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Jetzt kommt das schnellste WLAN


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PC Welt - epaper ⋅ Ausgabe 4/2022 vom 04.03.2022

Hardware

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Bildquelle: PC Welt, Ausgabe 4/2022

WLAN hat ein riesiges Problem: Die Technik ist zu erfolgreich. Denn weil jeder ein WLAN-Netzwerk zu Hause und im Büro mit zahllosen Geräten hat, bleibt nicht aus, dass sich die Funknetzwerke gegenseitig stören. Die Folge: Das Übertragungstempo sinkt und Verbindungen brechen ab. Denn nur, wenn genug Platz auf der Funkfrequenz ist, funktioniert WLAN schnell und stabil – und Platz ist Mangelware: Bei 2,4 GHz ist das schon seit Jahren jedem WLAN-Nutzer bekannt, und auch die Übertragung über 5 GHz ist inzwischen keine Garantie mehr für hohes Tempo.

„Auf der neuen Frequenz 6 GHz können Geräte mit Wi-Fi 6E ungestört mit hohem Tempo übertragen.“

Diese Problem löst Wi-Fi 6E. Passende Hardware überträgt nämlich Daten auch über die zusätzliche Frequenz 6 GHz. Und weil dort keine anderen WLANs unterwegs sind – kein 11n, kein 11ac und auch nicht das bisherige Wi-Fi 6 –, hat Ihr Funknetz genug Platz, um ...

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... auf breiten Funkkanälen ungestört Daten mit hohem Tempo zu übertragen. Bis zu 16 GBit/s versprechen die Hersteller als Spitzentempo für ihre Router – mehr als genug für alle zukünftigen Anwendungen, von AR/VR-Spielen bis zu Filmen mit superhohen Auflösungen und Mehrkanalton.

Die ersten Geräte mit Wi-Fi 6E sind schon auf dem Markt: In Top-Smartphones wie dem Google Pixel 6 (Pro) findet sich die Technik ebenso wie in Gaming-Notebooks. In diesem Jahr wird sich die Produktpalette dabei schnell erweitern – von WLAN-Routern bis hin zu PCs und Notebooks, die die neue Frequenz unterstützen: Denn Wi-Fi 6E ist Bestandteil der 12.Core-Generation von Intel, „Alder Lake“ – und auch Windows ist bereits fit dafür.

Wir geben Ihnen einen Überblick zu den neuen Geräten mit Wi-Fi 6E, erklären, was die Übertragungstechnik so schnell macht, und welche Hardware Sie dafür benötigen.

Wi-Fi 6E: Eine zusätzliche Frequenz für Übertragungen

Es war höchste Zeit für Wi-Fi 6E: Denn zusätzliche Frequenzen für WLAN gab es seit 1999 nicht mehr, als der Standard 802.11a für 5 GHZ verabschiedet wurde. Ab 2009 unterstützte der Standard 802.11n die beiden Frequenzen 2,4 und 5 GHz. Dabei ist es bis heute geblieben – abgesehen vom Standard 802.11ad, der über 60 GHz überträgt: Doch 11ad nutzte kaum ein Hersteller und die wenigen Geräte, die es damit gab, verkauften sich nicht.

Mit Wi-Fi 6E verdoppelt sich das Frequenzspektrum fast, das für WLAN-Übertragungen zur Verfügung steht: In Deutschland ist dafür der Frequenzbereich 5,945 bis 6,425 GHz seit Juli 2021 freigegeben. Er umfasst eine Bandbreite von 480 MHz. Zum Vergleich: 2,4 und 5 GHz kommen zusammen bislang auf 540 MHz.

Die USA gehen noch einen Schritt weiter: Wi-Fi-6E-Geräte dürfen nach den dortigen Vorgaben den Frequenzbereich zwischen 5,925 und 7,125 GHz nutzen – macht satte 1200 MHz. Damit stehen 14 Funkkanäle mit 80 MHz oder sieben Kanäle mit 160 MHz zur Verfügung. Derzeit sind es über 5 GHz dagegen nur vier beziehungsweise zwei.

Das etwas schmalere europäische Spektrum für Wi-Fi 6E ermöglicht sechs überlappungsfreie 80-MHz-Kanäle und drei Kanäle mit jeweils 160 MHz Bandbreite. Das scheint gegenüber der Kanalanzahl bei 5 GHz kein großer Sprung zu sein. Doch Wi-Fi 6E hat den großen Vorteil, dass über 6 GHz nur passende WLAN-Geräte übertragen können. Sie müssen sich die Kanäle also nicht mit 11n-und 11ac-Geräten teilen: Wenn Sie also demnächst Ihr WLAN auf 6 GHz erweitern, können Sie sich sicher sein, dass Sie die größtmöglichen Kanäle ungestört von Nachbar-WLANs nutzen können und deshalb ein hohes Übertragungstempo erreichen.

Die Situation ist ähnlich wie beim Start von 5 GHz. Doch für diese Frequenz gab es lange keine Geräte, die zum Beispiel sehr breite Funkkanäle mit 160 MHz unterstützen. Wi-Fi 6E startet dagegen von Anfang an mit den besten Bedingungen für Top-Speed.

Für das höhere Tempo brauchen Sie neue Geräte

Allerdings brauchen Sie dafür unbedingt neue Router, Repeater und WLAN-Module in Notebook und Smartphone. Die WLAN-Chipsätze in den bisherigen Geräten unterstützen nämlich die Übertragung über 6 GHz nicht. Auch die eingebauten Antennen sind in den meisten Fällen nicht für die zusätzliche Frequenz ausgelegt.

Allerdings werden die Netzwerkprodukte für Wi-Fi 6E auch über 2,4 und 5 GHz übertragen und sind damit rückwärtskompatibel zu vorhandenen WLAN-Geräten. Denn technisch gesehen arbeiten sie mit dem WLAN-Standard Wi-Fi 6 (WLAN-ax), nur eben ergänzt um die zusätzliche Frequenz 6 GHz: Die WLAN-Verbindung basiert daher nach wie vor auf den Vorgaben von WLANax und nutzt dessen Verbesserungen wie die effiziente Modulation 1024-QAM sowie die Übertragungstechnik OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), bleibt aber kompatibel zu den bisherigen WLAN-Standards. Deshalb ist Wi-Fi 6E eigentlich kein neuer WLAN-Standard, sondern ein Marketingbegriff, den sich die Herstellervereinigung Wi-Fi-Alliance für die 6-GHz-Geräte hat einfallen lassen.

Für die Geschwindigkeit von Wi-Fi 6E bedeutet das, dass es technisch keinen Tempozuwachs gegenüber Wi-Fi-6 gibt: Über einen 160-MHz-Kanal lassen sich theoretisch bis zu 1,2 GBit/s übertragen. Hersteller kommen bei ihren Wi-Fi-6E-Geräten auf Datenraten von über 10 GBit/s, weil sie die Maximalgeschwindigkeit aller Frequenz addieren: So ergeben sich bei einem WLAN-Router mit vier Mimo-Streams 2,4 GBit/s (über 2,4 GHz) plus 4,8 GBit/s (über 5 GHz) plus 4,8 GBit/ s (über 6 GHz).

Die Übertragung über die zusätzliche, ungestörte Frequenz macht es bei Wi-Fi 6E allerdings viel wahrscheinlicher, dass eine WLAN-Verbindung über 6 GHz das Tempopotenzial besser ausreizen kann als dies über 5 GHz der Fall ist – Hersteller sprechen von stabilen Übertragungsraten von rund 2 GBit/s zwischen einem Wi-Fi-6E-Router und einem passenden Client wie einem Notebook oder Smartphone. Die Transferrate von Wi-Fi-6-Geräten über 5 GHz liegt dagegen im optimalen Fall in der Praxis höchstens bei rund 1 GBit/s.

Zum einen ist das Frequenzband von 6 GHz ein zusammenhängender Bereich des Funkspektrums, was den WLAN-Geräten die flexible Nutzung breiter Funkkanäle erleichtert. Bei 5 GHz dagegen gibt es eine Lücke im Bereich zwischen 5,35 und 5,47 GHz: Auf den Kanälen oberhalb von 64 und unterhalb von 100 können WLAN-Geräte nicht arbeiten.

In Europa sind außerdem nach derzeitigem Stand keine Beschränkungen für die 6-GHz-Übertragung vorgesehen. Auch das ist bei 5 GHz anders: WLAN-Geräte dürfen dort nur den Frequenzbereich zwischen 5,25 bis 5,35 GHZ sowie 5,47 bis 5,725 GHz nutzen, wenn sie die Funktion DFS (Dynamic Frequency Selection) beherrschen.

Arbeiten sie auf einem Funkkanal über 48, prüfen sie in regelmäßigen Abständen, ob dort ein bevorzugter Dienst überträgt, zum Beispiel ein Wetterradar. In diesem Fall müssen sie automatisch den Kanal wechseln. Wenn Sie am WLAN-Router die Einstellungen für die 5-GHz-Übertragung ändern oder ihn neu starten, kann es vorkommen, dass sich andere Geräte für einige Minuten nicht über 5 GHz mit dem Router verbinden können, weil dieser zuerst den DFS-Check durchführen muss.

Zwar nutzen auch andere Dienste 6 GHz: Die Frequenz kommt zum Beispiel bei Satellitenübertragungen zum Einsatz, Mobilfunkprovider nutzen sie, um ihre Sendemasten zu verbinden, und auch Systeme für die Zugsteuerung greifen darauf zurück. Weil etwa die Stadtbahnen in Kopenhagen damit ausgestattet sind, darf in Däne mark nicht der gesamte freigegebene Frequenzbereich für WLAN genutzt werden. Doch Vorgaben zur erlaubten Sendeleistung und Verwendung von Wi-Fi-6E-Geräten sollen ohne zusätzliche Beschränkung dafür sorgen, dass sich die Funknetze nicht gegenseitig stören. Mehr zu den techni schen Hintergründen lesen Sie im Kasten „Das dürfen Wi-Fi-6E-Geräte“ auf Seite 39. Über 6 Ghz entfällt zudem eine weitere Tempobremse fürs WLAN: Geräte mit Wi-Fi 6 müssen über 2,4 und 5 GHz Rücksicht auf langsamere Geräte mit 11n und 11ac nehmen, damit auch diese bei der WLAN-Übertragung zum Zug kommen. Die Datenpakete enthalten entsprechende Hinweise, was die Nutzdatenrate reduziert und die Effizienzvorteile des Wi-Fi-6-Standards auf diesen Frequenzen einschränkt. Der geringere Verwaltungsaufwand bei einer 6-GHZ-Übertragung, wo nur die Vorgaben von Wi-Fi 6 gelten, weil dort eben keine 11nund 11ac-Geräte unterwegs sind, sorgt deshalb für eine niedrigere Übertragungslatenz, was etwa für Onlinespiele wichtig ist, sowie für verbesserte QoS-Einstellungen (Quality of Service), wodurch sich bestimmte Anwendungen oder WLAN-Geräte im Netzwerk bevorzugen lassen.

WANN KOMMT DIE FRITZBOX MIT WI-FI 6E?

Hersteller aus China, Taiwan und USA haben schon einige Wi-Fi-6E-Router im Angebot und viele weitere angekündigt. Von AVM gibt es dagegen noch keine konkrete Aussage zu einer künftigen Fritzbox mit Wi-Fi 6E. Laut Aussage des Herstellers begrüßt man die mit Wi-Fi 6E mögliche WLAN-Nutzung im 6-GHz-Bereich als Lösung für den wachsenden Platzbedarf in drahtlosen Netzen. Außerdem beschäftige sich AVM „intensiv mit 6E und der Einführung entsprechender Produkte, die den neuen Standard unterstützen.“

Allzulange dürfte es aber nicht dauern, bis eine Fritzbox mit Wi-Fi 6E erscheint. Denn alle wichtigen Hersteller von WLAN-Komponenten wie Broadcom, Qualcomm oder Maxlinear, die in vielen Fritzboxen zu finden sind, haben bereits passende Hardware im Angebot. Von Maxlinear, dessen Wi-Fi-6-Chipsätze zum Beispiel in der Fritzbox 7590 AX verbaut sind, gibt es etwa den WAV664 für Wi-Fi 6E.

Gegen 6 GHz könnte eine verringerte Reichweite sprechen: Je höher die Übertragungsfrequenz, desto weniger weit kommen die Funksignale. Zum Beispiel mussten beim 11ad-Standard über die sehr hohe 60-GHz-Frequenz Sender und Empfänger für eine problemlose Übertragung Sichtkontakt haben, schon eine Wohnungswand konnte die Verbindung unterbrechen. Auch bei WLAN-Tests unter Laborbedingungen ergibt sich für die meisten Geräte eine höhere Reichweite über 2,4 GHz als über 5 GHZ. Da aber in der Praxis auf der niedrigeren Frequenz mehr Störsignale vorhanden sind, funktioniert der Datentransfer auch über längere Distanzen bei der 5-GHz-Frequenz meist besser als bei 2,4 GHz.

Der Netzwerkhersteller Cisco vergleicht in einem Test die Reichweite von 5 GHz und 6 GHz: Er kommt zu dem Schluss, dass die Signalqualität bei gleicher Entfernung über die höhere Frequenz nur minimal geringer ausfällt. Unter optimalen Bedingungen ergibt sich daher kein Unterschied bei der Transferrate: Laut Cisco können sowohl ein Router mit 5 GHz wie auch einer mit 6 GHz eine Fläche von über 110 qm mit maximaler Geschwindigkeit abdecken.

Router und Mesh-Systeme für Wi-Fi 6E

Aufgrund der eindeutigen Tempovorteile von Wi-Fi 6E hoffen viele Anbieter darauf, dass sich die Kunden rasch für passende Geräte begeistern werden. Dafür müssen sie aber üppige Preise in Kauf nehmen, denn die Hersteller müssen aufgrund der drei unterschiedlichen Frequenzen einen deutlich höheren Entwicklungs-und Produktionsaufwand betreiben.

Am weitesten treibt es TP-Link mit dem Archer AXE300: Im WLAN-Router arbeiten vier Funkmodule, die über 6 und 2,4 GHz arbeiten sowie getrennt über die unteren und oberen Kanäle bei 5 GHz. Mit je vier Mimo-Streams pro Modul ergibt das eine kombinierte Transferleistung von knapp 16 GBit/s. Damit sich die WLAN-Übertragungen möglichst ungebremst im Heimnetz verteilen lassen, besitzt der Router zwei 10-Gigabit-Ports. Einer davon kann ein SFP+-Modul aufnehmen, um den Router mit einer Glasfaserverkabelung zu verbinden.

Der Archer AXE200 Omni fällt vor allem wegen seiner vier Antennen auf: Sie können sich dank eines integrierten Motors automatisch drehen, um die Signalqualität beim Senden und Empfangen zu verbessern. Ob dieses optische Gimmick in der Praxis tatsächlich Vorteile bringt, müssen aber erst Tests zeigen. Sein maximales Tempo liegt bei knapp 11 GBit/s, denn er kann mit je vier Mimo-Streams über die drei Frequenzen 6, 5 und 2,4 GHz übertragen.

Mit den gleichen Transferraten arbeitet das Mesh-System Deco XE200. Die 6-GHz-Frequenz eignet sich dabei optimal für die Verbindung der einzelnen Mesh-Knoten untereinander, sodass Clients uneingeschränkt über die anderen Frequenzen verbunden werden können. Alternativ können die Deco-Systeme auch über 10-GBit-LAN zusammengeschaltet werden.

DAS DÜRFEN WI-FI-6E-GERÄTE

Bei Wi-Fi 6E gibt es mehrere Geräteklassen mit unterschiedlichen Vorgaben für die maximal erlaubte Sendeleistung. In Europa sind die beiden Kategorien „Low Power Indoor“ (LPI) und „Very Low Power“ (VLP) erlaubt. Unter LPI fallen die meisten Netzwerkgeräte wie WLAN-Router und -Repeater sowie WLAN-Module in Notebooks und Smartphones. Sie dürfen eine maximale Sendeleistung von 200 mW nutzen – so viel, wie derzeit bei einer Übertragung über die 5-GHz-Kanäle 36 bis 64 erlaubt ist.

Router und Repeater müssen ihre Energie per Strom-und oder Netzwerkkabel beziehen. Außerdem dürfen sie nicht im Außenbereich und nicht in Autos eingesetzt werden, aber in der Bahn und im Flugzeug, wo die Fensterbeschichtung verhindert, dass die Funksignale nach außerhalb gelangen. Für LPI-Clients wie Notebooks und Smartphones gelten diese Vorgaben nicht – allerdings verhindert die relativ geringe Reichweite über die 6-GHz-Frequenz, dass viele dieser Geräte außerhalb von Gebäuden genutzt werden können.

25 mW Sendeleistung sind für VLP-Geräte erlaubt. Diese geringe Sendeleistung genügt daher vor allem für Wi-Fi-6E-Geräte, die am Körper getragen werden – zum Beispiel AR/VR-Brillen. Aber auch die WLAN-Übertragung in einem Auto, das per Mobilfunk online geht – etwa für digitale Einblendungen auf der Frontscheibe oder für Videostreaming auf den Rücksitzen – fällt darunter.

Nur in den USA ist derzeit die Geräteklasse „Standard Power“ vorgesehen: Diese Produkte haben eine Sendeleistung von rund vier Watt und dürfen sowohl drinnen wie draußen eingesetzt werden. Aufgrund der hohen Sendeleistung unterliegen sie besonderen Einschränkungen: Sie dürfen zum Beispiel bestimmte Frequenzbereiche nicht nutzen, die in den USA für Fernsehübertragungen reserviert sind. Außerdem müssen sie mit AFC (Automated Frequency Coordination system) arbeiten: Dabei melden sie ihre aktuelle Position an eine cloudbasierte Datenbank, die bei möglicher Störung eines vorrangigen 6-GHz-Dienstes dem WLAN-Gerät einen Kanal zuweist.

Bereits im letzten Jahr angekündigt, aber noch nicht erhältlich ist das Mesh-System Deco XE75. Es bietet zwei Streams pro Frequenz und ist deshalb mit knapp über 5 GBit/s halb so schnell wie der XE200.

Das Top-Modell von Netgear für Wi-Fi 6E ist der Nighthawk RAXE500: Er liefert über die drei unterstützten Frequenzen jeweils vier Mimo-Streams, was zusammen knapp 11 GBit/s Transferleistung ergibt. Zusätzlich besitzt er einen 2,5-GBit-LAN-Port, vier Gigabit-Anschlüsse sowie zwei USB-3.0-Buchsen. Die günstigere Variante nennt sich Nighthawk RAXE300: Hier reduziert Netgear die Übertragungsleistung über 6 und 2,4 GHz mit jeweils zwei Streams auf 2,4 beziehungsweise 0,6 GBit/s. Nur über5 GHz arbeitet der Router mit vier parallelen Streams. Am schnellsten ist im Netgear-Angebot das Mesh-System Orbi RBK960: Es arbeitet mit vier unterschiedlichen Funkmodulen, die über 6 und 2,4 GHz jeweils vier Mimo-Streams liefern. Über 5 GHz kann der Orbi über die unteren und oberen Kanäle mit jeweils zwei Stream übertragen – über eine 5-GHz-Verbindung halten der Router und die Mesh-Satelliten Kontakt.

Der ROG Rapture GT-AXE11000 von Asus wendet sich an Spieler: Sie können den Router so einstellen, dass das Logo auf dem Gehäuse durch Farbwechsel zum Beispiel die Netzwerklast oder externe Angriffe anzeigt. Er liefert ein Summentempo von knapp 11 GBit/s mit jeweils vier Mimo-Streams über 6, 5 und 2,4 GHz.

Zu Recherchezeitpunkt war der Asus-Router das einzige Modell, das schon in Deutschland verkauft wird – zum üppigen Preis von knapp 600 Euro. Zum gleichen Preis sollte der Nighthawk RAXE500 erhältlich sein. Preise und Verfügbarkeit für die anderen Modelle stehen noch nicht fest, die Hersteller versprechen aber meist das Frühjahr als Starttermin.

Notebooks und PCs für Wi-Fi 6E

Besser und schon länger erhältlich sind Notebooks mit Wi-Fi 6E. Von Intel gibt es nämlich schon seit über einem Jahr das WLAN-Modul AX210, eine PCI-Express-Steckkarte im Format M.2 2230. Die nutzen zum Beispiel Hersteller wie Samsung für das schicke Galaxy Book Pro 360 und Lenovo für einige Modelle der Business-Serie Thinkpad. Wi-Fi 6E ist auch in Spiele-Notebooks zu finden wie dem MSI GE76 Raider. In diesem Jahr wird die Anzahl der Wi-Fi 6E-Notebooks deutlich zunehmen: Denn Hersteller müssen künftig das neue WLAN in Notebooks einsetzen, wenn sie das Intel-Zertifikat „Evo“ erhalten wollen. Zahlreiche Hersteller haben auf der CES 2022 bereits entsprechende Modelle auf Basis der 12. Core-Generation Alder Lake angekündigt, die in den nächsten Wochen auf den Markt kommen werden.

In Spiele-Notebooks wird Wi-Fi 6E dieses Jahr zur Standardausstattung werden: Vor allem Gamer sind bereit, für neue Technik Geld auszugeben. Außerdem gehört der Netzwerkhersteller Rivet, der die bei Spielern beliebte LAN-und WLAN-Komponenten der Killer-Serie anbietet, inzwischen zu Intel. Die PCI-Express-Karte Killer AX1675 entspricht dem WLAN-Modul AX210, kommt aber mit einer anderen Software.

Mit diesen Karten könnten Sie an sich auch Ihr Notebook Wi-Fi 6E-fähig machen: In den meisten einigermaßen aktuellen Laptops sitzt die eingebaute WLAN-Karte in einem M.2-Steckplatz, sodass der Austausch durch eine 6E-Karte möglich ist. Allerdings ist in den meisten Fällen auch ein aufwändiger Austausch der internen WLAN-Antennen fällig, weil die eingebauten die 6-GHz-Frequenz nicht unterstützen.

In PCs werden Sie Wi-Fi 6E zunächst vor allem in High-End-und Spiele-Rechnern finden. PC-Bastler, die sich selbst einen Top-Rechner zusammenstellen wollen, können dafür auf zahlreiche Hauptplatinen mit Intels Top-Chipsatz Z690 für CPUs der 12. Core-Generation zurückgreifen: Dort findet sich Wi-Fi 6E meist in Form der erwähnten PCI-Express-Karte AX210 von Intel und einem passenden Antennen-Set für die Anschlussblende. Für Nachrüster gibt es die Karte auch als einzelne Komponente mit Antennen-Set.

Damit sich ein Windows-Rechner sicher über 6 GHz mit einem Wi-Fi-6E-Router verbinden kann, muss er den erweiterten Sicherheitsstandard WPA3-H2E unterstützen. Den bringt das Betriebssystem Windows 11 mit sowie Windows 10 seit dem Update 21H2.

Smartphones mit Wi-Fi 6E

Bei Smartphones ist Wi-Fi 6E vor allem in der High-End-Klasse anzutreffen: Zum Beispiel setzen das Samsung Galaxy S21 Ultra und das Google Pixel 6 (Pro) auf das 6-GHz-WLAN. Weitere Modelle sind das Motorola Edge 20, das Asus Zenfone 8 und Samsungs neues Falt-Phone Galaxy Z Fold 3 5G.

Von Apple gibt es noch kein iPhone mit Wi-Fi 6E. Allerdings sind sich die meisten Experten sicher, dass das in diesem Herbst erwartete iPhone 14 auf die neue WLAN-Technik setzen wird. Auch für das iPad sowie die Mac-Notebooks werden dieses Jahr Modelle mit Wi-Fi 6E erwartet.

WI-FI 7: DAS KANN DER NÄCHSTE WLAN-STANDARD

Schon seit einiger Zeit beschäftigt sich eine Arbeitsgruppe der IEEE mit dem Nachfolger für Wi-Fi 6(E): Der Standard Wi-Fi 7 mit der offiziellen Bezeichnung 802.11be soll nach derzeitiger Planung Anfang 2024 verabschiedet werden. Wie bei den Vorgängerstandards ist es aber wahrscheinlich, dass schon im Laufe des Jahres 2023 erste Produkte damit erscheinen, die auf weit entwickelten Vorstandards basieren, den sogenannten Drafts.

Wi-Fi 7 wird mit drei GBit/s Transferrate pro Stream das Tempo von Wi-Fi 6 nochmal deutlich erhöhen. Router können bis zu 16 Mimo-Streams einsetzen, was einem Gesamttempo von über 46 GBit/s entspricht. Dafür verantwortlich ist die neue Modulation 4096-QAM sowie der Einsatz von 320 MHz breiten Funkkanälen.