La próxima generación del estándar Wi-Fi, ya está en nuestras aplicaciones y se llama Wi-Fi  conocido como 802.11ax y está basada en las fortalezas de 802.11ac vigente (WIFI-5), esta nueva versión agrega una mayor eficiencia, flexibilidad y escalabilidad, logrando con ello que tanto las redes nuevas como las ya existentes incrementen la velocidad y la capacidad de ancho de banda; lo cual es prioritario para las aplicaciones de las próximas generaciones  de tecnología aplicada que cada día van volviéndose populares en hogares e industria como es el caso de  IoT «Internet de las cosas» que permite conectar elementos físicos cotidianos al Internet, desde objetos domésticos comunes, como las bombillas de luz, hasta recursos para la atención de la salud, como los dispositivos médicos; pasando por prendas y artículos personales, computadoras portátiles,  televisores,  teléfonos, tabletas, etc. e incluso los sistemas de las ciudades inteligentes.

Wi-Fi 6, es la próxima generación de innovación continúa desarrollada bajo normativa del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) combina la alta velocidad, confiabilidad y previsibilidad en  los sistemas inalámbricos libres, con igual eficiencia y calidad similar al disponible en servicios licenciados.

 

Ventajas y exigencias de Wifi 6.

Se ha introducido con el único motivo de hacer que las comunicaciones WiFi sean altamente eficientes y efectivas tanto para uso empresarial como doméstico. Al tomar prestadas características clave de industrias bien establecidas de teléfonos celulares e IoT, la tecnología WiFi 6 tiene como objetivo proporcionar un rendimiento enormemente mejorado a los usuarios finales y tranquilidad a los proveedores de servicios.

Por ello varios proveedores de equipos para WiFi, incluidos KingType (RW6860 WIFI 6 Dual Band), han incluido en sus innovaciones tecnológicas el estándar 802.11ax, pero para beneficiarse plenamente de estas tecnologías, es fundamental tener en cuenta las exigencias de la aplicación para el éxito:

  1. Para Implantar WiFi 6 estándar 802.11ax, tanto en el AP(Access Point) como en el dispositivo del usuario, deben soportar las exigencias de la normativa.
  2. Los AP(Access Point), deben tener soporte del proveedor y fabricante con actualizaciones que permitan la integración de todos los dispositivos involucrados.
  3. La migración a WiFi 6 tiene impacto en el núcleo de la red inalámbrica, que incluyan reubicar el AP para aprovechar al máximo las nuevas velocidades que ofrece WiFi 6 dentro del área de cobertura.

Por lo tanto, es prioritario un previo análisis de la red existente (tanto LAN como WIFI) y proponer una arquitectura de red LAN, WLAN que sea consistente con este nuevo equipo AP.

Por otro lado, los clientes deben soportar  802.11ax e incluir hardware  que soporte Wifi 6.

En conclusión, el estándar 802.11ax, viene acompañada de nuevas funciones embebidas y esenciales para poder conectar cada vez más dispositivos a nuestra red WiFi y garantizar una navegación satisfactoria, lo cual lo hace ideal para entornos densos en dispositivos terminales  y equipos conectados. Es aquí donde realmente se vera la diferencia de la red wifi 6 frente a las versiones anteriores, y la experiencia de los  usuarios mejorará significativamente.

 

Funciones 802.11ax (WIFI 6).

El nuevo estándar ofrece mejoras significativas con respecto a su predecesor, 802.11ac y proporciona tasas de datos máximas de hasta un 40 por ciento más altas para un solo dispositivo

Las  principales características del estándar están apuntadas a los siguientes objetivos principales:

  • Más clientes por punto de acceso.
  • Más puntos de acceso por sitio.
  • Más velocidad.
  • Más ahorro de energía.

Estas mejoras son justo la solución oportuna para responder a las nuevas demandas de hogar y soluciones empresarias inteligente IoT conectados todo el mismo tiempo a la red.

Un aspecto diferencial de  802.11ax, es la inteligencia inmersa en la normativa para un mayor  número de dispositivos conectados, con lo cual ofrece una ventaja superior a sus estándares predecesores.

 

Innovaciones de Wifi 6.

Las  características más sobresalientes  que integra el estándar 802.11ax algunas de las cuales los fabricantes no siempre las incluyen todas nace la pregunta ¿Cómo se las arreglan los fabricantes para lograr esta optimización? A continuación, se muestra una descripción general de las características que juntas forman el estándar:

  1. Más clientes por punto de acceso.
  • OFDMA
  • MU-MIMO 8x8x8 MU-MIMO UL / DL.
  1. Más puntos de acceso por sitio.
  • OBSS (coloración BSS).
  1. Más ahorro de energía.
  • Modo de ahorro de energía TWT (Target Wake Time)
  • Modulación 256QAM -1024QAM.
  • Mayor «tiempo de símbolo OFDM»
  • Preamble Updates.
  • Soporte de 2.4 y 5GHz

 

OFDMA (orthogonal frequency-division multiple access).

Versión multiusuario de OFDM que permite la comunicación AP concurrente (Enlace ascendente / descendente) con varios clientes mediante la asignación de subconjuntos de subportadoras, denominadas Unidades de recursos (RU) para los clientes individuales. Basado según las necesidades de tráfico del cliente, el AP puede asignar todo el canal a un usuario o puede dividirlo para servir a varios usuarios simultáneamente.

En OFDMA, todo el ancho de banda del canal no está dedicado a una sola estación. Aquí, las subportadoras de un canal se agrupan como Unidades de recursos (RU) de varios tamaños. En un ancho de canal de 20 MHz, se puede alojar un máximo de 9 usuarios, cada uno con 26 RU (~ 2 MHz). OFDMA divide un canal de 20 MHz en 26 (~ 2 MHz), 52 (~ 4 MHz), 106 (~ 8 MHz) o 242 (~ 20 MHz) RU, según el requisito,

Esto hace posible asignar una o más unidades de recursos a varios clientes al mismo tiempo. Hasta 8 clientes pueden usar simultáneamente el mismo canal de 20MHz, en lugar del antiguo método semidúplex basado en CSMA / CA, donde los clientes tienen que esperar hasta que el medio Wi-Fi esté disponible. Con OFDMA, una trama inalámbrica (por ejemplo, una trama de voz) ya no tiene que esperar hasta que otro cliente haya terminado de transmitir. Por tanto, la latencia será baja para todos los clientes inalámbricos.

 

MU-MIMO 8x8x8 MU-MIMO UL / DL.

Introducida en 802.11ac, la tecnología MU-MIMO permite la transmisión de múltiples tramas a diferentes receptores al mismo tiempo en el mismo canal utilizando múltiples transmisiones de RF para proporcionar una mayor eficiencia. 802.11ax agrega servicios 8×8 y Uplink MU-MIMO para proporcionar rendimiento de datos significativamente mayor.

 

Bajo este concepto un AP puede ahora tener hasta 8 antenas de transmisión y 8 de recepción, con 8 flujos espaciales. Esto permite que el AP admita hasta 8 usuarios simultáneamente. El estándar 802.11ax anterior solo tenía MU-MIMO de enlace descendente para hasta 4 transmisiones simultáneas.

La tecnología MU-MIMO , que se introdujo en el estándar 802.11 ac, se ha incrementado en alcance en 802.11ax. En 802.11 ac, MU-MIMO se puede aplicar solo en enlaces descendentes con hasta 4 flujos en la banda de 5 GHz. Pero en 802.11ax, MU-MIMO se puede aplicar tanto al enlace ascendente como al enlace descendente entre el AP y las estaciones del cliente, con hasta 8 flujos en cualquier dirección. Y esto es aplicable a las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz.

MU-MIMO, combinado con la formación de haces, hace posible la comunicación con múltiples estaciones de cliente al mismo tiempo utilizando múltiples haces sin interferencia entre los haces. Este proceso utiliza técnicas complejas de sondeo de canales para localizar una estación con fines de formación de haces. En el lado negativo, este proceso de localización genera una gran cantidad de gastos generales de transmisión, lo que hace que MU-MIMO sea menos eficiente para las transmisiones que tienen datos delgados. Los gastos generales pueden tardar más en comunicarse que los datos en sí. Esto hace que MU-MIMO sea útil en condiciones solo donde se requieren transmisiones de datos pesadas. Esto resulta especialmente útil en casos de uso al aire libre donde existe una mayor distancia entre los clientes y los puntos de acceso. En comparación con MU-MIMO, OFDMA no requiere un mecanismo de sondeo, lo que lo hace efectivo para administrar unidades de datos más pequeñas que deben enviarse rápidamente. Por la presente 802.

Además, el estándar 802.11ax ofrece la opción de utilizar una combinación de MU-MIMO y OFDMA en la misma transmisión. Pero se espera que los proveedores adopten esta característica solo después de que 802. 11ax se desarrolle más en el mercado.

 

OBSS.

Para mejorar la eficiencia y el rendimiento de la reutilización espacial, 802.11ax ajusta la operación de detección de portadora según el «Color» del BSS (Overlapping Basic Service Set). Dependiendo del BSS, el tráfico es generado a partir de la estación puede utilizar diferente sensibilidad umbrales para transmitir o diferir. Esto da como resultado un mayor rendimiento global.

Cuando dos están relativamente cerca uno del otro y usan el mismo canal, comparten el ancho de banda disponible. Solo hay tres canales disponibles en la banda de 2.4GHz por lo que es muy probable que los AP se vean afectados entre sí. Este es también en parte el caso en la banda de 5 GHz, especialmente si se utilizan canales de 40 MHz o si no desea utilizar los canales DFS.

Con la coloración BSS podemos crear grupos de AP. El color permite que las tramas de datos se especifiquen como tramas intra-BSS y tramas exteriores-BSS. Las tramas BSS externas se pueden ignorar. Esto reduce significativamente la interferencia de canal compartido; una gran ventaja para entornos de alta densidad como salas de conferencias, estadios, centros comerciales, etc.

Esto resultar muy útil en entornos de alta densidad con puntos de acceso muy compactos. Las estaciones pueden ignorar las comunicaciones de otras estaciones cercanas que utilizan los mismos canales, evitando así las agresivas limitaciones de transmisión cocanal presentes en estándares anteriores. La información de color BSS se incluye en los marcos de preámbulo del WiFi y puede tener 63 valores diferentes. Esto puede potencialmente identificar 62 estaciones / redes vecinas diferentes. ‘Color’ es elegido por un AP, que también puede ajustar su color si se encuentra superpuesto con cualquier AP vecino. Las estaciones de los clientes tendrán la capacidad de alertar a los AP con color duplicado.

 

Modo de ahorro de energía TWT.

TWT permite al AP programar una serie de horas para una estación para «despertar» a intervalos programados para intercambiar tramas de datos. Esto permite que la estación «Duerme» más tiempo y reduce el consumo de energía, capacidad clave para dispositivos IOT.

Esta característica de eficiencia energética del lado del de dispositivo del cliente, el AP acuerda con el dispositivo cuándo éste puede volver a transmitir y por cuánto tiempo. Esto también se conoce como «horas de sueño y vigilia basadas en horarios». Lo expuesto, es ventajoso para que teléfonos inteligentes, tabletas, etc. tengan más tiempo de batería de respaldo, pero especialmente para equipos de IoT no sufran afectación de continuidad en su plena operación.

 

Modulación 254QAM a 1024QAM

Las técnicas de modulación se utilizan para optimizar el rendimiento y rango. El número de puntos (símbolos) en la modulación la constelación determina el número de bits transportados con cada símbolo. 802.11ac utiliza 256 QAM que transfiere 8 bits / símbolo. 802.11ax admite 1024 QAM, utilizando 10 bits / símbolo para un aumento del 25% en el rendimiento.

*Cerca de un AP (donde la intensidad de la señal es de al menos -37dB y el nivel de ruido es bajo) será posible una modulación 1024-QAM. Esto proporcionara un aumento de aproximadamente un 25% en la velocidad de datos.

 

Preamble Updates.

802.11ax ofrece un concepto llamado perforación de preámbulo, que puede ayudar a las estaciones cliente a transmitir utilizando canales más amplios. En 802.11 ac, cuando se utilizan canales más anchos con enlace de canales, cualquier interferencia que ocurra en cualquiera de los canales hará que la estación cliente vuelva a reducir el ancho de canal, que suele ser el canal principal de 20 MHz.

 

Mayor «tiempo de símbolo OFDM».

Los tiempos de símbolo OFDM, son  4 veces mayores en 802.11ax  lo cual aumentan la eficiencia y también mejoran la robustez, especialmente para la transmisión en escenarios al aire libre.

El aumentado en el tiempo del símbolo suena como un paso atrás, pero alargar los marcos de los símbolos generalmente hace que los marcos sean más robustos y aún distinguibles del ruido de fondo en un entorno de múltiples rutas. Esto da como resultado menos retransmisiones y, por lo tanto, un mayor rendimiento a una mayor distancia del AP. Por tanto, la cobertura es mejor.

 

Soporte de 2.4 y 5GHz

El estándar IEEE 802.11ax, esencialmente la sexta generación de direcciones Wi-Fi algunos de los mayores desafíos actuales de Wi-Fi, alta densidad y rendimiento, aumentando capacidad hasta 4x; mejorando espectral eficiencia para beneficiar tanto a 2,4 GHz como Bandas de 5 GHz en entornos de alta densidad.

Este espectro varía de 5925 MHz a 7125 MHz. Hasta ahora, Wi-Fi funcionaba en aproximadamente 240 MHz de ancho de banda total no superpuesto en bandas de 2,4 GHz y 5 GHz.

 

Comentarios y Conclusiones.

  • En conclusión, 11ax. proporciona muchas opciones tecnológicas  para aumentar de manera efectiva la eficiencia del servicio de toda la red WiFi. Queda en manos de los fabricantes fortalecer en sus productos la aplicación de la normativa WIFI 6 volviendo eficiente la cobertura para que quienes la implementan planificar los tamaños de las redes WIFI de manera ordenada.
  • WIFI 6, mejora la cobertura y  proporciona soluciones para planificar los tamaños de las redes WIFI de manera ordenada. WiFi 6 más adecuado para controlar y asegurar la plena conexión de múltiples usuarios cuando realizan la transmisión simultáneamente, a fin de garantizar que las señales de los usuarios remotos no sean borradas por las de los usuarios cercanos.
  • 11ax, está destinado a mejorar la eficiencia general de las redes WLAN. Muchas de las características introducidas o mejoradas en Wifi 6 van alcanzando gran popularidad a nivel mundial y los millones de dispositivos lo están ya adoptando en las próximas décadas tanto para uso empresariales como no empresarial, esta demanda pasar versión Wave1 a Wave2 que tiene características y mejoras de uso en diseños de estaciones AP con anchos de canal más altos y, por lo tanto, mejorar continuamente la velocidad de las transmisiones en entornos densos.
  • Wi-Fi 6 permite que las empresas y los proveedores de servicios admitan aplicaciones nuevas y emergentes en la misma infraestructura LAN o inalámbrica (WLAN); al tiempo que logra un mayor grado de calidad del servicio y un alto rendimiento que logren una baja latencia en un alto tráfico inalámbrico con ancho de banda densos.

 

Addendum informative / Desgloce de Términos:

802.11ax Overview.

Componentes:

  • OFDMA UL/DL.
  • MU-MIMO 8×8 & UL/DL.
  • 1024 – QAM modulation.
  • Long OFDMA Symbol.
  • New Frame Formats.
  • OBSS (BSS coloring).
  • TWT – Power Saving.
  • Increased range.
  • 5 GHz & 2.4 GHz support.
  • OFDMA UL/DL.
  • MU-MIMO 8×8 & UL/DL.
  • 1024 – QAM modulation.
  • Long OFDMA Symbol.
  • New Frame Formats.
  • OBSS (BSS coloring).
  • TWT – Power Saving.
  • Increased range.
  • 5 GHz & 2.4 GHz support.

 

AP, Access Point.- son dispositivos para establecer una conexión inalámbrica entre equipos y pueden formar una red inalámbrica externa (local o internet) con la que interconectar dispositivos móviles o tarjetas de red inalámbricas. Esta red inalámbrica se llama WLAN (Wireless local área network) y se usan para reducir las conexiones cableadas.

MU – Multi User (OFDMA or MIMO).

UL / DL – Uplink/Downlink.

TWT –Target Wake Time.

HE – High Efficiency.

OBSS – Overlapping Basic Service Set.

MIMO – Multiple-Input and Multiple-Output.

OFDM – Orthogonal Frequency-Division Multiplexing.

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