Wi-Fi QoS (Qualidade de Serviço) refere-se ao conjunto de mecanismos e protocolos projetados para melhorar o desempenho e a confiabilidade da comunicação sem fio em redes Wi-Fi. O padrão para QoS Wi-Fi é definido principalmente pela família de padrões IEEE 802.11, que especifica os protocolos e procedimentos para redes locais sem fio (WLAN). Aqui está uma explicação detalhada do padrão Wi-Fi QoS no contexto das especificações IEEE 802.11:
1. Família de padrões IEEE 802.11:
- Introdução: A família IEEE 802.11 abrange um conjunto de padrões que definem a operação de WLANs. Os padrões mais usados incluem 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac e 802.11ax.
- Evolução dos padrões: à medida que a tecnologia evolui, novas alterações no padrão 802.11 original foram introduzidas para melhorar as taxas de dados, o alcance e o desempenho geral da rede.
2. Estrutura de QoS de Wi-Fi:
- Visão geral: a estrutura de QoS do Wi-Fi é definida na emenda IEEE 802.11e, que introduziu melhorias para oferecer suporte à QoS para aplicativos multimídia.
- Parâmetros de QoS: a estrutura aborda os principais parâmetros de QoS, como latência, jitter e perda de pacotes, para fornecer uma experiência de usuário mais previsível e confiável.
3. EDCA (acesso aprimorado ao canal distribuído):
- Categorias de acesso: o EDCA introduz quatro categorias de acesso (ACs) para priorizar o tráfego: Segundo plano, Melhor esforço, Vídeo e Voz.
- Espaço entre quadros de arbitragem (AIFS): diferentes ACs têm valores diferentes de espaço entre quadros de arbitragem, permitindo acesso priorizado ao canal.
4. HCF (Função de Coordenação Híbrida):
- Introdução: o HCF faz parte do padrão 802.11e e fornece um mecanismo para acesso baseado e livre de contenção.
- HCCA (HCF Controlled Channel Access): o HCF inclui o HCCA, um método de acesso livre de contenção que oferece suporte a esquemas baseados em polling e reservas para tráfego urgente.
5. WMM (Multimídia Wi-Fi):
- Aprimoramentos de QoS: WMM é uma certificação da Wi-Fi Alliance baseada no padrão 802.11e, garantindo a interoperabilidade entre dispositivos Wi-Fi com suporte a QoS.
- Categorias de tráfego: o WMM define quatro categorias de tráfego: Plano de fundo, Melhor esforço, Vídeo e Voz, alinhando-se com os ACs na estrutura EDCA.
6. Agregação de quadros:
- A-MSDU e A-MPDU: o uso de agregação de quadros, tanto A-MSDU (Aggregate MSDU) quanto A-MPDU (Aggregate MPDU), ajuda a melhorar a eficiência, reduzindo a sobrecarga e melhorando o rendimento .
- Transmissão eficiente: agregar vários quadros em uma única transmissão reduz o número de quadros de controle necessários, melhorando a eficiência geral da rede.
7. Mapeamento e marcação de QoS:
- Marcação de prioridade 802.1p: mapeamentos de QoS entre diferentes domínios de QoS, como entre Ethernet e Wi-Fi, podem ser obtidos usando marcação de prioridade 802.1p no cabeçalho do quadro.
- DSCP (ponto de código de serviços diferenciados): a QoS também pode ser indicada usando o ponto de código de serviços diferenciados no cabeçalho IP.
8. 802.11k e 802.11v:
- Aprimoramentos para gerenciamento de rede: embora não tenham foco direto na QoS, essas alterações fornecem recursos para aprimorar o gerenciamento de rede e a associação de clientes, contribuindo indiretamente para uma melhor QoS.
- Descoberta e seleção eficientes de redes: 802.11k melhora a descoberta de vizinhos, enquanto 802.11v facilita a descoberta e seleção eficientes de redes.
9. 802.11ax (Wi-Fi 6):
- Introdução: o padrão 802.11ax traz melhorias adicionais ao Wi-Fi, incluindo mecanismos de QoS aprimorados.
- OFDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência Ortogonal): OFDMA permite um acesso mais eficiente ao canal, melhorando a QoS para um maior número de dispositivos em ambientes lotados.
10. Wi-Fi 6E e desenvolvimentos futuros:
- Introdução ao Wi-Fi 6E: o Wi-Fi 6E, uma extensão do Wi-Fi 6, introduz suporte para a banda de frequência de 6 GHz, fornecendo espectro adicional para melhor desempenho.
- Aprimoramentos contínuos de QoS: espera-se que os desenvolvimentos futuros nos padrões Wi-Fi continuem se concentrando em melhorias de QoS, abordando desafios e requisitos emergentes.
Em resumo, a família de padrões IEEE 802.11, com alterações específicas como 802.11e, define o padrão para QoS Wi-Fi. A estrutura inclui mecanismos como EDCA, HCF, WMM e agregação de quadros para priorizar o tráfego, gerenciar a contenção e melhorar a qualidade geral da comunicação sem fio nas redes Wi-Fi. À medida que a tecnologia Wi-Fi continua a evoluir, espera-se que alterações e padrões subsequentes tragam mais avanços no suporte de QoS.