Desde el establecimiento de la Wi-Fi Alliance en 1999, Tecnología wifi ha avanzado constantemente para satisfacer la demanda cada vez mayor de velocidades más rápidas y soporte para una mayor cantidad de dispositivos. Su popularidad ha crecido hasta el punto de convertirse en un término común en el diccionario. Hoy en día, sirve como conexión a Internet ubicua para una amplia gama de clientes, desde dispositivos que consumen muchos datos, como computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, televisores y decodificadores, hasta dispositivos IoT que tuitean datos y envían actualizaciones ocasionales, como los de casa. y electrodomésticos de oficina.

Según ABI, los envíos anuales de dispositivos con Wi-Fi aumentan continuamente y se proyecta que superen los 5 mil millones de unidades para 2028, y se espera que la principal fuerza impulsora para el crecimiento futuro provenga de los segmentos de mercado de Hogar inteligente/conectado, dispositivos portátiles e IoT.

Diferencias entre generaciones y variedades

¿Qué es Wi-Fi 6?

Basado en el estándar IEEE 802.11ax, actualmente es la generación más popular utilizada en el mercado. Según ABI, casi la mitad de los dispositivos Wi-Fi enviados en 2023 fueron Wi-Fi 6, y esta cifra aumentará a dos tercios de los envíos en 2026.

En comparación con Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac), Wi-Fi 6 viene con el doble de configuración MIMO máxima, el doble del ancho de banda máximo del canal y un esquema de modulación más alto. Esto se traduce en más de 5 veces la velocidad de datos máxima a nivel PHY. Aunque esto es bastante significativo, esto no es lo que ha hecho que Wi-Fi 6 sea tan popular, con la tasa de penetración más rápida jamás vista para una nueva generación.

Wi-Fi 6 ofrece el beneficio principal de una mayor eficiencia de la red, especialmente en áreas densamente pobladas donde permite conectar más dispositivos a los mismos puntos de acceso. Esto da como resultado una experiencia de usuario superior caracterizada por un mayor rendimiento y una menor latencia. Esta mayor eficiencia se debe, entre otras, a dos características principales.

MIMO multiusuario

Un MIMO multiusuario (MU-MIMO) divide la operación MIMO de un punto de acceso (AP) entre múltiples usuarios (o estaciones). Por ejemplo, un AP 8×8 puede manejar hasta ocho usuarios 1×1 simultáneamente, uno por flujo espacial.

OFDMA multiusuario

Un OFDMA multiusuario (MU-OFDMA) permite dividir el ancho de banda total disponible entre varios usuarios en Unidades de Recursos (RU). De esta manera, más usuarios podrán conectarse al AP. Por ejemplo, hasta 37 usuarios simultáneos pueden compartir un canal de 80MHz, cada uno usando solo 2MHz de ancho de banda. Además, una banda tan estrecha permite una mejor coexistencia con otras tecnologías de banda estrecha como Bluetooth y 802.15.4 (es decir, Thread, ZigBee).

MU-MIMO y MU-OFDMA permiten que un AP programe mejor el tráfico entre los usuarios, con una granularidad adecuada y un mejor control de la calidad del servicio.

Otra gran característica de Wi-Fi 6 es Target Wake Time (TWT). Es particularmente interesante para dispositivos IoT de bajo consumo. Cada dispositivo Wi-Fi 6 conectado al AP puede entrar en modo de suspensión profunda y despertarse a la hora programada respectiva previamente negociada con el AP. Esto minimiza los conflictos y reduce significativamente el consumo de energía.

¿Qué es Wi-Fi 6E?

Wi-Fi 6 funciona en las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz. La banda de 2.4 GHz es conocida por su congestión debido a la presencia de otras tecnologías inalámbricas como Bluetooth, Zigbee y Thread. La banda de 5GHz es la vía rápida para evitar esta congestión.

Sin embargo, la demanda de ancho de banda de datos nunca se satisface. La explosión del contenido de vídeo, el despliegue de Internet ultrarrápido basado en fibra y una fuerza laboral más dispersa amplían la capacidad incluso de la autopista rápida de 5 GHz de Wi-Fi 6. Por lo tanto, Wi-Fi 6E (todavía derivado del estándar IEEE 802.11ax ) ha sido lanzado para ampliar la capacidad utilizando la banda de 6GHz (más precisamente, de 5.925GHz a 7.125GHz).

Este ancho de banda adicional de 1.2 GHz agrega hasta 7 canales de ancho de banda de 160 MHz (mientras que solo 2 canales de este tipo están disponibles en la banda de 5 GHz), o hasta 14 canales de 80 MHz (solo 5 en la banda de 5 GHz). 6 GHz también conlleva una menor congestión y, por tanto, una menor latencia. Esto es particularmente importante para aplicaciones de juegos y auriculares AR/VR. Sin embargo, 6 GHz tiene un alcance más limitado con una capacidad de penetración reducida en paredes y techos.

¿Qué es Wi-Fi 7?

Si bien Wi-Fi Alliance acaba de anunciar oficialmente el programa Wi-Fi CERTIFIED 7 en enero de 2024, ya hemos estado viendo chips y dispositivos "pre" Wi-Fi 7 en el mercado en 2023. Se originó a partir de las especificaciones IEEE 802.11be, Wi-Fi 7 viene con músculos más grandes:

• Ancho de banda de canal de hasta 320MHz, en comparación con 160MHz en WI-FI 6/6E (802.11ax). Esto sólo está disponible en la banda de 6 GHz.
• Configuración MIMO de hasta 16×16, frente a 8×8 en WI-FI 6/6E (802.11ax).
• Modulación máxima 4K QAM, en comparación con 1K QAM en WI-FI 6/6E (802.11ax).

Wi-Fi 7 es casi 5 veces más rápido que Wi-Fi 6/6E. Pero esta no es la única razón del repentino apetito por Wi-Fi 7. Dos características muy importantes están atrayendo la atención hacia esta última y mejor generación de Wi-Fi.

Operación de enlaces múltiples

La operación de enlace múltiple (MLO) brinda la capacidad de agregar dos canales de la misma o diferentes bandas para aumentar el rendimiento, evitando la interferencia y reduciendo la latencia.

MLO también ofrece la capacidad de equilibrio de carga, lo que permite un cambio de canal rápido y fluido para minimizar las contenciones/reintentos. Esto también se traduce en una reducción de la latencia.

Unidad de recursos múltiples

Cuando existe la necesidad de una unidad de recursos "grande" impulsada por los requisitos de rendimiento del usuario, es posible que un ancho de banda tan grande no esté libre en todo el ancho de banda del canal. Por lo tanto, emplear un concepto similar a MLO, llamado unidad de recursos múltiples (MRU), podría ser más efectivo. En este caso, se pueden agregar dos unidades de recursos contiguas o separadas en el mismo canal para que un solo usuario cumpla con el requisito de rendimiento.

Gracias a MLO y MRU, Wi-Fi 7 (802.11be) es muy atractivo, particularmente en aplicaciones con requisitos de alto rendimiento, baja latencia y alta confiabilidad del enlace. Cómo, cuándo y qué canales agregar es donde se diferenciarán los proveedores de infraestructura Wi-Fi 7.

¿Cuál es la mejor versión y configuración para mi aplicación?

No siempre es apropiado seleccionar la última y mejor versión y configuración, ya que esto podría generar costos excesivos. El desafío es seleccionar la versión y configuración que proporcione el mejor compromiso entre rendimiento, costo y consumo de energía. Echemos un vistazo a algunos ejemplos.

Dispositivos IoT de bajo consumo

El costo suele tener prioridad en el IoT de bajo consumo, seguido del consumo de energía. Esta es la razón por la que Wi-Fi 4 (derivado de la especificación IEEE 802.11n) de banda única de 2.4 GHz sigue siendo dominante, ya que se pueden encontrar chips muy por debajo de 1 dólar que son lo suficientemente buenos. Pero a medida que los volúmenes aumentan, el costo del chip Wi-Fi 6 se acerca mucho al de los chips WI-FI 4. También trae beneficios adicionales:

• Mayor rendimiento de datos gracias a velocidades de datos más altas.
• Menor consumo de energía gracias a la función TWT.
• Menor consumo de energía gracias a un ciclo de trabajo más bajo.
• Se pueden conectar más dispositivos WI-FI 6 a un punto de acceso WI-FI 6.
• Los dispositivos Wi-Fi 6 IoT lentos y de bajo consumo no ralentizan la red Wi-Fi.

Si la confiabilidad es clave, es importante al menos admitir doble banda, como se ve a menudo en algunas aplicaciones industriales.

Si la latencia es crítica, es recomendable admitir Wi-Fi 7 con MLO o MLSR (Multi Link Single Radio).

Dispositivos de alta gama

Los dispositivos habilitados para Wi-Fi de alta gama generalmente se ocupan de la transferencia de datos de gran volumen, como la transmisión de video y el intercambio de archivos. Estos dispositivos incluyen teléfonos inteligentes, tabletas, PC/portátiles, televisores, STB, cámaras, auriculares AR/VR y más. Predominantemente tienen configuración multibanda MIMO 2×2.

Si bien todavía vemos muchos chips Wi-Fi 5 en el mercado, los nuevos diseños son predominantemente al menos Wi-Fi 6 (802.11ax) para obtener los beneficios de la eficiencia del rendimiento, particularmente porque la cantidad de dispositivos conectados al punto de acceso es creciente. Algunos de ellos, como teléfonos inteligentes, consolas de juegos y auriculares AR/VR, verán grandes beneficios al pasar a Wi-Fi 6E o incluso Wi-Fi 7 (802.11be) para disfrutar de una confiabilidad aún mayor y una latencia más baja.

Puntos de acceso

Al diseñar, implementar o actualizar la infraestructura, se recomienda optar por puntos de acceso Wi-Fi 7 (802.11be), particularmente en entornos densos como aeropuertos, estadios, centros comerciales y oficinas, donde están conectados hasta miles de usuarios. moverse y tener requisitos dinámicos de Wi-Fi, alternando regularmente entre correo electrónico, navegación, chat, transferencia de archivos y videoconferencia. Estos puntos de acceso tienen predominantemente una configuración MIMO 4×4.

Para entornos más pequeños como hogares u oficinas pequeñas, los puntos de acceso con configuraciones MIMO 2×2 suelen ser suficientes. Según ABI, la configuración 2×2 representa más del 40% del total de envíos de chipsets Wi-Fi para puntos de acceso y redes. Si no hay un requisito de latencia muy fuerte, Wi-Fi 6 o 6E pueden ser suficientes desde un punto de vista técnico, pero hay que considerar el valor comercial de WI-FI 7 en relación con la competencia.

Wi-Fi para hoy y mañana

La tecnología Wi-Fi existe hoy en día en muchas variedades y configuraciones, y admite cientos de funciones con varios niveles de complejidad. Puede resultar complicado para un fabricante de dispositivos seleccionar la especificación adecuada que cumpla con las limitaciones de funcionalidad, rendimiento, coste y consumo de energía. Pero con una cuidadosa consideración de las fortalezas relativas de cada estándar incremental y una comprensión específica de las necesidades de los casos de uso, existen interesantes oportunidades para aumentar el rendimiento de los dispositivos conectados de próxima generación.

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• Fuente: https://www.iotforall.com/wi-fi-7-vs-wi-fi-6-6e-what-to-ask-for-optimal-design