Verkabelung für Wi-Fi

Warum sich Wi-Fi-Standards ständig weiterentwickeln

Wi-Fi ist zum primären Mittel der Unternehmenskonnektivität geworden und wächst weiter. Drahtlose Geräte erfordern eine größere Bandbreite für Streaming, Videokonferenzen, Augmented/Virtual Reality und Cloud Computing. Deshalb haben sich die Wi-Fi-Standards weiterentwickelt, um einen immer größeren Durchsatz bei weniger Störungen zu unterstützen.

Jeder Wi-Fi-Access Point ist mit der Verkabelung verbunden, d. h., es gibt immer noch eine Menge Kabel in der Drahtlosverbindung. In der realen Welt begrenzen Konkurrenzkampf, Interferenzen und Entfernungsbeschränkungen den Wi-Fi-Durchsatz auf höchstens 50 % ihres theoretischen Maximums. Um diese 50 % zu erreichen und zukünftige Datenraten zu unterstützen, müssen die richtigen Kabel an den Access Point angeschlossen werden.

 

Inhalt

• Laufende Entwicklung von Standards für schnelleres Wi-Fi
• Die nächste Generation: Wi-Fi 7
• Anforderungen an die Wi-Fi-5 Verkabelung
• Anforderungen an die Wi-Fi-6 Verkabelung
• Anforderungen an die Wi-Fi-7 Verkabelung
• Einfachere Access Point-Verbindungen mit MPTL
• PoE für Wi-Fi
• Gleichstromwiderstand und warum Sie ihn testen sollten
• Verwendung eines hybriden Kupfer-Glasfaserkabels zur Stromversorgung von Wi-Fi-Access Points
• Mehr erfahren

 

Laufende Entwicklung von Standards für schnelleres Wi-Fi

Die meisten Wi-Fi-Bereitstellungen erfüllen heute den neuesten IEEE 802.11ax-Standard Wi-Fi 6. Es bietet die bis zu 4-fache Geschwindigkeit von Wi-Fi 5 und hat eine größere Kapazität, um mehr Geräte zu verbinden.

Während Wi-Fi 5 nur im 5-GHz-Frequenzband überträgt, überträgt Wi-Fi 6 sowohl im 2.4- als auch im 5-GHz-Band mit bis zu 8 räumlichen Streams. Das 2.4-GHz-Frequenzband ist mit weniger Kanälen und mehr Störungen überlastet. Die niedrigere Frequenz bietet jedoch eine größere Reichweite und eine bessere Ausbreitung, um Baumaterialien zu durchdringen. Dies eignet sich für Geräte mit geringer Geschwindigkeit, die eine größere Reichweite benötigen, um winzige Datenmengen zu senden (wie IoT/IIoT-Funksensoren).

Wi-Fi 6 nutzt auch das weniger überlastete 5-GHz-Band mit mehr nicht überlappenden Kanälen für Anwendungen mit höherer Geschwindigkeit. Darüber hinaus bietet Wi-Fi 6 eine geringere Latenz, eine bessere Akkulaufzeit und eine höhere Energieeffizienz als Wi-Fi 5.

Im April 2020 gab die FCC das 6-GHz-Frequenzband für die Wi-Fi-Nutzung frei: Wi-Fi 6E. Er basiert immer noch auf dem 802.11ax-Standard und bietet zusätzliche Kanäle für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und/oder Netzwerke mit hoher Dichte, die viele drahtlose Geräte mit niedriger Geschwindigkeit bedienen. Das 6-GHz-Band ist auch ideal für große Arenen und Stadien.

Die Einführung von Wi-Fi erfolgt in der Regel in zwei Wellen. Die Unterschiede zwischen den Wellen betreffen die Anzahl der speziellen Streams, die Antennenkonfigurationen, die Kanalbandbreite und zusätzliche Features. Bei Wi-Fi 5 hatten Wave 1-Geräte zum Beispiel eine Höchstgeschwindigkeit von 1.3 Gb/s. Wave–2Geräte verbesserten die Geschwindigkeit auf 6.93 # Gb/s, indem sie die Antenne aufrüsten und einen breiteren Kanal verwenden. Wi-Fi 6 und Wi-Fi 7 der nächsten Generation werden voraussichtlich in zwei Wellen auf den Markt kommen.

 

Die nächste Generation: Wi-Fi 7

Das IEEE entwickelt bereits die nächste Generation von Wi-Fi. Wi-Fi 7 (auch „Extremely High Throughput“ oder EHT-Drahtlos genannt) basiert auf 802.11be-Standards und baut auf der bestehenden Wi-Fi-6 und 6E-Technologie auf.

Wi-Fi 7 wird in den Frequenzbändern 2.4, 5 und 6 GHz mit bis zu 16 räumlichen Strömen betrieben. Es verfügt auch über eine größere Kanalbandbreite und -größe. Es kann gleichzeitig über die verschiedenen Bänder senden und empfangen, während die Abwärtskompatibilität erhalten bleibt. Wi-Fi 7 hat eine maximale theoretische Geschwindigkeit von 46 Gb/s und einen vorläufigen erwarteten Durchsatz von mindestens 18 Gb/s.

 

Anforderungen an Wi-Fi 5-Kabel

• • Wi-Fi 5 erfordert eine Verbindung der Kategorie 5e, 6 oder 6A 2.5GBASE-T oder 5GBASE-T, wobei 2.5GBASE-T Wave 1-Geräte und 5GBASE-T Wave 2-Geräte unterstützt.


• • Aufgrund von Fremdnebensprechen unterstützt nicht jede installierte Verkabelungsanlage der Kategorie 5e oder 6 garantiert 2.5/5GBASE-T.


• • Bestehende Verkabelungsanlagen der Kategorie 5e und 6 sollten auf ihre Fähigkeit zur Unterstützung von 2.5/5GBASE-T überprüft werden.

 

Anforderungen an Wi-Fi 6-Kabel

• • Wave 1-Wi-Fi 6-Access Points sollten mindestens eine 10 Gb/s-Verbindung (10GBASE-T) der Kategorie 6A (oder Kategorie 6, wenn die Verbindung auf 30 Meter beschränkt ist) aufweisen. Dies ergibt eine maximale Datenrate von 9,61 Gb/s und eine typische Datenrate von 5 Gb/s.


• • Für Wave 2-Wi-Fi 6 empfiehlt sowohl der TIA-568- als auch der IEEE 802.11ax-Standard zwei Verbindungen der Kategorie 6A für jeden Access Point, um volle Datenraten zu unterstützen. Die meisten Wi-Fi 6-Access Points, die heute auf dem Markt sind, verfügen über zwei Ports, um die beiden Verbindungen zu ermöglichen.

 

Anforderungen an Wi-Fi 7-Kabel

• • Wi-Fi 7-Access Points erfordern mindestens zwei Verbindungen der Kategorie 6A 10GBASE-T.


• • Um die volle Wi-Fi 7-Datenrate nutzen zu können, sind vier Verbindungen erforderlich. Die Installation der maximalen Anzahl von Kabeln zu Beginn ist kostengünstiger als eine spätere Ergänzung. Spätere Ergänzungen können Kosten in Höhe des 10-Fachen der Erstbereitstellung verursachen.


• • Neue Kabelanlagen der Kategorie 6A sollten mindestens zwei Kabel zu jedem Wi-Fi-Access Point vorsehen.


• • Für einen maximalen Durchsatz bei Wi-Fi 7 sollten Sie vier Kabel der Kategorie 6A zu jedem Access Point verlegen. Oder verbinden Sie die Access Points mit einer einzigen Multimode- oder Singlemode-Glasfaser, die 25 Gb/s und mehr unterstützen kann.

Beachten Sie, dass Glasfaserkabel den Access Point nicht mit Strom versorgen können. Er benötigt eine separate Stromversorgung. (Mehr dazu unter Verwendung eines hybriden Kupfer-Glasfaserkabels zur Stromversorgung von Wi-Fi-Access Points weiter unten).

 

Einfachere Access Point-Verbindungen mit MPTL

sind für einen Wi-Fi-Access Point nicht erforderlich. Im Gegensatz zu einem Computer bewegt sich beispielsweise ein Access Point nicht. Die Beseitigung von Steckdosen und Gerätekabeln sorgt für ein ordentlicheres, saubereres Erscheinungsbild und bietet mehr Sicherheit.

Die TIA erkannte dies und definierte den Modular Plug Terminated Link (MPTL). Dieser Link beginnt in einem Patchpanel und endet mit einem feldkonfektionierten RJ-45-Stecker, der direkt mit dem Access Point verbunden ist. Es ist kein Patchpanel oder Gerätekabel erforderlich.

Eine Auswahl von Herstellern haben feldkonfektionierte Modulstecker zur Unterstützung dieses Standards herausgebracht. Wenn Sie mit der Installation von RJ-45-Steckern vertraut sind, sind diese neuen Designs viel einfacher zu handhaben. Erfahren Sie mehr über MPTLs..

Beim Testen einer Verbindung, die mit einem RJ-45-Stecker mit herkömmlichen Kanaladaptern abgeschlossen ist, wird die gepaarte Verbindung am anderen Ende nicht berücksichtigt. Industriestandards haben außerdem eine neue, genauere MPTL-Testmethode mit einem Patchkabeladapter an einem Ende entwickelt. Erfahren Sie, wie Sie einen MPTL testen.

 

PoE für Wi-Fi

Die meisten drahtlosen Access Points in kommerziellen Installationen werden über Power over Ethernet (PoE) mit Strom versorgt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, eine Wechselstromsteckdose zu installieren und ein separates Netzteil zu montieren. Da die Wi-Fi-Technologie immer weiter fortschreitet, erfordert ihre komplexere Verarbeitung ein höheres PoE-Niveau.

Zum Beispiel arbeiten die meisten Wi-Fi 5-Geräte hauptsächlich innerhalb von Klasse 3 Typ 1 PoE (13 W) oder Klasse 4 Typ 2 PoE (25,5 W). Viele Wi-Fi 6-Access Points erfordern jedoch Klasse 6 Typ 3 PoE (51 W). Wi-Fi 7 erfordert auch Klasse 6 Typ 3 PoE. Höherwertige Access Points benötigen wahrscheinlich Klasse 8 Typ 4 PoE (71.3 W).

Um sicherzustellen, dass die Wi-Fi-Access Points über ausreichend PoE-Leistung verfügen, müssen Sie sich vergewissern, dass die PoE-Klasse des stromerzeugenden Geräts (in den meisten Fällen der Switch) mit dem Access Point kompatibel ist. Erfahren Sie mehr über PoE-Klassen, -Typen und -Standards: Laden Sie unseren Leitfaden für die erfolgreiche Installation von PoE herunter.

 

Gleichstromwiderstand und warum Sie ihn testen sollten

Ein subtileres Stromproblem betrifft die Verkabelung. Die Bereitstellung von PoE über eine Kategorie-Verkabelung erfordert einen niedrigen Gleichstromwiderstand der Verkabelung. Wenn der Widerstand zu groß ist, wird der Strom abgeleitet, bevor er den Access Point erreicht.

Die Kabelgeometrie muss den Gleichstromwiderstand zwischen den Paaren und innerhalb eines Paares ausgleichen. Wenn ein Paar zu sehr aus dem Gleichgewicht ist, sättigt die Leistung die Transformatoren des Empfängers und stört die Datenübertragung.

Kabel der Kategorie werden so entwickelt, hergestellt und getestet, dass sie die strengen Anforderungen an die Gleichstromfestigkeit erfüllen. Aber fehlerhafte Installationstechniken können der Verbindung einen zusätzlichen Widerstand verleihen – und die Normen für Feldtests verlangen keine Gleichstrom-Widerstandsmessungen für die Zertifizierung.

Die Kombination von 10GBASE-T, PoE mit höherer Leistung und mehr drahtlose Geräte machen Wi-Fi 6 und Wi-Fi 7 zu den wichtigsten modernen Technologien, die den Bedarf an Gleichstromwiderstandstests begründen.

 

• • Sie finden den Gleichstromwiderstandstest auf dem Fluke Networks DSX CableAnalyzer™ Series Tester, indem Sie die Grenzwerte (+Alle) oder (+PoE) auswählen.


• • Sie können mit einem Fluke Networks LinkIQ Cable + Network Tester oder MicroScanner™ Cable Verifier überprüfen, wie viel Strom auf einer Verbindung in einer installierten Verkabelungsanlage verfügbar ist.

Erfahren Sie mehr über PoE-Lasttests und erweiterte Fehlersuche.

 

Verwendung eines hybriden Kupfer-Glasfaserkabels zur Stromversorgung von Wi-Fi-Access Points

Wenn Sie Glasfaserkabel für die Verbindung von Wi-Fi-Access Points verwenden – was mit der zunehmenden Verbreitung von Wi-Fi 7 immer häufiger der Fall sein wird – benötigen Sie eine weitere Möglichkeit der Stromversorgung. Die kosteneffektivste Art, diesen Strom zu liefern, ist die Verwendung eines hybriden Kupfer-Glasfaserkabels, das Glasfaserstränge für die Daten und zwei Kupferleiter für den Strom enthält. Der über das hybride Kupfer-Glasfaserkabel gelieferte Strom ist kein PoE, sondern gilt gemäß dem National Electric Code als strombegrenzter Stromkreis der Klasse 2.

Wenn der Access Point nicht über einen Glasfasereingang verfügt, kann ein hybrides Kupfer-Glasfaserkabel an einen PoE-Medienkonverter angeschlossen werden und ihn mit Strom versorgen, der wiederum PoE und Daten über ein Kupferkategoriekabel an den Access Point liefert.

Hybride Kupfer-Glasfaserkabel bieten nicht nur die Bandbreite und die Leistung, die zur Unterstützung von Wi-Fi mit hohem und sehr hohem Durchsatz erforderlich sind. Sie ermöglichen es auch, Entfernungen zu vergrößern, die über die 100-Meter-Beschränkung von Kategoriekupferkabeln hinausgehen – was Wi-Fi an Orten wie Lagerhallen, Parkhäusern und Außenbereichen möglich macht. Erfahren Sie mehr über die Verwendung von Kupfer-Glasfaser-Hybridkabeln zur Stromversorgung von Wi-Fi .

 

Mehr erfahren

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