Wi-Fi QoS (Quality of Service) si riferisce all’insieme di meccanismi e protocolli progettati per migliorare le prestazioni e l’affidabilità della comunicazione wireless all’interno delle reti Wi-Fi. Lo standard per QoS Wi-Fi è definito principalmente dalla famiglia di standard IEEE 802.11, che specifica i protocolli e le procedure per la rete locale wireless (WLAN). Ecco una spiegazione dettagliata dello standard Wi-Fi QoS nel contesto delle specifiche IEEE 802.11:
1. Famiglia di standard IEEE 802.11:
- Introduzione: La famiglia IEEE 802.11 comprende una serie di standard che definiscono il funzionamento delle WLAN. Gli standard più utilizzati includono 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac e 802.11ax.
- Evoluzione degli standard: Con l’evoluzione della tecnologia, sono state introdotte nuove modifiche allo standard 802.11 originale per migliorare la velocità dei dati, la portata e le prestazioni complessive della rete.
2. Quadro QoS Wi-Fi:
- Panoramica: Il framework QoS Wi-Fi è definito nell’emendamento IEEE 802.11e, che ha introdotto miglioramenti per supportare QoS per le applicazioni multimediali.
- Parametri QoS: Il framework affronta i parametri chiave QoS come latenza, jitter e perdita di pacchetti per fornire un’esperienza utente più prevedibile e affidabile.
3. EDCA (Accesso avanzato al canale distribuito):
- Categorie di accesso: EDCA introduce quattro categorie di accesso (AC) per dare priorità al traffico: Background, Miglior sforzo, Video e Voce.
- Arbitration Inter-Frame Space (AIFS): Diversi AC hanno diversi valori di Arbitration Inter-Frame Space, consentendo l’accesso al canale con priorità.
4. HCF (funzione di coordinazione ibrida):
- Introduzione: HCF fa parte dello standard 802.11e e fornisce un meccanismo per l’accesso basato su contese e senza contese.
- HCCA (HCF Controlled Channel Access): HCF include HCCA, un metodo di accesso senza contese che supporta schemi di polling e basati su prenotazione per il traffico sensibile al fattore tempo.
5. WMM (Wi-Fi multimediale):
- Miglioramenti QoS: WMM è una certificazione Wi-Fi Alliance basata sullo standard 802.11e, che garantisce l’interoperabilità tra dispositivi Wi-Fi con supporto QoS.
- Categorie di traffico: WMM definisce quattro categorie di traffico: Background, Best Effort, Video e Voce, in linea con gli AC nel framework EDCA.
6. Aggregazione di frame:
- A-MSDU e A-MPDU: L’uso dell’aggregazione dei frame, sia A-MSDU (Aggregate MSDU) che A-MPDU (Aggregate MPDU), aiuta a migliorare l’efficienza riducendo i costi generali e migliorando la velocità effettiva.
- Trasmissione efficiente: L’aggregazione di più frame in un’unica trasmissione riduce il numero di frame di controllo necessari, migliorando l’efficienza complessiva della rete.
7. Mappatura e tagging QoS:
- Tagging di priorità 802.1p: Le mappature QoS tra diversi domini QoS, ad esempio tra Ethernet e Wi-Fi, possono essere ottenute utilizzando il tagging di priorità 802.1p nell’intestazione del frame.
- DSCP (Differentiated Services Code Point): QoS può anche essere indicato utilizzando il Differentiated Services Code Point nell’intestazione IP.
8. 802.11k e 802.11v:
- Miglioramenti per la gestione della rete: Sebbene non siano direttamente focalizzati sulla QoS, queste modifiche forniscono funzionalità per migliorare la gestione della rete e l’associazione dei client, contribuendo indirettamente a una migliore QoS.
- Individuazione e selezione efficienti della rete: 802.11k migliora l’individuazione e selezione dei vicini, mentre 802.11v facilita l’individuazione e la selezione efficienti della rete.
9. 802.11ax (Wi-Fi 6):
- Introduzione: Lo standard 802.11ax apporta ulteriori miglioramenti al Wi-Fi, inclusi meccanismi QoS migliorati.
- OFDMA (Accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale): OFDMA consente un accesso al canale più efficiente, migliorando la QoS per un numero maggiore di dispositivi in ambienti affollati.
10. Wi-Fi 6E e sviluppi futuri:
- Introduzione al Wi-Fi 6E: Wi-Fi 6E, un’estensione del Wi-Fi 6, introduce il supporto per la banda di frequenza a 6 GHz, fornendo uno spettro aggiuntivo per prestazioni migliorate.
- Miglioramenti continui della QoS: Si prevede che gli sviluppi futuri degli standard Wi-Fi continueranno a concentrarsi sui miglioramenti della QoS, affrontando le sfide e i requisiti emergenti.
In sintesi, la famiglia di standard IEEE 802.11, con modifiche specifiche come 802.11e, definisce lo standard per QoS Wi-Fi. Il framework include meccanismi come EDCA, HCF, WMM e aggregazione di frame per dare priorità al traffico, gestire i conflitti e migliorare la qualità complessiva della comunicazione wireless all’interno delle reti Wi-Fi. Poiché la tecnologia Wi-Fi continua ad evolversi, si prevede che le successive modifiche e standard apporteranno ulteriori progressi nel supporto QoS.