802.11: spiegazione degli standard e delle velocità del Wi-Fi

Il termine Wi-Fi è un marchio specifico, proprietario di Wi-Fi Alliance, un gruppo dedicato a certificare che i prodotti Wi-Fi soddisfino lo standard IEEE wireless 802.11, ma nel settore del wireless è sinonimo di accesso wireless in generale,

Questi standard hanno nomi tipo 802.11b e 802.11ac e comprendono una famiglia di specifiche nata negli ormai lontani anni ’90, ma che tuttora continua a crescere. Gli standard 802.11 codificano e mostrano i miglioramenti che incrementano la portata e la velocità delle comunicazioni wireless, ma anche l’uso di nuove frequenze disponibili. I miglioramenti riguardano, inoltre, anche altre tecnologie pensate e progettate per ridurre il consumo energetico.

Cosa sono il Wi-Fi 7, Wi-Fi 6, Wi-Fi 5 e Wi-Fi 4?

Lo standard IEEE è piuttosto complesso e, per renderlo più facile da capire, Wi-Fi Alliance ha voluto usare nomi più semplici. 802.11ax è così diventato Wi-Fi 6, 802.11ac è Wi-Fi 5 e 802.11n è Wi-Fi 4. Esiste in realtà una sottocategoria di Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E, pensata per adattarsi a una porzione ulteriore di spettro che potrebbe essere aggiunto in futuro. Parlando sempre di futuro, si sta ormai concretizzando anche il Wi-Fi 7, altrimenti detto 802.11be.

Wi-Fi Alliance non ha inventato nomi semplificati per gli standard precedenti di 802.11, quindi è importante conoscere anche le designazioni tradizionali. Inoltre, IEEE, che continua a funzionare su versioni più recenti di 802.11, ha scelto di non adottare questi nuovi nomi, quindi provare a rintracciarne i dettagli utilizzando i nuovi nomi, per esempio Wi-Fi 6, rende tutto un po’ più complicato.

Purtroppo i nomi tradizionali di questi standard creano una sorta di confusione alfabetica, resa più complicata dal fatto che non siano in ordine alfabetico. Vogliamo fare del nostro meglio per chiarire la situazione, ecco quindi  un aggiornamento su questi standard 802.11 elencati in ordine cronologico inverso, con i più recenti in alto e i più datati in basso.

802.11be (Wi-Fi 7)

Non è ancora disponibile sul mercato e si configurerà come triband operando nello spettro a 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz con un larghezza di banda fino a 320 MHz. La velocità dati dovrebbe essere intorno ai 30 Gb/s.

802.11ax (Wi-Fi 6)

Potreste conoscerlo con il nome di WLAN ad alta efficienza. 802.11ax si prefigge lo scopo di migliorare le prestazioni nelle strutture WLAN in scenari densamente frequentati, come stadi e aeroporti, pur operando nello spettro a 2,4 GHz e 5 GHz. Wi-Fi Alliance si è posta l’obiettivo, tramite un uso più efficiente dello spettro, di migliorare di quattro volte la velocità effettiva rispetto a 802.11n e 802.11ac.

802.11ah

Il Wi-Fi HaLow, 802.11ah definisce il funzionamento di reti esenti da licenza in bande di frequenza inferiori a 1 GHz (in genere la banda 900 MHz), escluse le bande TV White Space. L’obiettivo di 802.11ah è di creare reti Wi-Fi a raggio esteso che vadano oltre le reti tipiche nello spazio a 2,4 GHz e 5 GHz (una frequenza più bassa significa un raggio più lungo), con velocità dati fino a 347 Mbps.

Lo standard punta anche a un minore consumo energetico, cosa utile ai dispositivi Internet of Things per comunicare a lungo raggio con bassi consumi. Grazie alle sue minori esigenze energetiche potrebbe anche competere in casa con le tecnologie Bluetooth. Il protocollo è stato approvato a settembre 2016 e pubblicato a maggio 2017.

802.11ad

802.11ad, molto veloce, è stato approvato a dicembre 2012. Garantisce una velocità di dati fino a 6,7 Gbps sulla frequenza di 60 GHz, ma a prezzo di una corta distanza. Infatti, queste velocità si hanno solo se il dispositivo client si trova a un massimo di 3,3 metri dall’access point.

802.11ac (Wi-Fi 5)

Tutti i router wireless domestici attuali sono conformi allo standard 802.1ac e funzionano anche nello spazio di frequenza a 5 GHz. Con Multiple Input, Multiple Output (MIMO), ovvero antenne multiple su dispositivi di invio e ricezione in modo da ridurre errori e incrementare la velocità. Questo standard supporta velocità di trasferimento dati fino a 3,46 Gbps. Alcuni produttori di router includono tecnologie che supportano la frequenza di 2,4 GHz tramite 802.11n, fornendo supporto per dispositivi client meno recenti che potrebbero essere rimasti fermi a 802.11b/g/n, ma anche larghezza di banda aggiuntiva per velocità di dati migliori.

802.11n (Wi-Fi 4)

Primo standard compatibile con la tecnologia MIMO, 802.11n è stato approvato nell’ottobre 2009 e consente l’utilizzo di due frequenze (2,4 GHz e 5 GHz) con velocità fino a 600 Mbps. Il termine dual-band fa riferimento proprio alla capacità di fornire dati tramite queste due frequenze.

802.11g

Approvato nel giugno 2003, l’802.11g è stato il successore dell’802.11b. Può raggiungere velocità fino a 54 Mbps nella banda 2,4 GHz, adattando la velocità 802.11a all’interno della gamma di frequenza inferiore.

802.11a

Questo standard del 1997 è quello che ha incluso la prima “lettera” dopo la denominazione 802.11. Opera con frequenza a 5 GHz e velocità di trasmissione dati fino a 54 Mbps. Nonostante la lettera, l’802.11a è stato reso disponibile dopo l’802.11b, causando della confusione sul mercato in quanto gli utenti si aspettavano che dallo standard con la “b” la retrocompatibilità con quello con la “a”.

802.11b

È probabile che il vostro primo router domestico sia stato un 802.11b. Operava a una frequenza di 2,4 GHz e forniva una velocità di trasmissione dati fino a 11 Mbps. I prodotti 802.11b sono arrivati sul mercato prima di quelli 802.11a, standard approvato quasi in contemporanea, ma disponibile sul mercato in un secondo tempo.

802.11-1997

È il primo standard 802-11 e garantiva una velocità di trasmissione dati fino a 2 Mbps nella frequenza di 2,4 GHz. L’estensione massima non andava oltre i 20 metri al chiuso e 100 metri all’aperto.

Standard Wi-Fi meno noti

802.11aj

Conosciuto anche come China Millimeter Wave, questo standard permette il funzionamento nella banda di frequenza della Cina 59-64 GHz. Si pone l’obiettivo di mantenere la retrocompatibilità con 802.11ad (60GHz) quando opera in quella gamma 59-64GHz e lavora nella banda cinese dei 45GHz, mantenendo l’esperienza utente 802.11.

802.11ak

Ci sono alcuni prodotti negli spazi di home entertainment e di controllo industriale che hanno capacità wireless 802.11 e funzione Ethernet 802.3. L’obiettivo di questo standard è aiutare i dispositivi 802.11 a fornire connessioni interne come collegamenti di transito all’interno di reti bridge 802.1q, in particolare nelle aree di sicurezza standardizzata e miglioramenti della qualità del servizio.

802.11ay

L’obiettivo di questo standard (conosciuto anche come Next Generation 60 GHz) è supportare un throughput massimo di almeno 20 Gbps entro la frequenza di 60 GHz (802.11ad attualmente raggiunge i 7 Gbps), oltre ad aumentare l’autonomia e l’affidabilità. Il suo principali uso è in interni e a corto raggio, anche perché non riesce a superare barriere come, per esempio, quella generata da un muro.

802.11az

Chiamato Next Generation Positioning (NGP), questo standard è stato creato per rispondere alle esigenze di una “stazione per identificare la sua posizione assoluta e relativa rispetto a un’altra o alle stazioni a cui è associata o non associata”. L’obiettivo finale è quello di determinare la posizione assoluta e relativa con una migliore accuratezza rispetto al protocollo MTM (Fine Timing Measurement) in esecuzione sullo stesso tipo di PHY, riducendo al contempo le esistenti utilizzo medio wireless e consumo di energia.

802.11ba

Questa nuova tecnologia, conosciuta come “Wake-Up Radio” (WUR), è stata progettata con l’obiettivo di permettere lo scambio di dati con la massima efficienza energetica e, quindi, prolungando la durata della batteria di dispositivi e sensori all’interno di una rete Internet of Things. In questo modo è stata ridotta la necessità di ricaricare e sostituire frequentemente le batterie di un dispositivo garantendone comunque le prestazioni ottimali.