IEEE 802.11: qué es, WiFi, características, para qué sirve
La especificación IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) es un estándar internacional que define las características de una red de área local inalámbrica (WLAN). Tras su versión inicial, actualmente obsoleta, han surgido otras mejoradas como la 802.11b, 802.11a, 802.11g y 802.11n, 802.11ac, 802.11ax y 802.11be.
¿Qué es wifi (802.11)?
La palabra Wi-Fi (Wireless Fidelity, Fidelidad inalámbrica, incorrectamente abreviado wifi) es el nombre de la certificación otorgada por la Wi-Fi Alliance, anteriormente WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), grupo que garantiza la compatibilidad entre dispositivos que utilizan el estándar 802.11.
Por el uso indebido de los términos (y por razones de marketing) el nombre del estándar se confunde con el nombre de la certificación. Una red wifi es en realidad una red que cumple con el estándar 802.11. A los dispositivos certificados por la Wi-Fi Alliance se les permite usar este logotipo:
Con wifi se pueden crear redes de área local inalámbricas de alta velocidad siempre y cuando el equipo que se vaya a conectar no esté muy alejado del punto de acceso. En la práctica, wifi admite ordenadores portátiles, equipos de escritorio, asistentes digitales personales (PDA) o cualquier otro tipo de dispositivo de alta velocidad con propiedades de conexión también de alta velocidad (11 Mbps o superior) dentro de un radio de varias docenas de metros en ambientes cerrados (de 20 a 50 metros en general) o dentro de un radio de cientos de metros al aire libre.
Los proveedores de wifi están comenzando a cubrir áreas con una gran concentración de usuarios (como estaciones de trenes, aeropuertos y hoteles) con redes inalámbricas. Estas áreas se denominan "zonas locales de cobertura".
¿Cómo funciona una red wifi (802.11)?
El estándar 802.11 establece los niveles inferiores del modelo OSI para las conexiones inalámbricas que utilizan ondas electromagnéticas, por ejemplo, la capa física (a veces abreviada capa PHY) ofrece tres tipos de codificación de información. La capa de enlace de datos está compuesta por dos subcapas: control de enlace lógico (LLC) y control de acceso al medio (MAC).
La capa física define la modulación de las ondas de radio y las características de señalización para la transmisión de datos, mientras que la capa de enlace de datos define la interfaz entre el bus del equipo y la capa física, en particular un método de acceso parecido al utilizado en el estándar Ethernet, y las reglas para la comunicación entre las estaciones de la red. En realidad, el estándar 802.11 tiene tres capas físicas que establecen modos de transmisión alternativos:
| Capa de enlace de datos (MAC) | 802.2 | |||
| 802.11 | ||||
| Capa física (PHY) |
|
Cualquier protocolo de nivel superior puede utilizarse en una red inalámbrica wifi de la misma manera que puede utilizarse en una red Ethernet.
¿Cuáles son los distintos estándares wifi?
El estándar 802.11 en realidad es el primer estándar y permite un ancho de banda de 1 a 2 Mbps. El estándar original se ha modificado para optimizar el ancho de banda (incluidos los estándares 802.11a, 802.11b y 802.11g, denominados estándares físicos 802.11) o para especificar componentes de mejor manera con el fin de garantizar mayor seguridad o compatibilidad. La tabla a continuación muestra las distintas modificaciones del estándar 802.11 y sus significados:
| Estándar | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| 802.11a | Wi-Fi 2 | El estándar 802.11 (llamado wifi 5) admite un ancho de banda superior (el rendimiento total máximo es de 54 Mbps aunque en la práctica es de 30 Mpbs). El estándar 802.11a provee ocho canales de radio en la banda de frecuencia de 5 GHz. |
| 802.11b | Wi-Fi 1 | El estándar 802.11 es el más utilizado actualmente. Ofrece un rendimiento total máximo de 11 Mpbs (6 Mpbs en la práctica) y tiene un alcance de hasta 300 metros en un espacio abierto. Utiliza el rango de frecuencia de 2,4 GHz con tres canales de radio disponibles. |
| 802.11c | Combinación del 802.11 y el 802.1d | El estándar combinado 802.11c no ofrece ningún interés para el público general. Es solamente una versión modificada del estándar 802.1d que permite combinar el 802.1d con dispositivos compatibles 802.11 (en el nivel de enlace de datos). |
| 802.11d | Internacionalización | El estándar 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. |
| 802.11e | Mejora de la calidad del servicio | El estándar 802.11e está destinado a mejorar la calidad del servicio en el nivel de la capa de enlace de datos. El objetivo del estándar es definir los requisitos de diferentes paquetes en cuanto al ancho de banda y al retardo de transmisión para permitir mejores transmisiones de audio y vídeo. |
| 802.11f | Itinerancia | El 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. |
| 802.11g | Wi-Fi 3 | El estándar 802.11g ofrece un ancho de banda elevado (con un rendimiento total máximo de 54 Mbps pero de 30 Mpbs en la práctica) en el rango de frecuencia de 2,4 GHz. El estándar 802.11g es compatible con el estándar anterior, el 802.11b, lo que significa que los dispositivos que admiten el estándar 802.11g también pueden funcionar con el 802.11b. |
| 802.11h | El estándar 802.11h tiene por objeto unir el estándar 802.11 con el estándar europeo (HiperLAN 2, de ahí la h de 802.11h) y cumplir con las regulaciones europeas relacionadas con el uso de las frecuencias y el rendimiento energético. | |
| 802.11i | El estándar 802.11i está destinado a mejorar la seguridad en la transferencia de datos (al administrar y distribuir claves, y al implementar el cifrado y la autenticación). Este estándar se basa en el AES (estándar de cifrado avanzado) y puede cifrar transmisiones que se ejecutan en las tecnologías 802.11a, 802.11b y 802.11g. | |
| 802.11Ir | El estándar 802.11r se elaboró para que pueda usar señales infrarrojas. Este estándar se ha vuelto tecnológicamente obsoleto. | |
| 802.11j | El estándar 802.11j es para la regulación japonesa lo que el 802.11h es para la regulación europea. | |
| 802.11n | Wi-Fi 4 | Utiliza simultáneamente las bandas de 2,4 GHz y 5GHz. Además, alcanza velocidades de hasta 600 Mbps en conexiones de 3 antenas. Se lanzó en 2009 y fue el primero en emplear la tecnología MIMO que permite el uso de varios canales al mismo tiempo para enviar y recibir datos. |
| 802.11ac | Wi-Fi 5 | Se estandarizó en 2014. Funciona únicamente en la banda de 5 GHz y proporciona velocidades de 433 Mbps en conexiones de 1 antena y de hasta 1.300 Mbps. en conexiones 3x3 (3 antenas). |
| 802.11ax | Wi-Fi 6 | Se lanzó en 2019, opera en las frecuencias de 2,4 GHz y 5 GHz, soporta conexiones de 4 y 8 antenas y ofrece un avance importante con velocidades de hasta 10 Gbps. |
| 802.11be | Wi-Fi 7 | Su lanzamiento está previsto para 2024 y funcionará en las bandas 2,4 GHz, 5 GHz y 6 GHz. Se espera que su velocidad ascienda a 30 Gbps. |
También es importante mencionar la existencia de un estándar llamado 802.11b+. Este es un estándar patentado que contiene mejoras con respecto al flujo de datos. Por otro lado, este estándar tiene algunas carencias de interoperabilidad debido a que no es un estándar IEEE.
¿En qué consiste el rango y flujo de datos?
Los estándares 802.11a, 802.11b y 802.11g, llamados "estándares físicos", son modificaciones del estándar 802.11 y operan de modos diferentes, lo que les permite alcanzar distintas velocidades en la transferencia de datos según sus rangos.
| Estándar | Frecuencia | Velocidad | Rango |
|---|---|---|---|
| wifi A (802.11a) | 5 GHz | 54 Mbit/s | 10 m |
| wifi B (802.11b) | 2,4 GHz | 11 Mbit/s | 100 m |
| wifi G (802.11b) | 2,4 GHz | 54 Mbit/s | 100 m |
802.11a
El estándar 802.11 tiene en teoría un flujo de datos máximo de 54 Mbps, cinco veces el del 802.11b y solo a un rango de treinta metros aproximadamente. El estándar 802.11a se basa en la tecnología llamada OFDM (multiplexación por división de frecuencias ortogonales). Transmite en un rango de frecuencia de 5 GHz y utiliza 8 canales no superpuestos.
Es por esto que los dispositivos 802.11a son incompatibles con los dispositivos 802.11b. Sin embargo, existen dispositivos que incorporan ambos chips, los 802.11a y los 802.11b y se llaman dispositivos de banda dual.
| Velocidad hipotética (en ambientes cerrados) | Rango |
|---|---|
| 54 Mbit/s | 10 m |
| 48 Mbit/s | 17 m |
| 36 Mbit/s | 25 m |
| 24 Mbit/s | 30 m |
| 12 Mbit/s | 50 m |
| 6 Mbit/s | 70 m |
802.11b
El estándar 802.11b permite un máximo de transferencia de datos de 11 Mbps en un rango de 100 metros aproximadamente en ambientes cerrados y de más de 200 metros al aire libre (o incluso más que eso con el uso de antenas direccionales).
| Velocidad hipotética | Rango (en ambientes cerrados) | Rango (al aire libre) |
|---|---|---|
| 11 Mbit/s | 50 m | 200 m |
| 5,5 Mbit/s | 75 m | 300 m |
| 2 Mbit/s | 100 m | 400 m |
| 1 Mbit/s | 150 m | 500 m |
802.11g
El estándar 802.11g permite un máximo de transferencia de datos de 54 Mbps en rangos comparables a los del estándar 802.11b. Además, y debido a que el estándar 802.11g utiliza el rango de frecuencia de 2.4 GHz con codificación OFDM, es compatible con los dispositivos 802.11b con excepción de algunos dispositivos más antiguos.
| Velocidad hipotética | Rango (en ambientes cerrados) | Rango (al aire libre) |
|---|---|---|
| 54 Mbit/s | 27 m | 75 m |
| 48 Mbit/s | 29 m | 100 m |
| 36 Mbit/s | 30 m | 120 m |
| 24 Mbit/s | 42 m | 140 m |
| 18 Mbit/s | 55 m | 180 m |
| 12 Mbit/s | 64 m | 250 m |
| 9 Mbit/s | 75 m | 350 m |
| 6 Mbit/s | 90 m | 400 m |