O estándar IEEE 802.11 é coñecido mundialmente como Wi-Fi ou WiFi (erróneamente asociado a “Wireless Fidelity”). Impúxose como o estándar para as comunicacións inalámbricas en rede local (WLAN, Wireless LAN) no ámbito doméstico e de empresa. Creouse en 1998 e se extendeu a medidados da década dos 2000.
Converteuse no complemento sen fíos do ethernet de par trenzado (100-BASE-T, 1000-BASE-T… estándares IEEE 802.3). Hoxe en día ethernet e Wi-Fi son inseparables.
| Generación (letra) | Generación (nº) | Nombre | Banda(s) | BW | MIMO |
|---|---|---|---|---|---|
| b | 1 | - | 2.4 | 20 | - |
| a | 2 | - | 5 | 20 | - |
| g | 3 | - | 2.4 | 20 | - |
| n | 4 | HT | 2.4 / 5 | 20 / 40 | 4x4 SU-MIMO |
| ac | 5 | VHT | 5 | 20 /40 / 80 | 4x4 SU-MIMO |
| ac wave 2 | 5 wave 2 | VHT | 5 | 20 /40 / 80 / 160 | 8x8 MU-MIMO |
| ax | 6 | HE | 2.4 / 5 | 20 /40 / 80 / 160 | 12x12 MU-MIMO |
| ax extendida | 6E | HE | 2.4 / 5 / 6 | 20 /40 / 80 / 160 / 320 | 16x16 MU-MIMO |
Temos tres nomenclaturas: a clásica (b, g, n…) e a nova numeración (4, 5, 6…).
Dous factores limitantes na Wi-Fi “n”:
- Na banda de 2.4 GHz só é posible obter 40 MHz de ancho de banda (e por tanto 150 Mbps) cando o espectro está libre. Pero nunca está libre: outras Wi-Fis, mesmo teléfonos sen fíos ou fornos microondas inhibirán o modo de 40 MHz.
- Moitos equipamentos relativamente actuais con Wi-Fi “n” non soportan a banda de 5 GHz: Raspberry Pi Zero W, ESP8266, ESP32…
As velocidades de transferencia en Wi-Fi a, b, g son fixas, ainda que por suposto se degradan pola distancia, interferencias, clientes concorrentes e outros factores.
A partir de Wi-Fi “n” a cousa se complica, non hai unha soa velocidade. Esta se axusta depende do ancho de banda e o número de streams, de parámetros dinámicos como o intervalo de garda, e o esquema de modulación:
Podes consultalas na páxina MCS index: http://mcsindex.com. O MCS é o Modulation and Coding Scheme, que se define os parámetros anteriores en función da calidade do link, baremando distancia, interferencias, SNR, etc.
Cambios nos iconos coa nova nomenclatura:
MIMO, Beamforming, color BSS → Ver ligazons de NASeros ó final
Wi-Fi MESH. (“Wi-Fi mallada”). O normal é que nunha rede de cableado estruturado os APs Wi-Fi se conecten en estrela ós switches. Isto é así sempre que é posible, pero hoxe en día están moi de moda os AP mesh, que crean enlaces directos entre si mediante Wi-Fi:
PROBLEMA: Case ningunha marca usa o sistema estándar 802.11s. No seu lugar, Ubiquiti usa o seu sistema, Asus o seu… fano así fara que te “cases” coa súa marca.
O protocolo 802.11r permite facer handover (chamado roaming no ámbito da Wi-Fi) entre distintos APs colindantes na mesma rede.
O protocolo 802.11k permite facer roaming entre distintos APs que pertenzan a diferentes redes colindantes.
REVISAR
En Europa fórmana 13 canais (14 no Xapón) de 20 MHz de ancho (22 MHz en certas fontes). Potencia máxima: 20 dBm (100 mW). Ejem, ejem.
O ancho de banda total é menor de 100 MHz, insuficiente para acomodar nin os 13 canais nin moito menos as bandas de garda que debería haber entre eles. Así que se optou por solapar os canais co pretexto de que a maior parte da potencia está na zona central do canal (a excepción do Ch.14):
.svg.png)
Isto foi unha pésima idea. Á saturación de puntos de acceso en zonas urbanas sumouselle o feito de que o usuario medio non sabe que canais consecutivos practicamente están na mesma frecuencia. En realidade, en Europa só hai tres canais que respecten as bandas de garda recomendadas:
Esta estrana planificación do ancho de banda non impediu que o sistema Wi-Fi triunfase.
Caso estrano: En Wi-Fi “n” é posible agregar dous canais (2x20 = 40 MHz) duplicando a velocidade. Na realidade non é posible posto que a normativa (e por tanto os APs) requiren que non haxa sinais no ancho de banda ocupado, o que é practicamente imposible. Antes se podía evitar usando firmware OpenWRT, pero agora xa non é posible.
Vantaxes da banda de 2,4 GHz:
Desvantaxes da banda de 2,4 GHz:
A igual esquema de modulación (ex: 64 QAM) podemos asumir que duplicar o ancho de banda (MHz) implica duplicar a taxa de transferencia (Mbps). Exemplo: wifi n con 20 MHz ofrece 150 Mbps. Se aumentamos a 40 MHz, teremos ata 300 Mbps.
En España se poden usar os canais 36-64 y 100-140, igual que no resto de Europa.
Así, podemos ter 19 canais de 20 MHz, 9 canais de 40 MHz (escenario máis típico), 4 canais de 80 MHz ou 2 canais de 160 MHz. Non se solapan.
A potencia máxima depende da banda. Podes consultalas no capítulo sobre o CNAF.
Máis info en Wikipedia: List of WLAN channels
Vantaxes da banda de 5 GHz:
Desvantaxes da banda de 5 GHz:
6 GHz, 60 GHz… ofrecerán moito ancho de banda por canal, moita velocidade de transferencia (>1 Gbps) a costa de reducir drasticamente o alcance do AP a uns poucos metros. Usaranse en agregación ou roaming coas bandas de 2,4 e 5 GHz.
Tamén existe unha banda de 868 MHz que busca o contrario: longo alcance e pouco ancho de banda, pensanda para usar na IoT de xeito similar a LoraWAN, Z-Wave, etc.
Parámetros de cantidade de sinal:
O RSSI sempre é moito menor que a potencia transmitida. Isto depende da distancia do enlace, da frecuencia, dos obstáculos, materiais reflectantes… Podes calcular as perdas no espazo libre neste enlace.
¿Por que o RSSI toma valores negativos? O teu AP/router emite unha potencia de 20 dBm, pero ti recibes o sinal a uns -80 dBm. No camiño se perderon 100 dBm. Que sexa negativo non é “raro”, só quere dicir que é un valor inferior ó valor de referencia do decibelio (1 mW para dBm).
Cando dicimos que un estándar Wi-Fi ten unha velocidade de bits de 11, 54, 300, 1300 Mbps, referímonos a que ten esa velocidade en condicións óptimas (a escasos metros do AP e sen outros clientes conectados).
Cando o AP se satura de clientes, ou cando detecta que hai moitos paquetes erróneos, baixa a velocidade. Así, estes termos están relacionados:
Lembra a táboa de índices MCS para Wi-Fi “n” e “ac”:
O ancho de banda do canal está prefixado no AP. Non se reduce excepto no caso de 40 MHz na banda de 2,4 GHz, que en canto hai máis AP na zona baixa a 20 MHz.
Parámetros de identificación:
Parámetros de seguridade:
En resumo:
Falemos de “auditar” Wi-Fis, coñeces WiFiSlax e Backtrack? Non? A moda de reventar a Wi-Fi do veciño foi a menos coa chegada das tarifas 4G ilimitadas.
Temos dous equipamentos de rede típicos:
Estes dispositivos semiprofesionais non adoitan servir DHCP, senón que dependen dun router principal
Cando o equipo varias tomas u.Fl, pode tratarse de varios streams independentes ou dun só stream no que a radio utiliza o sinal que recibe pola toma de maior RSSI.
No ámbito doméstico:
Ámbito profesional:
.jpg)
Isto non estaría completo sen a antena do paquete de Pringles (“cantenna”) e outras artistadas: Planos de antenas para redes Wi-Fi.
No seguinte vídeo fago unha serie de medicións espectrais na banda de 2.4 GHz usando un SNA RigExpert IT-24:
Existen equipamentos profesionais moito máis caros, pero o Rigexpert funciona ben e é económico.
En canto á elaboración de mapas de calor, hai numerosas aplicacións como VisualRF Plan e Ekahau HeatMapper.
Historia da Wi-Fi en NASeros (con audio en podcast):
Creado para “C2001003 - Radioenlaces e redes metropolitanas sen fíos” por Daniel Ríos Suárez.
Licenciado baixo a Licenza Creative Commons Recoñecemento Compartir igual 4.0
Este curso virtual elaborouse para ser impartido no plan anual de formación do profesorado de FP da Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria, Xunta de Galicia
Quedan fora desta licenza os textos, imaxes, recursos... que manteñen a súa propia licenza, sinalada en cada caso.
Úsanse imaxes e recursos de producción propia, que se publican no Dominio público ou con licenza CC BY-SA, outras de dominio público, con licenza creative commons, GNU... tomados prefentemente de bancos de recursos educativos abertos. Tamén se empregan ---acolléndose ao "Dereito de cita" --- imaxes, e recursos diversos de diferentes páxinas web, e se enlaza a súa licenza ao pé dos propios recursos ou na páxina coa atribución da propiedade intelectual dos ODE empregados, dereitos reservados que manteñen integramente. Se detecta algunha imaxe, recurso... con dereitos reservados, agradecemos nos informe para retirala.