Wi-Fi es el nombre familiar de los estándares de red 802.11xx. Esta es una invención esencial que permitió deshacernos de los cables. Tan solo imagina cómo sería tu teléfono inteligente o tableta sin el Wi-Fi doméstico.
Así que, en resumen, el Wi-Fi es una alternativa a las redes por cable que permite que los dispositivos se conecten a una red inalámbrica. Pero el mundo del Wi-Fi puede ser bastante confuso también, debido a sus muchos estándares de velocidad, bandas inalámbricas, características, entre otras.
¿Cómo funciona el Wi-Fi?
El Wi-Fi usa frecuencias de radio para transmitir datos. Comparte el mismo principio de cualquier otra tecnología que usa ondas radiales, incluida la radio misma.
Las estaciones de radiodifusión AM y FM usan frecuencias medidas en Kilohercios (kHz) y Megahercios (MHz). Por otro lado, el Wi-Fi usa índices de medida mucho más altos como los Gigahercios (GHz). Específicamente, en la mayoría de casos, usa bandas de frecuencias de 2.4GHz y 5GHz.
¿Qué son los Hercios?
Para poder saber qué significan estas unidades, solo debes entender lo que constituye un Hercio.
En términos más simples, un Hercio es el número de crestas de las ondas de radio (o ciclos de onda) en 1 segundo.
Lanza una roca a un estanque tranquilo y cuenta el número de veces que la onda alcanza su punto más alto en un segundo mientras se expande. Sí solo es una, entonces obtienes un Hercio, si obtienes dos, esto quiere decir que son dos Hercios, y así sucesivamente.
El significado de radiofrecuencias altas
Ya hemos observado que el Wi-Fi usa radiofrecuencias altas de 2.4GHz (o 2’ 400 000 Hz) y 5GHz (5’ 000 000 Hz).
En resumen, entre más alta sea la frecuencia, más cercana será la distancia entre dos crestas de onda consecutivas, lo que traduce en una longitud de viaje más corta para la onda. Sin embargo, esto también significa que tiene más capacidad para albergar información.
Y la manera en la que manipulamos las frecuencias producen muchos sabores diferentes de Wi-Fi conocidos como estándares.
Estándares domésticos de Wi-Fi
No se puede usar simplemente cualquier frecuencia. Las frecuencias están reguladas, y esto es bueno porque para que algo se comunique por la radio, se deben cumplir muchos procedimientos estandarizados.
De modo que, los estándares del Wi-Fi son espectros específicos, determinados por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (conocido por sus siglas en inglés IEEE). Cada vez que se dispone un espectro para el uso público, tenemos un nuevo estándar de Wi-Fi.
Desde 1999 ha habido seis estándares, tales como: 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac y 802.11ax.
Los nuevos estándares siempre son más rápidos que los anteriores, pero siguen siendo compatibles con las versiones anteriores. Como consecuencia, en la mayoría de los casos, puedes utilizar dispositivos Wi-Fi de diferentes generaciones juntos.
Nuevas designaciones: El 802.11ax es ahora Wi-Fi 6
En octubre 3 de 2018, la Alianza Wi-Fi presentó nuevas designaciones para estos estándares Wi-Fi, usando números. Como resultado, el 802.11ax será llamado Wi-Fi 6 (dado que pertenece a la sexta generación de Wi-Fi), por lo tanto, el 802.11ac será llamado Wi-Fi 5, etc. Puedes ver más información sobre esto en la siguiente tabla:
Resumen de los estándares de Wi-Fi
Nombre | Estándar | Disponibilidad Comercial | Velocidad de flujo único (mediante el ancho de canal más alto) |
Canales operativos |
Frecuencia de bandas | Estado |
N/A | 802.11b | 1999 | 11Mbps | 20 MHz | 2.4 GHz | obsoleto |
N/A | 802.11a | 2000 | 54Mbps | 20 MHz | 5 GHz | obsoleto |
N/A | 802.11g | 2003 | 54Mbps | 20 MHz | 2.4 GHz | obsoleto |
Wi-Fi 4 | 802.11n o Wireless N | 2009 | 150Mbps | 20 HMhz / 40 MHz | 2.4 GHz y 5 GHz | Legado |
Wi-Fi 5 | 802.11ac | 2012 | 433Mbps | 20 HMhz / 40 MHz / 80 MHz | 5 GHz | Convencional |
N/A | 802.11ad | 2015 | Hasta 7 Gbps | 2.16 GHz | 60 GHz | Uso limitado |
Wi-Fi 6 | 802.11ax | 2019 | 1200Mbps | 20 HMhz / 40 MHz / 80 MHz / 160 MHz | 2.4 GHz y 5 GHz | Último |
Wi-Fi 6E | 802.11ax en 6 GHz | 2020 | 1200Mbps | 80 MHz / 160 MHz | 6 GHz | Próximo |
Algunas observaciones sobre las velocidades del Wi-Fi
- Las velocidades de Wi-Fi mencionadas aquí son las que se ponen en papel, es decir, son las velocidades teóricas máximas.
- La velocidad real del Wi-Fi varía siempre y es mucho más baja dependiendo de la interferencia, distancia, compatibilidad de dispositivos y elevación.
- En situaciones reales, generalmente solo obtendrás como máximo dos tercios de la velocidad teórica.
- La velocidad de conexión de un Wi-Fi será la de la parte más débil. Por ejemplo, si usas un cliente de Wi-Fi 5 con un router de Wi-Fi 4, la conexión entre ambos será la del estándar del Wi-Fi 4.
Esta nueva convención de nombres es un cambio bien aceptado. Ya no tendrás que preguntarte cuál es mejor, si el ac, n o ax. Ahora tiene más sentido que entre más alto sea el número del Wi-Fi signifique un estándar más nuevo y rápido.
Según la Alianza Wi-Fi, en el futuro, cuando todos los proveedores adopten las nuevas designaciones, el dispositivo Wi-Fi también indicará que generación de Wi-Fi está disponible (4, 5 o 6). Por consiguiente, cuando haya múltiples redes Wi-Fi de diferentes estándares Wi-Fi en una misma ubicación, puedes escoger la más compatible con tu dispositivo. (Ten en cuenta que hacer eso no significa que necesariamente vas a obtener un Internet más rápido, ya que el Wi-Fi y la Internet son dos cosas diferentes).
Los primeros tres estándares son lentos y en este momento obsoletos. Y eso es genial ya que solo nos ocuparemos del Wi-Fi 4 en adelante.
Wi-Fi 4 (802.11n)
Conocido también como Wireless-N y disponible en hasta tres fujos de un solo flujo y capaz de ofrecer 150Mbps. (Ver más sobre los Flujos Wi-Fi abajo).
Junto con este estándar se incluyeron algunas pocas características más para el Wi-Fi.
· Banda dual: Por primera vez, se pusieron a disposición emisores Wi-Fi, es decir, routers y puntos de acceso que operan tanto en bandas de 2.4GHz como en 5GHz.
· Designación de velocidades combinadas: Para poder diferenciar los dispositivos, los comerciantes de redes recurrieron a las designaciones N. Por ejemplo, llamaron a un router Wi-Fi 4 de banda dual de dos flujos (2×2), un router N600. El número después de la letra N son las velocidades máximas combinadas de ambas bandas. De manera similar, los routers de tres flujos (3×3) son ahora routers N900.
Ten en cuenta que no importa el número de bandas con las que un router o cliente es compatible, una conexión Wi-Fi solo se puede dar en una sola banda a la vez. (Nuevamente, puedes ver más sobre las bandas Wi-Fi abajo).
Wi-Fi 5 (802.11ac)
Este estándar opera solo en la banda 5GHz y con una velocidad base de flujo sencillo de alrededor de 433Mbps y puede entregar hasta cuatro flujos a la vez (4×4), para una velocidad total de alrededor de 1733Mbps (4x433Mbps).
En la banda 5GHz, el estándar es compatible con el Wi-Fi 4 (802.11n). También, un router o punto de acceso Wi-Fi 5 siempre incluye un punto de acceso de Wi-Fi 4 en la banda 2.4GHz. Por esta razón, cualquier emisor Wi-Fi 5 será compatible con todos los clientes existentes de Wi-Fi.
Junto al Wi-Fi 5 se dieron dos desarrollos significativos:
Routers de tres bandas: Routers con una banda de 2.4GHz y dos bandas de 5GHz que trabajan simultáneamente. La banda adicional de 5GHz implica que pueden acoplar más clientes a esta banda antes de disminuir la velocidad.
Designaciones AC
Parecidas a las designaciones N anteriormente descritas, los comerciantes de redes ahora combinaron la velocidad de todas las bandas, con y sin redondeo de los números, para los nuevos nombres para el router Wi-Fi 5.
Por esta razón, encontrarás muchas variables tales como AC1900 (router de banda dual 3×3 con 1300Mbps en 5GHz y 600Mbps en 2.4GHz), AC2500 (router de banda dual 4×4), AC3200 (router de tres bandas 3×3 con 1300Mbps en cada una de las dos bandas de 5GHz y 600Mbps en 2.4GHz) y así sucesivamente.
Ten en cuenta que los números después de AC no son la velocidad total de una sola conexión, sino el total del ancho de banda de todas las bandas. Es como decir que tu carro volador (¡cuando tengas uno!), puede andar a 100km/h y volar a 200km/h, y por lo tanto lo llamas un vehículo de 300km/h. Aunque el ejemplo no sirve porque el carro no podría andar por carretera y volar a la vez. Pero a los comerciantes de redes les encanta usar este ejemplo como estrategia de marketing.
802.11ad
Fue presentado por primera vez en 2009 como WiGig, este estándar fue inicialmente único en su clase y no se volvió parte del ecosistema Wi-Fi sino hasta 2013.
El 802.11ad opera en la banda 60GHz y tiene una velocidad inalámbrica extrema de hasta 7Gbps. Sin embargo, tiene un rango de alcance extremadamente corto, de solo unos cuantos metros, según mi propia experiencia. Tampoco puede atravesar objetos o paredes en absoluto, haciendo de este estándar una red inalámbrica poco práctica. Entonces, se usa más bien como una solución para conectarse a una computadora portátil, una manera rápida de conectarse a dispositivos a corta distancia que estén al alcance de la vista. Debido a estos defectos extremos, este estándar no ha sido muy predilecto entre los usuarios.
Un router 802.11ad siempre incluye puntos de acceso para un 802.11ac y un 802.11n para que funcione con los clientes existentes de Wi-Fi. Pero nuevamente, no es tan importante recordar esto.
Wi-Fi 6 (802.11ax)
802.11ax es la siguiente generación de Wi-Fi y se volvió comercial a principios del 2019 abriendo al mercado a los routers primero. Es muy posible que debas esperar algunos años antes de que el Wi-Fi 6 alcance el nivel de popularidad del Wi-Fi 5 (802.11ac).
Lee mas:
Los Mejores Routers WiFi 6
Por que (aun) está bien retrasar la mejora de tu hogar a WiFi 6
Este nuevo estándar es entre 4 a 10 veces más rápido que el Wi-Fi 5 dependiendo de la configuración. Con Wi-Fi 6, puede tener conexiones Wi-Fi algunas veces más rápidas que 1 Gbps, que es la velocidad de una conexión Gigabit por cable.
Puedes encontrar más información en este post sobre la velocidad y el rango del Wi-Fi 6, pero hay dos cosas importantes que deberías saber:
OFDMA: Más eficiencia
El Wi-Fi 6 usa una nueva tecnología llamada acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (conocida como ODFMA por sus siglas en inglés), que es una forma complicada para hablar de multiplexación por división de frecuencias. Específicamente, esta técnica divide cada canal en múltiples subcanales de diferentes frecuencias cada uno.
Estas “mini” frecuencias se apilan una encima de la otra para entregar una eficiencia mucho mejor.
Puedes pensar en OFDMA como una versión mejorada de MU-MIMO. (Puedes ver más sobre MIMO y MU-MIMO abajo). Si MU-MIMO es como tener varios camareros (en vez de uno solo como en MIMO), OFDMA da un paso considerablemente adelantado al utilizar camareros robóticos, y cada uno puede servir a varios clientes a la vez.
Programación de la hora: Mayor vida útil de la batería
El Wi-Fi 6 promete mejorar aún más la vida útil de su batería en comparación al Wi-Fi 5 (802.11ac) en parte porque requiere menos tiempo transmitir la misma información de datos. Sin embargo, y más considerablemente, esto se debe al efecto de una nueva característica llamada programación de la hora de despertar o Target Wake Time (TWT).
Esta característica les permite a los adaptadores Wi-Fi entrar rápidamente en reposo cuando no están en uso (aun por un corto tiempo) y volver a funcionar automáticamente cuando sea necesario. Es similar a tener un carro que automáticamente apaga su motor cuando está en un semáforo con la luz roja y automáticamente se enciende cuando aceleras.
Como todos los antiguos estándares Wi-Fi, el Wi-Fi 6 también es compatible con todos los clientes Wi-Fi que existen. Pero requiere tanto la compatibilidad del emisor (router o punto de acceso) como del receptor (cliente o adaptador) para poder mostrar sus beneficios.
Wi-Fi hardware
Para tener una conexión Wi-Fi, necesitamos una señal de emisión y un receptor. Estos dos son el hardware que tiene una conexión Wi-Fi.
Normalmente, el emisor es siempre un punto de acceso (sigla en inglés AP). Sin embargo, te encuentras más a menudo Router Wi-Fi, que son routers estándar que tienen puntos de acceso ya integrados. Actualmente, todos los routers domésticos son presumiblemente routers Wi-Fi.
El receptor es un adaptador Wi-Fi. En la mayoría de casos, no se puede ver un adaptador real, ya que reside en el interior del dispositivo que estés usando (computadora portátil o teléfono inteligente). Pero si tienes una computadora que no tiene Wi-Fi integrado (o el Wi-Fi del estándar que deseas), puedes comprar fácilmente un adaptador Wi-Fi USB o PCIe.
Un dispositivo (ya sea una computadora o un teléfono) que tenga un adaptador Wi-Fi integrado se llama un cliente Wi-Fi.
Bandas Wi-Fi
Estas son radiofrecuencias en las cuales las señales Wi-Fi viajan a través de un punto de acceso y un cliente. Hay tres bandas Wi-Fi: 2.4GHz, 5GHz, y 60GHz.
Entre más alto sea el número, más rápida es la velocidad, pero más corto el rango. El rango de la banda de 60GHz es tan corta que tiene pocos usos en la vida real, como ya hemos mencionado anteriormente en el caso del 802.11ad.
La banda 2.4GHz es la más popular. Los dispositivos no Wi-Fi como los teléfonos inalámbricos o los controles remoto para TV también la usan. Como resultado, las velocidades en la vida real sufren bastante a causa de interferencias y otras cosas. Como resultado, en la mayoría de casos funciona únicamente como respaldo, en casos donde el rango es más importante que la velocidad. Generalmente, en mi experiencia, esta banda tiene un rango efectivo de alrededor de 175 pies (53m). Y es lo suficientemente rápida como para albergar la mayoría de conexiones residenciales a Internet en su totalidad.
Habiendo dicho esto, la banda 5GHz es el punto de balance perfecto donde obtendrás tanto velocidad como un amplio rango, de alrededor de 150 pies (46m).
Banda dual: Un emisor de banda dual tiene dos puntos de acceso. Tradicionalmente, estos incluyen un punto de acceso de 2.4GHz y otro de 5GHz. De manera similar, un cliente de banda dual tiene dos receptores inalámbricos, uno en cada banda.
Ten en cuenta que “dual” nos implica que verás dos unidades de hardware. En vez de eso, verás un solo punto de acceso físico (o router o adaptador) que puede tener las dos bandas.
La mayoría de emisores (routers, puntos de acceso) son ahora concurrentes o de dos bandas reales, lo que significa que pueden trabajar en ambas bandas simultáneamente. Hubo una época en la que había emisores seleccionables de dos bandas que operaban en una sola banda a la vez.
Todos los receptores (adaptadores, clientes), sean de banda dual o no, solo pueden conectarse a un emisor en una banda a la vez.
Banda triple o tribanda: Esto solo aplica para los emisores. Por lo general, esto quiere decir que un emisor tiene tres puntos de acceso, uno de 2.4GHz y dos de 5Ghz, y todos pueden trabajar a la vez. Un router de tres bandas puede servir a más clientes a la misma vez que un router dual, antes de disminuir la velocidad.
Canales Wi-Fi
En síntesis, los canales Wi-Fi son pequeñas partes de cada banda Wi-Fi. Son como carriles en el camino. Una conexión Wi-Fi debe usar un canal en particular en un momento dado. Los canales deciden que tan rápido es un enlace. Es como una ciclovía que es más lenta que la carretera donde van los carros, pero más rápida que la acera para peatones.
Cómo funcionan los canales en diferentes estándares de Wi-Fi.
Los canales vienen en megahercios (MHz). Hay cuatro niveles, que incluyen: 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz. Entre más alto sea el número, más amplio es el canal, lo que traduce en una velocidad mayor. Un canal ancho ocupará el espacio de varios canales más estrechos.
Por lo general, el Wi-Fi 4 (802.11n) solo trabaja con los primeros dos. Los anchos de banda de canales de 40MHz y 80Mhz son bastante comunes en el Wi-Fi 5. Es importante resaltar que, aunque muchos emisores de Wi-Fi 5 son compatibles con 160MHz, muy pocos clientes de Wi-Fi 5 lo admiten. El ancho de banda del canal de 160MHz es la clave para la velocidad inalámbrica super rápida del Wi-Fi 6, pero no todos los dispositivos de Wi-Fi 6 son compatibles con él debido a distintas razones. Dicho esto, el ancho de banda de canal más popular es el de 80MHz.
Canales de 160MHz vs.160MHz (80+80)
Un canal puro de 160MHz incluye un espacio continuo. El modo 80+80 160MHz es cuando el hardware combina dos canales no continuos de 80MHz cada uno en uno solo.
Canales superpuestos
Los canales superpuestos son aquellos que varios tipos de tráfico pueden utilizar. Piensa en una bicicleta que puede utilizar el carril para automóviles, pero al hacer esto es más susceptible a las interferencias. Por otro lado, los canales no superpuestos son como carriles diseñados explícitamente para un tipo de tráfico, como un ferrocarril o cualquier tipo de automóvil.
Canales de Selección Dinámica de Frecuencia (DFS)
Los canales DFS solo están disponibles en la banda 5GHz, y van desde los canales 52 hasta 144. Estos son canales especiales que comparten espacio aéreo con las señales de radar.
Normalmente, estos canales funcionan como cualquier otro canal, sin embargo, cuando se detecta un radar en el canal que tu router está utilizando, (esto pasa a menudo si vives al menos unas pocas decenas de millas o más cerca de un aeropuerto) el router cambiará su señal al siguiente canal DFS desocupado. Durante este proceso, perderás la señal Wi-Fi brevemente.
Además, no todos los clientes son compatibles con DFS y, por lo tanto, no se pueden conectar a la banda de 5GHz del router. Por esta razón, de manera general es más seguro usar canales que no tengan DFS.
Flujos Wi-Fi
Los flujos Wi-Fi (a menudo llamados también flujos espaciales o de datos) son la forma en la que viaja la señal Wi-Fi. Un flujo determina la velocidad base de una banda de frecuencia en un estándar Wi-Fi. Entre más flujos soporte una banda, mayor será su rango.
Por ejemplo, tomemos el Wi-Fi 4 (802.11n), tiene una velocidad base de 150 megabits por segundo (Mbps) y un solo flujo de 5GHz. Si tienes dispositivos de flujo dual (2×2), obtendrás una velocidad Wi-Fi de 300Mbps. De manera similar, con una instalación 3×3 obtendrás 450Mbps.
Gracias al mejoramiento, la velocidad base de un flujo sencillo de Wi-Fi se vuelve más rápida, pero el concepto de múltiples flujos sigue siendo el mismo. También, los nuevos estándares Wi-Fi tienden a manejar más flujos. Por ejemplo, mientras que el Wi-Fi 4 se limita a tres flujos (3×3), el Wi-Fi puede manejar cuatro flujos (4×4). El inminente Wi-Fi 6 probablemente podrá manejar incluso más flujos.
Bandas vs. Canales vs. Flujos
He aquí una analogía rudimentaria para resumir: Las conexiones Wi-Fi son como el tráfico en un puente de varios pisos. Cada piso es una banda Wi-Fi y cada carril (incluidos los carriles para trenes y las aceras) en una plataforma es un canal Wi-Fi. Y los miembros del tráfico (carro, buses, trenes, bicicletas, etc.) que transitan en un momento dado son los flujos Wi-Fi.
Una conexión Wi-Fi se da en un solo canal (carril) a la vez, pero entre más canales haya (que aumentan con la cantidad de bandas), más opciones tendrán los dispositivos de hardware para ofrecer una mejor velocidad.
Actualmente, la mayoría de routers Wi-Fi han integrado MU-MIMO como función estándar.
Funciones Wi-Fi
Existen algunas funciones que mejoran el rendimiento del Wi-Fi, siendo las más populares: WPS, la formación de haces, MIMO y MU-MIMO.
WPS
Las siglas WPS son la abreviación de Wi-Fi Protected Setup, una forma rápida de permitir a un cliente conectarse a la red Wi-Fi. Te permite presionar un botón en un emisor, y luego en un cliente para que se conecten. Después deberás esperar alrededor de un minuto hasta que ambos se conecten.
WPS te ahorra el trabajo de tener que escribir contraseñas de Wi-Fi manualmente, pero en algunos casos, podría conllevar riesgos de seguridad.
Formación de haces o Beamforming
Beamforming es una función común de los routers de Wi-Fi 5 (802.11ac). El emisor enfoca automáticamente su señal en una dirección especifica de un receptor para mejorar la eficiencia, y, por consiguiente, la velocidad.
MIMO
MIMO es la abreviación de multiple-input y multiple-output (Múltiple entrada y múltiple salida). Permite que tanto el emisor como el receptor maneje múltiples flujos de datos a la vez. Entre más flujos haya, más rápida será la conexión.
MIMO fue integrado por primera vez en el Wi-Fi 4 (802.11n) y funciona en las bandas de frecuencia de 2.4GHz y 5GHz. Después, MIMO pasó a ser llamado MIMO de usuario único o SU-MIMO, gracias a el lanzamiento de MU-MIMO o múltiple entrada y múltiple salida multi-usuario.
MU-MIMO
Esta función es parte del Wi-Fi 5 Wave 2: una versión mejorada de 802.11ac. MU-MIMO permite que varios dispositivos reciban varios flujos de datos a la misma vez.
Más específicamente, en una red MIMO, el emisor maneja solo un cliente Wi-Fi a la vez, el que primero aparezca. Así que, si tienes múltiples clientes, tienen que permanecer en línea y tomar turno para recibir los paquetes de datos. Es como cuando hay un solo camarero en el club.
Por otro lado, en una red MU-MIMO, el emisor puede servir hasta cuatro (posiblemente más en el futuro) clientes Wi-Fi a la vez. Es como tener más de un camarero en el club.
Dicho esto, es importante observar que incluso en una red MIMO, un router puede cambiar de cliente muy rápido, y la mayoría de las veces, no experimentarás ningún retraso o disminución de velocidad en absoluto.
Como consecuencia, a menos que tengas muchos (una docena o más) de clientes activos a la misma vez, no verás el beneficio de MU-MIMO. También, esta función solo sirve para el enlace de bajada y solo en la banda de 5GHz.
Aunque por lo general, nunca cae mal tener un MU-MIMO, y en la actualidad la mayoría de routers y puntos de acceso son compatibles con él.
Wave 1 vs. Wave 2
Tal vez hayas escuchado del Wi-Fi Wave 1 y Wave 2. Estas dos son generaciones de Wi-Fi y colectivamente abarcan todos los aspectos del Wi-Fi mencionados anteriormente. Estas versiones solo aplican para el Wi-Fi 5 (802.11ac) y el Wi-Fi 4 (802.11n).
Wave 1 (primera generación) empieza con el Wi-Fi 4 y tiene las siguientes capacidades:
- Hasta tres flujos (3×3)
- Canales de 80MHz más anchos
- MIMO
Cuando llegó el Wi-Fi 5, inicialmente utilizó las características de la Wave 1, pero después pasó a usar la Wave 2. Dicho esto, la Wave 2 (segunda generación) tiene las siguientes capacidades:
- Hasta cuatro flujos (4×4)
- Canales de 160MHz aún más anchos
- MU-MIMO
En resumen, la Wave 2 es más rápida y más eficiente que la Wave 1. Sin embargo, los dispositivos que usan ambas waves son compatibles entre sí