El estándar IEEE 802.11, comúnmente conocido como Wi-Fi, es un conjunto de especificaciones para implementar la comunicación inalámbrica en red de área local (WLAN). Desarrollado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), el estándar 802.11 define los protocolos y procedimientos para la comunicación inalámbrica entre dispositivos, permitiéndoles intercambiar datos en distancias cortas. Aquí hay una explicación detallada del estándar IEEE 802.11 para Wi-Fi:
1. Introducción a IEEE 802.11:
- Redes de área local inalámbricas: el estándar IEEE 802.11 aborda la comunicación inalámbrica en redes de área local, lo que permite que dispositivos como computadoras, teléfonos inteligentes y dispositivos IoT se conecten y comuniquen sin cables físicos.
- Evolución: el estándar ha evolucionado con el tiempo para adaptarse a los avances tecnológicos, ofreciendo velocidades de datos mejoradas, funciones de seguridad y rendimiento general de la red.
2. Características y componentes clave:
- Puntos de acceso (AP): en una red 802.11 típica, los puntos de acceso actúan como estaciones base que facilitan la comunicación inalámbrica entre los dispositivos conectados.
- Estaciones inalámbricas: los dispositivos como portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes que se conectan a la red de forma inalámbrica se denominan estaciones inalámbricas.
3. Especificaciones de la capa física:
- Bandas de frecuencia: 802.11 opera en las bandas de frecuencia de 2,4 GHz y 5 GHz, lo que proporciona flexibilidad y permite un mejor rendimiento en diferentes entornos.
- Esquemas de modulación: se utilizan varios esquemas de modulación, incluida la modulación de amplitud en cuadratura (QAM), para codificar datos para su transmisión por ondas de radio.
- Múltiples velocidades de datos: el estándar admite múltiples velocidades de datos para adaptarse a diferentes requisitos de aplicación.
4. Capa de control de acceso al medio (MAC):
- Protocolos de capa MAC: la capa MAC es responsable de gestionar el acceso al medio inalámbrico compartido, gestionando cuestiones como la contención y la prevención de colisiones.
- Acceso múltiple con detección de operador y prevención de colisiones (CSMA/CA): 802.11 utiliza CSMA/CA para gestionar el acceso, donde los dispositivos escuchan la ausencia de otras transmisiones antes de enviar sus propios datos para evitar colisiones.
5. Topologías de red:
- Modo de infraestructura: en el modo de infraestructura, los dispositivos se comunican a través de un punto de acceso (AP) que administra la red.
- Modo Ad-Hoc: En el modo ad-hoc, los dispositivos se comunican directamente entre sí sin necesidad de un punto de acceso, formando una red peer-to-peer.
6. Familia de estándares 802.11:
- 802.11b: Introducido en 1999, admite velocidades de datos de hasta 11 Mbps en la banda de 2,4 GHz.
- 802.11a: También se introdujo en 1999, opera en la banda de 5 GHz y ofrece velocidades de datos más altas (hasta 54 Mbps).
- 802.11g: Introducido en 2003, proporciona compatibilidad con versiones anteriores de 802.11b y ofrece velocidades de datos más altas (hasta 54 Mbps) en la banda de 2,4 GHz.
- 802.11n: Ratificado en 2009, presenta tecnología de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) y admite velocidades de datos de hasta 600 Mbps.
- 802.11ac: Introducido en 2013, opera en la banda de 5 GHz y admite velocidades de datos más altas (hasta varios Gbps) con funciones avanzadas como formación de haces.
- 802.11ax (Wi-Fi 6): introducido en 2019, centrándose en mejorar la eficiencia en escenarios de alta densidad, ofrecer mayores velocidades de datos y mejorar el rendimiento general de la red.
7. Protocolos de seguridad:
- WEP (Privacidad equivalente a cableado): un protocolo de seguridad inicial que ahora se considera inseguro debido a vulnerabilidades.
- WPA (acceso protegido Wi-Fi): se introdujo como una mejora con respecto a WEP y proporciona mecanismos de seguridad y cifrado más sólidos.
- WPA2: El sucesor de WPA, que presenta algoritmos de cifrado más potentes y seguridad mejorada.
- WPA3: Introducido en 2018, proporciona funciones de seguridad mejoradas, incluido cifrado mejorado y protección contra ataques de fuerza bruta.
8. Calidad de servicio (QoS):
- 802.11e: una enmienda al estándar que introduce mejoras de QoS para priorizar diferentes tipos de tráfico, como voz o vídeo.
9. Alianza Wi-Fi:
- Certificación: Wi-Fi Alliance certifica que los dispositivos cumplen con los estándares 802.11, lo que garantiza la interoperabilidad y el cumplimiento de las especificaciones.
10. Evolución y desarrollos futuros:
- Mejora continua: El estándar IEEE 802.11 continúa evolucionando con avances continuos, abordando tecnologías emergentes y demandas de los usuarios.
- Wi-Fi 6E: una extensión de Wi-Fi 6 que funciona en la banda de frecuencia de 6 GHz y ofrece espectro adicional para aumentar la capacidad y el rendimiento.
En resumen, el estándar IEEE 802.11 es la base de la tecnología Wi-Fi y proporciona el marco para la comunicación inalámbrica en redes de área local. Con sus diversas modificaciones y evolución continua, el estándar ha desempeñado un papel fundamental al permitir una conectividad inalámbrica ubicua y de alto rendimiento.