Quins són els principals protocols wifi? tot el que cal saber

En aquesta ocasió us expliquem a l'detall quins són els principals protocols Wifi. Fins fa uns anys només era possible inter-connectar ordinadors per mitjà de cables. Aquest tipus de connexió és bastant popular, però compta amb algunes limitacions, per exemple: només es pot moure l'equip fins al límit d'abast del cable; entorns amb molts equips poden requerir adaptacions en l'estructura de l'edifici per al pas dels cables; en una casa, pot ser necessari fer forats a la paret perquè els cables arribin altres habitacions; la manipulació constant o incorrecta pot fer que el connector del cable es faci malbé. Afortunadament, les xarxes sense fils (wireless) Wi-Fi van sorgir per eliminar aquestes limitacions.

Índex de continguts

L'ús d'aquest tipus de xarxa s'està convertint cada vegada en alguna cosa més comú, no només en els entorns domèstics i professionals, sinó també en llocs públics (bars, cafeteries, centres comercials, llibreries, aeroports, etcètera) i en institucions acadèmiques.

Per aquesta raó, anem a veure les principals característiques de la tecnologia Wi-Fi i explicar una mica el seu funcionament. Com no podria deixar de ser, també coneixeràs les diferències entre els estàndards Wi-Fi 802.11b, 802.11g, 802.11ni 802.11ac.

Quins són els principals protocols Wifi? Què és Wi-Fi?

Wi-Fi és un conjunt d'especificacions per a les xarxes d'àrea local sense fils (WLAN), basades en l'estàndard IEEE 802.11. El nom de "Wi-Fi" és tingut com una abreviatura de el terme anglès "Wireless Fidelity", tot i que Wi-Fi Alliance, l'entitat responsable principalment pel llicenciament de productes basats en la tecnologia, mai hagi afirmat aquesta conclusió. És comú trobar el nom Wi-Fi escrit com "wifi", "Wi-fi" o fins i tot "wifi". Totes aquestes denominacions es refereixen a la mateixa tecnologia.

Amb la tecnologia Wi-Fi, és possible implementar xarxes que connecten ordinadors i altres dispositius (smartphones, tablets, consoles de videojocs, impressores, etcètera) que estan pròxims geogràficament.

Aquestes xarxes no requereixen l'ús de cables, ja que efectuen la transmissió de dades per mitjà de radiofreqüència. Aquest esquema ofereix diversos avantatges, entre elles: permet a l'usuari utilitzar la xarxa en qualsevol punt dins dels límits d'abast de la transmissió; possibilita la inserció ràpida d'altres equips i dispositius de la xarxa; evita que les parets o estructures de la propietat immobiliària siguin de plàstic o adaptades per al pas de cables.

La flexibilitat de el Wi-Fi és tan gran que es va fer viable la implementació de xarxes que fan ús d'aquesta tecnologia en els més variats llocs, principalment pel fet que els avantatges esmentades en el paràgraf anterior moltes vegades resulten en disminució de costos.

Així, és comú trobar xarxes Wi-Fi disponibles en hotels, aeroports, carreteres, bars, restaurants, centres comercials, escoles, universitats, oficines, hospitals, i molts més llocs. Per utilitzar aquestes xarxes, només cal que l'usuari tingui un ordinador portàtil, smartphone o qualsevol dispositiu compatible amb Wi-Fi.

Una mica de la història de el Wi-Fi

La idea de xarxes sense fils, no és nova. La indústria es preocupa per aquest tema fa temps, però la falta d'estandardització de normes i especificacions es va mostrar com un obstacle, després de tot, diversos grups de recerca treballaven amb propostes diferents.

Per aquesta raó, algunes empreses com 3Com, Nokia, Lucent Technologies i Symbol Technologies (adquirida per Motorola) es van unir per crear un grup per fer front a aquest tema i, així, va néixer el 1999, la Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), que va passar a anomenar-se Wi-Fi Alliance a l'any 2003.

Així com passa amb altres consorcis d'estandardització de tecnologies, el nombre d'empreses que s'associen a la Wi-Fi Alliance augmenta constantment. La WECA va passar a treballar amb les especificacions IEEE 802.11 que, en realitat, no són molt diferents de les especificacions IEEE 802.3. Aquest últim conjunt és conegut pel nom d'Ethernet i simplement consisteix en la gran majoria de les tradicionals xarxes amb cable. Essencialment, el que canvia d'un estàndard a l'altre són les seves característiques de connexió: un tipus funciona amb cables, l'altre, per radiofreqüència.

L'avantatge d'això és que no va ser necessària la creació de cap protocol específic per a la comunicació de xarxes sense cables basada en aquesta tecnologia. Amb això, és possible fins i tot comptar amb xarxes que utilitzen els dos estàndards.

Però WECA encara havia de bregar amb una altra qüestió: un nom apropiat a la tecnologia, que fos de fàcil pronunciació i que permetés una ràpida associació a la seva proposta, és a dir, les xarxes sense fils. Per a això, va contractar una empresa especialitzada en marques, Interbrand, que va acabar no només creant la denominació Wi-Fi (probablement amb base a tal terme "Wileress Fidelity"), sinó també el logotip de la tecnologia. La denominació ha tingut tanta acceptació que WECA va decidir canviar el seu nom el 2003 a Wi-Fi Alliance, com s'ha informat.

Funcionament de el Wi-Fi

A l'arribar a aquest punt de el text, és natural que et estiguis preguntant com funciona el Wi-Fi. Com ja saps, la tecnologia es basa en l'estàndard IEEE 802.11. Però això no vol dir que tots els productes que treballin amb aquestes especificacions també seran Wi-Fi.

Perquè un producte rebi un segell amb aquesta marca, cal que sigui avaluat i certificat per la Wi-Fi Alliance. Aquesta és una forma de garantir a l'usuari que tots els productes amb el segell W i-Fi Certified segueixen normes de funcionalitat que garanteixen la inter-operabilitat amb altres equips.

No obstant això, això no significa que els dispositius que no compten amb un segell no funcionaran amb dispositius que sí que ho posseeixin (tot i així, sempre és millor triar productes certificats per evitar riscos i problemes).

L'estàndard 802.11 estableix normes per a la creació i per a l'ús de les xarxes sense fils. La transmissió d'aquest tipus de xarxa és feta per senyals de radiofreqüència, que es propaguen per l'aire i poden cobrir àrees a la casa de centenars de metres.

Com que hi ha una gran varietat de serveis que poden emprar senyals de ràdio, és fonamental que cadascú actuï segons les exigències que estableix el govern de cada país. Aquesta és una bona forma d'evitar inconvenients, especialment interferències.

Hi ha, però, alguns segments de freqüència que poden ser utilitzats sense necessitat d'aprovació directa de les entitats apropiades de cada govern: les bandes ISM (Industrial, Scientific and Medical), que poden funcionar, entre altres, amb els següents intervals: 902 MHz - 928 MHz; 2, 4 GHz - 2, 485 GHz i 5, 15 GHz - 5, 825 GHz (depenent de país, aquests límits poden variar).

SSID (Service Set Identifier)

Anem a conèixer les versions més importants de l'802.11, però abans, per facilitar la comprensió, és convenient saber que, per a una xarxa d'aquest tipus sigui establerta, cal que els dispositius (també anomenats STA) es connectin als aparells que facilitin el accés. Aquests són els genèricament denominats Access Point (AP). Quan un o més d'aquestes es connecten a un AP, es té, per tant, una xarxa, que és denominada Basic Service Set (BSS).

Per qüestions de seguretat i per la possibilitat que hi hagi més d'un BSS en un lloc determinat (per exemple, dues xarxes sense fils que van ser creades per diferents empreses en una àrea d'esdeveniments), és clau que cadascú rebi una identificació anomenada Service Set Identifier (SSID), un conjunt de caràcters que, després de definit, s'insereix a la capçalera de cada paquet de dades de la xarxa. En altres paraules, el SSID és el nom donat a cada xarxa sense fils.

Protocols Wi-Fi

La primera versió de l'estàndard 802.11 va ser llançada en 1997, després de 7 anys d'estudis, aproximadament. Amb el sorgiment de noves versions (que seran abordades més endavant), la versió original va passar a ser coneguda com 802.11-1997 o 802.11 legacy.

Per tractar-se d'una tecnologia de transmissió per radiofreqüència, l'IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) va determinar que l'estàndard pogués operar en el rang de freqüències de 2, 4 GHz i 2.4835 GHz, una de les ja esmentades bandes ISM.

La seva taxa de transmissió de dades és d'1 Mb / so 2 Mb / s (megabits per segon), i és possible utilitzar les tècniques de transmissió Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) i Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS).

Aquestes tècniques permeten transmissions utilitzant diversos canals dins d'una freqüència, però, la DSSS crea diversos segments de la informació transmesa i les envia simultàniament als canals.

La tècnica FHSS, al seu torn, utilitza un esquema de "salt de freqüència", on la informació transmesa utilitza una freqüència en cert període i, de l'altra, utilitza una altra freqüència.

Aquesta característica fa que el FHSS tingui una velocitat de transmissió de dades una mica menor, d'altra banda, fa que la transmissió sigui menys susceptible a interferències, una vegada que la freqüència utilitzada canvia constantment. El DSSS acaba sent més ràpid, però té més possibilitats de patir interferència, una vegada que es fa ús de tots els canals a el mateix temps.

802.11b

El 1999 es va publicar una actualització de l'estàndard 802.11 que va rebre el nom de 802.11b. La principal característica d'aquesta versió és la possibilitat d'establir connexions en les següents velocitats de transmissió: 1 Mb / s, 2 Mb / s, 5, 5 Mb / si 11 Mb / s.

L'interval de freqüències és el mateix utilitzat pel 802.11 original (entre 2, 4 i 2.4835 GHz), però la tècnica de transmissió es limita a l'espectre eixamplat per seqüència directa, una vegada que el FHSS acaba no tenint en compte les normes establertes per la Federal Communications Commission (FCC) quan s'utilitza en transmissions amb taxes superiors a 2 Mb / s.

Per treballar de manera efectiva amb les velocitats de 5.5 Mb / si 11 Mb / s, 802.11b també utilitza una tècnica anomenada Complementary Code Keying (CCK).

L'àrea de cobertura d'una transmissió 802.11b pot arribar, en teoria, a 400 metres en entorns oberts i pot arribar a una franja de 50 metres en llocs tancats (com ara oficines i llars).

És important indicar, però, que l'abast de la transmissió pot patir la influència d'una sèrie de factors, com ara objectes que causen interferència o impedeixen la propagació de la transmissió a partir del punt en què es troben.

És interessant notar que, per mantenir la transmissió el més funcional possible, l'estàndard 802.11b (i els estàndards successors) pot fer que la taxa de transmissió de dades disminueixi fins a arribar al seu límit mínim (1 Mb / s) a mesura que una estació està més lluny del punt d'accés.

El contrari també passa: com més a prop del punt d'accés, major pot ser la velocitat de transmissió.

L'estàndard 802.11b va ser el primer a ser adoptat en gran escala, sent, per tant, un dels responsables de la popularització de les xarxes Wi-Fi.

802.11a

L'estàndard 802.11a va ser llançat a la fi de l'any de 1999, gairebé en la mateixa època que la versió 802.11b.

La seva principal característica és la possibilitat d'operar amb taxes de transmissió de dades en els següents valors: 6 Mb / s, 9 Mb / s, 12 Mb / s, 18 Mb / s, 24 Mb / s, 36 Mb / s, 48 Mb / si 54 Mb / s. L'abast geogràfic de la seva transmissió és d'aproximadament 50 metres. No obstant això, la seva freqüència d'operació és diferent de l'estàndard 802.11 original: 5 GHz, amb canals de 20 MHz dins d'aquesta gamma.

D'una banda, l'ús d'aquesta freqüència és convenient per presentar menys possibilitats d'interferència, després de tot, aquest valor és poc utilitzat. De l'altra, pot portar certs problemes, ja que molts països no compten amb reglament per a aquesta freqüència. A més, aquesta característica pot fer que hi hagi dificultats de comunicació amb els dispositius que operen en els estàndards 802.11 i 802.11b.

Un detall important és que en comptes d'utilitzar DSSS o FHSS, l'estàndard 802.11a fa ús d'una tècnica coneguda com Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). En ella, la informació a ser transferida es divideix en diversos petits conjunts de dades que són transmesos simultàniament en diferents freqüències. Aquests són utilitzats de manera que una interfereixi amb l'altra, fent que la tècnica OFDM funcioni de manera força satisfactòria.

Tot i oferir taxes de transmissió majors, l'estàndard 802.11a no va arribar a ser tan popular com l'estàndard 802.11b.

802.11g

L'estàndard 802.11g va ser llançat en 2003 i és conegut com el successor natural de la versió 802.11b, ja que és totalment compatible amb aquest.

Això significa que un dispositiu que opera amb 802.11g pot comunicar-se amb un altre que treballa amb 802.11b sense cap problema, excepte el fet que la taxa de transmissió de dades, òbviament, limita el màxim admès per aquest últim.

El principal atractiu de l'estàndard 802.11g és poder treballar amb taxes de transmissió de fins a 54 Mb / s, així com succeeix amb l'estàndard 802.11a.

No obstant això, a diferència d'aquesta versió, i l 802.11g opera amb freqüències a la banda de 2, 4 GHz (canals de 20 MHz) i té gairebé el mateix poder de cobertura del seu predecessor, l'estàndard 802.11b.

La tècnica de transmissió utilitzada en aquesta versió també és OFDM, però, quan es realitza la comunicació amb un dispositiu 802.11b, la tècnica de transmissió passa a ser la DSSS.

802.11n

El desenvolupament de l'especificació 802.11n va començar el 2004 i va finalitzar al setembre de 2009. Durant aquest període, s'han llançat diversos dispositius compatibles amb la versió no acabada de l'estàndard.

El protocol 802.11n té com a principal característica l'ús d'un esquema anomenat Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), capaç d'augmentar considerablement les taxes de transferència de dades per mitjà de la combinació de diverses vies de transmissió (antenes). Amb això, és possible, per exemple, l'ús de dos, tres o quatre emissors i receptors per al funcionament de la xarxa.

Una de les configuracions més comuns en aquest cas és l'ús de punts d'accés que s'utilitzen tres antenes (tres vies de transmissió) i de STAS amb la mateixa quantitat de receptors. Sumant aquesta característica de combinació amb el perfeccionament de les seves especificacions, el protocol 802.11n és capaç de fer transmissions en el rang de 300 Mb / si, teòricament, pot arribar a velocitats de fins a 600 Mb / s. En la manera de transmissió més simple, amb una via de transmissió, el 802.11n pot arribar als 150 Mb / s.

En relació a la seva freqüència, l'estàndard 802.11n pot treballar amb les bandes de 2, 4 GHz i 5 GHz, el que el fa compatible amb els estàndards anteriors, fins i tot amb el 802.11a. Cada canal dins d'aquestes pistes té, per defecte, ample de 40 MHz.

La seva tècnica de transmissió estàndard és la OFDM, però amb certes modificacions, a causa de l'ús de l'esquema MIMO, sent, per això, moltes vegades anomenat MIMO-OFDM. Alguns estudis apunten que la seva àrea de cobertura pot passar de 400 metres.

802.11ac

El successor de l'802.11n és l'estàndard 802.11ac, les especificacions s'han desenvolupat gairebé totalment entre els anys 2011 i 2013, amb l'aprovació final de les seves característiques per part de la IEEE el 2014.

El principal avantatge de l'802.11ac està en la seva velocitat, estimada en fins a 433 Mb / s en la manera més simple. Però, en teoria, és possible fer que la xarxa superi els 6 Gb / s en una manera més avançat que utilitza múltiples vies de transmissió (antenes), amb un màxim de vuit. La tendència és que la indústria prioritzi equips amb l'ús de fins a tres antenes, fent que la velocitat màxima sigui de prop 1, 3 Gb / s.

També anomenat WiFi 5G, el 802.11ac treballa en la freqüència de 5 GHz, sent que, dins d'aquesta gamma, cada canal pot tenir, per defecte, l'ample de 80 MHz (160 MHz opcional).

El protocol 802.11ac també compta amb les tècniques més avançades de modulació. Més precisament, treballa amb l'esquema MU-Mumo (Multi-User MIMO), que permet la transmissió i recepció del senyal de diversos terminals, com si aquests treballessin de manera col·laborativa, en la mateixa freqüència.

Es destaca també l'ús d'un mètode de transmissió anomenat Beamforming (també conegut com TxBF), que en l'estàndard 802.11n és opcional: es tracta d'una tecnologia que permet a l'aparell transmissor (com un router) avaluar la comunicació amb un dispositiu client per optimitzar la transmissió en la seva direcció.

Altres estàndards 802.11

L'estàndard IEEE 802.11 ha tingut (i tindrà) altres versions a més de les esmentades anteriorment, que no s'han fet populars per diversos motius.

Un d'ells és l'estàndard 802.11d, que s'aplica només en alguns països en els quals, per algun motiu, no és possible utilitzar alguns dels altres estàndards establerts. Un altre exemple és l'estàndard 802.11e, el focus principal és el QoS (Quality of Service) de les transmissions, és a dir, la qualitat de l'servei. Això fa que aquest model sigui interessant per a les aplicacions que estan severament afectades pel soroll (interferències), com ara les comunicacions per VoIP.

Està també el protocol 802.11f, que treballa amb un esquema conegut com a relleu que, en poques paraules, fa que un dispositiu es desconnecti d'un Access Point de senyal feble i es connecti a un altre, de senyal més fort, dins de la mateixa xarxa. El problema és que alguns dels factors poden fer que aquest procediment no es produeixi de la manera deguda, causant molèsties a l'usuari. Les especificacions 802.11f fan que hi hagi una millor interoperabilitat entre els punts d'accés per a disminuir aquests problemes.

També mereix ser destacat l'estàndard 802.11h. En realitat, aquest no és més que una versió de l'802.11a que compta amb recursos de modificació de la freqüència i el senyal de control. Això, perquè la freqüència de 5 GHz (usada pel 802.11a) és aplicat a una varietat de sistemes a Europa.

Hi ha diverses altres característiques, però si no és per motius específics, és convenient treballar amb les versions més populars, preferentment amb la més recent.

paraules finals

En aquest article es va fer una presentació bàsica de les principals característiques que impliquen el Wi-Fi. Les seves explicacions poden ajudar a qualsevol que vulgui entendre una mica més de el funcionament de les xarxes sense fils que es basen en aquesta tecnologia i que pot servir d'introducció per a aquells que vulguin aprofundir més en el tema.

Com sempre sabeu us recomanem la lectura dels millors routers de mercat i els millors PLC de moment. Són lectures fonamentals per adquirir un bon sistema sense fils Wifi. Què t'ha semblat el nostre article sobre els protocols Wifi? Quin fas servir a casa teva actualment o treball?