Aprenda a diferenciar entre as diferentes redes WiFi e suas frequências

Definição Wi-Fi

É um conjunto de protocolos de comunicação sem fio padronizados usados ​​para acessar a Internet ou gerar redes locais sem a necessidade de cabos . As informações são transmitidas por meio de ondas de rádio em determinadas frequências, eliminando a necessidade de conexão física entre os dispositivos.

WiFi não é realmente o nome da tecnologia (seu nome real é IEEE 802.11), é o nome comercial estabelecido pela WiFi Alliance . Esta é uma organização sem fins lucrativos encarregada de desenvolver essa tecnologia. Atualmente, esta organização é composta por mais de 800 empresas em todo o mundo.

Origem e marcos marcantes

Embora a tecnologia WiFi seja uma solução moderna, ela tem uma origem interessante. A origem desta tecnologia pode ser encontrada em um sistema de rede sem fio criado pela ALOHA Systems para connect da ilha do Havaí em 1971.

A Comissão Federal de Comunicações (FCC) dos Estados Unidos em 1985 apresentou um rede para uso geral com larguras de banda de 900 MHz, 2.4 GHz e 5.8 GHz. Mais tarde, essas bandas de frequência foram chamadas Bandas ISM . Coincide com o desenvolvimento de LAN Token Ring da IBM rede, que permite que computadores sejam conectados para transferência de dados.

Em 1988, foi desenvolvido o primeiro sistema ATM sem fio baseado na tecnologia IBM, que acabou sendo chamado de waveLAN. Mais tarde, em 1989, tornou-se o padrão IEEE 802.11 LAN/MAN.

Vic Hayes, o chamado “Pai do WiFi” criou o primeiro grupo de trabalho para o Padrão IEEE 801.11 para LANs sem fio. Posteriormente, os seguintes avanços nesta tecnologia foram alcançados:

• 1994: Dr. Alex Hills apresenta um projeto sobre redes sem fio no qual fornece conexão sem fio para um total de 7 edifícios
• 1996: A Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization introduziu uma rede sem fio baseada no protocolo IEEE 802.11
• 1997: É lançada a primeira versão oficial e comercial da tecnologia WiFi com velocidade máxima de 2 Mb/s
• 1999: A velocidade aumenta para 11 Mb/s na frequência de 2.4 GHz (IEEE 802.11b). Um mês depois, uma velocidade de 54 MB/s é alcançada para a banda de 5 GHz
• 2003: Uma velocidade de 108 Mb/s é alcançada para a banda de 2.4 GHz (IEEE 802.11g)
• 2009: Pela primeira vez, as frequências de 2.4 GHz e 5 GHz foram combinadas simultaneamente com velocidades de até 600 Mb/s (IEEE 802.11n)
• 2014: A velocidade de 6933 MB/s é alcançada para a banda de 5 GHz (IEEE 802.11ac)
• 2019: Eles conseguem aumentar a velocidade para 9608 Mb/s (802.11ax). Observe que há dois nomes comerciais neste caso. O WiFi 6 suporta apenas as bandas de 2.4 GHz e 5 GHz e o WiFi 6E adiciona a banda de 6 GHz pela primeira vez
• 2022: Anunciado o padrão WiFi 7 (802.11be) que eleva a velocidade para 46,120 Mb/s e combina as bandas de 2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz, pela primeira vez, em um único padrão.

Padrão IEEE 802.11

Para um uso uniforme da tecnologia, é normal criar um padrão certificado e regulamentado . Isso permite que qualquer fabricante desenvolva soluções que funcionem sem problemas. Acima de tudo, isso é importante nas redes de comunicação, pois caso contrário, pode haver caos.

Quem está encarregado de controlando e gerenciando estes padrões no Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) dos Estados Unidos.

Temos o conjunto de normas IEEE 802 que se baseia nestes três pilares fundamentais:

• Rede de Área Local (LAN) Técnica Standards
• Conjunto de protocolo de acesso à mídia (MAC)
• Camada física (PHY) para implementar comunicação de computação de área local sem fio (WLAN)

Como a tecnologia WiFi é baseada nesta tecnologia, ela é classificada dentro do padrão IEEE 802. A nível técnico chama-se IEEE 802.11 e adicionam-se letras para distinguir as versões.

Como esse nome é difícil de lembrar, a WiFi Alliance a partir de 2008 começou a estabelecer o nome comercial “WiFi 4” para o padrão IEEE 802.11n. Não foi até 2014, com o WiFi 5, que esta denominação começou a ser mais comum.

Quais são os padrões WiFi atuais

O número de dispositivos que oferecem suporte a este protocolo de comunicação tem crescido muito. A chegada dos smartphones ou tablets, por exemplo, fez com que eles tivessem que ser adaptados para suportar um grande número de dispositivos conectados simultaneamente. Os jogos também fizeram com que o padrão fosse atualizado para oferecer o melhor desempenho ao usuário.

Veremos quais são as diferenças entre cada uma dessas versões pensando nas necessidades detectadas pela WiFi Alliance.

Wi-Fi 7

O rascunho do padrão 802.11be que estabelece os diferentes aspectos dessa tecnologia é apresentado em março de 2021 . Entre novembro e dezembro de 2022, são apresentados os primeiros dispositivos WiFi 7, que começarão a ser comercializados em 2023. Estima-se que até 2024 haja uma padronização desse novo padrão.

Devemos ter em mente que atualmente (março de 2023) o padrão 802.11be não é um padrão definitivo, está em fase de rascunho. Isso significa que existem tecnologias candidatas que estarão no padrão final e outras candidatas que podem ou não ser adicionadas.

Características do Candidato

Estes aparecem na Solicitação de Autorização de Projeto são:

• Largura de banda de 320 MHz e uso mais eficiente do espectro não contíguo
• Agregação e operação multibanda/multicanal
• 16 fluxos espaciais e melhorias em Múltiplas Entradas Múltiplas Saídas (MIMO) protocolos
• Coordenação de múltiplos pontos de acesso (AP)
• Adaptação de Link Aprimorada e Protocolo de Retransmissão
• Se necessário, adaptação para normas regulatórias específicas do espectro de 6 GHz
• Integração de Extensões IEEE 802.1Q de redes sensíveis ao tempo (TSN) para tráfego em tempo real de baixa latência

Wi-Fi 6

A O padrão IEEE 802.11ax é adotado em 2019 , agregando funcionalidades com foco na eficiência. Tem como foco a otimização de desempenho em áreas onde há alta densidade de dispositivos, como shopping centers. Isso é possível para aprimoramento do espectro, adicionando acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA)

Os novos recursos mais importantes são:

• OFDMA: como dissemos, é acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal. Embora esteja presente em versões anteriores, elas permitem canais a serem subdivididos para oferecer passagem para diferentes usuários e dispositivos. Isso permite reduzir a latência e melhorar a eficiência quando vários dispositivos estão conectados. Permite uma transmissão de dados mais eficiente quando a conexão não é boa.
• MU-MIMO: permite a transmissão de fluxos de dados simultâneos para vários dispositivos , quando antes era feito um a um. O roteador agora pode enviar e receber dados para vários dispositivos ao mesmo tempo com mais rapidez, em vez de enfileirar e seguir um por um.
• Coloração BSS: Esta é uma técnica especial de reutilização que usa marcações ou “cores” para a identificação de redes. É utilizado para que os pontos de acesso possam tomar decisões sobre a permissão ou não do uso simultâneo do meio sem fio. Reduzir a interferência.
• Consumo de energia reduzido: inclui Tempo de vigília alvo (TWT) tecnologia. Até agora, os dispositivos procuravam de tempos em tempos novas transmissões de dados. Agora, o roteador e o dispositivo podem negociar os tempos de atividade esperados. Isso permite para reduzir o consumo de energia.

WiFi 6E

É realmente uma atualização "menor" simples para o Padrão IEEE 802.11ax. Destaca-se por agregar suporte comercial ao frequência de 6 GHz, que não foi suportado. Esta implementação teoricamente melhora velocidade máxima em até 30%.

Wi-Fi 5

O novo padrão 802.11ac começou a ser implantado em 2014 e se destaca por adicionar nativamente a frequência de 5 GHz. Comercialmente é chamado de WiFi 5, mas não tem nada a ver com a nova faixa de frequência. Destaca-se por melhorar a largura de banda, melhorias em fluxos especiais e modulação.

As principais características que adiciona são:

• Link do canal estendido: adiciona o banda de canal opcional de 160 MHz e 80 MHz obrigatórios para estações
• MIME
  • Suporte para até oito streams especiais
  • Downlink multiúrio para até quatro pistas
  • Várias STAs, cada uma com uma ou mais antenas, transmitindo ou recebendo fluxos de dados independentes
  • Acesso Múltiplo por Divisão Especial (SDMA) que não são separados por frequência, mas especialmente resolvidos de forma análoga ao MIMO
  • Downlink MU-MIMO adicionado como um modo especial
• Modulação
  • 256-QAM adicionado como um modo especial
  • O modo 1024-QAM não padrão pode ser oferecido, permitindo uma taxa de dados 25% maior em comparação com o 256-QAM
• Outros recursos
  • Beamforming com som e feedback padronizados para compatibilidade entre fornecedores
  • modificações MAC
  • Coexistência de canais de 20, 40, 80 e 160 MHz
  • Quatro novos campos de cabeçalho PPDU

Comparação das diferentes versões

Diferença entre as frequências de 2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz

Você pode não saber, mas a frequência com a qual nos conectamos é muito importante. Existem diferenças importantes na operação e no desempenho entre as frequências. Nós os resumimos na tabela a seguir de uma maneira bastante simples.

A banda de 2.4 GHz é considerada a melhor para uso geral, navegação e afins. As bandas de 5 GHz e 6 GHz são mais focadas em jogos e grandes transferências de dados. Você deve ter em mente que a cobertura sempre será melhor com baixa frequência do que com alta frequência. Se as ondas precisarem passar por duas paredes, a banda de 2.4 GHz dará melhor cobertura e desempenho do que as bandas de 5 GHz e 6 GHz.