Conceptos básicos de WiFi, parte 2: Estándares y enmiendas a través de 802.11n
- Categoría: Red
Hoy en día, el WiFi está en todas partes: cafeterías, restaurantes, tiendas, hoteles, recintos deportivos, etc. Podemos acceder a él desde nuestras computadoras portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes. En casa puede haber consolas de juegos, dispositivos domésticos inteligentes y decodificadores. Tengo varios dispositivos ChromeCast. Convierten su televisor en un dispositivo de red inalámbrica que puede transmitir películas desde su computadora o teléfono directamente al televisor. Es tan omnipresente en nuestro estilo de vida que no lo pensamos dos veces.
Dato interesante: he trabajado mucho con cadenas hoteleras nacionales, y puedo decirles que en 2012 el viajero de negocios promedio tenía 2 dispositivos WiFi conectados a la red del hotel. Hoy, ese número está entre 3 y 3,5 dispositivos por habitación. He visto muchos hoteles luchando por aumentar la capacidad debido a la demanda de los clientes.
Pero no fue hace tanto tiempo cuando el WiFi solo era utilizado por geeks y grandes corporaciones. Este es el segundo artículo de una serie que cubre los conceptos básicos de WiFi. Si te perdiste la primera parte, compruébalo aquí . Discutiremos la evolución de los diferentes estándares y enmiendas; sus propiedades y capacidades.
Al principio, estaba el 802.11-1997 estándar. La versión original fue más un precursor del WiFi utilizable. El estándar incluía FHSS (espectro ensanchado por salto de frecuencia), DSSS (espectro ensanchado de secuencia directa) en la banda de 2,4 GHz, así como infrarrojos. El ancho de banda se limitó a 1-2 Mbps. La norma estaba tan vagamente definida que había muchos productos comerciales donde la interoperabilidad era muy difícil, si no imposible. Los más populares fueron los productos fabricados por Proxim y Symbol (ahora parte de Motorola).
El primer WiFi 'real': 802.11b
La mayoría no se da cuenta de que las enmiendas 802.11ay 802.11b se publicaron al mismo tiempo (1999). Primero hablaremos de 11b porque se basa en el estándar original.
En primer lugar, 11b utiliza DSSS que distribuye la potencia de la señal en una banda de frecuencias de aproximadamente 22 MHz de ancho. La ventaja es el mayor rendimiento de señal a ruido en comparación con los métodos anteriores. La segunda gran mejora fue el uso de una técnica de codificación avanzada llamada CCK (codificación de código complementaria). El resultado fue un aumento en el rendimiento a 11 Mbps, así como un rendimiento mejorado. Esto también incluye la capacidad de reducir el rendimiento a 5,5, 2 y 1 Mbps según sea necesario.
11b fue bastante popular. Una de las principales razones fue la creación de WiFi Alliance. Esta organización sin fines de lucro fue fundada en 1999 por varias empresas de tecnología para garantizar la interoperabilidad de productos entre fabricantes.
802.11a fue como el Edsel de WiFi, tecnológicamente adelantado a su tiempo, y nadie lo quería.
Como mencioné, las enmiendas 11a y 11b se publicaron al mismo tiempo. Pero, 11a se propuso originalmente antes, de ahí la 'a' porque era el primero. Las especificaciones de la 11a son muy diferentes.
Primero, usa la banda de 5GHz; con todas las ventajas y desventajas inherentes a las frecuencias más altas.
En segundo lugar está el uso de OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal). Esta técnica divide el canal de RF en 64 subcanales (subportadoras), transmitiendo cantidades más pequeñas de datos a través de múltiples subcanales simultáneamente. El resultado es un rendimiento de hasta 54 Mbps, con la capacidad de reducirse a 48, 36, 24, 18, 12, 9 y 6 Mbps. También reduce significativamente el problema de interferencia debido a trayectos múltiples. 11a no es compatible con 11b.
11a no fue muy popular, principalmente debido al costo. Como regla general, los equipos capaces de frecuencias más altas son más costosos de fabricar.
Cambiador de juego: 802.11g
802.11g , lanzado en 2003 fue un verdadero cambio de juego. Básicamente, combinó lo mejor de ambos mundos. Utiliza la banda de 2,4 GHz, junto con la técnica de modulación OFDM superior; a costos cercanos a los dispositivos 11b. Una desventaja importante fue el requisito de compatibilidad con versiones anteriores; Los dispositivos 11g tenían que poder comunicarse con los dispositivos 11b. Esta capacidad puede afectar gravemente el rendimiento de su red WiFi; que es un tema que se discutirá en un artículo futuro.
11g fue inmensamente popular. Fue responsable de la explosión de WiFi en el mercado de consumo más amplio. De hecho, fue entonces cuando muchos ISP empezaron a incluir WiFi en su equipo CPE (equipo en las instalaciones del cliente). Para muchas personas, su primera experiencia WiFi fue un enrutador inalámbrico 11g. El más exitoso fue Linksys WRT54G, lanzado originalmente a fines de 2002. Parte de la razón es la capacidad de personalizar el firmware; otro tema para un artículo futuro.
802.11-2007 fue un 'resumen' de estándares y enmiendas hasta la fecha. Incluía 11a, 11b y 11g. Se incluyeron otras enmiendas que no están directamente relacionadas con la discusión en cuestión.
Mejoras entrantes: 802.11n
802.11n lanzado en 2009 fue muy esperado. Había una demanda creciente de un mejor rendimiento y un mayor rendimiento. Por ejemplo, en 2007, Netflix introdujo un servicio por suscripción para transmitir video directamente al consumidor. He visto estimaciones que dicen que la transmisión de video (principalmente Netflix) es responsable de más del 30% del tráfico de Internet en la actualidad.
Una cosa que la mayoría de la gente (incluso los expertos en tecnología) no se da cuenta es que 11n se usa en las bandas de 2,4 y 5 GHz. A todos los efectos prácticos, es un conjunto de mejoras de los modelos 11a y 11g existentes.
Implementación mejorada de OFDM. Aunque el número de subportadoras sigue siendo el mismo, 11n utiliza más para transportar datos; menos subportadoras dedicadas a Piloto / Control / Gestión. Esto significa más rendimiento.
Se agregó la capacidad MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas). La explicación detallada de MIMO ocuparía un artículo completo por sí solo. En resumen, los dispositivos 11n tienen la capacidad de transmitir múltiples flujos de datos (hasta 4) al mismo tiempo. Cada flujo puede tener hasta 72 Mbps de rendimiento.
Esto depende del diseño del dispositivo específico. Cada transmisión debe tener al menos una antena. Es por eso que ve dispositivos 11n con entre 1 y 6 antenas. La notación estándar utilizada es 3x3: 3, por ejemplo. Esto indica 3 antenas transmisoras, 3 antenas receptoras y 3 flujos espaciales. Debido al costo, hay muy pocos dispositivos 4x4: 4 en el mercado. Un solo dispositivo de antena no es compatible con MIMO; estos son normalmente los dispositivos muy económicos marcados normalmente como n150.
Vinculación de canales. Como se discutió en el artículo anterior, 11n permite el uso de hasta 2 canales, básicamente duplicando el rendimiento.
Formación de haces básica añadida. Este es un tema muy técnico, por lo que solo resumiré. La formación de haces es una técnica que se utiliza para modificar la amplitud y la fase de la señal transmitida de modo que cree una 'interferencia constructiva' en un receptor específico. El resultado es que, aunque se enviaron 2 señales desde 2 antenas separadas espacialmente, aparecen como 1 señal más fuerte para ese receptor específico.
Con todas las mejoras anteriores, 11n es capaz de: rendimiento de datos sin procesar de hasta 600 Mbps, área de cobertura de señal más utilizable y confiabilidad de conexión mejorada.
En 2007 se publicó un borrador de la enmienda. Estaba lo suficientemente cerca de lo que todos pensaban que sería el final, que muchos fabricantes comenzaron a producir dispositivos draft-n. Aunque los clientes empresariales y empresariales se mostraron reacios a comprometerse con un dispositivo draft-n, el mercado de consumidores hizo que 11n fuera extremadamente popular. Hoy en día, los dispositivos 11n son el estándar de facto en todas partes.
802.11-2012 fue otro 'resumen' de estándares y enmiendas hasta la fecha. Incluía todo, desde 802.11-2007 más 11n. Se incluyeron otras enmiendas que no están directamente relacionadas con la discusión en cuestión.
Tenga en cuenta que la modulación adaptativa se utiliza para optimizar las transmisiones y el rendimiento de errores. Todos los dispositivos WiFi (802.11a / b / g / n) son capaces de cambiar a una técnica de modulación diferente según la intensidad de la señal, errores de transmisión, interferencia, etc. Esto es responsable de la reducción del rendimiento mencionado en este artículo.
Estos estándares son mantenidos por el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos).
Para obtener más información, visite su sitio web en: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
En mi próximo artículo, cubriré 802.11ac y otras enmiendas nuevas que quizás no conozca.
Como siempre, si tiene una idea para un artículo, hágamelo saber en los comentarios a continuación.