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IEEE 802.11

Este Linksys WRT54GS , un router y punto de acceso Wi-Fi combinado, funciona utilizando el estándar 802.11g en la banda ISM de 2,4 GHz con velocidades de señalización de hasta...

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Este Linksys WRT54GS , un router y punto de acceso Wi-Fi combinado, funciona utilizando el estándar 802.11g en la banda ISM  de 2,4 GHz con velocidades de señalización de hasta 54 Mbit/s .
Las redes Wi-Fi IEEE 802.11 son las redes inalámbricas más utilizadas en el mundo, que conectan dispositivos como ordenadores portátiles (izquierda) a Internet a través de un enrutador inalámbrico (derecha) .

IEEE 802.11 forma parte del conjunto de estándares técnicos de redes de área local (LAN) IEEE 802 y especifica los protocolos de control de acceso al medio (MAC) y de capa física (PHY) para la comunicación inalámbrica en redes de área local (WLAN). El estándar y sus enmiendas constituyen la base de los productos de red inalámbrica que utilizan la marca Wi-Fi y son los estándares de redes informáticas inalámbricas más utilizados en el mundo. IEEE 802.11 se utiliza en la mayoría de las redes domésticas y de oficina para permitir que portátiles, impresoras, teléfonos inteligentes y otros dispositivos se comuniquen entre sí y accedan a Internet sin necesidad de cables.

Los estándares son creados y mantenidos por el Comité de Estándares LAN/ MAN del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) ( IEEE 802 ). La versión base del estándar se publicó en 1997 y ha tenido enmiendas posteriores. Si bien cada enmienda se revoca oficialmente al incorporarse a la última versión del estándar, el mundo empresarial tiende a promocionar las revisiones porque denotan concisamente las capacidades de sus productos. Como resultado, en el mercado, cada revisión tiende a convertirse en un estándar propio. 802.11x es una abreviatura de "cualquier versión de 802.11", para evitar confusiones con "802.11", que se usa específicamente para la versión original de 1997 .

El estándar IEEE 802.11 utiliza diversas frecuencias de radio , incluidas, entre otras, las bandas de 2,4  GHz, 5  GHz, 6  GHz y 60  GHz. Si bien las especificaciones del IEEE 802.11 enumeran los canales que se pueden utilizar, la disponibilidad del espectro radioeléctrico permitido varía significativamente según el ámbito regulatorio.

Estos protocolos se utilizan normalmente en una pila de red junto con IEEE 802.2 y están diseñados para funcionar sin problemas con Ethernet . Se utilizan con mucha frecuencia para transportar tráfico del Protocolo de Internet . IEEE 802.11 también sirve de base para redes de comunicación vehiculares con IEEE 802.11p .

Descripción general

La familia 802.11 consta de una serie de técnicas de modulación inalámbrica semidúplex que utilizan el mismo protocolo básico. El protocolo 802.11 emplea acceso múltiple con detección de portadora y prevención de colisiones (CSMA/CA), mediante el cual el equipo escucha un canal en busca de otros usuarios (incluidos usuarios que no utilizan 802.11) antes de transmitir cada trama (algunos usan el término "paquete", que puede ser ambiguo: "trama" es técnicamente más correcto).

802.11-1997 fue el primer estándar de redes inalámbricas de la familia, pero 802.11b fue el primero en ser ampliamente aceptado, seguido de 802.11a , 802.11g , 802.11n , 802.11ac y 802.11ax . Otros estándares de la familia (c–f, h, j) son modificaciones de servicio que se utilizan para extender el alcance actual del estándar existente, y dichas modificaciones también pueden incluir correcciones a una especificación anterior. [ 1 ]

Los estándares 802.11b y 802.11g utilizan la banda ISM de 2,4 GHz , que opera en Estados Unidos bajo la Parte 15 de las Normas y Reglamentos de la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. El estándar 802.11n también puede utilizar esta banda de 2,4 GHz. Debido a esta elección de banda de frecuencia, los equipos 802.11b/g/n pueden sufrir interferencias ocasionales en la banda de 2,4 GHz provenientes de hornos microondas , teléfonos inalámbricos y dispositivos Bluetooth . Los estándares 802.11b y 802.11g controlan sus interferencias y su susceptibilidad a las mismas mediante los métodos de señalización de espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS) y multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), respectivamente.

El estándar 802.11a utiliza la banda U-NII de 5  GHz , que en gran parte del mundo ofrece al menos 23 canales de 20 MHz sin solapamiento. Esto supone una ventaja respecto a la banda ISM de 2,4 GHz, que solo ofrece tres canales de 20 MHz sin solapamiento, donde otros canales adyacentes se solapan (véase la lista de canales WLAN ). El rendimiento puede variar según el entorno, dependiendo de las frecuencias (canales) más altas o más bajas. Los estándares 802.11n y 802.11ax pueden utilizar la banda de 2,4  GHz o la de 5  GHz; el estándar 802.11ac solo utiliza la de 5  GHz.

El segmento del espectro radioeléctrico utilizado por 802.11 varía entre países. En EE. UU., los dispositivos 802.11a y 802.11g pueden operarse sin licencia, según lo permitido en la Parte 15 de las Normas y Reglamentos de la FCC. Las frecuencias utilizadas por los canales del uno al seis de 802.11b y 802.11g se encuentran dentro de la banda de radioaficionados  de 2,4 GHz . Los radioaficionados con licencia pueden operar dispositivos 802.11b/g bajo la Parte 97 de las Normas y Reglamentos de la FCC, lo que permite una mayor potencia de salida, pero no contenido comercial ni cifrado. [ 2 ]

Generaciones

En 2018, la Wi-Fi Alliance comenzó a utilizar un esquema de numeración de generaciones fácil de usar para los protocolos 802.11 de uso público. Las generaciones Wi-Fi 1 a 8 utilizan los protocolos 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax, 802.11be y 802.11bn, en ese orden. [ 8 ] [ 9 ]

Historia

La tecnología 802.11 tiene su origen en una resolución de 1985 de la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. que liberó la banda ISM [ 1 ] para uso sin licencia. [ 10 ]

En 1991, NCR Corporation / AT&T (ahora Nokia Labs y LSI Corporation ) inventó un precursor del estándar 802.11 en Nieuwegein, Países Bajos. Inicialmente, los inventores pretendían utilizar la tecnología para sistemas de cajeros automáticos. Los primeros productos inalámbricos se lanzaron al mercado bajo el nombre WaveLAN con velocidades de datos brutas de 1 Mbit/s y 2 Mbit/s .

Vic Hayes , quien ocupó la presidencia de IEEE 802.11 durante 10 años y ha sido llamado el "padre del Wi-Fi", participó en el diseño de los estándares iniciales 802.11b y 802.11a dentro del IEEE . [ 11 ] Él, junto con el ingeniero de Bell Labs , Bruce Tuch, se acercó al IEEE para crear un estándar. [ 12 ]

En 1999, se formó la Wi-Fi Alliance como una asociación comercial para poseer la marca registrada Wi-Fi bajo la cual se venden la mayoría de los productos. [ 13 ]

El gran avance comercial se produjo con la adopción de Wi-Fi por parte de Apple para su serie de portátiles iBook en 1999. Fue el primer producto de consumo masivo en ofrecer conectividad de red Wi-Fi, que Apple denominó AirPort. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Un año después, IBM hizo lo propio con su serie ThinkPad 1300 en 2000. [ 17 ]

Protocolo

802.11-1997 (802.11 heredado)

La versión original del estándar IEEE 802.11 se publicó en 1997 y se aclaró en 1999, pero ahora está obsoleta. Especificaba dos velocidades de bits netas de 1 o 2 megabits por segundo (Mbit/s), además de un código de corrección de errores hacia adelante . Especificaba tres tecnologías alternativas de capa física : infrarrojo difuso que operaba a 1 Mbit/s ; espectro ensanchado por salto de frecuencia que operaba a 1 Mbit/s o 2 Mbit/s ; y espectro ensanchado de secuencia directa que operaba a 1 Mbit/s o 2 Mbit/s . Las dos últimas tecnologías de radio utilizaban transmisión de microondas en la banda de frecuencias Industrial, Científica y Médica (ISM) a 2,4  GHz. Algunas tecnologías WLAN anteriores utilizaban frecuencias más bajas, como la  banda ISM de 900 MHz de EE. UU.

El estándar 802.11, que utilizaba espectro ensanchado de secuencia directa, fue rápidamente reemplazado y popularizado por el estándar 802.11b.

802.11a (forma de onda OFDM)

El estándar 802.11a, publicado en 1999, utiliza el mismo protocolo de capa de enlace de datos y formato de trama que el estándar original, pero se le añadió una interfaz aérea (capa física) basada en OFDM .

Opera en la  banda de 5 GHz con una velocidad de datos neta máxima de 54 Mbit/s , más un código de corrección de errores, lo que produce un rendimiento neto alcanzable realista de alrededor de 20 Mbit/s . [ 38 ] Ha tenido una implementación generalizada en todo el mundo, particularmente dentro del entorno laboral corporativo.

Dado que la  banda de 2,4 GHz está muy utilizada hasta el punto de estar saturada, el uso de la  banda de 5 GHz, relativamente poco utilizada, proporciona a 802.11aa una ventaja significativa. Sin embargo, esta alta frecuencia portadora también conlleva una desventaja: el alcance efectivo general de 802.11a es menor que el de 802.11b/g. En teoría, las señales 802.11a son absorbidas más fácilmente por paredes y otros objetos sólidos en su trayectoria debido a su menor longitud de onda y, como resultado, no pueden penetrar tan lejos como las de 802.11b. En la práctica, 802.11b suele tener un mayor alcance a bajas velocidades (802.11b reducirá la velocidad a 5,5 Mbit/s o incluso a 1 Mbit/s con baja intensidad de señal). 802.11a también sufre interferencias, [ 39 ] pero localmente puede haber menos señales con las que interferir, lo que resulta en menos interferencias y un mejor rendimiento.

802.11b

El estándar 802.11b tiene una velocidad máxima de datos sin procesar de 11 Mbit/s (megabits por segundo) y utiliza el mismo método de acceso al medio definido en el estándar original. Los productos 802.11b aparecieron en el mercado a principios del año 2000, ya que 802.11b es una extensión directa de la técnica de modulación definida en el estándar original. El drástico aumento en el rendimiento de 802.11b (en comparación con el estándar original), junto con reducciones sustanciales de precio simultáneas, llevaron a la rápida aceptación de 802.11b como la tecnología definitiva para redes LAN inalámbricas.

Los dispositivos que utilizan el estándar 802.11b experimentan interferencias de otros productos que operan en la  banda de 2,4 GHz. Entre estos dispositivos  se incluyen hornos microondas, dispositivos Bluetooth, monitores para bebés, teléfonos inalámbricos y algunos equipos de radioaficionados. Al ser emisores intencionales sin licencia en esta banda ISM , no deben interferir con las asignaciones primarias o secundarias (usuarios) de esta banda, como la radioafición, y deben tolerar dichas interferencias.

La enmienda IEEE 802.11be-2024 fue aprobada por la Junta de Estándares IEEE SA el 26 de septiembre de 2024 y publicada el 22 de julio de 2025. [ 40 ] Modifica tanto las capas MAC como PHY, apuntando a al menos un modo de operación con un rendimiento MAC-SAP de 30 Gbit/s en el rango de 1 a 7,250 GHz, manteniendo la coexistencia con los dispositivos 802.11 heredados en las bandas de 2,4, 5 y 6 GHz. [ 40 ]

802.11g

En junio de 2003, se ratificó un tercer estándar de modulación: 802.11g. Este funciona en la  banda de 2,4 GHz (al igual que 802.11b), pero utiliza el mismo esquema de transmisión basado en OFDM que 802.11a. Opera a una velocidad de bits máxima de la capa física de 54 Mbit/s sin incluir los códigos de corrección de errores hacia adelante, o un rendimiento promedio de aproximadamente 22 Mbit/s . [ 41 ] El hardware 802.11g es totalmente compatible con versiones anteriores del hardware 802.11b y, por lo tanto, está sujeto a problemas heredados que reducen el rendimiento en aproximadamente un 21 % en comparación con 802.11a. [ 42 ]

El estándar 802.11g, entonces propuesto, se adoptó rápidamente en el mercado a partir de enero de 2003, mucho antes de su ratificación, debido al deseo de mayores velocidades de datos y a la reducción de los costos de fabricación. [ 43 ] Para el verano de 2003, la mayoría de los productos 802.11a/b de doble banda se convirtieron en productos de doble banda/trimodo, que admitían a y b/g en una sola tarjeta adaptadora móvil o punto de acceso. Los detalles para que b y g funcionaran bien juntos ocuparon gran parte del proceso técnico prolongado; sin embargo, en una red 802.11g, la actividad de un participante 802.11b reducirá la velocidad de datos de la red 802.11g en general.

Al igual que los dispositivos 802.11b, los dispositivos 802.11g también sufren interferencias de otros productos que operan en la  banda de 2,4 GHz, como por ejemplo, los teclados inalámbricos.

802.11-2007

En 2003, el grupo de trabajo TGma fue autorizado a "consolidar" muchas de las enmiendas a la versión de 1999 del estándar 802.11. REVma o 802.11ma, como se le denominó, creó un único documento que fusionó 8 enmiendas ( 802.11a , b , d , e , g , h , i , j ) con el estándar base. Tras su aprobación el 8 de marzo de 2007, 802.11REVma pasó a denominarse estándar base vigente en ese momento, IEEE 802.11-2007 . [ 44 ]

802.11n

802.11n es una enmienda que mejora los estándares 802.11 anteriores; su primer borrador de certificación se publicó en 2006. El estándar 802.11n fue etiquetado retroactivamente como Wi-Fi 4 por la Wi-Fi Alliance. [ 45 ] [ 46 ] El estándar añadió soporte para antenas de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO). 802.11n opera en las bandas de 2,4  GHz y 5  GHz. El soporte para la banda de 5  GHz es opcional. Su velocidad de datos neta oscila entre 54 Mbit/s y 600 Mbit/s . El IEEE aprobó la enmienda, que se publicó en octubre de 2009. [ 47 ] [ 48 ]

Antes de la ratificación final, las empresas ya estaban migrando a redes 802.11n basándose en la certificación de la Wi-Fi Alliance para productos que cumplían con un borrador de 2007 de la propuesta 802.11n. Las primeras tarjetas WiFi de Intel no eran compatibles con el estándar final. Muchos puntos de acceso y tarjetas de la competencia tampoco eran compatibles con la  banda de 5 GHz.

802.11-2012

En mayo de 2007, el grupo de trabajo TGmb fue autorizado a "consolidar" muchas de las enmiendas a la versión 2007 del estándar 802.11. [ 49 ] REVmb o 802.11mb, como se le llamó, creó un único documento que fusionó diez enmiendas ( 802.11k , r , y , n , w , p , z , v , u , s ) con el estándar base 2007. Además, se realizó una gran limpieza, incluyendo una reordenación de muchas de las cláusulas. [ 50 ] Tras su publicación el 29 de marzo de 2012, el nuevo estándar se denominó IEEE 802.11-2012 .

802.11ac

IEEE 802.11ac-2013 es una enmienda a IEEE 802.11, publicada en diciembre de 2013, que se basa en 802.11n. [ 51 ] El estándar 802.11ac fue etiquetado retroactivamente como Wi-Fi 5 por la Wi-Fi Alliance. [ 45 ] [ 46 ] Los cambios en comparación con 802.11n incluyen canales más amplios (80 o 160  MHz en lugar de 40  MHz) en la  banda de 5 GHz, más flujos espaciales (hasta ocho en lugar de cuatro), modulación de orden superior (hasta 256 - QAM en lugar de 64-QAM) y la adición de MIMO multiusuario (MU-MIMO). La Wi-Fi Alliance separó la introducción de productos inalámbricos ac en dos fases ("ondas"), llamadas "Onda 1" y "Onda 2". [ 52 ] [ 53 ] Desde mediados de 2013, la alianza comenzó a certificar productos Wave 1 802.11ac enviados por los fabricantes, basándose en el borrador 3.0 de IEEE 802.11ac (el estándar IEEE no se finalizó hasta más tarde ese año). [ 54 ] En 2016, Wi-Fi Alliance introdujo la certificación Wave 2, para proporcionar mayor ancho de banda y capacidad que los productos Wave 1. Los productos Wave 2 incluyen características adicionales como MU-MIMO,  soporte para ancho de canal de 160 MHz, soporte para más canales de 5  GHz y cuatro flujos espaciales (con cuatro antenas; en comparación con tres en Wave 1 y 802.11n, y ocho en la especificación 802.11ax de IEEE). [ 55 ] [ 56 ]

802.11ad

IEEE 802.11ad es una enmienda que define una nueva capa física para que las redes 802.11 operen en el espectro de ondas milimétricas  de 60 GHz . Esta banda de frecuencia tiene características de propagación significativamente diferentes a las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz donde operan las redes Wi-Fi. Los productos que implementan el estándar 802.11ad se venden bajo la marca WiGig , con un programa de certificación desarrollado por la Wi-Fi Alliance. [ 57 ] La velocidad de transmisión máxima de 802.11ad es de 7 Gbit/s . [ 58 ]  

El estándar WiGig se anunció en 2009; el estándar IEEE 802.11ad fue ratificado y publicado en diciembre de 2012.

IEEE 802.11ad se utiliza para velocidades de datos muy altas (aproximadamente 8 Gbit/s ) y para comunicación de corto alcance (aproximadamente 1–10 metros). [ 59 ]

TP-Link anunció el primer router 802.11ad del mundo en enero de 2016. [ 60 ]

802.11af

IEEE 802.11af, también conocido como "White-Fi" y " Super Wi-Fi ", [ 61 ] es una enmienda, aprobada en febrero de 2014, que permite la operación de WLAN en el espectro de espacio blanco de TV en las bandas VHF y UHF entre 54 y 790  MHz. [ 62 ] [ 63 ] Utiliza tecnología de radio cognitiva para transmitir en canales de TV no utilizados, y el estándar toma medidas para limitar la interferencia para los usuarios primarios, como TV analógica, TV digital y micrófonos inalámbricos. [ 63 ] Los puntos de acceso y las estaciones determinan su posición utilizando un sistema de posicionamiento por satélite como GPS , y utilizan Internet para consultar una base de datos de geolocalización (GDB) proporcionada por una agencia reguladora regional para descubrir qué canales de frecuencia están disponibles para su uso en un momento y posición determinados. [ 63 ] La capa física utiliza OFDM y se basa en 802.11ac. [ 64 ] La pérdida de trayectoria de propagación, así como la atenuación por materiales como ladrillo y hormigón, es menor en las bandas UHF y VHF que en las bandas de 2,4  GHz y 5  GHz, lo que aumenta el alcance posible. [ 63 ] Los canales de frecuencia tienen un ancho de 6 a 8  MHz, dependiendo del dominio regulatorio. [ 63 ] Se pueden agrupar hasta cuatro canales en uno o dos bloques contiguos. [ 63 ] Es posible la operación MIMO con hasta cuatro flujos utilizados para la operación de código de bloque espacio-temporal (STBC) o multiusuario (MU). [ 63 ] La tasa de datos alcanzable por flujo espacial es de 26,7 Mbit/s para canales de 6 y 7  MHz, y de 35,6 Mbit/s para canales de 8  MHz. [ 36 ] Con cuatro flujos espaciales y cuatro canales enlazados, la velocidad de datos máxima es de 426,7 Mbit/s para  canales de 6 y 7 MHz y de 568,9 Mbit/s para  canales de 8 MHz. [ 36 ]

802.11-2016

IEEE 802.11-2016, conocido como IEEE 802.11 REVmc, [ 65 ] es una revisión basada en IEEE 802.11-2012, que incorpora 5 enmiendas ( 11ae , 11aa , 11ad , 11ac , 11af ). Además, se han mejorado las funciones MAC y PHY existentes, y se han eliminado o marcado para su eliminación las características obsoletas. Algunas cláusulas y anexos se han renumerado. [ 66 ]

802.11ah

IEEE 802.11ah, publicado en 2017, [ 67 ]  define un sistema WLAN que opera en bandas exentas de licencia por debajo de 1 GHz. Debido a las características de propagación favorables del espectro de baja frecuencia, 802.11ah puede proporcionar un alcance de transmisión mejorado en comparación con las WLAN 802.11 convencionales que operan en las bandas de 2,4  GHz y 5  GHz. 802.11ah se puede utilizar para diversos fines, incluidas redes de sensores a gran escala, [ 68 ] puntos de acceso de alcance extendido y Wi-Fi exterior para la descarga de tráfico de operadores WAN celulares, aunque el ancho de banda disponible es relativamente estrecho. El protocolo pretende que el consumo sea competitivo con el de Bluetooth de bajo consumo , en un rango mucho más amplio. [ 69 ]

802.11ai

IEEE 802.11ai es una enmienda al estándar 802.11 que agregó nuevos mecanismos para un tiempo de establecimiento de enlace inicial más rápido. [ 70 ]

802.11aj

IEEE 802.11aj es una variante de 802.11ad para su uso en el  espectro no licenciado de 45 GHz disponible en algunas regiones del mundo (específicamente China); también proporciona capacidades adicionales para su uso en la  banda de 60 GHz. [ 70 ]

También conocida como Onda Milimétrica de China (CMMW). [ 71 ]

802.11aq

IEEE 802.11aq es una enmienda al estándar 802.11 que permitirá el descubrimiento de servicios antes de su asociación. Esto amplía algunos de los mecanismos de 802.11u que permitían el descubrimiento de dispositivos para descubrir aún más los servicios que se ejecutan en un dispositivo o que proporciona una red. [ 70 ]

802.11-2020

IEEE 802.11-2020, anteriormente conocida como IEEE 802.11 REVmd, [ 72 ] es una revisión basada en IEEE 802.11-2016 que incorpora 5 enmiendas ( 11ai , 11ah , 11aj , 11ak , 11aq ). Además, se han mejorado las funciones MAC y PHY existentes y se han eliminado o marcado para su eliminación las características obsoletas. Se han añadido algunas cláusulas y anexos. [ 73 ]

802.11ax

IEEE 802.11ax es el sucesor de 802.11ac, comercializado como Wi-Fi 6 (2,4  GHz y 5  GHz) [ 74 ] y Wi-Fi 6E (6  GHz) [ 75 ] por la Wi-Fi Alliance . También se le conoce como Wi-Fi de alta eficiencia , por las mejoras generales para los clientes Wi-Fi 6 en entornos densos . [ 76 ] Para un cliente individual, la mejora máxima en la tasa de datos ( velocidad PHY ) con respecto al predecesor (802.11ac) es solo del 39% [ b ] (en comparación, esta mejora fue de casi el 500% [ c ] [ i ] para los predecesores). [ d ] Sin embargo, incluso con esta cifra relativamente pequeña del 39%, el objetivo era proporcionar 4 veces el rendimiento por área [ e ] de 802.11ac (de ahí la alta eficiencia ). La motivación detrás de este objetivo fue el despliegue de WLAN en entornos densos como oficinas corporativas, centros comerciales y edificios residenciales de alta densidad. [ 76 ] Esto se logra mediante una técnica llamada OFDMA , que es básicamente multiplexación en el dominio de la frecuencia (a diferencia de la multiplexación espacial , como en 802.11ac). Esto es equivalente a la tecnología celular aplicada a Wi-Fi . [ 76 ] : qt

El estándar IEEE 802.11ax - 2021 fue aprobado el 9 de febrero de 2021. [ 79 ] [ 80 ]

802.11ay

IEEE 802.11ay es un estándar en desarrollo, también conocido como EDMG: Enhanced Directional MultiGigabit PHY. Se trata de una modificación que define una nueva capa física para que las redes 802.11 operen en el espectro de ondas milimétricas  de 60 GHz . Será una extensión del estándar 11ad existente, con el objetivo de ampliar el rendimiento, el alcance y los casos de uso. Los principales casos de uso incluyen la operación en interiores y las comunicaciones de corto alcance debido a la absorción de oxígeno atmosférico y la incapacidad de penetrar paredes. La velocidad de transmisión máxima de 802.11ay es de 40 Gbit/s . [ 81 ] Las principales extensiones incluyen: agregación de canales (2, 3 y 4), MIMO (hasta 4 flujos) y esquemas de modulación superiores. El alcance esperado es de 300 a 500 m. [ 82 ]

802.11ba

La operación de radio de activación (WUR) IEEE 802.11ba es una modificación del estándar IEEE 802.11 que permite una operación energéticamente eficiente para la recepción de datos sin aumentar la latencia. [ 83 ] El consumo de energía activa objetivo para recibir un paquete WUR es inferior a 1 milivatio y admite velocidades de datos de 62,5 kbit/s y 250 kbit/s . El PHY WUR utiliza MC-OOK ( OOK multicarrier ) para lograr un consumo de energía extremadamente bajo. [ 84 ]

802.11bb

IEEE 802.11bb es un estándar de protocolo de red del conjunto de protocolos IEEE 802.11 que utiliza luz infrarroja para las comunicaciones. [ 85 ]

802.11be

IEEE 802.11be Extremely High Throughput (EHT) es la siguiente enmienda al estándar IEEE 802.11, [ 86 ] y se denomina Wi-Fi 7. [ 87 ] [ 88 ] Se basa en 802.11ax, centrándose en el funcionamiento de WLAN en interiores y exteriores con velocidades estacionarias y peatonales en las bandas de frecuencia de 2,4  GHz, 5  GHz y 6  GHz.

Malentendidos comunes sobre el rendimiento alcanzable

Representación gráfica del rendimiento de la aplicación Wi-Fi específica ( UDP  ) en la banda de 2,4 GHz con 802.11g. 1 Mbps = 1 Mbit/s .

En todas las variantes del estándar 802.11, el rendimiento máximo alcanzable se indica en función de mediciones realizadas en condiciones ideales o en las velocidades de datos de la capa 2. Sin embargo, esto no se aplica a las implementaciones típicas en las que se transfieren datos entre dos puntos finales, de los cuales al menos uno suele estar conectado a una infraestructura cableada y el otro a una infraestructura mediante un enlace inalámbrico.

Representación gráfica del rendimiento de Wi-Fi específico para aplicaciones ( UDP  ) en la banda de 2,4 GHz con 802.11n, utilizando un  canal de 40 MHz.

Esto significa que, normalmente, las tramas de datos pasan por un medio 802.11 (WLAN) y se convierten a 802.3 ( Ethernet ) o viceversa. Debido a la diferencia en la longitud de las tramas (encabezados) de estos dos medios, el tamaño del paquete de la aplicación determina la velocidad de transferencia de datos. Esto significa que las aplicaciones que utilizan paquetes pequeños (por ejemplo, VoIP) crean flujos de datos con un alto tráfico de sobrecarga (es decir, un bajo rendimiento útil ). Otros factores que contribuyen a la tasa de datos general de la aplicación son la velocidad con la que la aplicación transmite los paquetes (es decir, la tasa de datos) y, por supuesto, la energía con la que se recibe la señal inalámbrica. Esta última está determinada por la distancia y por la potencia de salida configurada de los dispositivos de comunicación. [ 89 ] [ 90 ]

Las mismas referencias se aplican a los gráficos adjuntos que muestran mediciones del rendimiento UDP . Cada uno representa un rendimiento promedio (UDP) (tenga en cuenta que las barras de error están presentes, pero son apenas visibles debido a la pequeña variación) de 25 mediciones. Cada uno corresponde a un tamaño de paquete específico (pequeño o grande) y a una velocidad de datos específica (de 10 kbit/s a 100 Mbit/s ). También se incluyen marcadores para los perfiles de tráfico de aplicaciones comunes. Estas cifras asumen que no hay errores de paquetes, los cuales, de producirse, reducirían aún más la velocidad de transmisión.

Canales y frecuencias

Los estándares 802.11b, 802.11g y 802.11n-2.4 utilizan el espectro de 2.400–2.500 GHz , una de las bandas ISM . Los estándares 802.11a, 802.11n y 802.11ac utilizan la banda de 4.915–5.825 GHz , que está más regulada . En la mayoría de la documentación comercial, se las suele denominar "bandas de 2.4  GHz y 5  GHz". Cada espectro se subdivide en canales con una frecuencia central y un ancho de banda, de forma similar a como se subdividen las bandas de radiodifusión y televisión.

La  banda de 2,4 GHz se divide en 14 canales separados por intervalos de 5  MHz, comenzando con el canal  1, que se centra en 2,412  GHz. Los canales posteriores tienen restricciones adicionales o no están disponibles para su uso en algunos ámbitos regulatorios.

Representación gráfica de los canales Wi-Fi en la  banda de 2,4 GHz.

La numeración de los canales del espectro de 5,725 a 5,875 GHz resulta menos intuitiva debido a las diferencias en las normativas entre países. Estas diferencias se explican con mayor detalle en la lista de canales WLAN .

Espaciado de canales dentro de la  banda de 2,4 GHz

Además de especificar la frecuencia central del canal, la norma 802.11 también especifica (en la cláusula 17) una máscara espectral que define la distribución de potencia permitida en cada canal. Esta máscara exige que la señal se atenúe un mínimo de 20 dB respecto a su amplitud máxima a ±11 MHz de la frecuencia central, punto en el que un canal tiene un ancho efectivo de 22 MHz. Una consecuencia es que las estaciones solo pueden usar uno de cada cuatro o cinco canales sin solapamiento.   

La disponibilidad de canales está regulada por cada país, limitada en parte por cómo cada país asigna el espectro radioeléctrico a los distintos servicios. En un extremo, Japón permite el uso de los 14 canales para 802.11b y de los canales 1 a 13 para 802.11g/n-2.4. Otros países, como España, inicialmente solo permitían los canales 10 y 11, y Francia solo los canales 10, 11, 12 y 13; sin embargo, Europa ahora permite los canales del 1 al 13. [ 91 ] [ 92 ] América del Norte y algunos países de América Central y del Sur solo permiten los canales del 1 al 11.

Máscaras espectrales para los canales 1 a 14 del estándar 802.11g en la  banda de 2,4 GHz.

Dado que la máscara espectral define únicamente restricciones de potencia de salida hasta ±11  MHz desde la frecuencia central para ser atenuada en −50  dBr, a menudo se asume que la energía del canal no se extiende más allá de estos límites. Es más correcto afirmar que la señal superpuesta en cualquier canal debería estar suficientemente atenuada para interferir mínimamente con un transmisor en cualquier otro canal, dada la separación entre canales. Debido al problema de proximidad-distancia, un transmisor puede afectar (desensibilizar) a un receptor en un canal "no superpuesto", pero solo si está cerca del receptor afectado (a menos de un metro) o si opera por encima de los niveles de potencia permitidos. Por el contrario, un transmisor suficientemente distante en un canal superpuesto puede tener poco o ningún efecto significativo.

A menudo surge confusión sobre la cantidad de separación de canales requerida entre los dispositivos transmisores. El estándar 802.11b se basaba en la modulación de espectro ensanchado de secuencia directa  (DSSS) y utilizaba un ancho de banda de canal de 22 MHz, lo que resultaba en tres canales "no superpuestos" (1, 6 y 11). El estándar 802.11g se basaba en la modulación OFDM y utilizaba un ancho de banda de canal de 20  MHz. Esto a veces lleva a creer que existen cuatro canales "no superpuestos" (1, 5, 9 y 13) en el estándar 802.11g. Sin embargo, esto no es así, según la sección 17.4.6.3 Numeración de canales de operación del estándar IEEE Std 802.11 (2012), que establece: "En una topología de red multicelda, las celdas superpuestas y/o adyacentes que utilizan diferentes canales pueden operar simultáneamente sin interferencia si la distancia entre las frecuencias centrales es de al menos 25  MHz". [ 93 ] y la sección 18.3.9.3 y la figura 18-13.

Esto no significa que la superposición técnica de los canales recomiende no utilizar canales superpuestos. La cantidad de interferencia entre canales observada en una configuración que utiliza los canales 1, 5, 9 y 13 (permitida en Europa, pero no en Norteamérica) es apenas diferente de una configuración de tres canales, pero con un canal adicional completo. [ 94 ] [ 95 ]

Canales 802.11 no superpuestos en la  banda ISM de 2,4 GHz

Sin embargo, la superposición entre canales con un espaciado más estrecho (por ejemplo, 1, 4, 7, 11 en Norteamérica) puede causar una degradación inaceptable de la calidad de la señal y del rendimiento, especialmente cuando los usuarios transmiten cerca de los límites de las celdas AP. [ 96 ]

IEEE utiliza la expresión «dominio de registro» para referirse a una región regulatoria legal. Los distintos países definen diferentes niveles de potencia de transmisión permitida, tiempo de ocupación de un canal y canales disponibles. [ 97 ] Se especifican códigos de dominio para Estados Unidos, Canadá, ETSI (Europa) , España, Francia, Japón y China.

La mayoría de los dispositivos con certificación Wi-Fi tienen configurado de forma predeterminada el dominio de registro 0, lo que significa que utilizan la configuración del mínimo común denominador ; es decir, el dispositivo no transmitirá con una potencia superior a la permitida en ningún país, ni utilizará frecuencias que no estén permitidas en ningún país.

A menudo, la configuración del dominio registrado (regdomain) se hace difícil o imposible de cambiar para que los usuarios finales no entren en conflicto con agencias reguladoras locales, como la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos .

Capa 2 – Datagramas

Los datagramas se denominan tramas . Los estándares 802.11 actuales especifican los tipos de trama que se utilizan en la transmisión de datos, así como en la gestión y el control de los enlaces inalámbricos.

Las tramas se dividen en secciones muy específicas y estandarizadas. Cada trama consta de una cabecera MAC , una carga útil y una secuencia de verificación de trama (FCS). Algunas tramas no tienen carga útil.

Los dos primeros bytes del encabezado MAC forman un campo de control de trama que especifica la forma y la función de la trama. Este campo de control de trama se subdivide en los siguientes subcampos:

  • Versión del protocolo: Dos bits que representan la versión del protocolo. La versión del protocolo que se está utilizando actualmente es cero. Los demás valores están reservados para uso futuro.
  • Tipo: Dos bits que identifican el tipo de trama WLAN. Control, Datos y Gestión son varios tipos de tramas definidos en IEEE 802.11.
  • Subtipo: Cuatro bits que proporcionan discriminación adicional entre tramas. El tipo y el subtipo se utilizan conjuntamente para identificar la trama exacta.
  • ToDS y FromDS: Cada uno tiene un tamaño de un bit. Indican si una trama de datos se dirige a un sistema de distribución o si sale de él. Las tramas de control y gestión establecen estos valores en cero. Todas las tramas de datos tendrán uno de estos bits activado.
    • ToDS = 0 y FromDS = 0
    • ToDS = 0 y FromDS = 1
      • Un paquete de datos enviado por una estación y dirigido a un punto de acceso (AP) al que se accede a través del sistema de distribución.
    • ToDS = 1 y FromDS = 0
      • Un bastidor que sale del sistema de distribución de una estación.
    • ToDS = 1 y FromDS = 1
      • Único tipo de trama que utiliza las cuatro direcciones MAC en una trama de datos.
      • Dirección 1: dirección del punto de acceso que sale del sistema de distribución.
      • Dirección 2: punto de acceso de entrada al sistema de distribución (AP al que está conectada la estación de origen).
      • Dirección 3: dirección de la estación final.
      • Dirección 4: dirección de la estación de origen. [ 98 ] [ 99 ]
  • Más fragmentos: El bit de Más fragmentos se activa cuando un paquete se divide en varios fotogramas para su transmisión. Todos los fotogramas, excepto el último, tendrán este bit activado.
  • Reintento: En ocasiones, las tramas requieren retransmisión. Para ello, existe un bit de reintento que se activa (establecido en uno) al reenviar una trama. Esto ayuda a eliminar las tramas duplicadas.
  • Administración de energía: Este bit indica el estado de administración de energía del emisor tras la finalización del intercambio de tramas. Los puntos de acceso deben administrar la conexión y nunca activarán el bit de ahorro de energía.
  • Más datos: El bit "Más datos" se utiliza para almacenar en búfer las tramas recibidas en un sistema distribuido. El punto de acceso utiliza este bit para facilitar el funcionamiento de las estaciones en modo de ahorro de energía. Indica que hay al menos una trama disponible y se dirige a todas las estaciones conectadas.
  • Trama protegida: El bit de trama protegida se establece en el valor de uno si el cuerpo de la trama está cifrado mediante un mecanismo de protección como Wired Equivalent Privacy (WEP), Wi-Fi Protected Access (WPA) o Wi-Fi Protected Access II (WPA2).
  • Orden: Este bit se activa únicamente cuando se utiliza el método de entrega de "orden estricto". Los fotogramas y fragmentos no siempre se envían en orden, ya que esto penaliza el rendimiento de la transmisión.

Los dos bytes siguientes están reservados para el campo ID de duración, que indica cuánto tiempo durará la transmisión del campo, para que otros dispositivos sepan cuándo el canal volverá a estar disponible. Este campo puede adoptar una de tres formas: Duración, Periodo sin contención (CFP) e ID de asociación (AID).

Una trama 802.11 puede tener hasta cuatro campos de dirección. Cada campo puede contener una dirección MAC . La dirección 1 corresponde al receptor, la dirección 2 al transmisor y la dirección 3 se utiliza para fines de filtrado por parte del receptor. La dirección 4 solo está presente en las tramas de datos transmitidas entre puntos de acceso en un conjunto de servicios extendidos o entre nodos intermedios en una red de malla .

Los campos restantes del encabezado son:

  • El campo de control de secuencia es una sección de dos bytes que se utiliza para identificar el orden de los mensajes y eliminar tramas duplicadas. Los primeros 4 bits se utilizan para el número de fragmentación y los últimos 12 bits para el número de secuencia.
  • Un campo de control de calidad de servicio opcional de dos bytes, presente en los marcos de datos QoS; se agregó con 802.11e .

El campo de carga útil o cuerpo de la trama tiene un tamaño variable, de 0 a 2304 bytes más cualquier sobrecarga derivada del encapsulado de seguridad, y contiene información de capas superiores.

La secuencia de verificación de trama (FCS) son los últimos cuatro bytes de la trama estándar 802.11. A menudo denominada verificación de redundancia cíclica (CRC), permite comprobar la integridad de las tramas recuperadas. Cuando las tramas están a punto de enviarse, se calcula la FCS y se añade. Al recibir una trama, una estación puede calcular la FCS de la trama y compararla con la recibida. Si coinciden, se asume que la trama no se distorsionó durante la transmisión. [ 100 ]

Marcos de gestión

Los marcos de gestión no siempre están autenticados y permiten el mantenimiento o la interrupción de la comunicación. Algunos subtipos comunes de 802.11 incluyen:

  • Trama de autenticación: La autenticación 802.11 comienza cuando el controlador de interfaz de red inalámbrica (WNIC) envía una trama de autenticación al punto de acceso que contiene su identidad.
    • Cuando se utiliza la autenticación de sistema abierto, la tarjeta de red inalámbrica (WNIC) envía una única trama de autenticación, y el punto de acceso responde con su propia trama de autenticación que indica la aceptación o el rechazo.
    • Cuando se utiliza la autenticación con clave compartida, la tarjeta de red inalámbrica (WNIC) envía una solicitud de autenticación inicial, y el punto de acceso responde con una trama de autenticación que contiene el texto de desafío. A continuación, la WNIC envía al punto de acceso una trama de autenticación con la versión cifrada del texto de desafío. El punto de acceso confirma que el texto se ha cifrado con la clave correcta descifrándolo con su propia clave. El resultado de este proceso determina el estado de autenticación de la WNIC.
  • Trama de solicitud de asociación: Enviada desde una estación, permite al punto de acceso asignar recursos y sincronizarse. La trama contiene información sobre la tarjeta de red inalámbrica (WNIC), incluyendo las velocidades de datos admitidas y el SSID de la red a la que la estación desea asociarse. Si se acepta la solicitud, el punto de acceso reserva memoria y establece un ID de asociación para la WNIC.
  • Trama de respuesta de asociación: Enviada desde un punto de acceso a una estación, contiene la aceptación o el rechazo de una solicitud de asociación. Si se trata de una aceptación, la trama incluirá información como un ID de asociación y las velocidades de datos admitidas.
  • Trama de baliza : Se envía periódicamente desde un punto de acceso para anunciar su presencia y proporcionar el SSID y otros parámetros para las tarjetas de red inalámbricas (WNIC) que se encuentren dentro de su alcance.
  • Trama de desautenticación : Enviada desde una estación que desea finalizar la conexión con otra estación.
  • Trama de disociación: Enviada desde una estación que desea finalizar la conexión. Es una forma elegante de permitir que el punto de acceso libere la asignación de memoria y elimine la tarjeta de red inalámbrica (WNIC) de la tabla de asociación.
  • Trama de solicitud de sondeo: Enviada desde una estación cuando requiere información de otra estación.
  • Trama de respuesta de sondeo: Enviada desde un punto de acceso que contiene información sobre capacidades, velocidades de datos admitidas, etc., después de recibir una trama de solicitud de sondeo.
  • Trama de solicitud de reasociación: Una tarjeta de red inalámbrica (WNIC) envía una solicitud de reasociación cuando se desconecta del rango del punto de acceso actualmente asociado y encuentra otro punto de acceso con una señal más potente. El nuevo punto de acceso coordina el reenvío de cualquier información que aún pueda estar contenida en el búfer del punto de acceso anterior.
  • Trama de respuesta de reasociación: Enviada desde un punto de acceso, contiene la aceptación o el rechazo de una trama de solicitud de reasociación de WNIC. La trama incluye la información necesaria para la asociación, como el ID de asociación y las velocidades de datos admitidas.
  • Marco de acción: marco de gestión que extiende la acción para controlar una acción específica. Algunas categorías de acciones son QoS, confirmación de bloque, público, medición de radio, transición rápida de BSS, gestión de interconexión de malla, etc. Estos marcos son enviados por una estación cuando necesita informar a su par sobre una acción que debe realizarse. Por ejemplo, una estación puede indicarle a otra que configure una confirmación de bloque enviando un marco de acción de solicitud ADDBA . La otra estación respondería entonces con un marco de acción de respuesta ADDBA .

El cuerpo de un marco de gestión consta de campos fijos que dependen del subtipo de marco, seguidos de una secuencia de elementos de información (IE).

La estructura común de una IE es la siguiente:

Marcos de control

Las tramas de control facilitan el intercambio de tramas de datos entre estaciones. Algunas tramas de control 802.11 comunes incluyen:

  • Trama de acuse de recibo (ACK): Tras recibir una trama de datos, la estación receptora enviará una trama ACK a la estación emisora ​​si no se detectan errores. Si la estación emisora ​​no recibe una trama ACK en un plazo predeterminado, reenviará la trama.
  • Trama de solicitud de envío (RTS): Las tramas RTS y CTS proporcionan un esquema opcional de reducción de colisiones para puntos de acceso con estaciones ocultas. Una estación envía una trama RTS como primer paso en un protocolo de enlace bidireccional necesario antes de enviar tramas de datos.
  • Trama de autorización para enviar (CTS): Una estación responde a una trama RTS con una trama CTS. Esta trama autoriza a la estación solicitante a enviar una trama de datos. La trama CTS gestiona el control de colisiones al incluir un valor de tiempo durante el cual todas las demás estaciones deben suspender la transmisión mientras la estación solicitante transmite.

Marcos de datos

Los marcos de datos transportan paquetes de páginas web, archivos, etc., dentro del cuerpo. [ 101 ]

Para la mayoría de los PHY, el cuerpo comienza con una cabecera IEEE 802.2 , con el Punto de Acceso al Servicio de Destino (DSAP) especificando el protocolo, seguido de una cabecera de Protocolo de Acceso a la Subred (SNAP) si el DSAP es hexadecimal AA, con los campos de identificador único de organización (OUI) e ID de protocolo (PID) especificando el protocolo. Si el OUI es todo ceros, el campo ID de protocolo es un valor EtherType . [ 102 ] Casi todos los tramas de datos 802.11 usan cabeceras 802.2 y SNAP, y la mayoría usa un OUI de 00:00:00 y un valor EtherType.

Para el PHY de 5,9 GHz ( 802.11p ), el cuerpo comienza con un campo EtherType , y aquí no hay encabezado 802.2. [ 73 ] : 2437

De forma similar al control de congestión TCP en internet, la pérdida de tramas está integrada en el funcionamiento de 802.11. Para seleccionar la velocidad de transmisión correcta o el esquema de modulación y codificación , un algoritmo de control de velocidad puede probar diferentes velocidades. La tasa real de pérdida de paquetes de los puntos de acceso varía ampliamente según las diferentes condiciones del enlace. Existen variaciones en la tasa de pérdida experimentada en puntos de acceso de producción, entre el 10 % y el 80 %, siendo el 30 % un promedio común. [ 103 ] Es importante tener en cuenta que la capa de enlace debe recuperar estas tramas perdidas. Si el remitente no recibe una trama de acuse de recibo (ACK), se reenviará.

Normas y enmiendas

Dentro del Grupo de Trabajo IEEE 802.11, [ 62 ] existen los siguientes estándares y enmiendas de la Asociación de Estándares IEEE :

  • IEEE 802.11-1997 : El estándar WLAN originalmente era de 1 Mbit/s y 2 Mbit/s , estándar  de RF e infrarrojos (IR) de 2,4 GHz (1997), todos los demás que se enumeran a continuación son enmiendas a este estándar, excepto las prácticas recomendadas 802.11F y 802.11T.
  • IEEE 802.11a : 54 Mbit/s , estándar de 5 GHz (1999, productos comercializados en 2001)
  • IEEE 802.11b : 5,5 Mbit/s y 11 Mbit/s , estándar de 2,4 GHz (1999)
  • IEEE 802.11c : Procedimientos de operación de puente; incluido en el estándar IEEE 802.1D (2001).
  • IEEE 802.11d : Extensiones de itinerancia internacional (entre países) (2001)
  • IEEE 802.11e : Mejoras: QoS , incluyendo ráfagas de paquetes (2005)
  • IEEE 802.11F : Protocolo de interconexión de puntos de acceso (2003). Retirado en febrero de 2006.
  • IEEE 802.11g : estándar de 54 Mbit/s , 2,4 GHz (compatible con versiones anteriores b) (2003)
  • IEEE 802.11h : 802.11a (5  GHz) con gestión de espectro para compatibilidad europea (2004)
  • IEEE 802.11i : Seguridad mejorada (2004)
  • IEEE 802.11j : Extensiones para Japón (4,9-5,0  GHz) (2004)
  • IEEE 802.11-2007: Nueva versión del estándar que incluye las enmiendas a, b, d, e, g, h, i y j. (Julio de 2007)
  • IEEE 802.11k : Mejoras en la medición de recursos de radio (2008)
  • IEEE 802.11n : WLAN de mayor rendimiento a 2,4 y 5 GHz; canales de 20 y 40 MHz; introduce MIMO en Wi-Fi (septiembre de 2009).
  • IEEE 802.11p : WAVE: Acceso inalámbrico para entornos vehiculares (como ambulancias y automóviles de pasajeros) (julio de 2010)
  • IEEE 802.11r : Transición rápida a BSS (FT) (2008)
  • IEEE 802.11s : Redes de malla, conjunto de servicios extendidos (ESS) (julio de 2011)
  • IEEE 802.11T: Predicción del rendimiento inalámbrico (WPP): métodos de prueba y métricas. Recomendación cancelada.
  • IEEE 802.11u : Mejoras relacionadas con los puntos de acceso Wi-Fi y la autorización de clientes por parte de terceros, por ejemplo, la descarga de la red celular (febrero de 2011).
  • IEEE 802.11v : Gestión de redes inalámbricas (febrero de 2011)
  • IEEE 802.11w : Tramas de gestión protegidas (septiembre de 2009)
  • IEEE 802.11y :  Operación en EE. UU. en la banda de 3650–3700 MHz (2008)
  • IEEE 802.11z : Extensiones para la configuración de enlace directo (DLS) (septiembre de 2010)
  • IEEE 802.11-2012: Nueva versión del estándar que incluye las enmiendas k, n, p, r, s, u, v, w, y y z (marzo de 2012).
  • IEEE 802.11aa: Transmisión robusta de flujos de transporte de audio y vídeo (junio de 2012) - véase el protocolo de reserva de flujo.
  • IEEE 802.11ac : WLAN de muy alto rendimientoa 5 GHz; [ f ] canales más amplios (80 y 160 MHz); MIMO multiusuario (solo enlace descendente) [ 104 ] (diciembre de 2013)
  • IEEE 802.11ad : Muy alto rendimiento a 60  GHz (diciembre de 2012) — véase también WiGig
  • IEEE 802.11ae: Priorización de tramas de gestión (marzo de 2012)
  • IEEE 802.11af : Espacio en blanco de TV (febrero de 2014)
  • IEEE 802.11-2016: Nueva versión del estándar que incluye las enmiendas aa, ac, ad, ae y af (diciembre de 2016).
  • IEEE 802.11ah  : Operación exenta de licencia por debajo de 1 GHz (por ejemplo, redes de sensores, medición inteligente) (diciembre de 2016)
  • IEEE 802.11ai : Configuración inicial rápida del enlace (diciembre de 2016)
  • IEEE 802.11aj : Ondas milimétricas en China (febrero de 2018)
  • IEEE 802.11ak: Enlaces de tránsito dentro de redes puenteadas (junio de 2018)
  • IEEE 802.11aq: Descubrimiento de preasociación (julio de 2018)
  • IEEE 802.11-2020: Nueva versión del estándar que incluye las enmiendas ah, ai, aj, ak y aq (diciembre de 2020).
  • IEEE 802.11ax : WLAN de alta eficiencia a 2,4, 5 y 6 GHz; [ g ] introduce OFDMA a Wi-Fi [ 76 ] (febrero de 2021)
  • IEEE 802.11ay : Mejoras para un rendimiento ultra alto en la  banda de 60 GHz y sus alrededores (marzo de 2021)
  • IEEE 802.11az: Posicionamiento de próxima generación (marzo de 2023)
  • IEEE 802.11ba: Radio de activación (marzo de 2021)
  • IEEE 802.11bb : Comunicaciones por luz (noviembre de 2023)
  • IEEE 802.11bc: Servicio de difusión mejorado (febrero de 2024)
  • IEEE 802.11bd: Mejoras para la próxima generación de V2X (véase también IEEE 802.11p ) (marzo de 2023)
  • IEEE 802.11-2024: Nueva versión del estándar que incluye las enmiendas ax, ay, az, ba, bb, bc y bd (septiembre de 2024).
  • IEEE 802.11be : Rendimiento extremadamente alto (septiembre de 2024)
  • IEEE 802.11bf: Detección de redes WLAN (mayo de 2025)
  • IEEE 802.11bh: Direcciones MAC aleatorias y cambiantes (septiembre de 2024)
  • IEEE 802.11bk: Posicionamiento a 320 MHz (junio de 2025)

En proceso

  • IEEE 802.11bi: Mayor privacidad de datos
  • IEEE 802.11bn : Fiabilidad ultra alta
  • IEEE 802.11bp: Comunicación de potencia ambiental
  • IEEE 802.11mf: Cambios de mantenimiento acumulados de 802.11
  • IEEE 802.11bq: Onda milimétrica integrada
  • IEEE 802.11br: Comunicación por luz mejorada
  • IEEE 802.11bt: Criptografía postcuántica [ 105 ]

Las secciones 802.11F y 802.11T son prácticas recomendadas, no normas, y se escriben con mayúscula inicial como tales.

El estándar 802.11m se utiliza para el mantenimiento estándar. El estándar 802.11ma se completó para la versión 802.11-2007, el 802.11mb para la versión 802.11-2012, el 802.11mc para la versión 802.11-2016, el 802.11md para la versión 802.11-2020 y el 802.11me para la versión 802.11-2024.

Norma frente a enmienda

Tanto el término "estándar" como "enmienda" se utilizan al referirse a las diferentes variantes de los estándares IEEE. [ 106 ]

En lo que respecta a la IEEE Standards Association, solo existe un estándar vigente, identificado como IEEE 802.11 seguido de la fecha de publicación. IEEE 802.11-2024 es la única versión actualmente en publicación, que reemplaza a las versiones anteriores. El estándar se actualiza mediante enmiendas. Estas enmiendas son creadas por grupos de trabajo (GT). Tanto el grupo de trabajo como su documento final se identifican como 802.11 seguido de una o dos letras minúsculas, por ejemplo, IEEE 802.11a o IEEE 802.11ax . La actualización de 802.11 es responsabilidad del grupo de trabajo m. Para crear una nueva versión, el GTm combina la versión anterior del estándar con todas las enmiendas publicadas. El GTm también proporciona aclaraciones e interpretaciones a la industria sobre los documentos publicados. Se publicaron nuevas versiones del IEEE 802.11 en 1999, 2007, 2012, 2016, 2020 y 2024. [ 107 ] [ 108 ]

Nomenclatura

En la norma 802.11 se utilizan diversos términos para especificar aspectos del funcionamiento de las redes inalámbricas de área local, y es posible que algunos lectores no estén familiarizados con ellos.

Por ejemplo, la unidad de tiempo (generalmente abreviada como TU ) se utiliza para indicar una unidad de tiempo equivalente a 1024 microsegundos . Numerosas constantes de tiempo se definen en términos de TU (en lugar del milisegundo, que es casi equivalente).

Asimismo, el término portal se utiliza para describir una entidad similar a un puente 802.1H . Un portal proporciona acceso a la WLAN a estaciones LAN que no utilizan el estándar 802.11.

Seguridad

En 2001, un grupo de la Universidad de California, Berkeley, presentó un artículo que describía las debilidades del mecanismo de seguridad WEP (Wired Equivalent Privacy) del estándar 802.11, definido en el estándar original; posteriormente, Fluhrer, Mantin y Shamir publicaron un artículo titulado "Debilidades en el algoritmo de programación de claves de RC4 ". Poco después, Adam Stubblefield y AT&T anunciaron públicamente la primera verificación del ataque. En dicho ataque, lograron interceptar transmisiones y obtener acceso no autorizado a redes inalámbricas. [ 109 ]

El IEEE creó un grupo de trabajo dedicado para crear una solución de seguridad de reemplazo, 802.11i (anteriormente, este trabajo se manejaba como parte de un esfuerzo más amplio de 802.11e para mejorar la capa MAC ). La Wi-Fi Alliance anunció una especificación provisional llamada Wi-Fi Protected Access (WPA) basada en un subconjunto del borrador IEEE 802.11i vigente en ese momento. Estos comenzaron a aparecer en productos a mediados de 2003. IEEE 802.11i (también conocido como WPA2) fue ratificado en junio de 2004 y utiliza el Estándar de Cifrado Avanzado (AES), en lugar de RC4 , que se usaba en WEP. El cifrado moderno recomendado para el ámbito doméstico/de consumo es WPA2 (clave precompartida AES), y para el ámbito empresarial es WPA2 junto con un servidor de autenticación RADIUS (u otro tipo de servidor de autenticación) y un método de autenticación fuerte como EAP-TLS .

En enero de 2005, el IEEE creó otro grupo de trabajo, denominado "w", para proteger las tramas de gestión y difusión, que anteriormente se enviaban sin protección. Su estándar se publicó en 2009. [ 110 ]

En diciembre de 2011, se reveló una vulnerabilidad de seguridad que afectaba a algunos routers inalámbricos con una implementación específica de la función opcional Wi-Fi Protected Setup (WPS). Si bien WPS no forma parte del estándar 802.11, la vulnerabilidad permite a un atacante dentro del alcance del router inalámbrico recuperar el PIN de WPS y, con él, la contraseña 802.11i del router en pocas horas. [ 111 ] [ 112 ]

A finales de 2014, Apple anunció que su sistema operativo móvil iOS  8 codificaría las direcciones MAC durante la etapa de preasociación para frustrar el seguimiento del flujo de clientes en tiendas, posible gracias a la transmisión regular de solicitudes de sondeo identificables de forma única. [ 113 ] Android 8.0 "Oreo" introdujo una función similar, denominada "aleatorización de MAC". [ 114 ]

Los usuarios de Wi-Fi pueden ser objeto de un ataque de desautenticación de Wi-Fi para interceptar comunicaciones, atacar contraseñas o forzar el uso de otro punto de acceso, generalmente más caro.

Véase también

Notas

  1. ↑ El estándar 802.11ac solo especifica el funcionamiento en la banda de 5 GHz. El estándar 802.11n especifica el funcionamiento en la banda de 2,4 GHz.
  2. ↑ 802.11ax con 2402  Mbit/s (Índice MCS 11, 2 flujos espaciales, 160 MHz); frente a 802.11ac con 1733,3  Mbit/s (Índice MCS 9, 2 flujos espaciales, 160 MHz). [ 77 ]
  3. ↑ 802.11ac con 1733,3  Mbit/s (Índice MCS 9, 2 flujos espaciales, 160 MHz); frente a 802.11n con 300  Mbit/s (Índice MCS 7, 2 flujos espaciales, 40 MHz)
  4. ↑ Un artículo de IEEE considera un crecimiento de solo el 37% para 802.11ax y un crecimiento del 1000% para 802.11ac y 802.11n. [ 76 ]
  5. ↑ El rendimiento por área, según lo define IEEE , es la relación entre el rendimiento total de la red y el área de la red. [ 76 ]
  6. ↑ El funcionamiento en la banda de 2,4 GHz está especificado por 802.11n .
  7. ↑ Funcionamiento a 6 GHz únicamente entredispositivos Wi-Fi 6E .
  1. ↑ Esta mejora es del 1100% si consideramos 144,4 Mbit/s (índice MCS 15, 2 flujos espaciales, 20  MHz ), debido a que el modo de 40 MHz de 802.11n (a 2,4 GHz) tiene poco uso práctico en la mayoría de los escenarios. [ 78 ] : qt ). [ 77 ]

Notas a pie de página

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Referencias

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  • Grupo de trabajo IEEE 802.11
  • Cronogramas oficiales de los estándares 802.11 del IEEE
  • Lista de todos los proveedores de chipsets Wi-Fi , incluyendo un historial de fusiones y adquisiciones.