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IEEE 802.11 (Wi-Fi)La evolución de un estándar que comenzó hace más de 25 años para ser solamente Ethernet sin cables ...

En 2015 se cumplieron 25 años de la creación del IEEE workgroup 802.11

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“La evolución de un estándar que comenzó hace más de 25 años para ser solamente Ethernet sin cables y hoy da conectividad a estadios y ciudades enteras.

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1.Evolución del estándar¿Qué cosas han cambiado en el estándar IEEE 802.11?

25 años en 2015 de la creación del IEEE workgroup 802.11

OFDM

802.11n (2009)

▣ PHY

○ MIMO → múltiples spatial streams

○ Canales de 40 MHz.

○ MCS - Modulation and coding scheme.

○ Beamforming (opcional).

▣ MAC

○ Agregación de paquetes (A-MPDU, A-MSDU).

802.11ac (2014)

▣ Sólo para 5 GHz.

▣ Canales de 80 y 160 MHz.

▣ Introduce 256 QAM.

▣ Nuevos MCS → Máx. PHY rate > 1 Gbps.

▣ Beamforming estándar y obligatorio.

▣ MU-MIMO (opcional) → Wave 2.

▣ Asignación dinámica de espectro (opcional).

2.Evolución de la industria¿Cómo han cambiado las soluciones que implementan 802.11?

Evolución del market share de WLAN

Cosas que el estándar no define

▣ Adaptación del rate de capa física

○ Sólo define los rates, pero no cómo usarlos.

○ No es posible saber causa error (colisión o canal).

○ Implementaciones muy variadas.

▣ Agregación de paquetes de 802.11n

○ Sólo indica cómo se hace y mínimos y máximos.

○ Se usa para corregir anomalía de 802.11.

Soluciones clase empresarial o carrier

▣ Selección de bandas

○ Llevar a los clientes a la banda deseada.

▣ Balanceo de clientes

○ Llevar a los clientes al AP deseado.

▣ Asignación automática de canales y potencias.

▣ Optimización del roaming, limitar celda por RSSI.

▣ Opciones avanzadas de monitoreo y seguridad.

3.Desempeño de 802.11¿Qué aspectos son determinantes en la capacidad de 802.11?

Aspectos claves para el desempeño

▣ Buenas condiciones del canal (SINR):

○ Usar los rates de capa física más altos posibles.

▣ Cantidad de canales y separación entre celdas:

○ Mayor reuso posible de frecuencias.

▣ La mayor eficiencia posible en el uso del aire:

○ Eficiencia espectral con modulación y MIMO.

○ Mecanismo de acceso al medio (CSMA/CA).

Mecanismo de acceso al medio (CSMA/CA)

Dos problemas relevantes

▣ Escalabilidad:

○ Cuando el número de estaciones aumenta, también aumenta la probabilidad de colisión.

▣ Anomalía de 802.11:

○ Cuando conviven estaciones hablando a distintos rates, todos terminan con la tasa media del peor de ellos.

4.Proyectos IIE y Ceibal¿Qué hemos hecho en el tema en los últimos años?

Proyectos del IIE en el área

▣ Varios proyectos de grado y del curso de modelado.

▣ Diversos proyectos de I+D en acceso al medio.

▣ Estimación de la capacidad en tiempo real.

▣ Controladora para APs Mikrotik.

▣ Tesis de maestría: CR, FR.

▣ Tesis de doctorado: AF, PB, GC.

▣ Otros trabajos en capa física: OFDM y MIMO.

Proyectos de Plan Ceibal en el área

▣ Varios proyectos vinculados al estudio de desempeño.

▣ El objetivo era conocer los límites de la tecnología.

▣ En los últimos años se ha trabajado más en:

○ Monitoreo y diagnóstico de problemas.

○ Herramientas de evaluación de desempeño.

▣ Emulador de clientes Wi-Fi.

▣ Colaboración en curso con el IIE con datos de RF.

Medidas en Escuela Grecia

5.Futuro de 802.11¿Qué es lo que se viene y en qué cosas se podría trabajar?

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Otros sabores de 802.11

▣ 802.11ad (2012) - WiGig

○ 60 GHz ISM band, BW 2GHz, rates hasta 7Gbps.

○ 1er AP en 2016, 1er smartphone 2017.

▣ 802.11af (2014) - White-Fi o Super Wi-Fi

○ UHF/VHF TV (BW 6-8MHz), rates 1Mbps-500Mbps.

▣ 802.11ah (2017) - Wi-Fi HaLow

○ 900 MHz, BW 2-16 MHz, rates 1Mbps-200Mbps.

802.11ax

▣ La capa física cambia, pasando a ser OFDMA.

▣ El acceso al medio pasa a estar dirigido por el AP.

▣ MU-MIMO pasa a ser obligatorio.

▣ Aprobación oficial prevista para 2019.

▣ Ya se ofrecen productos con cosas del estándar:

○ Broadcom → Max WiFi (6th generation of Wi-Fi).

○ Huawei (chips Qualcomm) → X-Gen Wi-Fi.

Gracias!Germán Capdehourat

gcapde@fing.edu.uygcapdehourat@ceibal.edu.uy

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