De verschillende Wi-Fi Standaarden uitgelegd
Al meer dan 20 jaar heeft Wi-Fi de manier waarop de wereld opereert en communiceert veranderd. Wi-Fi technologie is gebasseerd op de door Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) ontwikkelde draadloze communicatie standaard 802.11. In de afgelopen 20 jaar zijn er veel verbeteringen doorgevoerd op de 802.11 standaard. Elke generatie bracht hogere doorvoersnelheden, lagere latency en betere gebruikerservaringen. Om een gemakkelijk onderscheid te maken tussen alle Wi-Fi standaarden, heeft de Wi-Fi Alliance besloten alle Wi-Fi standaarden een simpele naam te geven. Ook wij willen u een overzicht geven van de Wi-Fi standaarden. Daarom benoemen we op deze pagina alle standaarden van de meest recente tot oudste standaard zodat u weloverwogen het juiste access point voor uw netwerk uitdaging kunt vinden.
Wi-Fi 7 (802.11be)
De volgende Wi-Fi generatie is Wi-Fi 7. De technologie staat nu nog in de kinderschoenen, maar de verwachting is dat in 2023 de eerste Wi-Fi 7 producten de markt zullen betreden. De standaard heet 802.11be. Gebruikers van de nieuwe generatie hebben – net als bij gebruik van Wi-Fi 6E – toegang tot een nieuwe frequentieband, 6 GHz. Zowel bij Wi-Fi 6E als bij Wi-Fi 7 is 500 Mhz aan bandbreedte beschikbaar gekomen op de 6 GHz-band. Dit is gelijk aan 25 kanalen van 20 MHz die gebundeld kunnen worden tot een maximale breedte van 320 MHz.
Wi-Fi 7 introduceert ook High-Band Simultaneous Multi-Link. Dit betekent dat twee Wi-Fi radio’s tegelijkertijd kunnen opereren in de 5 GHz-band of de 6 GHz-band, waardoor er één geaggregeerde datapijp ontstaat. Het gevolg is een aanzienlijke verhoging van datasnelheid en lagere latency in de congestie van links. Een andere, nieuwe technologie is preamble puncturing. Dit betekent dat apparaten niet alleen kunnen profiteren van het spectrum tot waar de interferentie optreedt, maar ook van het spectrum voorbij de interferentie. Qualcomm heeft een handig schema ervoor gemaakt:
Wi-Fi 6 (802.11ax)
De nieuwste generatie Wi-Fi apparatuur is gebaseerd op de 802.11ax standaard. Deze standaard staat ook wel bekend als Wi-Fi 6. Wi-Fi 6 is in 2019 geïntroduceerd en biedt naast een hogere snelheid nog veel meer voordelen ten opzichte van de oudere Wi-Fi 5. Wi-Fi 6 levert een verbetering in capaciteit, efficiëntie, dekking en prestaties om zo de meest uitdagende omgevingen van een goede Wi-Fi verbinding te kunnen voorzien. De standaard is uitermate geschikt voor ultra high-density omgevingen waar honderden of duizenden apparaten verbinding zoeken, maar levert ook voor kleinere zakelijke netwerken voordelen.
Net als Wi-Fi 5 werkt Wi-Fi 6 op zowel de 2,4GHz frequentie als de 5GHz frequentie. Wi-Fi 5 heeft geïnnoveerd op de 5 GHz-band. Wi-Fi 6 innoveert zowel op de 2.4 GHz-band als de 5 GHz-band. Hierdoor is de snelheid en bereik hoger dan Single Band access points. Op de 2,4GHz band is namelijk een groter bereik te realiseren, terwijl op de 5GHz band een hogere snelheid te behalen valt. Gebruikers profiteren met Wi-Fi 6 access points dus van beide voordelen.
Wi-Fi 6E
Geeft de fabrikant aan dat hardware Wi-Fi 6E ondersteunt, dan kan dit apparaat gebruik maken van de 6GHz frequentieband. Hierdoor wordt de snelheid nog hoger. In juni 2021 is het gebruik van de 5945MHZ tot 6425MHz voor Wi-Fi 6E goedgekeurd door de Europese Commissie. Lidstaten moeten deze uiterlijk 1 december 2021 beschikbaar maken voor de nieuwe Wi-Fi generatie.
Wi-Fi 6E werkt met kanalen met een breedte tot 160MHz. Bij Wi-Fi op 5GHz passen er maximaal twee 160MHz-kanalen in het daarvoor vrijgegeven spectrum, Wi-Fi 6E voegt er daar drie aan toe in de beschikbare 480MHz. Toch lopen we in de EU nog steeds een beetje achter de feiten aan. Want er zijn maar liefst zeven 160MHz-kanalen in de volledige 1200MHz mogelijk bij 6E. Waar de VS, Canada, Chili, Costa Rica, Korea en Saoedi-Arabië wél de volledige volledige 1200MHz vrij hebben gegeven, moeten wij het in de EU voorlopig doen met de helft.
Innovaties Wi-Fi 6
- Uplink en downlink Multiple User -Multiple Input Multiple Output (Mu-MIMO). Dit verhoogt de doorvoersnelheid van de access points.
- OFDMA verhoogt de netwerkcapaciteit door de kanalen te splitsen. Hierdoor is het mogelijk om data van de ene gebruiker via één deel van het kanaal te versturen terwijl de overige delen beschikbaar blijven voor andere gebruikers. Dit verkleint ook de interferentie.
- Verhoging QAM naar 1024 QAM waardoor de doorvoersnelheid met 25% toeneemt ten opzichte van een Wi-Fi 5 access point.
- Hergebruik van ruimtelijke frequentie zorgt ervoor dat de prestaties in drukke gebieden zal verbeteren.
- Target wake tijd vertelt het apparaat wanneer het access point in slaapstand moet worden gezet en wanneer het de volgende transmissie moet ontvangen. Dit verlaagd het energie verbruik.
- Introductie van WPA3. WPA3 heeft hogere encryptie dan WPA2, verplichte ondersteuning voor protected management frames en OWE-support. Deze laatste betekent dat encryptie op verbindingen voor publieke hotspots en netwerken toegepast kan worden zonder een netwerksleutel.
Wi-Fi 5 (802.11ac)
Wi-Fi 5 is in twee fases geïntroduceerd. De eerste fase werd in 2014 met 802.11ac Wave 1 door IEEE beschikbaar gemaakt. 802.11ac Wave 1 maakte gebruik van meerdere kanalen waardoor meer bandbreedte geboden kon worden. Hierdoor is de maximale doorvoersnelheid van Wi-Fi 5 ten opzichte van Wi-Fi 4 hoger. In 2015 volgde de tweede fase: 802.11ac Wave 2. Met deze introductie is onder meer Multi-User MIMO beschikbaar geworden. Zowel de Wi-Fi 5 access points die gebruik maken van Wave 1 technologie als de access points die gebruik maken van Wave 2 technologie leveren snelheden tot meerdere multi-gigabits per seconde. Deze verbeteringen werken uitsluitend op de 5GHz frequentieband. Desondanks zijn de meeste Wi-Fi 5 access points dual band. Voor de 2.4GHz frequentieband maken deze access points gebruik van de innovaties van de Wi-Fi 4 standaard. Hierdoor kunnen Wi-Fi 5 access points op de 2.4GHz band lagere snelheden halen terwijl op de 5GHz frequentieband hoge doorvoersnelheden behaald kunnen worden. Door deze hogere doorvoersnelheden kunnen Wi-Fi 5 apparaten veeleisende toepassingen zoals Ultra HD- en 4K-video, multimediastreaming en snelle bestandsoverdrachten op tablets, game console, handsets en vele andere apparaten ondersteunen.
Innovaties Wi-Fi 5
- Verdubbeling spatiale streams tot 8
- De 20 MHz kanalen kunnen gebundeld worden tot 160 MHz. Op Wi-Fi 4 was máár 80 MHz mogelijk.
- QAM-Modulatie verhoogd van 64 QAM naar 256 QAM
- Gestandaardiseerde Beamforming
- Vanaf Wi-Fi 5 wave 2 beschikken access points over downlink MU-MIMO
Wi-Fi 4 (802.11n)
In 2009 presenteerde de IEEE hun nieuwste standaard: 802.11n. Deze standaard is later Wi-Fi 4 gaan heten. Wi-Fi 4 kan gebruik maken van zowel de 2.4GHz als de 5GHz frequentiebanden. In de praktijk zien we echter dat veel Wi-Fi 4 access points single band zijn waarbij de fabrikant kiest tussen het gebruik van de 2.4 of 5GHz frequentieband. Wi-Fi 4 access points leveren theoretische doorvoersnelheden tot 600 Mbps en levert hierdoor voldoende bandbreedte voor toepassingen zoals het browsen op internet. Bovendien maken veel van de huidige IoT apparaten gebruik van Wi-Fi 4.
Innovaties Wi-Fi 4
- Gelijktijdige spatiale streams verhoogd tot 4.
- Dit is de eerste standaard waarbij kanaal bundeling mogelijk is en de potentiële kanaalbreedte verdubbeld is van 20 MHz naar 40MHz.
- Ondersteunt dual band toepassing op zowel de 2.4GHz frequentieband als 5GHz frequentieband.
802.11g
In 2003 werd 802.11g officieel beschikbaar gesteld voor gebruik. 802.11g maakt net als 802.11b uitsluitend gebruik van de 2.4GHz frequentieband. Desondanks kon deze standaard hogere snelheden halen dan 802.11b. Dit heeft te maken met het verschil in modulatie techniek. 802.11g maakt namelijk gebruik van QAM modulatie.
802.11a
802.11b werd in hetzelfde jaar nog opgevolgd door 802.11a. Dit was de eerste Wi-Fi standaard die gebruik maakt van de 5GHz frequentieband. Bovendien maakte deze standaard ook voor het eerste gebruikt van de QAM modulatie.
802.11b
802.11b was de eerste grote verbetering aan de originele Wi-Fi standaard. Deze verbetering was vooral te merken in de hogere doorvoersnelheid tot 11Mbps. Ook de modulatie was anders.
In onderstaande tabel zijn de verschillen tussen de Wi-Fi standaarden nog eens overzichtelijk weergegeven:
| 802.11 (Legacy) | 802.11b (Legacy) | 802.11a (Legacy) | 802.11g (Legacy) | 802.11n (HT) | 802.11ac (VHT) | 802.11ax (HE) | |
| Year Ratified | 1997 | 1999 | 1999 | 2003 | 2009 | 2014 | 2019 |
| Operating Band | 2.4 GHz/IR | 2.4 GHz | 5 GHz | 2.4 GHz | 2.4/5 GHz | 5 GHz | 2.4/5/(6) GHz |
| Channel BW | 20 MHz | 20 MHz | 20 MHz | 20 MHz | 20/40 MHz | 20/40/80/160 MHz | 20/40/80/160 MHz |
| Peak PHY Rate | 2 Mbps | 11 Mbps | 54 Mbps | 54 Mbps | 600 Mbps | 6.8 Gbps | 10 Gbps |
| Link Spectral Efficiency | 0.1 bps/Hz | 0.55 bps/Hz | 2.7 bps/Hz | 2.7 bps/Hz | 15 bps/Hz | 42.5 bps/Hz | 62.5 bps/Hz |
| Max # SU Streams | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 8 | 8 |
| Max # MU Users | NA | NA | NA | NA | NA | 4 (DL only) | 8 (UL & DL) |
| Modulation | DSSS, FHSS | DSSS, CCK | OFDM | OFDM | OFDM | OFDM | OFDM, OFDMA |
| Max Constellation / Code Rate | DQPSK | CCK | 64-QAM, 3/4 | 64-QAM, 3/4 | 64-QAM, 5/6 | 256-QAM, 5/6 | 1024-QAM, 5/6 |
| Max # OFDM tones | NA | NA | 64 | 64 | 128 | 512 | 2048 |
| Subcarrier Spacing | NA | NA | 312.5 kHz | 312.5 kHz | 312.5 kHz | 312.5 kHz | 78.125 kHz |
