El estándar 802.11 es una familia de normas inalámbricas creada por el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 802.11 es la forma más apropiada de llamar a la tecnología Wi-Fi, lanzada en 2009. Mejoró con respecto a versiones anteriores de Wi-Fi con múltiples radios, técnicas avanzadas de transmisión y recepción, y la opción de usar el espectro de 5GHz. Todo implica una velocidad de datos de hasta 600Mbps.
Descripción La familia 802.11 consta de una serie de técnicas de modulación semidúplex (half duplex) por medio del aire que utilizan el mismo protocolo básico. Al estándar 802.11-1997 le siguió el 802.11b, que fue el primero aceptado ampliamente. Posteriormente surgirían versiones mejoradas: 802.11a, 802.11g, 802.11n y 802.11ac. Otras normas de la familia (c-f, h, j) son las modificaciones de servicio que se utilizan para extender el alcance actual de la norma existente, que también puede incluir correcciones de una especificación anterior. miniaturadeimagen|Espectro de la banda ISM Las versiones 802.11b y 802.11g utilizan la banda ISM de 2,4GHz, en Estados Unidos, por ejemplo, operan bajo las Reglas y Reglamentos de la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos. Debido a esta elección de la banda de frecuencia, los equipos 802.11b y 802.11g pueden sufrir interferencias con electrodomésticos tan comunes como el microondas o el horno o con dispositivos Bluetooth. Es por eso que deben controlar dicha susceptibilidad a las interferencias mediante métodos de señalización de espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS) y de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), respectivamente.
Por otro lado la versión 802.11a utiliza la banda U-NII de 5GHz que, para gran parte del mundo, ofrece al menos 23 canales que no se superponen en lugar de la banda de frecuencia ISM de 2,4GHz que ofrece solo tres canales que no se superponen. 802.11n puede utilizar la banda de 2,4GHz o la de 5GHz mientras que 802.11ac utiliza solo la banda de 5GHz. El segmento del espectro de radiofrecuencia utilizado por la 802.11 varía de un país a otro. Las frecuencias utilizadas por los canales uno a seis de 802.11b y 802.11g caen dentro de la banda de radioaficionados de 2,4GHz. Los operadores de radioaficionados con licencia pueden operar dispositivos 802.11b/g.
Conceptos generales
Estaciones: computadoras o dispositivos con interfaz de red. Medio: se pueden definir dos, la radiofrecuencia y los infrarrojos. Punto de acceso (AP): tiene las funciones de un puente (conecta dos redes con niveles de enlace parecidos o distintos), y realiza por tanto las conversiones de trama pertinente. Sistema de distribución: importantes ya que proporcionan movilidad entre AP, para tramas entre distintos puntos de acceso o con los terminales, ayudan ya que es el mecanismo que controla donde está la estación para enviarle las tramas. Conjunto de Servicio Básico (BSS): grupo de estaciones que se intercomunican entre ellas. Se define dos tipos: Independientes: cuando las estaciones se intercomunican directamente. Infraestructura: cuando se comunican todas a través de un punto de acceso. Conjunto de Servicio Extendido (ESS): es la unión de varios BSS. Área de servicio básico: importante en las redes 802.11, ya que lo que indica es la capacidad de cambiar la ubicación de los terminales, variando la BSS. La transición será correcta si se realiza dentro del mismo ESS en otro caso no se podrá realizar. Límites de la red: los límites de las redes 802.11 son difusos ya que pueden solaparse diferentes BSS.
Estándar
IEEE 802.11-1997 La versión original del estándar 802.11, del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), publicada en 1997, especifica dos velocidades de transmisión “teóricas” de 1 y 2 megabits por segundo (Mbit/s) que se transmiten por señales infrarrojas (IR).Different Wi-Fi Protocols and Data Rates IR sigue siendo parte del estándar, aunque no hay implementaciones disponibles. Tuvo una revisión en 1999 con la intención de actualizarla, no obstante hoy en día está obsoleta.
El estándar original también define el protocolo "múltiple acceso por detección de portadora evitando colisiones" (carrier sense multiple access with collision avoidance, CSMA/CA) como método de acceso. Una parte importante de la velocidad de transmisión teórica se utiliza en las necesidades de esta codificación para mejorar la calidad de la transmisión bajo condiciones ambientales diversas, lo cual se tradujo en dificultades de interoperabilidad entre equipos de diferentes marcas. Estas y otras debilidades fueron corregidas en el estándar 802.11b, que fue el primero de esta familia en alcanzar amplia aceptación entre los consumidores.
IEEE 802.11a La revisión 802.11a fue aprobada en 1999. Este estándar utiliza el mismo juego de protocolos de base que el estándar original, opera en la banda de 5 GHz y utiliza 52 subportadoras de multiplexación por división de frecuencias ortogonales (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM) con una velocidad máxima de 54Mbit/s, lo que lo hace un estándar práctico para redes inalámbricas con velocidades reales de aproximadamente 20Mbit/s. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6Mbit/s en caso necesario.
Dado que la banda de 2,4GHz es muy utilizada hasta el punto de estar congestionada, la utilización de la relativamente inusitada banda de 5GHz da una ventaja significativa a 802.11a. Sin embargo, esta alta frecuencia portadora también presenta una desventaja: el intervalo global eficaz de 802.11a es menor que el de 802.11b/g. En teoría, las señales 802.11a son absorbidas más fácilmente por paredes y otros objetos sólidos en su trayectoria debido a su longitud de onda más pequeña, y, como resultado, no pueden penetrar hasta los de 802.11b. En la práctica, 802.11b normalmente tiene un rango más alto a bajas velocidades. 802.11a también sufre de interferencia, pero localmente puede haber menos señales para interferir, resultando en menos interferencia y mejor rendimiento.
Tiene 12 canales sin solapamiento, 8 para red inalámbrica y 4 para conexiones punto a punto. No puede interoperar con equipos del estándar 802.11b, excepto si se dispone de equipos que implementen ambos estándares.
IEEE 802.11b
La revisión 802.11b del estándar original fue ratificada en 1999.
802.11b tiene una velocidad máxima de transmisión de 11 Mbps y utiliza el mismo método de acceso definido en el estándar original CSMA/CA. El estándar 802.11b funciona en la banda de 2,4 GHz. Debido al espacio ocupado por la codificación del protocolo CSMA/CA, en la práctica, la velocidad máxima de transmisión con este estándar es de aproximadamente 5,9 Mbit/s sobre TCP y 7,1 Mbit/s sobre UDP.
Los productos que usan esta versión aparecieron en el mercado a principios del 2000, ya que 802.11b es una extensión directa de la técnica de modulación definida en la norma original. El aumento dramático del rendimiento de 802.11b y su reducido precio llevó a la rápida aceptación de 802.11b como la tecnología de LAN inalámbrica definitiva.
Los dispositivos que utilizan 802.11b pueden experimentar interferencias con otros productos que funcionan en la banda de 2,4 GHz.
IEEE 802.11c Es menos usado que los primeros dos, por la implementación que este protocolo refleja. El protocolo ‘c’ es utilizado para la comunicación de dos redes distintas o de diferentes tipos, así como puede ser tanto conectar dos edificios distantes el uno con el otro, así como conectar dos redes de diferente tipo a través de una conexión inalámbrica. El protocolo ‘c’ es más utilizado diariamente, debido al costo que implica las largas distancias de instalación con fibra óptica, que aunque más fidedigna, resulta más costosa tanto en instrumentos monetarios como en tiempo de instalación.
El estándar combinado 802.11c no ofrece ningún interés para el público general. Es solamente una versión modificada del estándar 802.11d que permite combinar el 802.11d con dispositivos compatibles 802.11 (en el nivel de enlace de datos capa 2 del modelo OSI). Velocidad (teórica) - 600 Mbit/s Velocidad (práctica) - 100 Mbit/s Frecuencia - 2,4 Ghz y 5,4 Ghz Ancho de banda - 20/40 MHz Alcance - 820 metros Año de implementación - 2009
IEEE 802.11d Es un complemento del estándar 802.11 que está pensado para permitir el uso internacional de las redes 802.11 locales. Permite que distintos dispositivos intercambien información en rangos de frecuencia según lo que se permite en el país de origen del dispositivo móvil.
IEEE 802.11e La especificación IEEE 802.11e ofrece un estándar inalámbrico que permite interoperar entre entornos públicos, de negocios y usuarios residenciales, con la capacidad añadida de resolver las necesidades de cada sector. A diferencia de otras iniciativas de conectividad sin cables, esta puede considerarse como uno de los primeros estándares inalámbricos que permite trabajar en entornos domésticos y empresariales. La especificación añade, respecto de los estándares 802.11b y 802.11a, características QoS y de soporte multimedia, a la vez que mantiene compatibilidad con ellos. Estas prestaciones resultan fundamentales para las redes domésticas y para que los operadores y proveedores de servicios conformen ofertas avanzadas. Incluye, asimismo, corrección de errores (FEC) y cubre las interfaces de adaptación de audio y vídeo con la finalidad de mejorar el control e integración en capas de aquellos mecanismos que se encarguen de gestionar redes de menor rango. El sistema de gestión centralizado integrado en QoS evita la colisión y cuellos de botella, mejorando la capacidad de entrega en tiempo crítico de las cargas. Con el estándar 802.11, la tecnología IEEE 802.11 soporta tráfico en tiempo real en todo tipo de entornos y situaciones. Las aplicaciones en tiempo real pueden funcionar fiablemente gracias a la Calidad de Servicio (QoS) proporcionado por el 802.11e. El objetivo del nuevo estándar 802.11e fue introducir nuevos mecanismos a nivel de capa MAC para soportar los servicios que requieren garantías de Calidad de Servicio. Para cumplir con su objetivo IEEE 802.11e introdujo un nuevo elemento llamado Hybrid Coordination Function (HCF) con dos tipos de acceso: EDCA, Enhanced Distributed Channel Access, equivalente a DCF. HCCA, HCF Controlled Access, equivalente a PCF.
En este estándar se definen cuatro categorías de acceso al medio (Ordenadas de menos a más prioritarias). Background (AC_BK) Best Effort (AC_BE) Video (AC_VI) Voice (AC_VO) Para conseguir la diferenciación del tráfico se definen diferentes tiempos de acceso al medio y diferentes tamaños de la ventana de contención para cada una de las categorías.
IEEE 802.11f Es una recomendación para proveedores de puntos de acceso que permite que los productos sean más compatibles. Utiliza el protocolo IAPP que le permite a un usuario itinerante cambiarse claramente de un punto de acceso a otro mientras está en movimiento sin importar qué marcas de puntos de acceso se usan en la infraestructura de la red. También se conoce a esta propiedad simplemente como itinerancia. Su distancia máxima es de 50 m
IEEE 802.11g En junio de 2003, se ratificó un tercer estándar de modulación: 802.11g, que es la evolución de 802.11b. Este utiliza la banda de 2,4Ghz (al igual que 802.11b), pero opera a una velocidad teórica máxima de 54Mbit/s, que en promedio es de 22,0Mbit/s de velocidad real de transferencia, similar a la del estándar 802.11a. Es compatible con el estándar b y utiliza las mismas frecuencias. Buena parte del proceso de diseño del nuevo estándar lo tomó el hacer compatibles ambos modelos. Sin embargo, en redes bajo el estándar g la presencia de nodos bajo el estándar b reduce significativamente la velocidad de transmisión.