Explicación de los estándares WiFi 802.11

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Los propietarios de casas y negocios que buscan comprar equipos para redes se enfrentan a una gran variedad de opciones. Muchos productos cumplen con los estándares 802.11a, 802.11b/g/n, y/o 802.11ac estándares inalámbricos conocidos colectivamente como tecnologías Wi-Fi. También existen tecnologías Bluetooth y otras tecnologías inalámbricas (pero no Wi-Fi), cada una diseñada para aplicaciones de red específicas.

Describe los estándares Wi-Fi y las tecnologías relacionadas, comparándolos y contrastándolos para ayudarle a comprender mejor la evolución de la tecnología Wi-Fi y tomar decisiones informadas de planificación de redes y compra de equipos.

Para una rápida referencia, el 801.11aj es el estándar aprobado más recientemente. El protocolo fue aprobado en mayo de 2018. Sin embargo, el hecho de que un estándar sea aprobado no significa que esté disponible para usted o que sea el estándar que necesita para su situación particular. Los estándares siempre se actualizan, de forma muy parecida a como se actualiza el software en un smartphone o en el ordenador.

¿Qué es 802.11?

En 1997, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) creó el primer estándar WLAN. Lo llamaron 802.11 por el nombre del grupo formado para supervisar su desarrollo. Desafortunadamente, 802.11 sólo admite un ancho de banda de red máximo de 2 Mbps, demasiado lento para la mayoría de las aplicaciones. Por esta razón, los productos inalámbricos 802.11 comunes ya no se fabrican. Sin embargo, una familia entera ha surgido de este estándar inicial.

La mejor manera de ver estos estándares es considerar 802.11 como la base, y todas las demás iteraciones como bloques de construcción sobre esa base que se centran en la mejora de aspectos pequeños y grandes de la tecnología. Algunos bloques de construcción son retoques menores mientras que otros son bastante grandes.

El mayor impacto para los estándares inalámbricos se produce cuando los estándares son “enrollados” para incluir la mayoría o todas las actualizaciones pequeñas. Así, por ejemplo, el rollup más reciente tuvo lugar en diciembre de 2016 con 802.11-2016. Desde entonces, sin embargo, todavía se están produciendo pequeñas actualizaciones y, finalmente, otro gran rollup con englobarlas.

A continuación se presenta una breve reseña de las iteraciones aprobadas más recientemente, desde las más recientes hasta las más antiguas. Otras iteraciones – 802.11ax, 802.11ay y 802.11az – todavía están en proceso de aprobación.

802.11aj

Conocido como China Millimeter Wave, este estándar se aplica en China y es básicamente un cambio de marca de 802.11ad para su uso en ciertas áreas del mundo. El objetivo es mantener la compatibilidad hacia atrás con 802.11ad.

802.11ah

Aprobada en mayo de 2017, esta norma tiene como objetivo reducir el consumo de energía y crear redes Wi-Fi de largo alcance que pueden ir más allá del alcance de una red típica de 2,4 – 5 GHz. Se espera que compita con el Bluetooth, dadas sus menores necesidades energéticas.

802.11ad

Aprobado en diciembre de 2012, este estándar es extrañamente rápido. Sin embargo, el dispositivo cliente debe estar ubicado a menos de 11 pies del punto de acceso.

802.11ac

La generación de Wi-Fi que señaló por primera vez el uso popular, 802.11ac utiliza tecnología inalámbrica de doble banda, que soporta conexiones simultáneas tanto en las bandas Wi-Fi de 2,4 GHz como en las de 5 GHz. 802.11ac ofrece compatibilidad con versiones anteriores de 802.11b/g/n y un ancho de banda de hasta 1300 Mbps en la banda de 5 GHz y de hasta 450 Mbps en 2,4 GHz. La mayoría de los routers inalámbricos domésticos cumplen con este estándar.

  • Pros de 802.11ac – Velocidad máxima más rápida y mejor rango de señal; a la par con las conexiones por cable estándar
  • Contras de 802.11ac – Más caro de implementar; las mejoras de rendimiento sólo se notan en aplicaciones de ancho de banda alto

802.11ac también se conoce como Wi-Fi 5.

802.11n

802.11n (también conocido como Wireless N) fue diseñado para mejorar en 802.11g la cantidad de ancho de banda soportado por la utilización de múltiples señales y antenas inalámbricas (llamadas tecnología MIMO) en lugar de una. Los grupos de estándares de la industria ratificaron 802.11n en 2009 con especificaciones que proporcionan hasta 300 Mbps de ancho de banda de red. 802.11n también ofrece un rango algo mejor que los estándares Wi-Fi anteriores debido a su mayor intensidad de señal, y es compatible con equipos 802.11b/g.

  • Ventajas de 802.11n – Mejora significativa del ancho de banda con respecto a los estándares anteriores; amplia compatibilidad entre dispositivos y equipos de red
  • Contras de 802.11n – Más caro de implementar que 802.11g; el uso de múltiples señales puede interferir con redes cercanas basadas en 802.11b/g

802.11n también se denomina Wi-Fi 4.

802.11g

En 2002 y 2003, aparecieron en el mercado productos WLAN que soportan un nuevo estándar llamado 802.11g. 802.11g intenta combinar lo mejor de 802.11a y 802.11b. 802.11g soporta ancho de banda de hasta 54 Mbps, y utiliza la frecuencia de 2.4 GHz para un mayor rango. 802.11g es compatible con 802.11b, lo que significa que los puntos de acceso 802.11g funcionarán con adaptadores de red inalámbrica 802.11b y viceversa.

  • Ventajas de 802.11g – Soportado esencialmente por todos los dispositivos inalámbricos y equipos de red en uso en la actualidad; opción menos costosa
  • Contras de 802.11g – Toda la red se ralentiza para que coincida con cualquier dispositivo 802.11b de la red; el estándar más lento/antiguo sigue en uso

802.11g también se conoce como Wi-Fi 3.

802.11a

Mientras 802.11b estaba en desarrollo, IEEE creó una segunda extensión del estándar 802.11 original llamada 802.11a. Debido a que 802.11b ganó popularidad mucho más rápido que 802.11a, algunos creen que 802.11a se creó después de 802.11b. De hecho, 802.11a se creó al mismo tiempo. Debido a su mayor coste, 802.11a se encuentra normalmente en las redes de negocios, mientras que 802.11b sirve mejor al mercado doméstico.

802.11a soporta ancho de banda de hasta 54 Mbps y señales en un espectro de frecuencia regulado alrededor de 5 GHz. Esta frecuencia más alta en comparación con 802.11b acorta el rango de las redes 802.11a. La mayor frecuencia también significa que las señales 802.11a tienen más dificultad para penetrar paredes y otras obstrucciones.

Debido a que 802.11a y 802.11b utilizan frecuencias diferentes, las dos tecnologías son incompatibles entre sí. Algunos proveedores ofrecen equipos de red híbridos 802.11a/b, pero estos productos simplemente implementan los dos estándares uno al lado del otro (cada dispositivo conectado debe usar uno u otro).

802.11a también se conoce como Wi-Fi 2.

802.11b

IEEE amplió el estándar 802.11 original en julio de 1999, creando la especificación 802.11b. 802.11b soporta una velocidad teórica de hasta 11 Mbps. Cabe esperar un ancho de banda más realista de 5,9 Mbps (TCP) y 7,1 Mbps (UDP).

802.11b utiliza la misma frecuencia de señalización de radio no regulada (2,4 GHz) que el estándar 802.11 original. Los vendedores a menudo prefieren usar estas frecuencias para reducir sus costos de producción. Al no estar regulado, el equipo 802.11b puede sufrir interferencias de hornos microondas, teléfonos inalámbricos y otros aparatos que utilicen el mismo rango de 2,4 GHz. Sin embargo, al instalar el equipo 802.11b a una distancia razonable de otros dispositivos, se pueden evitar fácilmente las interferencias.

802.11b también se conoce como Wi-Fi 1.

¿Qué pasa con el Bluetooth y el resto?

Además de estos cinco estándares Wi-Fi de propósito general, existen otras tecnologías de redes inalámbricas relacionadas.

  • Los estándares de grupos de trabajo IEEE 802.11 como 802.11h y 802.11j son extensiones o derivaciones de la tecnología Wi-Fi que sirven para un propósito muy específico.
  • Bluetooth es una tecnología de red inalámbrica alternativa que siguió un camino de desarrollo diferente al de la familia 802.11. Bluetooth soporta un alcance muy corto (aproximadamente 10 metros) y un ancho de banda relativamente bajo (1-3 Mbps en la práctica) diseñado para dispositivos de red de bajo consumo como los dispositivos portátiles. El bajo costo de fabricación del hardware Bluetooth también atrae a los proveedores de la industria. El Bluetooth se puede encontrar fácilmente en la conexión en red de PDAs o teléfonos móviles con PCs, pero rara vez se utiliza para redes WLAN de uso general debido a las consideraciones de alcance y velocidad.
  • WiMax también fue desarrollado separadamente de Wi-Fi. WiMax está diseñado para redes de largo alcance (que abarcan millas o kilómetros) en contraposición a las redes inalámbricas de área local.

Los siguientes estándares IEEE 802.11 existen o están en desarrollo para soportar la creación de tecnologías para redes de área local inalámbricas:

  • 802.11a – 54 Mbps estándar, señalización de 5 GHz (ratificado en 1999)
  • 802.11ac – estándar de 3.46Gbps, soporta frecuencias de 2.4 y 5GHz a través de 802.11n
  • 802.11ad – 6.7 Gbps estándar, 60 Ghz de señalización (2012)
  • 802.11ah – crea redes Wi-Fi de rango extendido que pueden ir más allá del alcance de una red típica de 2.4 – 5 GHz.
  • 802.11aj – Aprobado en 2017; principalmente para uso en China.
  • 802.11ax – pendiente, se espera aprobación en 2018
  • 802.11ay – pendiente, se espera aprobación en 2019
  • 802.11az – pendiente, se espera aprobación en 2019
  • 802.11b – 11 Mbps estándar, señalización de 2.4 GHz (1999)
  • 802.11c – funcionamiento de las conexiones de puente (desplazado a 802.1D)
  • 802.11d – cumplimiento mundial de las regulaciones para el uso del espectro de señales inalámbricas (2001)
  • 802.11e – Soporte de calidad de servicio (QoS) (2005) para mejorar la entrega de aplicaciones sensibles al retardo, como Voice Wireless LAN y streaming multimedia. También conocido como 802.11e-2005
  • 802.11F – Recomendación del protocolo de puntos de acceso para la comunicación entre puntos de acceso para soportar clientes itinerantes (2003)
  • 802.11g – 54 Mbps estándar, señalización de 2.4 GHz (2003)
  • 802.11h – versión mejorada de 802.11a para soportar los requisitos normativos europeos (2003)
  • 802.11i – mejoras de seguridad para la familia 802.11i (2004)
  • 802.11j – mejoras a la señalización de 5 GHz para soportar los requisitos reglamentarios de Japón (2004)
  • 802.11k – Gestión del sistema WLAN
  • 802.11l – saltado para evitar confusiones con 802.11i
  • 802.11m – mantenimiento de la documentación de la familia 802.11
  • 802.11n – Mejoras estándar de más de 100 Mbps sobre 802.11g (2009)
  • 802.11o – omitido
  • 802.11p – Acceso inalámbrico para el entorno vehicular
  • 802.11q – omitido
  • 802.11r: compatibilidad con roaming rápido a través de las transiciones de los conjuntos de servicios básicos
  • 802.11s – Redes de malla ESS para puntos de acceso
  • 802.11T – Predicción de rendimiento inalámbrico – recomendación para estándares y métricas de pruebas
  • 802.11u – conexión en red con 3G / celular y otras formas de redes externas
  • 802.11v – gestión de redes inalámbricas / configuración de dispositivos
  • 802.11w – Mejora de la seguridad de los marcos de gestión protegidos
  • 802.11x – omitido (nombre genérico de la familia 802.11)
  • 802.11y – Protocolo basado en la contención para evitar interferencias

El IEEE publica la página Oficial IEEE 802.11 Working Group Project Timelines para indicar el estado de cada uno de los estándares de red en desarrollo.

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