Evolución del estándar 802.11

Acá les dejo un documente que encontré acá, sobre la evolución del protocolo 802.11. Está muy completo. Saludos.

Legacy

El estándar original IEEE 802.11 de 1997 -conocido como ``legacy''-, especificaba dos ratios de transmisión de 1 y 2 Mbps sobre infrarrojos (IR) o sobre radiofrecuencia en la banda ISM de 2,4 GHz. Aunque la transmisión por infrarrojos sigue incluida en el estándar no hay en el mercado productos que la utilicen.

Permite usar codificación DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) o FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum).

802.11a

La revisión 802.11a al estándar original fue ratificada en 1999 y funciona en la banda de 5GHz utilizando 52 subportadoras OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing).

802.11a tiene una velocidad teórica máxima de 54 Mbit/s, con velocidades reales de aproximadamente 20 Mbit/s. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbit/s en caso necesario.

802.11a tiene 12 canales no solapados, 8 para red inalámbrica y 4 para conexiones punto a punto.

Los equipos 802.11a y 802.11b no pueden operar entre ellos.

La revisión 802.11a utiliza la banda de 5 GHz, que tiene restricciones -de hecho 802.11a no es utilizable en Europa-. Sin embargo la cantidad de canales disponibles y la ausencia de interferencias hacen de él una buena opción para profesionales y empresas que estén dispuestos a obtener (y pagar) una licencia para el uso de dicha banda. Sin embargo, la utilización de esta banda también tiene sus desventajas. Dado que sus ondas son más fácilmente absorbidas, los equipos 802.11a deben quedar en línea de vista y son necesarios un mayor número de puntos de acceso.

Los productos del estándar 802.11a aparecieron en el mercado en 2001.

802.11b

La revisión 802.11b del estándar original fue ratificada en 1999 y funciona en la banda de 2.4GHz. Fue la primera revisión que tuvo una amplia aceptación en el mercado.

802.11b tiene una velocidad teórica máxima de transmisión de 11 Mbit/s, pero debido al espacio ocupado por la codificación del protocolo CSMA/CA, en la práctica la velocidad máxima de transmisión es de aproximadamente 5.9 Mbit/s para TCP y 7.1 Mbit/s para UDP.

Los dispositivos 802.11b deben mantener la compatibilidad con la norma original IEEE 802.11 -utilizando DSSS-.

Aunque también utiliza una técnica de ensanchado de espectro basada en DSSS, en realidad la extensión 802.11b introduce CCK (Complementary Code Keying) para llegar a velocidades de 5,5 y 11 Mbps (tasa física de bit). El estándar también admite el uso de PBCC (Packet Binary Convolutional Coding) como opcional.

802.11g

La revisión 802.11g es la evolución del estándar 802.11b y fue ratificada en Junio de 2003. Es compatible con el estándar b y utiliza las mismas frecuencias (2.4GHz) aunque con una velocidad teórica máxima de transmisión de 54 Mbit/s. La velocidad real de transferencia es de aproximadamente 22 Mbit/s, similar a la del estándar 802.11a.

En redes bajo el estándar g la presencia de nodos bajo el estándar b reduce significativamente la velocidad de transmisión.

Los equipos que trabajan bajo el estándar 802.11g llegaron al mercado muy rápidamente, incluso antes de su ratificación oficial. Esto se debió en parte a que para construir equipos bajo este nuevo estándar se podían adaptar los ya diseñados para el estándar b. A partir de 2005, la mayoría de los productos que se comercializan siguen la revisión 802.11g con compatibilidad hacia 802.11b.

Actualmente se venden equipos con esta especificación, con potencias de hasta medio vatio, que permite hacer comunicaciones de hasta 50 km con antenas parabólicas apropiadas.

802.11h

La especificación 802.11h se hizo pública en octubre de 2003 y soluciona problemas derivados de la coexistencia de las redes 802.11a con sistemas de Radares y Satélite. Aunque se utiliza en muchos otros países, fue originalmente desarrollada para incorporar directrices europeas que pretenden minimizar el impacto de abrir la banda de 5 GHz -utilizada generalmente por sistemas militares- a aplicaciones ISM.

Dichas directrices imponen la capacidad de gestionar dinámicamente tanto la frecuencia como la potencia de transmisión mediante funcionalidades DFS y TPC.

• DFS (Dynamic Frequency Selection) pretende evitar interferencias co-canal con sistemas de radar y asegurar una utilización uniforme de los canales disponibles.
• TPC (Transmitter Power Control) permite limitar la potencia transmitida para diferentes canales en una determinada región, de manera que se minimiza la interferencia con sistemas de satélite.

802.11i

Aprobado en 2004, está dirigido a mejorar la seguridad. El estándar abarca los protocolos 802.1x, TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) -basado en RC4, conocido inicialmente como WEP2 y posteriormente como WPA- y AES (Advanced Encryption Standard). La versión definitiva del estándar, basada en AES, se conoce como WPA2, y se utiliza generalmente en la forma AES-PSK o EAP-TLS.

802.11e

La revisión 802.11e, aprobada en 2005, aporta mejoras en el sistema de control y servicios de 802.11.

Su objetivo es soportar tráfico en tiempo real con garantías de Calidad de Servicio (QoS). Para ello introduce clases de tráfico y un nuevo sistema de coordinación llamado HCF (Hybrid Coordination Function) con dos tipos de acceso:

• EDCA (Enhanced Distributed Channel Access): Sistema distribuido de control. Se basa en prioridades de tráfico. El tráfico más prioritario espera menos tiempo antes de emitir y utiliza marcos de tiempo de envío (TXOP Transmit Opportunity) más largos que el tráfico menos prioritario, que espera más antes de emitir y emite por menos tiempo (TXOP menores).
• HCCA (HCF-Controlled Channel Access): Sistema centralizado de control. De forma parecida al funcionamiento de PCF, HCF contempla periodos controlados o no, con la diferencia principal de que el AP puede iniciar un periodo controlado en cualquier momento y no de forma predeterminada. Análogamente a como ocurría en PCF, los periodos no controlados se rigen por el sistema EDCA. Además el controlador recibe información sobre el tráfico que desea enviar cada estación y en base a ellos y la QoS utiliza algoritmos de planificación complejos, no únicamente Round-Robin.
  También análogamente a PCF, su implementación es opcional y casi ningún equipo la soporta.

Además 802.11 incorpora otras mejoras como APSD (Automatic Power Save Delivery), BA (Block Acknowledgments), QoSAck / QoSNoAck y DLS (Direct Link Setup).

Certificación WMM

La certificación WMM (Wireless MultiMedia) de la alianza Wi-Fi, no es un estándar. Basándose en el borrador de 802.11e, prioriza el tráfico en base a 4 categorías de acceso AC (Access Categories): voz, vídeo, mejor esfuerzo (best effort) y fondo (background).

Para que un AP obtenenga el certificado WMM debe incorporar soporte para EDCA y TXOP así como Power Save Certification.

802.11n

Previsto para finales de 2009 802.11n debería ser capaz de trabajar tanto en banda de 2.4GHz como en banda de 5GHz, siendo compatible con todas las revisiones anteriores y alcanzando una velocidad teórica mayor de 600 Mbit/s. También se espera que el alcance de operación de las redes sea mayor gracias a la tecnología MIMO (Multiple Input - Multiple Output), que permite utilizar varios canales a la vez para enviar y recibir datos gracias a la incorporación de varias antenas.

Actualmente ya existen varios productos que cumplen el segundo borrador de la revisión n con un máximo de 300 Mbps (80-100 estables).

802.11w

Todavía no concluido. TGw está trabajando en mejorar la capa del control de acceso al medio de IEEE 802.11 para aumentar la seguridad de los protocolos de autenticación y codificación. Se intenta extender la protección que aporta 802.11i en los datos a las tramas de gestión.

Resumen de revisiones

Aunque se usan los términos ``estándar'' y ``revisión'' (amendment) para referirse a las diferentes variantes de IEEE 802.11, oficialmente solo existe un estándar llamado IEEE 802.11, siendo la versión actual del estándar la IEEE 802.11-2007. Sin embargo el estándar se va actualizando con revisiones creadas por grupos de trabajo (TG: Task Group) identificados por una letra minúscula. Por ejemplo el grupo de trabajo TGm se encarga de actualizar 802.11 y realizar aclaraciones e interpretaciones de los documentos publicados para la industria.

Independientemente de los estándares están las certificaciones de la Wi-Fi Alliance, como WMM, que se basan en los estándares, revisiones y borradores de IEEE.

Revisión	Notas	Banda	Velocidad	Publicación
802.11-1997	Legacy	IR / 2.4GHz	1 o 2 Mb/s	1997
802.11a	Banda de 5 GHz	5 GHz	54 Mb/s	1999
802.11b	Primero con gran aceptación comercial	2.4 GHz	11 Mb/s	1999
802.11g	Revisión de b	2.4 GHz	54 Mb/s	2003
802.11h	Revisión de a para Europa	5 GHz	54 Mb/s	2003
802.11i	Mejoras en la seguridad (WPA, WPA2)			2004
802.11e	Mejoras QoS (EDCA y HCCA)			2005
802.11n	MIMO	2.4 y 5 GHz	>600 Mb/s*	2009*
802.11w	Seguridad en tramas de gestión			2008-2009*

* Previsto