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Industrial 5G versus WiFi 6

10. November 2020, 12:24 Uhr   |  Andreas Knoll

Industrial 5G versus WiFi 6
© Boris Roessler/dpa

Der neue Mobilfunkstandard 5G ist für industrielle Campusnetze in aller Munde. Weniger Beachtung findet, dass auch der neue WLAN-Standard WiFi 6 in den Startlöchern steht. Doch was eignet sich für welche industriellen Anwendungen am ehesten? Expertinnen und Experten dreier Unternehmen informieren.

Inwieweit eignet sich WiFi 6 für Campusnetze in der Industrie?

Wicki Winzer, Marketing Communications Manager bei Atlantik Elektronik: In einem Campus-Netzwerk muss nicht jeder Endknoten unbedingt mit 5G-Technologie versehen sein. Der Einsatz von WiFi-6-Mesh-Netzwerken erspart Hardware- und Software-Aufwand.

Sander Rotmensen, Leiter Drahtlose Industriekommunikation bei Siemens: WiFi 6 ist eine der Technologien, die sich für den Aufbau von Campusnetzen in der Industrie eignet. WiFi 6 beruht auf vorhergehenden WiFi-Standards, die wir bereits seit Jahren in der Industrie in WLAN-Netzwerken, also quasi Campusnetzen, einsetzen.

Klaus-Dieter Walter, Geschäftsführer von SSV Software Systems: WiFi 6 wurde meines Erachtens im Hinblick auf den steigenden Bedarf an Hochleistungs-Campusnetzen entwickelt. Für 5G gilt das nicht unbedingt. 5G war ja zunächst für die nächste Mobilfunknetz-Generation gedacht. Aus meiner Sicht haben die 5G-Technologieanbieter gezielt nach weiteren Use Cases gesucht und sind im Bereich der privaten Funknetze für Industrieanwendungen fündig geworden. Aber auch am WiFi-6-Angebot der großen Hersteller kann man sehr deutlich erkennen, dass die Unternehmen besonders Campusnetze als attraktives Marktsegment ansehen. Hinter dem Begriff „Industrie“ verbirgt sich jedoch ein sehr breites Spektrum möglicher Anwendungen. Viele davon lassen sich sicherlich in einem WiFi-6-Campusnetz realisieren. Einige Spezialfälle dagegen – ich denke hier beispielsweise an schnelle Antriebssteuerungen in der Automatisierungstechnik – wohl nicht.

Welche technischen Merkmale hat WiFi 6 im Vergleich zu den bisherigen industrietauglichen WLAN-Standards?

Michael Demel, Business Development Manager bei Atlantik Elektronik: WiFi 6 verspricht eine beständigere und zuverlässigere Netzwerkverbindung als bei 802.11ac Wave 2, und dies bei etwa vierfacher Kapazität und Leistung, also bis zu 4,8 Gbit/s bei acht räumlichen Streams mit 80 MHz Kanalbreite oder vier räumlichen Streams mit 160 MHz Kanalbreite. Damit finden auch Anwendungen der nächsten Generation wie 4K/8K-HD-Streaming sowie Augmented und Virtual Reality Video Unterstützung. WiFi 6 verheißt außerdem kürzere Latenzzeit, größere Zuverlässigkeit und verbesserte Energieeffizienz. Mit höherer Leistung für mobile Geräte und der Fähigkeit, das IoT in großem Umfang zu unterstützen, soll WiFi 6 dabei helfen, die Arbeit in der gesamten drahtlosen Landschaft zu erleichtern. Die Verbesserung um den Faktor vier bei der Kapazität bedeutet, dass bis zu viermal mehr Geräte als bei früheren Standards verbunden werden können. Verantwortlich dafür sind Funktionen wie OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output).

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© Atlantik Elektronik

Wicki Winzer, Atlantik Elektronik: »WiFi 6 unterstützt das lokale Netzwerk, und 5G ermöglicht die Vernetzung mehrerer Standorte.«

OFDMA ermöglicht die Wiederverwendung von Kanalressourcen durch die Zuweisung von Unterkanälen an verschiedene Benutzer und das Hinzufügen von Mehrfachzugriff im OFDM-System. Bisher kam diese Technik beim Mobilfunk, etwa bei LTE, zum Einsatz. Aus Sicht der Benutzer wird das Netz mit WiFi 6 insgesamt viel weniger überlastet erscheinen als mit WiFi 5. Der WiFi-6-Standard arbeitet mit 1024-QAM-Kodierung (Quadraturamplitudenmodulation), die es ermöglicht, mehr Daten pro Paket zu übertragen. Die erhöhte Kapazität ist von wesentlicher Bedeutung, weil das Volumen des mobilen Datenverkehrs laut aktuellen Prognosen allein in den nächsten vier Jahren auf das etwa Vierfache des heutigen Volumens wachsen dürfte.

Ein wichtiger Punkt bei WiFi 6 ist auch die verbesserte Sicherheit. Das mit dem Standard zertifizierte WPA3-Verfahren löst den in die Jahre gekommenen WPA2-Standard ab. Sensible Informationen sind nun mit einer 196-bit-Verschlüsselung sicherungsfähig. Neue Funktionen erweitern auch die Sicherheit der Infrastruktur und ermöglichen eine bessere Erkennung von Interferenzen und Störungen. Für die verbesserte Energieeffizienz wurde die Funktion „Target Wake Time“ (TWT) eingeführt. Durch diesen Weckruf bei Bedarf sparen Client-Geräte, die den WiFi-6-Standard unterstützen, zwei Drittel des Stromverbrauchs. Batterien in Produkten wie Smartphones, Laptops, Tablets und IoT-Geräten halten also deutlich länger als mit WiFi 5.

Sander Rotmensen, Siemens: WiFi 6 ist der erste WLAN-Standard, der den Schwerpunkt auf Effizienz legt. Er bietet eine höhere Modulation, die höhere Datenraten ermöglicht, und Target Wake Time (TWT), die Energieeinsparungen bei angeschlossenen IoT-Geräten erlaubt. MU-MIMO ermöglicht zeitgleiche, antennenspezifische Kommunikation pro Gerät. Dabei werden pro angeschlossener Antenne an einem Gerät parallel Daten versendet und im Empfangsgerät wieder kombiniert, was den Durchsatz erhöht. Zudem bietet WiFi 6 spezielle Modulationseinstellungen, die – auf Kosten der Datenrate – die möglichen Reichweiten verbessern. Das Feature „Spatial Reuse“ erhöht den Durchsatz, indem es gleichzeitige Datenübertragung in überlappenden Kanälen ermöglicht. Für die Industrie am wertigsten ist das Feature OFDMA, das die Kommunikation mehrerer Clients zu einem Access Point oder eines Access Points zu mehreren Clients zu einem bestimmten Zeitpunkt erlaubt.

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1. Industrial 5G versus WiFi 6
2. Industrietauglichkeit der Produkte...
3. Für harte Echtzeitanwendungen
4. ...großer Unterschied ist das Spektrum
5. 5G und WiFi 6 parallel einsetzen...

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