IEEE 802.11ac-2013

Estándar de redes inalámbricas de la familia 802.11

IEEE 802.11ac-2013 o 802.11ac es un estándar de redes inalámbricas en el conjunto de protocolos IEEE 802.11 (que es parte de la familia de redes Wi-Fi ), que proporciona redes de área local inalámbricas (WLAN) de alto rendimiento en la banda de 5 GHz . ^[c] El estándar ha sido etiquetado retroactivamente como Wi-Fi 5 por Wi-Fi Alliance . ^{[9] [10]}

La especificación tiene un rendimiento multiestación de al menos 1,1 gigabits por segundo (1,1 Gbit/s) y un rendimiento de enlace único de al menos 500 megabits por segundo (0,5 Gbit/s). ^[11] Esto se logra ampliando los conceptos de interfaz aérea adoptados por 802.11n : mayor ancho de banda de RF (hasta 160 MHz), más transmisiones espaciales MIMO (hasta ocho), MIMO multiusuario de enlace descendente (hasta cuatro clientes) y modulación de alta densidad (hasta 256-QAM ). ^{[12] [13]}

La Wi-Fi Alliance dividió la introducción de productos inalámbricos 802.11ac en dos fases ("olas"), llamadas "Wave 1" y "Wave 2". ^{[14] [15]} Desde mediados de 2013, la alianza comenzó a certificar productos 802.11ac Wave 1 enviados por los fabricantes, basándose en el IEEE 802.11ac Draft 3.0 (el estándar IEEE no se finalizó hasta más tarde ese año). ^[16] Posteriormente, en 2016, Wi-Fi Alliance presentó la certificación Wave 2 , que incluye características adicionales como MU-MIMO (solo enlace descendente), soporte de ancho de canal de 160 MHz, soporte para más canales de 5 GHz y cuatro transmisiones espaciales (con cuatro antenas; en comparación con tres en Wave 1 y 802.11n, y ocho en la especificación 802.11ax de IEEE ). ^[17] Significaba que los productos Wave 2 tendrían mayor ancho de banda y capacidad que los productos Wave 1. ^[18]

Nuevas tecnologías

Las nuevas tecnologías introducidas con 802.11ac incluyen las siguientes: ^{[13] [19]}

• Enlace de canal extendido
  • Ancho de banda de canal opcional de 160 MHz y obligatorio de 80 MHz para estaciones; cf. máximo de 40 MHz en 802.11n.
• Más transmisiones espaciales MIMO
  • Admite hasta ocho transmisiones espaciales (en comparación con las cuatro de 802.11n)
• MIMO multiusuario de enlace descendente (MU-MIMO, permite hasta cuatro clientes MU-MIMO de enlace descendente simultáneos)
  • Varias STA , cada una con una o más antenas, transmiten o reciben flujos de datos independientes simultáneamente.
    • Acceso múltiple por división espacial (SDMA): transmisiones que no están separadas por frecuencia, sino que se resuelven espacialmente, de manera análoga a MIMO estilo 11n.
  • Enlace descendente MU-MIMO (un dispositivo transmisor, múltiples dispositivos receptores) incluido como modo opcional.
• Modulación
  • 256- QAM , velocidad 3/4 y 5/6, agregados como modos opcionales (vs. 64-QAM, velocidad 5/6 máxima en 802.11n).
  • Algunos proveedores ofrecen un modo 1024-QAM no estándar, que proporciona una velocidad de datos un 25 % mayor en comparación con 256-QAM.
• Otros elementos/características
  • Formación de haces con sondeo estandarizado y retroalimentación para compatibilidad entre proveedores (la falta de estándares en 802.11n dificultaba que la formación de haces funcionara de manera efectiva entre productos de diferentes proveedores)
  • Modificaciones de MAC (principalmente para respaldar los cambios anteriores)
  • Mecanismos de coexistencia para canales de 20, 40, 80 y 160 MHz, dispositivos 11ac y 11a/n
  • Agrega cuatro campos nuevos al encabezado PPDU que identifican la trama como una trama de muy alto rendimiento (VHT) en contraposición a la trama de alto rendimiento (HT) de 802.11n o anterior. Los primeros tres campos del encabezado son legibles por dispositivos antiguos para permitir la coexistencia
  • Se ordenó el uso de DFS entre los canales 52 y 144 para 5 GHz para reducir la interferencia con los sistemas de radar meteorológico que utilizan la misma banda de frecuencia.

Características

Obligatorio

• Tomado de las especificaciones 802.11a / 802.11g :
  • Intervalo de guarda regular de 800 ns
  • Codificación convolucional binaria (BCC)
  • Flujo espacial único
• Novedades introducidas por la especificación 802.11ac:
  • Anchos de banda de canal de 80 MHz

Opcional

• Tomado de la especificación 802.11n :
  • De dos a cuatro corrientes espaciales
  • Código de verificación de paridad de baja densidad (LDPC)
  • Codificación de bloques espacio-temporales (STBC)
  • Formación de haz de transmisión (TxBF)
  • Intervalo de guarda corto (SGI) de 400 ns
• Novedades introducidas por la especificación 802.11ac:
  • De cinco a ocho corrientes espaciales
  • Anchos de banda de canal de 160 MHz (contiguos 80+80)
  • Enlace de canales de 80+80 MHz (80+80 discontinuos)
  • MCS 8/9 (256-QAM)

Nuevos escenarios y configuraciones

Las mejoras de enlace único y de múltiples estaciones compatibles con 802.11ac permiten varios nuevos escenarios de uso de WLAN, como transmisión simultánea de video HD a múltiples clientes en toda la casa, sincronización rápida y respaldo de archivos de datos grandes, visualización inalámbrica, implementaciones en grandes campus/auditorios y automatización de plantas de fabricación. ^[20]

Para utilizar completamente sus capacidades WLAN, los puntos de acceso y enrutadores 802.11ac tienen suficiente rendimiento como para requerir la inclusión de una interfaz USB 3.0 para proporcionar varios servicios como transmisión de video, servidores FTP y servicios de nube personal . ^[21] Con el almacenamiento conectado localmente a través de USB 2.0 , llenar el ancho de banda disponible por 802.11ac no fue fácil.

Configuraciones de ejemplo

Todas las tarifas asumen 256-QAM, tarifa 5/6:

Ola 1 vs. Ola 2

Wave 2, que se refiere a los productos introducidos en 2016, ofrece un mayor rendimiento que los productos Wave 1 heredados, los que se introdujeron a partir de 2013. La velocidad teórica máxima de la capa física para Wave 1 es de 1,3 Gbit/s, mientras que Wave 2 puede alcanzar los 2,34 Gbit/s. Por lo tanto, Wave 2 puede alcanzar 1 Gbit/s incluso si el rendimiento en el mundo real resulta ser solo el 50% de la velocidad teórica. Wave 2 también admite una mayor cantidad de dispositivos conectados. ^[18]

Velocidad y tasas de datos

Actualmente, varias empresas ofrecen chipsets 802.11ac con tasas de modulación más altas: MCS-10 y MCS-11 (1024-QAM), respaldados por Quantenna y Broadcom. Aunque técnicamente no forman parte de 802.11ac, estos nuevos índices MCS se hicieron oficiales en el estándar 802.11ax, ratificado en 2021.

Los canales de 160 MHz no están disponibles en algunos países debido a cuestiones regulatorias que asignan algunas frecuencias para otros fines.

Velocidades anunciadas

Las velocidades inalámbricas de los dispositivos de clase 802.11ac suelen anunciarse como AC seguidas de un número, que es la velocidad de enlace más alta en Mbit/s de todas las radios que se pueden usar simultáneamente en el dispositivo sumadas. Por ejemplo, un punto de acceso AC1900 puede tener una capacidad de 600 Mbit/s en su radio de 2,4 GHz y una capacidad de 1300 Mbit/s en su radio de 5 GHz. Ningún dispositivo cliente podría conectarse y alcanzar un rendimiento de 1900 Mbit/s, pero dispositivos separados que se conecten a las radios de 2,4 GHz y 5 GHz podrían alcanzar un rendimiento combinado cercano a los 1900 Mbit/s. Diferentes configuraciones de flujo posibles pueden sumar el mismo número AC.

Productos

Enrutadores y puntos de acceso comerciales

Quantenna lanzó el primer chipset 802.11ac para enrutadores Wi-Fi minoristas y productos electrónicos de consumo el 15 de noviembre de 2011. ^[29] Redpine Signals lanzó la primera tecnología 802.11ac de bajo consumo para procesadores de aplicaciones de teléfonos inteligentes el 14 de diciembre de 2011. ^[30] El 5 de enero de 2012, Broadcom anunció sus primeros chips Wi-Fi 802.11ac y socios ^[31] y el 27 de abril de 2012, Netgear anunció el primer enrutador habilitado por Broadcom. ^[32] El 14 de mayo de 2012, Buffalo Technology lanzó los primeros productos 802.11ac del mundo al mercado, lanzando un enrutador inalámbrico y un adaptador de puente de cliente. [ ^33] El 6 de diciembre de 2012, Huawei anunció la disponibilidad comercial del primer punto de acceso 802.11ac de nivel empresarial de la industria. ^[34]

Motorola Solutions vende puntos de acceso 802.11ac, incluido el AP 8232. ^[35] En abril de 2014, Hewlett-Packard comenzó a vender el punto de acceso HP 560 en el segmento de mercado empresarial de WLAN basado en controlador. ^[36]

Portátiles comerciales

El 7 de junio de 2012, se informó que Asus había presentado su portátil para juegos ROG G75VX , que sería el primer portátil orientado al consumidor en ser totalmente compatible con 802.11ac ^[37] (aunque en su versión "borrador 2.0").

Apple comenzó a implementar 802.11ac con la MacBook Air en junio de 2013, ^{[38] [39]} seguida por la MacBook Pro y la Mac Pro más tarde ese año. ^{[40] [41]}

A partir de diciembre de 2013, Hewlett-Packard incorpora la compatibilidad con 802.11ac en computadoras portátiles. ^{[42][actualizar]}

Teléfonos comerciales (lista parcial)

Tabletas comerciales

Conjuntos de chips

Notas

1. 802.11ac solo especifica el funcionamiento en la banda de 5 GHz. El funcionamiento en la banda de 2,4 GHz está especificado por 802.11n.
2. Wi-Fi 6E es el nombre de la industria que identifica a los dispositivos Wi-Fi que operan en 6 GHz. Wi-Fi 6E ofrece las características y capacidades de Wi-Fi 6 extendidas a la banda de 6 GHz.
3. 802.11ac solo especifica el funcionamiento en la banda de 5 GHz. El funcionamiento en la banda de 2,4 GHz está especificado por 802.11n.
4. MCS 9 no es aplicable a todas las combinaciones de ancho de canal/flujo espacial.
5. Con 802.11n, se pueden lograr 600 Mbit/s en la banda de 2,4 GHz utilizando cuatro flujos espaciales a 150 Mbit/s cada uno. A diciembre de 2014 ^[actualizar], los dispositivos disponibles comercialmente que alcanzan 600 Mbit/s en la banda de 2,4 GHz utilizan 3 flujos espaciales a 200 Mbit/s cada uno. ^{[26] [27]} Esto requiere el uso de modulación 256-QAM, que no es compatible con 802.11n y puede considerarse una extensión propietaria. ^[27]
6. Con extensión propietaria a 802.11n, utilizando un canal de 40 MHz en 2,4 GHz, intervalo de guarda de 400 ns, 1024-QAM y 4 flujos espaciales.
7. A partir de diciembre de 2014 ^[actualizar], los dispositivos AC3200 disponibles comercialmente utilizan dos radios separadas con 1300 Mbit/s cada una para lograr un total de 2600 Mbit/s en la banda de 5 GHz.

Comparación

Véase también

• IEEE 802.11ad

Referencias

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Enlaces externos

• Documento técnico de introducción a la tecnología 802.11ac Archivado el 14 de marzo de 2016 en Wayback Machine
• Arquitecturas de prueba MIMO 802.11ac
• 802.11ac: La quinta generación de Wi-Fi Documento técnico
• Introducción a 802.11ac
• Guía de selección de productos inalámbricos Intel