Lo standard IEEE 802.11, comunemente noto come Wi-Fi, è un insieme di specifiche per l’implementazione della comunicazione WLAN (Wireless Local Area Network). Sviluppato dall’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), lo standard 802.11 definisce i protocolli e le procedure per la comunicazione wireless tra dispositivi, consentendo loro di scambiare dati su brevi distanze. Ecco una spiegazione dettagliata dello standard IEEE 802.11 per Wi-Fi:
1. Introduzione a IEEE 802.11:
- Reti locali wireless: Lo standard IEEE 802.11 affronta la comunicazione wireless nelle reti locali, consentendo a dispositivi come computer, smartphone e dispositivi IoT di connettersi e comunicare senza cavi fisici.
- Evoluzione: lo standard si è evoluto nel tempo per accogliere i progressi tecnologici, offrendo velocità dati, funzionalità di sicurezza e prestazioni complessive della rete migliorate.
2. Caratteristiche e componenti principali:
- Punti di accesso (AP): In una tipica rete 802.11, i punti di accesso fungono da stazioni base che facilitano la comunicazione wireless tra i dispositivi connessi.
- Stazioni wireless: I dispositivi come laptop, tablet e smartphone che si connettono alla rete in modalità wireless vengono definiti stazioni wireless.
3. Specifiche del livello fisico:
- Bande di frequenza: 802.11 opera nelle bande di frequenza da 2,4 GHz e 5 GHz, fornendo flessibilità e consentendo prestazioni migliori in diversi ambienti.
- Schemi di modulazione: Vari schemi di modulazione, inclusa la modulazione di ampiezza in quadratura (QAM), vengono utilizzati per codificare i dati per la trasmissione sulle onde radio.
- Velocità dati multiple: lo standard supporta velocità dati multiple per soddisfare diversi requisiti applicativi.
4. Livello MAC (controllo accesso medio):
- Protocolli di livello MAC: Il livello MAC è responsabile della gestione dell’accesso al mezzo wireless condiviso, gestendo problemi come contese ed evitamento delle collisioni.
- Accesso multiplo con rilevamento portante con prevenzione delle collisioni (CSMA/CA): 802.11 utilizza CSMA/CA per gestire l’accesso, in cui i dispositivi ascoltano l’assenza di altre trasmissioni prima di inviare i propri dati per evitare collisioni.
5. Topologie di rete:
- Modalità Infrastruttura: In modalità Infrastruttura, i dispositivi comunicano attraverso un punto di accesso (AP) che gestisce la rete.
- Modalità Ad-Hoc: In modalità ad-hoc, i dispositivi comunicano direttamente tra loro senza la necessità di un punto di accesso, formando una rete peer-to-peer.
6. 802.11 Famiglia di standard:
- 802.11b: Introdotto nel 1999, supporta velocità dati fino a 11 Mbps nella banda da 2,4 GHz.
- 802.11a: Introdotto anch’esso nel 1999, opera nella banda da 5 GHz e offre velocità dati più elevate (fino a 54 Mbps).
- 802.11g: Introdotto nel 2003, fornisce compatibilità con 802.11b offrendo allo stesso tempo velocità dati più elevate (fino a 54 Mbps) nella banda da 2,4 GHz.
- 802.11n: Ratificato nel 2009, introduce la tecnologia MIMO (multiple-input, multiple-output) e supporta velocità dati fino a 600 Mbps.
- 802.11ac: Introdotto nel 2013, funziona nella banda da 5 GHz e supporta velocità dati più elevate (fino a diversi Gbps) con funzionalità avanzate come beamforming.
- 802.11ax (Wi-Fi 6): Introdotto nel 2019, focalizzato sul miglioramento dell’efficienza in scenari ad alta densità, sull’offerta di velocità dati maggiori e sul miglioramento delle prestazioni complessive della rete.
7. Protocolli di sicurezza:
- WEP (Wired Equivalent Privacy): Uno dei primi protocolli di sicurezza che ora è considerato insicuro a causa delle vulnerabilità.
- WPA (Wi-Fi Protected Access): Introdotto come miglioramento rispetto a WEP, fornendo meccanismi di crittografia e sicurezza più potenti.
- WPA2: Il successore di WPA, caratterizzato da algoritmi di crittografia più potenti e maggiore sicurezza.
- WPA3: Introdotto nel 2018, fornisce funzionalità di sicurezza migliorate, tra cui crittografia avanzata e protezione contro gli attacchi di forza bruta.
8. Qualità del servizio (QoS):
- 802.11e: Un emendamento allo standard che introduce miglioramenti della QoS per dare priorità a diversi tipi di traffico, come voce o video.
9. Alleanza Wi-Fi:
- Certificazione: Wi-Fi Alliance certifica la conformità dei dispositivi agli standard 802.11, garantendo l’interoperabilità e il rispetto delle specifiche.
10. Evoluzione e sviluppi futuri:
- Miglioramento continuo: lo standard IEEE 802.11 continua ad evolversi con progressi continui, affrontando le tecnologie emergenti e le richieste degli utenti.
- Wi-Fi 6E: Un’estensione del Wi-Fi 6 che opera nella banda di frequenza da 6 GHz, offrendo uno spettro aggiuntivo per maggiori capacità e prestazioni.
In sintesi, lo standard IEEE 802.11 è il fondamento della tecnologia Wi-Fi e fornisce il quadro per la comunicazione wireless nelle reti locali. Con le sue varie modifiche e la continua evoluzione, lo standard ha svolto un ruolo fondamentale nel consentire una connettività wireless ubiqua e ad alte prestazioni.