Wi-Fi 6: ficha técnica

Wi-Fi² es una tecnología de red inalámbrica que permite que los ordenadores y otros dispositivos se comuniquen a través de una señal inalámbrica. Describe los componentes de red que se basan en uno de los 802.11 estándares desarrollados por el IEEE y adoptados por la Wi-Fi Alliance.

Casi todos los ordenadores modernos tienen chips Wi-Fi integrados que permiten a los usuarios encontrar y conectarse a puntos de acceso inalámbricos. La mayoría de los dispositivos móviles, sistemas de videojuegos y otros dispositivos independientes también son compatibles con Wi-Fi, lo que les permite conectarse también a redes inalámbricas. Cuando un dispositivo establece una conexión Wi-Fi con un router, puede comunicarse con el router y otros dispositivos de la red. Sin embargo, el enrutador debe estar conectado a Internet (a través de un módem DSL o por cable) para proporcionar acceso a Internet a los dispositivos conectados.

La red celular y Wi-Fi han coexistido durante décadas y, hasta la fecha, ninguno de ellas ha sustituido a la otra. Por el contrario, ambos han florecido y se acepta ampliamente que la necesidad de múltiples tecnologías inalámbricas continuará. Aunque las tecnologías Wi-Fi y móviles son similares, en gran medida admiten diferentes casos de uso. lo que, con mayor frecuencia, ha permitido que se complementen en lugar de reemplazarse.

Celular

La red celular, que opera en el espectro con licencia, implica la presencia de un propietario de espectro, en forma de operador de red móvil (MNO). Para el suscriptor, la ventaja es que la conexión a la red es automática, universal y generalizada. La tecnología móvil también tiene un mayor rango para cubrir espacios grandes, y es inherentemente móvil, lo que significa que las sesiones de los usuarios se mantienen incluso cuando se mueven entre las radios de servicio. La movilidad es una de las características que hace que el móvil sea adecuado para las llamadas de voz, ya que la experiencia del usuario de las llamadas de voz se ve afectada por las interrupciones de sesión, mientras que muchas experiencias de datos (p. ej., correo electrónico) no lo son. La tecnología celular también es la tecnología en la que las organizaciones de servicios de emergencia (incendio, policía, ambulancias) han estandarizado generalmente sus comunicaciones.

Wi-Fi

Por el contrario, el Wi-Fi funciona en el espectro sin licencia, lo que permite a una empresa privada o a un propietario crear una red sin depender de un proveedor de servicios comerciales. Como tal, es el acceso predeterminado a la red empresarial o doméstica. Es valorado por su capacidad de autoimplementación y la ausencia de costes de suscripción. La tecnología Wi-Fi proporciona conectividad de alta velocidad desmedida y permite la recopilación de datos del usuario por entidades que no sean un MNO. Tenga en cuenta, sin embargo, que el acceso a Wi-Fi no es automático para todos, solo para los usuarios autorizados habituales. Los usuarios nuevos o visitantes, si está permitido, deben iniciar sesión.

Obtenga más información sobre RUCKUS®, las soluciones de redes empresariales inalámbricas de CommScope

El Wi-Fi se inventó en el año 1997³y estuvo disponible para los consumidores ese año, pero sus orígenes se remontan mucho más allá.

A principios de 2020, la última versión de Wi-Fi se llamaba Wi-Fi 6, un cambio de marca fácil de usar del formato técnico, 802.11ax. Las versiones anteriores de Wi-Fi, como 802.11ac y 802.11n, ahora se conocen respectivamente como Wi-Fi 5 y Wi-Fi 4⁶.

Las 802.11 normas abordan:

• Qué distancia alcanzan las señales inalámbricas (indirectamente, ya que está relacionada con los niveles de potencia)
• Cuántos datos puede transmitir la señal

Este gráfico muestra el nombre de los estándares y las nuevas convenciones de nomenclatura Wi-Fi:

*La Wi-Fi Alliance solo recibe el nombre oficial de Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 y Wi-Fi 6. Wi-Fi 1-3 es la convención de nomenclatura asumida.

Como hemos visto, se asigna una banda de espectro específica sin licencia a los sistemas Wi-Fi. Actualmente hay tres bandas de frecuencia disponibles: 2.4 GHz (Wi-Fi 1*, 3*, 4 y 6), 5 GHz (Wi-Fi 2*, 4, 5 y 6) y 6 GHz (Wi-Fi 6E). Debido a las diversas regulaciones, una regla general puede considerarse como que cuanto menor sea la frecuencia, mayor será el alcance y menor será la velocidad máxima (la potencia de transmisión de cada canal también desempeña un papel). Si desea más cobertura Wi-Fi, puede utilizar la banda de 2.4 GHz. Si desea velocidades más rápidas, puede utilizar la banda de 5 GHz o 6 GHz.

Dentro de estas bandas de frecuencia Wi-Fi hay bandas más pequeñas, llamadas canales Wi-Fi. Los canales son los medios por los cuales muchos dispositivos pueden operar en la misma banda de frecuencia en la misma proximidad. Dependiendo del país, la banda de 2.4 GHz tiene entre 11 y 14 canales, y la banda de 5 GHz tiene entre 17 y 25 canales⁷.

Piense en los canales Wi-Fi como carriles en una autopista, aunque pueden tener diferentes anchos:

• Rangos de frecuencia predefinidos dentro de una banda (2.4, 5 y 6 GHz)
• Tamaños estándar: 20, 40, 80 y 160 MHz
• En la práctica, los canales se superponen (separación de 5 MHz) en la banda de 2.4 GHz, por lo que hay menos canales no superpuestos disponibles para un punto de acceso (AP) entre los que elegir

Al igual que los carriles de las autopistas, los canales Wi-Fi se pueden congestionar, y la gestión del canal adecuado puede mejorar significativamente el rendimiento de la red (más información sobre esto en la Parte II de este artículo).

5 Canalización de GHz

Ejemplo de utilización del canal

Hoy en día, casi todos los dispositivos son capaces de estar habilitados para Wi-Fi. Hay más de 13000 millones de dispositivos Wi-Fi instalados en todo el mundo, y ese número aumenta cada día.

Wi-Fi por los números

Los consumidores estaban conectados a un promedio de 6.5 dispositivos por persona en 2017.⁸ Y no se ralentiza. Se espera que aumente a 15 dispositivos conectados por persona en 2030.⁹

Aunque algunos de estos dispositivos utilizarán tecnología móvil 5G, los expertos del sector creen que la Wi-Fi coexistirá con la 5G y será una parte clave de muchos casos de uso de la 5G. Más dispositivos en uso significan más demanda en las redes. Aquí es donde entra en juego Wi-Fi 6.

Redes de audio y vídeo

Muchas redes utilizan el protocolo de transporte en tiempo real (RTP) para ofrecer servicios de audio y vídeo.

 El tráfico de voz tiene dos requisitos de red:

• El tráfico de voz se envía sin expectativas de recibir una respuesta de reconocimiento del cliente receptor.
• El tráfico de voz es pequeño en términos de consumo de datos. Basado en el compresor/descompresor utilizado en los dispositivos, la carga útil es de aproximadamente 64 kilobytes, y de aproximadamente 264 kilobytes con la adición de encabezados de gestión.

El tráfico de voz hace muy poca demanda en el ancho de banda de la red. Sin embargo, cuando la latencia es un problema, pueden producirse llamadas interrumpidas e interferencias.

Las aplicaciones de videoconferencia tienen los mismos requisitos que el tráfico de voz, con la demanda añadida de audio. Wi-Fi 6 aborda la latencia y la fluctuación tanto para audio como para vídeo, mejorando el rendimiento de la aplicación.

Automatización

Al igual que la voz y el vídeo, el tráfico de automatización es pequeño en tamaño pero sensible a la latencia. Las redes suelen añadir servicios de automatización sin tener en cuenta si pueden admitir estos servicios. Al igual que con el audio y el vídeo, el tráfico de automatización no requiere un ancho de banda significativo, pero es sensible a la latencia.

 
Wi-Fi 6 admite conectividad de alta velocidad y baja latencia y tiene una velocidad máxima teórica de 9.6 gigabits por segundo¹¹. Eso es casi 2.6 veces más que Wi-Fi 5.

A medida que el Wi-Fi 6 se expande y se convierte en el nuevo estándar para las redes, las empresas comenzarán a migrar su infraestructura al Wi-Fi 6. Esto será cada vez más importante en entornos de alta densidad, como estadios, centros de convenciones y centros de transporte.

La nueva tecnología mantiene la compatibilidad con versiones anteriores de los dispositivos más antiguos, al tiempo que aumenta la capacidad y la seguridad, aumenta la velocidad de los datos, reduce la congestión de la red y mejora la vida útil de la batería de los dispositivos compatibles.

Es probable que los AP de Wi-Fi 6 implementados en entornos de dispositivos densos sean necesarios para admitir acuerdos de nivel de servicio más altos para usuarios y dispositivos más conectados simultáneamente, con perfiles de uso más diversos.

Tres actualizaciones tecnológicas clave contribuyen al rendimiento mejorado de Wi-Fi 6 en comparación con Wi-Fi 5:

• Multiusuario, entrada múltiple, salida múltiple (MU-MIMO): Permite que un punto de acceso Wi-Fi se comunique con varios dispositivos simultáneamente, lo que mejora la experiencia Wi-Fi general. MU-MIMO puede mejorar significativamente el rendimiento en redes de alta densidad, incluso en aquellas que utilizan servicios con un ancho de banda intensivo.
   
• Acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA): Divide un canal Wi-Fi en asignaciones de frecuencia más pequeñas conocidas como unidades de recursos. Esto permite que un AP se comunique con varios clientes asignándolos a unidades de recursos específicas.
   
• Modulación de amplitud de 1024 cuadraturas (QAM): Permite un aumento de la velocidad de datos del 25 por ciento en los AP y dispositivos Wi-Fi 6. Al variar la fase y la amplitud de las ondas de radio, la tecnología mejora la eficiencia espectral al incorporar más datos en cada transmisión.

Aunque Wi-Fi 6 mejora significativamente la velocidad, gracias a más cadenas de radio y flujos espaciales, la mayoría de los dispositivos no se aproximan a 9.6 gigabits por segundo. En el caso de los dispositivos móviles, la potencia y las antenas necesarias para alcanzar la velocidad máxima son prohibitivas debido a las restricciones de batería y espacio físico. Además, la mayoría de los dispositivos móviles ni siquiera pueden utilizar la cantidad de datos que proviene de una velocidad de conexión multigigabit.

Imagine una autopista de cuatro carriles que pudiera expandirse a ocho carriles y alojar camiones grandes y totalmente cargados. Imagine la misma autopista con los camiones solo un 20 por ciento llenos. En este escenario, la posible eficiencia y capacidad de la red se desperdicia porque los camiones están abarrotando la carretera sin capacidad completa. Cada camión solo puede transportar productos (o datos) para un cliente (un dispositivo).

Los vehículos (dispositivos) que utilizan la red de autopistas son un sistema ineficiente. ¿La solución? En lugar de tener un camión por cliente, las empresas de camiones tendrán un camión que recogerá varios paquetes de varios clientes, hasta que el camión esté lleno, antes de enviarlo a la carretera. Esto permite más productos (datos) en la carretera.

Utilización de recursos

Combinar varios dispositivos en un único recurso no era posible con versiones anteriores de Wi-Fi. Solo un dispositivo podía transmitir a la vez, tanto si tenía una carga útil completa (camión lleno) como la carga útil promedio (solo el 20 por ciento lleno). El Wi-Fi 6 lo cambia.

AP Wi-Fi 6 con clientes Wi-Fi 5

Es difícil cuantificar las mejoras exactas que las redes lograrán con Wi-Fi 6. Sin embargo, las pruebas de CommScope han demostrado que reemplazar un punto de acceso Wi-Fi 5 por un punto de acceso Wi-Fi 6 aumenta la velocidad de la red hasta en un 20 por ciento, incluso en un entorno con todos los clientes Wi-Fi 5. Este porcentaje variará en función de las diferencias entre los clientes y las aplicaciones utilizadas.

Se observan mejoras adicionales al introducir una combinación de dispositivos cliente Wi-Fi 5 y Wi-Fi 6. Las mejoras justifican el uso actual de los AP Wi-Fi 6 mientras se espera la entrada de dispositivos Wi-Fi 6 que llegarán mañana.

Antes de Wi-Fi 6, las limitaciones de capacidad estaban dictadas por la eficiencia general de los recursos a los que se conectaban los dispositivos. Hoy en día, la demanda siempre activa de conectividad inalámbrica y movilidad hace que sea fundamental tener capacidad y eficiencia adicionales, que es exactamente lo que proporciona Wi-Fi 6.

Las redes inalámbricas ya no se centran en los dispositivos móviles. Un estudio de International Data Corp. estima que, para 2025, el mundo tendrá 41,6000 millones de dispositivos IoT conectados, incluidas máquinas, sensores y cámaras. Pocas de ellas se consideran móviles. En la empresa promedio, más del 30 por ciento de todos los terminales conectados a la red son dispositivos IoT (excluidos los móviles). Estos dispositivos generarán casi 80 zettabytes de datos en el año 2025. Como referencia, un zettabyte es de 1.000 x 10 kilobytes.

Clientes adicionales con OFDMA

En lugar de aumentar la velocidad para dispositivos individuales, Wi-Fi 6 consiste en mejorar la red cuando hay varios dispositivos conectados. Los dispositivos del cliente tendrán más oportunidades de transmitir y recibir datos, reduciendo la latencia y la fluctuación.

En los estándares anteriores de Wi-Fi, la velocidad adicional venía en forma de radios de transmisión adicionales (TX), radios de recepción (RX) y secuencias espaciales (SS), con la leyenda “TX x RX: SS” (4x4:4 significaría cuatro radios transmisoras, cuatro radios receptoras a través de cuatro flujos espaciales), anchos de canal adicionales (que oscilan entre 20 MHz y 320 MHz) o QAM aumentado (de 16-QAM a 1024-QAM). Este hardware adicional y la modulación mejorada no son el único aspecto que ayuda a Wi-Fi 6 a aumentar la velocidad de la red. Y los clientes no tienen que ser necesariamente dispositivos Wi-Fi 6. Los beneficios también se aplicarán a los dispositivos más antiguos.

Acerca de la modulación mejorada: Las velocidades de datos más altas (velocidad de red) implican más bits por segundo, lo que requiere una modulación más sofisticada, en el caso de Wi-Fi 6, una constelación QAM más densa. Para establecer correctamente la comunicación, las radios deben golpear un punto específico dentro de la constelación de QAM y hacerlo bajo demanda. Aunque 64-QAM permite una velocidad de red más lenta que los QAM más altos, es mucho más fácil golpear esos pequeños puntos en la constelación, lo que hace que el sistema sea más robusto. Si Wi-Fi 6 se basara únicamente en 1024-QAM para lograr un aumento de velocidad, la mejora no sería tan grande como cabría esperar.

La magnitud del vector de error (EVM) es una caja imaginaria dibujada alrededor de cada punto en la constelación de modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Equidista de cada punto, representa el margen de error que tiene una señal al intentar alcanzar el objetivo. Dado que la perfección en la tecnología inalámbrica es difícil de obtener, el punto en la constelación no tiene que golpearse exactamente en el centro.

Cuanto menor sea el QAM (16 frente a 64), mayor será el objetivo (el EVM), pero con una disminución del valor o la velocidad. Cuanto mayor sea el QAM (64 frente a 1024), menor será el objetivo. Dado el tamaño del EVM a 64 QAM, imagine el tamaño del EVM a 1024 QAM.

A velocidades de QAM más altas, los dispositivos deben tener muy “aire limpio” (alta relación señal/ruido) para alcanzar EVM cada vez. Si el aire no está “limpio”, algunos dispositivos cambiarán de 1024-QAM a 256-QAM, luego a 64-QAM y, por último, a 16-QAM, cambiando la velocidad por fiabilidad. A medida que el número de QAM disminuye, el EVM en la constelación aumenta, lo que hace que sea un objetivo más fácil de alcanzar.

Incluso con clientes más antiguos (no Wi-Fi 6), un nuevo AP será mucho mejor para alcanzar su objetivo, o EVM, en la constelación QAM, lo que resulta en una experiencia más rápida para todos los dispositivos, no solo para aquellos capaces de Wi-Fi 6 y 1024-QAM. Con Wi-Fi 6, no todos los dispositivos podrán aprovechar 1024-QAM, pero algunos sí. Los clientes de Wi-Fi 6 que envían sus datos más rápido, incluso algunas veces, hacen un conjunto de servicios básicos más eficiente (conjunto de celdas Wi-Fi), lo que hace que la experiencia sea más rápida para todos.

Al no depender únicamente de velocidades de QAM más rápidas y altas, la velocidad adicional en Wi-Fi 6 viene con una mayor eficiencia y capacidad. Dado que los dispositivos pueden utilizar el espectro de manera más eficiente, abre franjas de tiempo para que los dispositivos transmitan, conocidas como oportunidades de transmisión (TXOP). Al utilizar OFDMA, los dispositivos con cargas útiles más pequeñas pueden transmitir sus datos simultáneamente. Más oportunidades en el canal significa que todos los dispositivos se acelerarán naturalmente a medida que haya más tiempo disponible para los dispositivos que lo necesitan.

Mejora de la utilización de recursos

Más TXOP, combinado con dispositivos que pueden utilizar velocidades de QAM más altas, significa que los dispositivos transmiten más datos más rápidamente, lo que da como resultado una disminución de los TXOP que el dispositivo necesita. Más TXOP para otros dispositivos, incluidos los dispositivos Wi-Fi 4 y 5, significa que irán más rápido.

¿El resultado final? Se prevé que la actualización a una red Wi-Fi 6, incluso si la mayoría de los clientes no son compatibles con Wi-Fi 6, resolverá muchos de los desafíos de red actuales.

Marcos de gestión protegidos

WPA3 requiere que los marcos de gestión protegidos (PMF) estén habilitados. Los PMF mejoran la seguridad Wi-Fi y la protección de la red frente a ataques maliciosos, como la suplantación de identidad, al proporcionar confidencialidad de datos y protección de reproducción de marcos de gestión.

El Wi-Fi 6E está diseñado para ayudar a aliviar la congestión, los cuellos de botella y el ancho de canal limitado de las bandas Wi-Fi heredadas:

• Menos congestión: El Wi-Fi actual ofrece 28 canales de 20 MHz no superpuestos; el Wi-Fi 6E ofrecerá 59 nuevos canales de 20 MHz¹⁴. Los canales añadidos ayudarán a minimizar muchos de los desafíos de congestión actuales y permitirán un mejor soporte para más dispositivos conectados y tipos de dispositivos.
   
• Mayor velocidad: 1.200 MHz de espectro contiguo permite la unión de canales de 80 MHz (14 nuevos canales) e incluso 160 MHz (7 nuevos canales). Esta es una buena noticia para lugares de alta densidad como centros de convenciones y auditorios. En el hogar, Wi-Fi y Wi-Fi 6E ofrecerán velocidades para complementar las velocidades multigigabit de las redes de fibra y DOCSIS 3.1 más recientes. Al combinar múltiples canales de 20 MHz en un canal más ancho y de mayor rendimiento de 80 MHz o 160 MHz, los clientes de Wi-Fi 6 existentes pueden alcanzar sus velocidades máximas sin los límites de funcionamiento en anchos de canal más pequeños. Wi-Fi 6E también puede admitir más aplicaciones de sustitución cableadas, como enlaces de red troncal de malla de punto a punto e interiores inalámbricos.
   
• Baja latencia: Wi-Fi 6E solo admitirá dispositivos capaces de OFDMA; multiusuario, múltiples entradas, múltiples salidas (MU-MIMO); 1024-QAM; y 6 GHz. Todos los demás dispositivos Wi-Fi heredados se limitarán a las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz. Se espera que los nuevos AP proporcionen compatibilidad retroactiva para admitir Wi-Fi 6E y bandas heredadas.
   
• Aplicaciones de reemplazo con cable: Wi-Fi 6E también puede admitir más aplicaciones de sustitución cableadas, incluidos enlaces de red troncal de malla de punto a punto e interiores inalámbricos.
   

Diferencias clave entre Wi-Fi 5, Wi-Fi 6 y Wi-Fi 6E:

Los esquemas de modulación anteriores en Wi-Fi utilizaron multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), que solo permite que un dispositivo transmita a la vez, independientemente del tamaño de la carga útil. Con un fotograma completo (el nombre de un paquete mientras está en el aire) asignado a un dispositivo cliente, tanto si necesita el fotograma completo como si no, las ineficiencias son obvias.

OFDM en un canal de 20 MHz de ancho

Wi-Fi 6 utiliza un nuevo esquema de modulación conocido como OFDMA, que ahora permite que hasta nueve dispositivos transmitan simultáneamente en un canal de 20 MHz, si sus cargas útiles cumplen con los requisitos. Si la carga útil que debe transmitirse requiere más capacidad, la infraestructura la ajusta y programa sobre la marcha para permitir que las combinaciones más eficientes de cargas útiles se transmitan al mismo tiempo.

OFDMA en un canal de 20 MHz de ancho

Cuando se comparan las dos figuras anteriores, se puede ver que lo que había tardado tres fotogramas en transportarse utilizando OFDM ahora se puede combinar en un fotograma. Lo que había sido un recurso medio vacío (estructura n.o 1 para el cliente A) ahora se rellena con los datos adicionales para dos clientes adicionales (estructuras 2 y 3 para los clientes B y C). Ambas figuras siguen utilizando un canal de 20 MHz de ancho, pero en la Figura 3 vemos la introducción de la unidad de recursos (RU) o que el canal de 20 MHz de ancho se divide en nueve asignaciones de frecuencia separadas.

Lo que había tomado ocho fotogramas en OFDM ahora se puede lograr en solo tres fotogramas de OFDMA. La nueva eficiencia de Wi-Fi 6 significa que, a partir de la estructura n.o 4, al utilizar OFDMA, los clientes ahora pueden enviar más datos o, como se ve en la estructura n.o 5, más clientes ahora pueden enviar sus datos. Al utilizar plenamente los recursos disponibles, se pueden enviar más datos en la misma cantidad de tiempo (ocho marcos para cada ejemplo) y más clientes tienen la oportunidad de enviar sus datos. Más datos de más clientes en menos tiempo da como resultado una red que parece más rápida que las generaciones anteriores.

Cabe destacar que no todos los clientes necesitan utilizar (o ser capaces de) OFDMA. Agrupar los clientes OFDMA (Wi-Fi 6) en un solo marco abre los marcos restantes para que un cliente OFDM (Wi-Fi 5) utilice el recurso.

En otras palabras, los AP Wi-Fi 6 son compatibles con dispositivos Wi-Fi antiguos; pero, dado que todos los clientes pueden enviar sus datos en menos tiempo, la experiencia será más rápida.

OFDM en transición a OFDMA

Al utilizar una red Wi-Fi 6 y aprovechar OFDMA, los AP de Wi-Fi 6 podrían manejar más dispositivos sin necesidad de agregar más AP más tarde para transportar la carga a medida que el número de dispositivos continúa aumentando.

La modulación de amplitud de cuadratura (QAM) 1024 es un esquema de modulación altamente desarrollado en el que los datos se transmiten a través de radiofrecuencias. Para las comunicaciones inalámbricas, QAM es una señal en la que se modulan dos portadoras (dos ondas sinusoidales), que cambian de fase en 90 grados (un cuarto fuera de fase), y la salida resultante consiste en variaciones de amplitud y fase. Estas variaciones son la base de la información que vemos en los dispositivos cliente.

MIMO significa múltiples entradas, múltiples salidas y se refiere a radios inalámbricas que utilizan múltiples antenas para transmitir y recibir la señal. Esta configuración permite que los AP y los dispositivos cliente se beneficien de una variedad de rutas de propagación, por lo que se obtienen velocidades más rápidas y rangos más largos. Esta mejora apareció con Wi-Fi 4 y aún se utiliza con estándares más altos.

Además de las ventajas de MIMO, Wi-Fi 5 también proporciona un rendimiento de red inalámbrica multiestación (MU) de al menos 1 Gbps y un rendimiento de una sola estación de al menos 500 Mbps.

Sin embargo, la implementación de Wi-Fi 5 de multiusuario, múltiples entradas y múltiples salidas (MU-MIMO) tenía un par de limitaciones, que se analizan más adelante, que afectaban a cómo funcionaba fuera de un laboratorio y, al final, daban lugar a casi ninguna ventaja en la implementación en el mundo real.

La primera limitación fue la dirección de los datos. Era solo un enlace descendente, lo que significa que solo se podía utilizar para enviar datos desde el AP a los dispositivos cliente. En segundo lugar, en lugar de utilizar unidades de radio, utilizaba flujos espaciales. Esto significa que solo funcionaría si todos los dispositivos cliente que participan en ese grupo estuvieran en la orientación adecuada con respecto al PA, enviando los datos para permitir la separación de las secuencias espaciales.

Si los clientes no estuvieran en las áreas verdes, como se muestra a continuación, MU-MIMO no funcionaría. Además, a medida que convergen los haces, surgieron más problemas. La limitación final: MU-MIMO se limitó a un máximo de cuatro dispositivos a la vez.

Wi-Fi 5 MU-MIMO con flujos espaciales

Con Wi-Fi 6 utilizando unidades de recursos OFDMA en lugar de flujos espaciales (consulte la Figura 5: OFDM en transición a OFDMA), se han resuelto las limitaciones de MU-MIMO en Wi-Fi 5. No solo se aplica en el enlace descendente (DL) desde el AP al cliente, sino también al enlace ascendente (UL) desde el cliente al AP.

Wi-Fi 5 utilizaba flujos espaciales para separar los flujos de datos, lo que limitaba y dificultaba la organización de la implementación. Al utilizar los anchos de canal más pequeños de las RU, un sistema Wi-Fi 6 permite a la estación receptora, ya sea el AP o el cliente, simplemente sintonizar su receptor con el segmento más pequeño del espectro e ignorar los datos que se envían a los otros dispositivos.

OFDM (Wi-Fi 5) frente a OFDMA MU-MIMO (Wi-Fi 6)

El tiempo de activación objetivo (TWT) permite a los dispositivos determinar cuándo y con qué frecuencia se despertarán para enviar o recibir datos. Básicamente, esto permite que los 802.11ax¹⁵AP aumenten el tiempo de inactividad del dispositivo y mejoren significativamente la duración de la batería, una característica importante para el Internet de las cosas.

Además de ahorrar energía en el lado del cliente, TWT permite a los AP y dispositivos inalámbricos negociar y definir tiempos específicos para acceder al medio. Esto ayuda a optimizar la eficiencia espectral al reducir la contención y la superposición entre usuarios. El mecanismo TWT apareció por primera vez en la norma IEEE 802.11ah“Wi-Fi HaLow”.

Publicado en 2017, el estándar de baja potencia está diseñado específicamente para admitir la implementación a gran escala de infraestructura de IoT, como estaciones y sensores, que coordinan de manera inteligente el intercambio de señales. La función TWT evolucionó aún más con la norma IEEE 802.11ax, ya que las estaciones y los sensores ahora solo se requieren para activar y comunicarse con las baliza(s) específicas que transmiten instrucciones para las sesiones de difusión TWT a las que pertenecen. Esto permite que la norma inalámbrica IEEE 802.11ax¹⁶ optimice el ahorro de energía para muchos dispositivos, con un rendimiento más fiable, determinista y similar a LTE.

Las implementaciones de Wi-Fi de alta densidad heredadas normalmente vieron múltiples AP asignados a los mismos canales de transmisión debido al espectro limitado, un paradigma ineficiente que contribuyó a la congestión y ralentización de la red. Además, los dispositivos IEEE 802.11 no pudieron comunicarse y negociar entre sí de manera eficaz para maximizar los recursos del canal.

Por el contrario, los AP Wi-Fi 6 están diseñados para optimizar la reutilización eficiente del espectro en implementaciones de alta densidad utilizando técnicas que incluyen coloración de conjuntos de servicios básicos (BSS). Este mecanismo “códigos de color” o marca de forma inteligente frecuencias compartidas con un número incluido en el encabezado PHY (capa física en la pila OSI) que se pasa entre el dispositivo y la red.

En términos del mundo real, estos códigos de color permiten a los AP decidir si el uso simultáneo del espectro es permisible porque el canal se muestra como ocupado y no disponible para usar cuando se detecta el mismo color. Esto ayuda a mitigar los conjuntos de servicios básicos superpuestos (OBSS). A su vez, este protocolo permite que una red transmita datos a varios dispositivos en áreas congestionadas de forma más eficaz y simultánea.

Este objetivo se logra identificando OBSS, negociando la contención media y determinando las técnicas de gestión de interferencias más adecuadas. La coloración también permite a los AP Wi-Fi 6 ajustar con precisión los parámetros de Clear Channel Assessment (CCA), incluidos los niveles de energía (potencia adaptativa) y detección de señal (umbrales de sensibilidad).

Con Wi-Fi 6, varios AP implementados en entornos de dispositivos densos pueden ofrecer colectivamente la calidad de servicio (QoS) requerida a más clientes con perfiles de uso más diversos. Esto es posible gracias a una serie de tecnologías, como la coloración BSS, que maximiza el rendimiento de la red al trabajar incluso en entornos de interferencia de canal compartido muy congestionados.

Esté atento a más innovaciones tecnológicas de Wi-Fi 6 en la segunda parte de este artículo.