Evolución y entornos Wifi: 802.11ac Wave 2

Wi-fi Alliance empezó a certificar en 2013 los primeros equipos con la primera revisión. Ha pasado más de un año (junio 2016), desde que se anunció la actualización del estándar Wifi, algunos de los dispositivos han podido actualizarse desde la primera especificación (wave 1) pero en la práctica suele ser más complejo pasar a Wave 2
 
Vamos a aclarar algunos de los términos más comunes para evaluar las mejorar según el entorno:
 
MIMO: Multiple input, multiple output. Esta característica viene utilizándose desde la aparición del estándar N. Simplificando podemos decir que la señal puede llegar al dispositivo por varias rutas, rebotando contra las paredes, por ejemplo, aumentando la velocidad y la cobertura tanto para el envío como la recepción.
Ahora que ya tenemos una conexión estable y funcional, nos encontramos con la limitación que en su día tenían las conexiones por cable al ser half-duplex, es decir, solo puede enviar o recibir, pero no las dos al mismo tiempo.
SU-MIMO: Single User MIMO. Se añade la posibilidad de emitir y recibir al mismo tiempo entre dos dispositivos (un punto de acceso y un móvil, por ejemplo) Mientras un dispositivo está enviando o recibiendo, el resto de equipos conectados al mismo punto de acceso debe esperar a que el medio esté disponible.
 
 
MU-MIMO: Multiple User MIMO. Varios dispositivos pueden enviar y recibir al mismo tiempo, se mejora en eficiencia añadiendo más flujos de transmisión, pero no se llega a un medio full-duplex.
 
Spatial streams: Flujos de transmisión. Pasamos de 3 a 4 posibles. Debemos tener en cuenta que cada vez que se añaden más flujos, se incrementa la complejidad de la radio transmisión, requiriendo menos ruido (SNR)
 
 
 
Ahora que ya tenemos varios dispositivos conectados al mismo tiempo, podemos ver las ventajas en cuanto a densidad, si un móvil utiliza 1-stream en un medio MU-MIMO se permiten conexiones simultaneas de varios equipos.
Si los dispositivos clientes son mezcla de SU-MIMO y MU-MIMO obtendremos mejora, pero no tanto como sería un entorno ideal con todos MU-MIMO.
Beamforming: la banda de 5Ghz tiene menos alcance que la de 2.4 GHz, se utiliza esta técnica para focalizar sobre los dispositivos la señal a mayor distancia, intentado reconocer elementos que causen bajo rendimiento de la señal (paredes, interferencias…) alterando la fase de las señales. En la práctica es difícil aplicar sobre dispositivos en movimiento, introduciendo errores, el fabricante Ruckus introdujo el concepto antena adaptativa BeamFlex asociado a este concepto con mejores resultados aunque cada fabricante tiene sus mejoras. Demostración de multipath y BeamFlex:
 
El utilizar solo la banda de 5 GHz viene motivado por el menor número de interferencias en estas frecuencias y un ancho de canal más grande
256-QAM: Quadrature Amplitude Modulation. Modulación de amplitudes en cuadratura. Nos adentramos en las ondas de radio propiamente, son diferentes técnicas para representar ceros y unos en un medio mediante la modulación de una señal portadora… como esto puede sonar demasiado técnico, mejor un gráfico para ilustrar brevemente de por dónde va el concepto:
 
 
 
Algunas otras técnicas:
  • PD: Polarization Diversity. Adapta la orientación de la antena para enviar y recibir ondas verticales y horizontales selectivamente. 
  • LPDC: Low density parity check. Mejora la corrección de errores en entornos ruidosos con errores.
  • STBS: Space Time Block Codes. Permite el envío de múltiples copias de datos a través de varias antenas, al recibir varias copias se comprueba el mejor resultado.
  • Channel Bonding: combinar canales independientes a bajo nivel, también utilizado en ADSL DOCSIS, lo que sería trunk bajo Ethernet…
Antenas múltiples: hasta 4 se definen por ahora, el número de antenas determina la velocidad, y ambos equipos deben disponer de ellas.
Canales de 160 Mhz: se dobla desde los 80 Mhz a través de la banda de 5 Ghz con más canales disponibles.
 
Cada escenario de implementación es diferente, ampliar los canales disponibles o su división (20/40/80/160Mhz) no tiene porque significar en la práctica mejorar el rendimiento, es necesario planificar si la división de canales tiene como objetivo aumentar la transferencia, cobertura, concurrencia, densidad…
Podemos tener un medio wifi de última generación, pero debemos prestar atención a otros factores: distancia a los puntos, obstáculos, interferencias, número de clientes conectados, tipo de tráfico habitual… o posibles cuellos de botella que podrían generarse al conectarlos a equipos cableados, donde empezará a ser imperativo utilizar 10GbE
Cuidado con el marketing de Wave 2, la realidad en cada entorno y la planificación a medio-largo plazo.
 
 
 
 

Como elegir el canal wifi

Es posible que con el paso del tiempo notes que tu conexión sin cables va más lenta, algunos problemas de conexión puntuales… pueden ser muchos los factores que influyan en la calidad de la señal, hasta la situación meteorológica!  Pero uno que si podemos mejorar es la selección del canal wifi (frecuencia).

Para entenderlo mejor, imaginemos que intentamos hablar con una persona utilizando un walkie-talkie, cada vez que queremos hablar nos identificamos y pedimos la palabra para poder hablar (ojala todo el mundo fuera tan educado!! ;D) la otra parte responderá que si podemos y empezaremos a hablar. Si hay más personas escuchando nuestra misma frecuencia/canal, saben que solo puede hablar uno al mismo tiempo, por lo tanto se quedan a la espera. Obviamente la cosa se complica con más personas en el mismo canal.

Esto es lo que sucede con las redes inalámbricas, existe un protocolo estándar (IEEE 802.3 para más datos) para entablar comunicación entre 2 dispositivos. Si les ponemos nombres sería RTS/CTS:

  • Ready to Send – Listo para Enviar
  • Clear to Send  – Vía libre para enviar

Como la evolución de las comunicaciones es continua, nos encontraos con otro problema. La primera versión 802.11b allí por los años 96-97 permitía llegar a los magníficos 2 MB! Las siguientes versiones fueron incrementando la velocidad y evolucionando hasta llegar al 802.11n* a fecha de escribir este artículo y con una velocidad máxima teórica de 600 mbps pero entre versiones se utilizan modulaciones distintas.

¿Qué significa esta diferencia en la modulación**? Continuando con el símil anterior, imagina que una de las partes es inglesa, al comenzar la conversación lo hace de forma rápida en su inglés nativo pero al comprobar que el dominio del inglés de la otra parte es básico, comenzará a hablar de forma más lenta para que le entienda.

Como la versión 802.11n (retrocompatibles) puede  hablar en 802.11b lo mismo podemos afirmar para el wifi, aunque una red emita en un canal determinado, afecta a las cercanas al entablar comunicación indirectamente con ellas para comprobar y pedir hablar.

 En algunos routers aparece la posibilidad de que el propio equipo seleccione el canal más adecuado, pero normalmente suele ser peor el remedio, ya que esto implica verificaciones adicionales en los canales seleccionables…

 Resumiendo, tenemos que buscar un canal de comunicación lo más vacío posible y con el menor número de redes cercanas para evitar esperas e interferencias no deseadas.

¿Cómo hacerlo? Podemos utilizar esta pequeña utilidad gratuita que nos mostrará los canales a nuestro alrededor: inSSIDer (http://www.metageek.net/products/inssider/download)

* Comercialmente hablando, aunque existe hasta 802.11y en las bandas de 2,4 y 5,4 Ghz
** Las modulaciones son OFDM y DSSS