802.11: spiegazione degli standard e delle velocità Wi-Fi

Un ripasso (e uno sguardo al futuro) su tutti gli standard 802.11 che dagli anni ’90 a oggi hanno segnato l’evoluzione del Wi-Fi.

802.11

Nel mondo del wireless il termine Wi-Fi è sinonimo di accesso wireless in generale, nonostante sia un marchio specifico di proprietà di Wi-Fi Alliance, un gruppo dedicato a certificare che i prodotti Wi-Fi soddisfano il set IEEE di standard wireless 802.11.

Questi standard, con nomi come 802.11b e 802.11ac, comprendono una famiglia di specifiche nata negli anni ’90 che continua a crescere ancora oggi. Gli standard 802.11 codificano i miglioramenti che aumentano la portata e la velocità delle comunicazioni wireless, nonché l’uso di nuove frequenze disponibili. I miglioramenti riguardano anche altre tecnologie che riducono il consumo energetico.

Cosa sono il Wi-Fi 6, Wi-Fi 5 e Wi-Fi 4?

Lo schema di denominazione IEEE per lo standard è un po’ complesso e, nel tentativo di renderlo più facile da capire, Wi-Fi Alliance ha escogitato alcuni nomi più semplici. 802.11ax è così diventato Wi-Fi 6, 802.11ac è ora Wi-Fi 5 e 802.11n è Wi-Fi 4. Esiste in realtà una sottocategoria di Wi-Fi 6 chiamata Wi-Fi 6E per adattarsi allo spettro aggiuntivo che potrebbe essere aggiunto in futuro.

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Nel frattempo è importante sapere che Wi-Fi Alliance non ha inventato nomi più semplici per tutti gli standard 802.11, quindi è importante conoscere anche le designazioni tradizionali. Inoltre, IEEE, che continua a funzionare su versioni più recenti di 802.11, non ha adottato questi nuovi nomi, quindi provare a rintracciarne i dettagli utilizzando i nuovi nomi renderà il tutto un po’ più complicato.

I nomi tradizionali di questi standard creano una vera “zuppa alfabetica”, resa ancora più confusa dal fatto che non sono disposti in ordine alfabetico. Per chiarire la situazione, ecco un aggiornamento su questi standard 802.11 elencati in ordine cronologico inverso, con i più recenti standard in alto e i più vecchi in basso.

802.11ax (Wi-Fi 6)

Conosciuto come WLAN ad alta efficienza, 802.11ax punta a migliorare le prestazioni nelle implementazioni WLAN in scenari densi, come stadi e aeroporti, pur operando nello spettro a 2,4 GHz e 5 GHz. Wi-Fi Alliance ha come obiettivo almeno un miglioramento di 4 volte la velocità effettiva rispetto a 802.11n e 802.11ac. attraverso un utilizzo più efficiente dello spettro.

802.11ah

Conosciuto anche come Wi-Fi HaLow, 802.11ah definisce il funzionamento di reti esenti da licenza in bande di frequenza inferiori a 1 GHz (in genere la banda 900 MHz), escluse le bande TV White Space. Lo scopo di 802.11ah è quello di creare reti Wi-Fi a raggio esteso che vadano oltre le reti tipiche nello spazio a 2,4 GHz e 5 GHz (ricordate, una frequenza più bassa significa un raggio più lungo), con velocità dati fino a 347 Mbps.

Inoltre, lo standard mira ad avere un consumo di energia inferiore, cosa utile ai dispositivi Internet of Things per comunicare a lungo raggio senza consumare molta energia. Ma potrebbe anche competere con le tecnologie Bluetooth in casa grazie alle sue minori esigenze energetiche. Il protocollo è stato approvato a settembre 2016 e pubblicato a maggio 2017.

802.11ad

Approvato a dicembre 2012, 802.11ad è molto veloce: può fornire una velocità di dati fino a 6,7 Gbps sulla frequenza di 60 GHz, ma ciò ha un costo in termini di distanze, visto che tali velocità si ottengono solo se il dispositivo client si trova a un massimo di 3,3 metri dall’access point.

802.11ac (Wi-Fi 5)

Ormai tutti i router wireless domestici attuali sono conformi allo standard 802.1ac e funzionano anche nello spazio di frequenza a 5 GHz. Con Multiple Input, Multiple Output (MIMO), ovvero antenne multiple su dispositivi di invio e ricezione per ridurre errori e aumentare la velocità, questo standard supporta velocità di trasferimento dati fino a 3,46 Gbps. Alcuni produttori di router includono tecnologie che supportano la frequenza di 2,4 GHz tramite 802.11n, fornendo supporto per dispositivi client meno recenti che potrebbero essere rimasti fermi a 802.11b/g/n, ma anche larghezza di banda aggiuntiva per velocità di dati migliori.

802.11n (Wi-Fi 4)

Primo standard a specificare la tecnologia MIMO, 802.11n è stato approvato nell’ottobre 2009 e consente l’utilizzo di due frequenze (2,4 GHz e 5 GHz) con velocità fino a 600 Mbps. Il termine “dual-band” si riferisce proprio alla capacità di fornire dati attraverso queste due frequenze.

802.11g

Approvato nel giugno 2003, l’802.11g è stato il successore dell’802.11b, in grado di raggiungere velocità fino a 54 Mbps nella banda 2,4 GHz, adattando la velocità 802.11a ma all’interno della gamma di frequenza inferiore.

802.11a

Questo standard del 1997, che ha incluso la prima “lettera” dopo la denominazione 802.11, prevedeva il funzionamento con frequenza a 5 GHz e velocità di trasmissione dati fino a 54 Mbps. Nonostante la lettera, l’802.11a si è reso disponibile dopo l’802.11b, causando un po’ di confusione sul mercato perché la gente si aspettava che lo standard con la “b” alla fine sarebbe stato retrocompatibile con quello con la “a”.

802.11b

È molto probabile che il vostro primo router domestico fosse 802.11b, che funziona a una frequenza di 2,4 GHz e fornisce una velocità di trasmissione dati fino a 11 Mbps. È interessante notare che i prodotti 802.11b sono arrivati sul mercato prima di quelli 802.11a, standard approvato quasi in contemporanea ma disponibile sul mercato in un secondo tempo.

802.11-1997

È il primo standard 802-11 e forniva una velocità di trasmissione dati fino a 2 Mbps nella frequenza di 2,4 GHz. Il range massimo non andava oltre i 20 metri al chiuso e 100 metri all’aperto.

Standard Wi-Fi “pendenti”

802.11aj

Conosciuto anche come China Millimeter Wave, questo standard consente il funzionamento nella banda di frequenza della Cina 59-64 GHz. L’obiettivo è mantenere la retrocompatibilità con 802.11ad (60GHz) quando opera in quella gamma 59-64GHz e operare nella banda cinese dei 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 aiutare i media 802.11 a fornire connessioni interne come collegamenti di transito all’interno di reti bridge 802.1q, in particolare nelle aree di sicurezza standardizzata e miglioramenti della qualità del servizio. Ha raggiunto lo stato di bozza nel novembre 2017.

802.11ay

L’obiettivo di questo standard (conosciuto anche come Next Generation 60GHz) è supportare un throughput massimo di almeno 20 Gbps entro la frequenza di 60 GHz (802.11ad attualmente raggiunge i 7 Gbps), oltre ad aumentare l’autonomia e l’affidabilità.

802.11az

Chiamato Next Generation Positioning (NGP), questo standard è stato creato per rispondere alle esigenze di una “stazione per identificare la sua posizione assoluta e relativa rispetto a un’altra o alle stazioni a cui è associata o non associata”. L’obiettivo finale è quello di determinare la posizione assoluta e relativa con una migliore accuratezza rispetto al protocollo MTM (Fine Timing Measurement) in esecuzione sullo stesso tipo di PHY, riducendo al contempo le esistenti utilizzo medio wireless e consumo di energia. La stima attuale per l’approvazione di questo standard è marzo 2021.

802.11ba

Altrimenti conosciuta come “Wake-Up Radio” (WUR), questa è una nuova tecnologia volta a prolungare la durata della batteria di dispositivi e sensori all’interno di una rete Internet of Things. L’obiettivo del WUR è “ridurre notevolmente la necessità di ricaricare e sostituire frequentemente le batterie mantenendo comunque le prestazioni ottimali del dispositivo”. Questo standard dovrebbe essere approvato a luglio di quest’anno.