802.11x: Gli standard Wi-Fi e le velocità spiegate

Nel mondo del wireless, il termine Wi-Fi è sinonimo di accesso senza fili in generale, nonostante sia un marchio specifico di proprietà della Wi-Fi Alliance, un gruppo dedicato a certificare che i prodotti Wi-Fi soddisfino la serie di standard wireless 802.11 dell’IEEE.11.

Questi standard, con nomi come 802.11b (pronunciato “Eight-O-Two-Eleven-Bee”, ignorando il “punto”) e 802.11ac, comprendono una famiglia di specifiche che è iniziata negli anni ’90 e continua a crescere oggi. Gli standard 802.11 codificano miglioramenti che aumentano il throughput wireless e la portata, nonché l’uso di nuove frequenze man mano che diventano disponibili. Affrontano anche nuove tecnologie che riducono il consumo di energia.

Cos’è il Wi-Fi 6? Wi-Fi 5? Wi-Fi 4?

Lo schema di denominazione IEEE per lo standard è un po’ difficile a cui abituarsi, e nel tentativo di renderlo più facile da capire, la Wi-Fi Alliance ha proposto alcuni nomi più semplici.

In base alla sua convenzione di denominazione, l’alleanza chiama 802.11ax Wi-Fi 6. 802.11ac è ora Wi-Fi 5, e 802.11n è Wi-Fi 4. L’idea, secondo la Wi-Fi Alliance, è quella di far corrispondere le capacità dell’endpoint e del router ad una questione più semplice per l’utente rank-and-file della tecnologia Wi-Fi.

C’è una sottocategoria di Wi-Fi 6 chiamata Wi-Fi 6E, che è stata scritta nella specifica 802.11ax per ospitare lo spettro aggiuntivo che potrebbe essere aggiunto lungo la strada. Ciò è avvenuto nell’aprile 2020, espandendo notevolmente la capacità potenziale dei punti di accesso Wi-Fi 6E rispetto agli AP originali Wi-Fi 6.

Intanto è importante sapere che la Wi-Fi Alliance non ha inventato nomi più semplici per tutti gli standard 802.11, quindi è importante avere familiarità con le denominazioni tradizionali. Inoltre, l’IEEE, che continua a lavorare su nuove versioni di 802.11, non ha adottato questi nuovi nomi, quindi cercare di rintracciare i dettagli su di essi usando i nuovi nomi renderà il compito più complicato.

I nomi tradizionali di questi standard creano un bel minestrone alfabetico, reso ancora più confuso perché non sono disposti in ordine alfabetico. Per aiutare a chiarire la situazione, ecco un aggiornamento su questi standard dello strato fisico all’interno di 802.11, elencati in ordine cronologico inverso, con gli standard più recenti in alto e i più vecchi verso il basso. Dopo c’è una descrizione degli standard che sono ancora in lavorazione.

802.11ah

Conosciuto anche come Wi-Fi HaLow, 802.11ah definisce il funzionamento delle reti esenti da licenza nelle bande di frequenza sotto 1GHz (tipicamente la banda 900 MHz), escludendo le bande TV White Space. Negli Stati Uniti, questo include 908-928MHz, con frequenze variabili in altri paesi. Lo scopo di 802.11ah è quello di creare reti Wi-Fi a raggio esteso che vanno oltre le tipiche reti nello spazio di 2.4GHz e 5GHz (ricordate, frequenza più bassa significa raggio più lungo), con velocità di dati fino a 347Mbps. Inoltre, lo standard mira ad avere un consumo energetico inferiore, utile per i dispositivi dell’Internet of Things per comunicare su lunghe distanze senza utilizzare molta energia. Ma potrebbe anche competere con le tecnologie Bluetooth in casa grazie alle sue minori esigenze energetiche. Il protocollo è stato approvato nel settembre 2016 e pubblicato nel maggio 2017.

802.11ad

Approvato nel dicembre 2012, 802.11ad è molto veloce – può fornire fino a 6.7Gbps di velocità di trasmissione dati attraverso la frequenza di 60 GHz, ma questo ha un costo di distanza – si ottiene solo se il dispositivo client è situato entro 3.3 metri (solo 11 piedi) dall’access point.

802.11ac (Wi-Fi 5)

Gli attuali router wireless domestici sono probabilmente 802.1ac-compliant, e operano nello spazio di frequenza di 5 GHz. Con Multiple Input, Multiple Output (MIMO) – antenne multiple sui dispositivi di invio e ricezione per ridurre gli errori e aumentare la velocità – questo standard supporta velocità di trasmissione dati fino a 3,46 Gbps. Alcuni fornitori di router includono tecnologie che supportano la frequenza di 2.4GHz tramite 802.11n, fornendo supporto per i vecchi dispositivi client che possono avere radio 802.11b/g/n, ma fornendo anche una larghezza di banda aggiuntiva per una migliore velocità di dati.

802.11n (Wi-Fi 4)

Il primo standard a specificare MIMO, 802.11n è stato approvato nell’ottobre 2009 e permette l’utilizzo in due frequenze – 2.4GHz e 5GHz, con velocità fino a 600Mbps. Quando sentite i venditori di LAN wireless usare il termine “dual-band”, si riferisce alla capacità di fornire dati su queste due frequenze.

802.11g

Approvato nel giugno 2003, 802.11g era il successore di 802.11b, in grado di raggiungere fino a 54Mbps di velocità nella banda 2. 4GHz, e corrisponde all’802.11g.4GHz, eguagliando la velocità dell’802.11a ma in una gamma di frequenze più bassa.

802.11a

La prima “lettera” dopo l’approvazione del giugno 1997 dello standard 802.11, questa prevedeva il funzionamento nella frequenza 5GHz, con velocità di dati fino a 54Mbps. Controintuitivamente, l’802.11a uscì dopo l’802.11b, causando un po’ di confusione sul mercato perché la gente si aspettava che lo standard con la “b” alla fine fosse retrocompatibile con quello con la “a” alla fine.

802.11b

Rilasciato nel settembre 1999, è molto probabile che il vostro primo router domestico fosse 802.11b, che opera nella frequenza di 2,4GHz e fornisce una velocità di dati fino a 11 Mbps. È interessante notare che i prodotti 802.11a hanno colpito il mercato prima di 802.11a, che è stato approvato nello stesso periodo, ma non ha colpito il mercato fino a dopo.

802.11-1997

Il primo standard, che fornisce una velocità di dati fino a 2 Mbps nella frequenza di 2,4GHz. Fornisce una portata di ben 66 piedi al chiuso (330 piedi all’aperto), quindi se possiedi uno di questi router, probabilmente lo usi solo in una singola stanza.

Standard Wi-Fi in sospeso

Conosciuto anche come China Millimeter Wave, definisce le modifiche al livello fisico 802.11ad e al livello MAC per consentire il funzionamento nella banda di frequenza China 59-64GHz. L’obiettivo è quello di mantenere la compatibilità all’indietro con 802.11ad (60GHz) quando opera in quella gamma 59-64GHz e di operare nella banda Cina 45GHz, mantenendo l’esperienza utente 802.11. L’approvazione finale era prevista per novembre 2017.

802.11ak

Ci sono alcuni prodotti negli spazi di home-entertainment e di controllo industriale che hanno capacità wireless 802.11 e funzione Ethernet 802.3. L’obiettivo di questo standard è quello di aiutare i supporti 802.11 a fornire connessioni interne come link di transito all’interno di reti bridged 802.1q, soprattutto nelle aree di velocità di dati, sicurezza standardizzata e miglioramenti della qualità del servizio. Ha raggiunto lo stato di bozza nel novembre 2017.

802.11ax (Wi-Fi 6)

Conosciuto come High Efficiency WLAN, 802.11ax mira a migliorare le prestazioni nelle distribuzioni WLAN in scenari densi, come stadi sportivi e aeroporti, pur operando nello spettro dei 2,4GHz e 5GHz. Il gruppo punta ad un miglioramento di almeno 4 volte del throughput rispetto a 802.11n e 802.11ac, attraverso un utilizzo più efficiente dello spettro. L’approvazione è prevista per luglio 2019.

802.11ay

Conosciuto anche come Next Generation 60GHz, l’obiettivo di questo standard è quello di supportare un throughput massimo di almeno 20Gbps all’interno della frequenza 60GHz (802.11ad attualmente raggiunge fino a 7Gbps), oltre ad aumentare la portata e l’affidabilità. Lo standard dovrebbe essere approvato tra settembre e novembre 2019.

802.11az

Chiamato Next Generation Positioning (NGP), un gruppo di studio è stato formato nel gennaio 2015 per affrontare le esigenze di una “Stazione per identificare la sua posizione assoluta e relativa a un’altra o più stazioni a cui è associata o non associata.” Gli obiettivi del gruppo sarebbero quelli di definire le modifiche ai livelli MAC e PHY che permettono “la determinazione della posizione assoluta e relativa con una migliore precisione rispetto al protocollo Fine Timing Measurement (MTM) in esecuzione sullo stesso tipo di PHY, riducendo nel contempo l’uso del mezzo wireless esistente e il consumo di energia, ed è scalabile per distribuzioni dense.” La stima attuale sull’approvazione di questo standard è marzo 2021.

802.11ba

Anche noto come “Wake-Up Radio” (WUR), questo non è una pazza cosa da zoo mattutino, ma piuttosto una nuova tecnologia volta a estendere la durata della batteria dei dispositivi e dei sensori all’interno di una rete Internet of Things. L’obiettivo del WUR è quello di “ridurre notevolmente la necessità di frequenti ricariche e sostituzioni di batterie, pur mantenendo le prestazioni ottimali del dispositivo”. L’approvazione è attualmente prevista per luglio 2020.

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