deren Effizienz.  

Infobox

WLAN ist die Abkürzung für „Wireless Local Area Network“ (kabelloses, lokales Netzwerk) und Wi-Fi (Wireless Fidelity) gilt als eine der gebräuchlichsten Funktechnologien. Mit 5G wird ein Mobilfunkstandard bezeichnet, der seit 2019 an Verbreitung gewinnt und auf dem bestehenden Mobilfunk-Standard „Long Term Evolution“ aufbaut. 

Durch kürzere Latenzzeiten lassen sich beispielsweise fahrerlose Transportsysteme in größerer Teilnehmerzahl auch bei höherer Geschwindigkeit sicher betreiben.

Im Vergleich zu Wi-Fi 5 (dieses Bild) führt Wi-Fi 6 die gleichzeitige Nutzung eines WLAN-Kanals für bis zu neun Teilnehmer ein (OFDMA, rechtes Bild), was Latenzzeiten deutlich verkürzt.

Im Vergleich zu Wi-Fi 5 (linkes Bild) führt Wi-Fi 6 die gleichzeitige Nutzung eines WLAN-Kanals für bis zu neun Teilnehmer ein (OFDMA, dieses Bild), was Latenzzeiten deutlich verkürzt.

MediaService-Applikationsbeiträge können auf bereits veröffentlichten Siemens-Fachartikeln basieren.

Kontakt

Ursula Lang

Siemens AG

Gleiwitzer Str. 555
90475 Nuremberg
Germany

+49 (911) 895-7947