IEEE 802.11a-1999

La norma IEEE 802.11a-1999, o 802.11a, fue una enmienda a las especificaciones de la red local inalámbrica IEEE 802.11 que definía los requisitos para un sistema de comunicación por multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Originalmente, se diseñó para admitir la comunicación inalámbrica en las bandas de infraestructura nacional de información sin licencia (U-NII) (en el  rango de frecuencia de 5 a 6 GHz), según lo regulado en los Estados Unidos por el Título 47, Sección 15.407 del Código de Regulaciones Federales.

Originalmente descrito como la cláusula 17 de la especificación de 1999, ahora se define en la cláusula 18 de la especificación de 2012 y proporciona protocolos que permiten la transmisión y recepción de datos a velocidades de 1,5 a 54  Mbit/s. Su implementación se ha extendido a nivel mundial, especialmente en el ámbito empresarial. Si bien la enmienda original ya no es válida, los fabricantes de puntos de acceso inalámbricos (tarjetas y enrutadores) aún utilizan el término "802.11a" para describir la interoperabilidad de sus sistemas a 5,8  GHz y 54  Mbit/s.

802.11 es un conjunto de estándares IEEE que rigen los métodos de transmisión de redes inalámbricas. Actualmente se utilizan comúnmente en sus versiones 802.11a, 802.11b , 802.11g , 802.11n , 802.11ac y 802.11ax para proporcionar conectividad inalámbrica en el hogar, la oficina y algunos establecimientos comerciales.

IEEE 802.11a es el primer estándar inalámbrico en emplear OFDM basado en paquetes, basado en una propuesta de Richard van Nee ^{[ 6 ]} de Lucent Technologies en Nieuwegein. OFDM fue adoptado como borrador del estándar 802.11a en julio de 1998 después de fusionarse con una propuesta de NTT. Fue ratificado en 1999. El estándar 802.11a utiliza el mismo protocolo central que el estándar original, opera en la banda de 5 GHz y utiliza una multiplexación por división de frecuencia ortogonal  (OFDM) de 52 subportadoras con una tasa de datos bruta máxima de 54 Mbit/s, lo que produce un rendimiento neto alcanzable realista en torno a los 20 Mbit/s. La tasa de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 y luego 6 Mbit/s si es necesario. El estándar 802.11a originalmente tenía 12/13 canales no superpuestos, 12 que se podían usar en interiores y 4/5 de los 12 que se podían usar en configuraciones punto a punto en exteriores. Recientemente, muchos países del mundo están permitiendo el funcionamiento en la banda de 5,47 a 5,725 GHz como usuario secundario mediante un método de compartición derivado del estándar 802.11h . Esto añadirá otros 12/13 canales a la banda general de 5 GHz, lo que permitirá una capacidad de red inalámbrica general significativa y la posibilidad de más de 24 canales en algunos países. El estándar 802.11a no es interoperable con el 802.11b, ya que operan en bandas separadas. La mayoría de los puntos de acceso de clase empresarial tienen capacidad de doble banda.     

El uso de la banda de 5  GHz proporciona a 802.11a una ventaja significativa, ya que la  banda de 2,4 GHz está muy saturada. La degradación causada por estos conflictos puede provocar frecuentes desconexiones y una disminución del servicio. Sin embargo, esta alta frecuencia portadora también conlleva una ligera desventaja: el alcance efectivo total de 802.11a es ligeramente inferior al de 802.11b/g; las señales 802.11a no pueden penetrar tan lejos como las de 802.11b porque son absorbidas con mayor facilidad por paredes y otros objetos sólidos en su trayectoria, ya que la pérdida de señal es proporcional al cuadrado de la frecuencia. Por otro lado, OFDM presenta ventajas fundamentales de propagación en entornos con alta multitrayectoria, como una oficina, y las frecuencias más altas permiten la construcción de antenas más pequeñas con mayor ganancia de sistema de RF, lo que compensa la desventaja de una banda de operación más alta. El mayor número de canales utilizables (de 4 a 8 veces más en los países regulados por la FCC) y la casi ausencia de otros sistemas que causen interferencias ( hornos microondas , teléfonos inalámbricos , monitores para bebés ) otorgan a 802.11a ventajas significativas en cuanto a ancho de banda agregado y confiabilidad con respecto a 802.11b/g.

Los distintos países cuentan con diferentes niveles de apoyo regulatorio, si bien la Conferencia Mundial de Radiotelecomunicaciones de 2003 mejoró la coordinación de estándares a nivel mundial. El estándar 802.11a fue aprobado rápidamente por las regulaciones de Estados Unidos y Japón , pero en otras regiones, como la Unión Europea , la aprobación tardó más. Los reguladores europeos estaban considerando el uso del estándar europeo HIPERLAN , pero a mediados de 2002 autorizaron el uso del 802.11a en Europa .

Los productos 802.11a comenzaron a distribuirse con retraso respecto a los 802.11b debido a  la mayor dificultad de fabricación de los componentes de 5 GHz. El rendimiento de la primera generación fue deficiente y estuvo plagado de problemas. Cuando se lanzaron los productos de segunda generación, el estándar 802.11a no se había adoptado ampliamente en el mercado de consumo, principalmente porque el 802.11b, más económico, ya estaba ampliamente extendido. Sin embargo, posteriormente, el 802.11a logró una penetración significativa en entornos de red empresariales, a pesar de las desventajas iniciales en cuanto a costes, especialmente para empresas que requerían mayor capacidad y fiabilidad que las redes exclusivamente 802.11b/g.

Con la llegada al mercado de productos 802.11g más económicos, que eran retrocompatibles con 802.11b, pero utilizaban OFDM (como 802.11a) para aumentar la capacidad,  se eliminó la ventaja de ancho de banda de 5 GHz de 802.11a. ^{[ 7 ]} Los fabricantes de equipos 802.11a respondieron a la falta de éxito en el mercado mejorando significativamente las implementaciones (la tecnología 802.11a de última generación tiene características de alcance casi idénticas a las de 802.11b) y convirtiendo en estándar la tecnología que puede utilizar más de una banda.

Los puntos de acceso y las tarjetas de interfaz de red (NIC) de doble banda o modo dual, que pueden gestionar automáticamente las bandas a y b/g, son ahora habituales en todos los mercados y tienen un precio muy similar al de los dispositivos que solo admiten la banda b/g.

De las 52 subportadoras OFDM, 48 son para datos y 4 son subportadoras piloto con una separación de portadora de 0,3125  MHz (20  MHz/64). Cada una de estas subportadoras puede ser BPSK , QPSK , 16- QAM o 64- QAM . El ancho de banda total es de 20  MHz con un ancho de banda ocupado de 16,6  MHz. La duración del símbolo es de 4 microsegundos , que incluye un intervalo de guarda de 0,8 microsegundos. La generación y decodificación de componentes ortogonales se realiza en banda base mediante DSP, que luego se convierte a 5  GHz en el transmisor. Cada una de las subportadoras puede representarse como un número complejo. La señal en el dominio del tiempo se genera mediante una transformada inversa rápida de Fourier (IFFT). El receptor realiza una conversión descendente, muestrea a 20  MHz y realiza una FFT para recuperar los coeficientes originales. Las ventajas de usar OFDM incluyen la reducción de los efectos multitrayecto en la recepción y el aumento de la eficiencia espectral. ^{[ 8 ]}

• ataque de evaluación de canal claro
• Lista de canales WLAN
• Tabla comparativa de sistemas OFDM
• Tabla comparativa de eficiencia espectral

General

• "802.11a-1999 Capa física de alta velocidad en la banda de 5 GHz" (PDF) . 11 de febrero de 1999. Archivado del original (PDF) el 24 de abril de 2003. Consultado el 24 de septiembre de 2007 .