"Wi-Fi 6-6E: Desatando el Potencial de la Conectividad Inalámbrica de Próxima Generación"
Wi-Fi se encuentra en el umbral de una mejora significativa en velocidad, gracias a los avances en los sistemas de comunicación en los últimos años. Existe una creciente demanda de una conexión a Internet más rápida, especialmente cuando utilizamos dispositivos como laptops y teléfonos inteligentes para consumir aplicaciones, juegos y videos que requieren un mayor ancho de banda.
El gobierno argentino, a través del Ente Nacional de Comunicaciones, anunció la asignación completa de la banda de 6 GHz para uso libre. Posteriormente, y mediante Resolución 756/2023, se declaró la banda de frecuencias comprendida entre 5925 y 7125 MHz de uso compartido en el ámbito del territorio nacional y sin requisitos de autorización individual para la operación de sistemas de acceso inalámbrico incluyendo redes radioeléctricas de área local
Como bien aclara la norma, en nuestro país, la banda de 6 GHz está asignada a diferentes servicios, como Servicios Fijos, Fijos por Satélite y Móviles, todos con categoría primaria. Sin embargo, los Sistemas de baja potencia pueden operar en esta banda con categoría secundaria.
Debido a las asignaciones de frecuencias realizadas, el uso predominante de esta banda es para servicios fijos, donde operan una amplia variedad de sistemas como Multicanales Analógicos y Digitales (MXA y MXD) y Transportes de Programas de Televisión (TPTV), entre otros, en todo el país.
En cuanto a las tecnologías de acceso inalámbrico, como las redes radioeléctricas de área local (WAS/RLAN) pertenecientes a los estándares IEEE 802.11 previas a las Resoluciones Nº 581 MM/2018 y N° 4.653 ENACOM/2019, funcionan en nuestro país en modalidad compartida y sin requerir autorización en las bandas de 900 MHz, 2,4 GHz y 5 GHz, según corresponda.
Es dable aclarar, que la implementación de un sistema automatizado de coordinación de frecuencias para la operación de estos sistemas en exteriores no está prevista en la norma ni resulta tener factibilidad técnica.
Antecedentes Internacionales del WI-FI 6: Regulaciones y Normativas en el Uso de Frecuencias. Uso no licenciado.
Explorando los antecedentes a nivel internacional del WI-FI 6 y el uso de bandas específicas, analizaremos brevemente las regulaciones y decisiones adoptadas en diferentes países y regiones para el uso no licenciado de bandas de frecuencia, así como las modalidades de operación establecidas para dispositivos de acceso inalámbrico.
El uso no licenciado implica que los dispositivos WI-FI que operan en la banda no requieren una licencia específica de operación, lo que simplifica el despliegue y reduce los costos para los usuarios y proveedores de servicios. Sin embargo, es importante destacar que, a pesar de ser no licenciado, el uso de esta banda está sujeto a regulaciones y restricciones establecidas por las autoridades reguladoras de cada país o región.
Las regulaciones suelen establecer condiciones técnicas y de operación para garantizar la coexistencia armónica de los dispositivos de RLAN con otros sistemas y servicios existentes en la misma banda y en bandas adyacentes. Estas condiciones pueden incluir límites de potencia de transmisión, densidad espectral máxima y restricciones de uso en espacios interiores o exteriores.
En el caso de los Estados Unidos, La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) ha establecido regulaciones para el uso no licenciado de la banda de 6 GHz. En este sentido, la banda ha sido dividida en cuatro rangos de frecuencia y se han permitido diferentes modalidades de operación no licenciada en cada uno de ellos.
Por otro lado, en Canadá, el Departamento de Innovación, Ciencia y Desarrollo Económico (ISED) ha permitido el uso no licenciado de la banda de 5925 a 7125 MHz para dispositivos de Radio Local Área Network (RLAN) bajo ciertas condiciones.
Además, en Brasil, la Agencia Nacional de Telecomunicaciones (ANATEL) ha fusionado la banda de 5460 a 8025 MHz en un solo bloque de frecuencias y posteriormente estableció las condiciones de operación para los sistemas de Banda Ancha en varias bandas, incluyendo 5150-5350 MHz, 5470-5725 MHz y 5925-7125 MHz.
Por su parte, la Agencia Nacional de Espectro de Colombia, a través de la Resolución N° 737 de 2022, ha asignado el rango de frecuencias de 5925 a 7125 MHz para el uso no licenciado de Sistemas de Acceso Inalámbrico, pero restringe estrictamente el uso de dichos dispositivos a entornos interiores.
Asimismo, en Perú, el Ministerio de Transporte y Comunicaciones ha incorporado la banda de 5925 a 7125 MHz para sistemas de acceso inalámbrico, estableciendo que estos sistemas solo pueden operar en espacios interiores.
En Europa, por su parte, la Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT) está llevando a cabo estudios para evaluar la viabilidad y definir las condiciones técnicas armonizadas de los sistemas de acceso inalámbrico en la banda de frecuencias de 5925-6425 MHz. Con el objetivo de permitir la coexistencia con otros sistemas, se ha aprobado la Decisión ECC 20(01), la cual busca armonizar el uso de la banda de frecuencias de 5945-6425 MHz para las Redes Radioeléctricas de Área Local (RLAN), restringiendo su utilización exclusivamente en entornos interiores y estableciendo las condiciones operativas de estos equipos.
Finalmente, en Chile, la Subsecretaría de Telecomunicaciones (SubTel) ha emitido la Resolución N° 1.985 Exenta, la cual establece la Norma Técnica para equipos de alcance reducido. De acuerdo con esta normativa, los dispositivos que operan en la banda de 5925 a 6425 MHz están destinados únicamente para uso interior y deben cumplir requisitos de transmisión, como una Potencia Isotrópica Radiada Equivalente (PIRE) máxima de 30 dBm y una densidad espectral máxima de 5 dBm/MHz.
Ahora, ¿Qué es el Wifi6?
En términos estrictamente técnicos, el Wifi 6 se refiere a la sexta generación de tecnología de redes de área local inalámbricas, desarrollada por Wi-Fi Alliance y basada en los estándares 802.11ax del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). Esta tecnología permite un rendimiento eficiente de los dispositivos en redes con alta densidad. A lo largo del tiempo, este estándar de red ha evolucionado hasta llegar a su versión mejorada conocida como WI-FI 6E.
El Wi-Fi 6 introduce nuevas tecnologías diseñadas para abordar los desafíos que surgen al conectar numerosos dispositivos a una sola red. Permite una comunicación más eficiente entre los routers y múltiples dispositivos simultáneamente, posibilita la transmisión de datos a varios dispositivos al mismo tiempo y permite que los dispositivos Wi-Fi establezcan programaciones de conexión con el router. Estas funciones combinadas buscan mantener conexiones sólidas a medida que aumenta la demanda de datos por parte de un número creciente de dispositivos.
El término "sistemas de acceso inalámbrico" o "Wireless Access Systems" (WAS) se utiliza comúnmente para referirse a todas las tecnologías de "banda ancha, baja potencia y corto alcance, que operan o pueden operar sin interferencia y sin protección de interferencia". Esto incluye redes RLAN (Radio local área network), redes de área local inalámbrica WLAN, dispositivos Bluetooth y dispositivos basados en los estándares IEEE 802.11 adoptados por la Wi-Fi Alliance bajo el nombre de Wi-Fi.
Inicialmente, las empresas adoptaron la tecnología Wi-Fi principalmente para evitar el uso de cables. Sin embargo, ha evolucionado hasta convertirse en una tecnología que facilita la conectividad en cualquier lugar. Hoy en día, el Wi-Fi está integrado en millones de dispositivos y se utiliza tanto en entornos empresariales como personales.
Además de su integración en teléfonos, el Wi-Fi desempeña un papel fundamental en el mundo del Internet de las cosas (IoT). Como consecuencia de ello, se han desarrollado y continúan desarrollándose miles de productos para mejorar la conectividad en el hogar y en diversas aplicaciones.
En 1999, el comité 802.11 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) desarrolló un conjunto de especificaciones reunidas en el estándar 802.11. Para garantizar la interoperabilidad entre cientos de fabricantes y miles de dispositivos de la familia 802.11, se creó el grupo industrial WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), encargado de certificar los equipos de sus miembros (Wi-Fi Alliance).
El estándar 802.11 forma parte de una familia de estándares para redes de área local y metropolitana. En su lanzamiento, el estándar 802.11 complementó otras tecnologías existentes.
Hasta hace poco, se hacía referencia a las generaciones de Wi-Fi mediante un misterioso esquema de nombres que requería saber si 802.11n era más rápido que 802.11ac, si 802.11ac era más rápido que 802.11af y si alguno de esos nombres eran solo repeticiones sin algún sentido.
Para resolver este entuerto de nombres muchas veces confusos a la hora de utilizarlos, Wi-Fi Alliance decidió cambiar el nombre de las generaciones de Wi-Fi con números de versión simples. Así es como la generación WLAN actual se convirtió en 802.11ac Wi-Fi 5. Y la generación, antes conocida como 802.11ax, ahora se conoce como Wi-Fi 6.
Probablemente no se escuche el nombre Wi-Fi 5 con mucha frecuencia, ya que existe desde hace cinco años y no recibió el nombre hasta octubre de 2018.
WI-FI 6 funciona con las mismas frecuencias portadoras que WI-FI 5, es decir, 2,4 GHz y 5GHz. Aunque en comparación con WI-FI 5, utiliza de una manera más eficiente los canales al permitir que se transmitan más datos a través de ellos. En relación con la generación anterior, incorpora mejoras que sea acumulan para convertirse en una actualización sustancial de la tecnología de red.
Por otro lado, el rendimiento inalámbrico que ofrece WI-FI 6 es cuatro veces mayor que lo que ofrecía Wifi 5, y ello debido a la capacidad MIMO[1], de la antena direccional. Antes, los dispositivos no lograban conectarse debido al exceso de frecuencia. Con la aparición del Internet de las Cosas en las empresas, aumentó la necesidad de contar con dispositivos que requieren acceso a Wifi.
La novedad es que Wifi 6 ofrece acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA) en lugar de OFDM-multiplexación por división de frecuencia ortogonal. Si bien este último es un método útil para descentralizar la conectividad, puede causar severos problemas en cuanto a la latencia.
Velocidad.
La velocidad de WI-FI 6 es de 9,6 Gbps, lo cual implica una mejora significativa de los 3,5 Gbps (Wifi5). La velocidad de WI-FI 6 puede dividirse entre una red completa de dispositivos en lugar de limitarse a una sola PC. Sin embargo, no se trata solo de mejorar la velocidad de los dispositivos individuales, sino de mejorar el rendimiento de red cuando se conectan varios dispositivos.
Los routers WI-FI 6 en mercado están diseñados para actualizar aquellos dispositivos conectados con aquellos datos que necesitan de una manera eficiente y sin inconvenientes. La velocidad individual de los dispositivos es mínima.
Son dos las tecnologías que permiten esta velocidad:
Mu-MIMO
La tecnología MU-MIMO, que significa "Multiple-User MIMO" o MIMO multiusuario, fue introducida en el estándar Wi-Fi 5. Sin embargo, su implementación era opcional y muchos routers Wi-Fi 5 no la incluían, lo que limitaba sus beneficios únicamente a la banda de frecuencia de 5 GHz, ya que en la banda de 2.4 GHz se utilizaba el estándar Wi-Fi 4.
Además del MU-MIMO, otra característica importante para lograr una buena cobertura es el Beamforming, que trabaja en conjunto con el MU-MIMO en routers tanto domésticos como profesionales. El nuevo estándar Wi-Fi 6E, diseñado específicamente para la banda de 6 GHz, también incorpora estas tecnologías clave para mejorar la eficiencia de la red. El objetivo es lograr una mayor velocidad en general, lo cual beneficia a todos los dispositivos inalámbricos conectados a la red.
OFDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal)
Es un método de modulación utilizado en la nueva generación de redes inalámbricas de banda ancha. Ha sido desarrollado para superar la interferencia entre transmisores y receptores, y aprovechar al máximo el espectro de frecuencias. Es la versión multiusuario del sistema OFDM anterior.
Este sistema permite la transmisión simultánea de datos a baja velocidad desde varios usuarios, utilizando un conjunto de subportadoras asignadas a canales con baja interferencia. Además, se encarga de corregir errores de información mediante códigos.
La tecnología OFDMA aumenta la capacidad general de la red, reduce la congestión y el retraso, y mejora la calidad de servicios como VoIP y aplicaciones sensibles al tiempo en la automatización de la industria 4.0. Divide el espectro WiFi en subcanales más pequeños para permitir transmisiones simultáneas de diferentes usuarios, lo que contribuye a la eficiencia de la red en general.
Velocidad del Wifi 6E.
El Wi-Fi 6E es una extensión del Wi-Fi 6 que opera en el espectro de frecuencia de 6 GHz. Es importante destacar que la velocidad del Wi-Fi 6E puede variar dependiendo de varios factores, como la configuración de la red, el entorno y los dispositivos utilizados.
En términos generales, el Wi-Fi 6E ofrece velocidades de conexión más rápidas en comparación con las versiones anteriores de Wi-Fi. Al aprovechar el ancho de banda adicional y menos congestionado en la banda de 6 GHz, el Wi-Fi 6E puede proporcionar velocidades de transferencia de datos más altas y una mejor capacidad de rendimiento.
Es importante tener en cuenta que las velocidades específicas pueden variar según el equipo y las condiciones de la red. En general, el Wi-Fi 6E tiene el potencial de ofrecer velocidades de varios gigabits por segundo, lo que permite una experiencia de usuario más rápida y fluida, especialmente al utilizar aplicaciones y servicios exigentes en términos de ancho de banda.
Beneficios fundamentales para una conectividad mejorada.
WI-FI 6 y su extensión 6E, ofrece una serie de beneficios que abordan desafíos importantes en la conectividad. Estos beneficios incluyen mejor seguridad y eficiencia, una mayor capacidad para la comunicación entre dispositivos de IoT y un acceso instantáneo a contenido de transmisión. Con mejoras con respecto a versiones anteriores, satisface la creciente demanda de conexiones inalámbricas rápidas, confiables y seguras. A continuación, se detallan los principales beneficios.
Mejora de la seguridad.
Las redes inalámbricas están aprovechando las nuevas funciones de WPA3 para garantizar una mayor seguridad. A diferencia de las redes WI-FI anteriores, WI-FI 6 exige el uso de esta función según la acreditación de Wifi Alliance, lo que se traduce en una configuración más segura en general. Aunque la experiencia del usuario es similar, ahora se cuenta con capacidades mejoradas para frustrar los intentos de piratería, reforzar el cifrado y, especialmente, proteger los dispositivos IoT utilizados en diversos sitios.
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Mayor duración de la batería.
WI-FI 6 cuenta con funciones que permiten poner en modo "reposo" la configuración de WI-FI de dispositivos específicos cuando no están en uso. Esto libera ancho de banda al suspender las conexiones inactivas y asignar ese ancho de banda a otros dispositivos activos.
Esta capacidad de WI-FI 6 tiene un impacto significativo en la duración de la batería. Es especialmente relevante en entornos donde se busca desarrollar un espacio seguro, interconectado y eficiente en diversas industrias. Al aprovechar las demandas de baja potencia de WI-FI 6 y fomentar el uso de pequeños sensores IoT, se logra maximizar la eficiencia energética. Estos dispositivos IoT, que tienen limitaciones de capacidad de batería en comparación con los dispositivos personales más grandes, se benefician de las comunicaciones programadas fijas a través de la función Target Wake Time (TWT) de WI-FI 6. TWT permite que los dispositivos IoT y móviles se activen con poca frecuencia para recibir datos almacenados en búfer, lo que contribuye a prolongar la duración de la batería.
Alta velocidad incluso en condiciones de congestión.
A medida que aumenta la cantidad de dispositivos en un entorno, es común experimentar una reducción en la velocidad de la red. Sin embargo, esto no ocurre con WI-FI 6. Esta nueva generación de WI-FI utiliza una técnica llamada acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA) para manejar la carga de manera eficiente. Con OFDMA, un único punto de acceso puede comunicarse simultáneamente con múltiples dispositivos, lo que resulta en un rendimiento óptimo incluso cuando se conectan varios dispositivos a la red.
WI-FI 6 utiliza unidades de recursos de manera dinámica, lo que permite al Punto de Acceso admitir a múltiples clientes de manera simultánea utilizando canales más estrechos dentro de los canales principales. Esto es especialmente beneficioso para aplicaciones que requieren menor ancho de banda. Como resultado, el rendimiento de la red mejora significativamente en entornos con numerosos dispositivos conectados, y los usuarios experimentan una menor competencia por el ancho de banda disponible.
Aumento de la capacidad de los puntos de acceso para soportar IoT y dispositivos móviles
Para garantizar una experiencia de usuario sin fluctuaciones, retrasos o interrupciones durante las sesiones de video y audio, es necesario proporcionar una capacidad adecuada. Esto es posible gracias al mayor rendimiento de los puntos de acceso que ofrece el estándar WI-FI 6. Ahora, WI-FI 6 admite configuraciones de hasta 8 × 8: 8 antenas, en comparación con el máximo anterior de 4 × 4: 4. Esto permite una mayor capacidad de comunicación simultánea, aumenta las velocidades de transmisión y permite que múltiples usuarios se comuniquen simultáneamente sin interferencias.
Beamforming para mayor velocidad y confiabilidad
WI-FI 6 utiliza la tecnología de formación de haces (beamforming) para aumentar la confiabilidad y el rendimiento al dirigir de manera precisa la señal inalámbrica hacia el dispositivo objetivo. En lugar de distribuir la señal de manera uniforme en toda el área, el beamforming concentra la señal en la ruta específica del dispositivo. Esto resulta en una conexión más confiable y velocidades mejoradas.
Flujos espaciales 8X8 para un rendimiento concurrente.
En términos de puntos de acceso, los proveedores inalámbricos ofrecen productos con capacidades de 8×8 y 4×4. Estos números representan la cantidad de flujos espaciales, que desempeñan un papel crucial en el rendimiento general de la red WI-FI. Si bien muchos dispositivos inalámbricos más pequeños pueden admitir hasta 2×2 debido a limitaciones de tamaño y potencia, contar con un router Wifi 6 capaz de transmitir en 8×8 permite atender simultáneamente a más dispositivos y lograr una mayor eficiencia en general. El aumento en el número máximo de flujos espaciales de WI-FI 6 es un factor determinante en el rendimiento global de la red.
Wi-Fi 6 y Wi-Fi 6E, dos tecnologías relacionadas, pero con diferencias claves.
Wi-Fi 6 y Wi-Fi 6E son tecnologías relacionadas, pero con diferencias entre ellas. En primer lugar, Wi-Fi 6 opera en los espectros de frecuencia de 2.4 GHz y 5 GHz, mientras que Wi-Fi 6E se extiende aún mas al espectro de 6 GHz, además de incluir los espectros de 2.4 GHz y 5 GHz. Esto significa que Wi-Fi 6E tiene acceso a un ancho de banda adicional y menos congestionado en la banda de 6 GHz.
En cuanto a la capacidad de canales, Wi-Fi 6 utiliza canales de 20 MHz, 40 MHz y 80 MHz de ancho de banda en los espectros de 2.4 GHz y 5 GHz, lo que permite una mayor eficiencia y velocidad de transmisión. Por otro lado, Wi-Fi 6E puede aprovechar canales aún más amplios de hasta 160 MHz, gracias al acceso al espectro de 6 GHz.
En lo que refiere a la disponibilidad y compatibilidad, Wi-Fi 6 fue el primer estándar en ser lanzado y ha sido ampliamente adoptado en dispositivos y routers nuevos. En cambio, Wi-Fi 6E es una extensión de Wi-Fi 6 y su disponibilidad es más reciente. Para utilizar Wi-Fi 6E, se requieren dispositivos y routers específicamente compatibles con esta tecnología.
Además, Wi-Fi 6E proporciona un menor nivel de interferencia en comparación con los espectros más congestionados de 2.4 GHz y 5 GHz.
En resumen, Wi-Fi 6E amplía el espectro disponible para las redes inalámbricas al incluir la banda de 6 GHz, lo que proporciona más ancho de banda y menos congestión. Esto se traduce en un mayor rendimiento, capacidad y velocidad en comparación con Wi-Fi 6, que opera en los espectros de 2.4 GHz y 5 GHz. Sin embargo, la disponibilidad de dispositivos compatibles con Wi-Fi 6E puede ser más limitada en comparación con Wi-Fi 6.
Para aprovechar al máximo Wi-Fi, tanto los routers como los dispositivos cliente deben ser compatibles con esta tecnología. A medida que más dispositivos habilitados para Wi-Fi 6E ingresen al mercado, se espera una mayor adopción y aprovechamiento de sus beneficios.
Conclusiones.
En conclusión, el Wi-Fi 6 y su extensión 6E se presenta como una notable evolución en las redes inalámbricas, ofreciendo una serie de beneficios significativos. Desde su mayor velocidad y capacidad incluso en entornos congestionados, hasta su mayor eficiencia energética y mejor seguridad, el Wi-Fi 6 satisface las demandas crecientes de conectividad en la era digital.
Con una mayor velocidad y menor latencia, el Wi-Fi 6 permite una experiencia de usuario más fluida, especialmente al transmitir contenido de alta calidad y utilizar aplicaciones exigentes. Además, su capacidad para conectar un mayor número de dispositivos de manera simultánea y su soporte mejorado para Internet de las cosas (IoT) abren nuevas oportunidades en diversos sectores, desde el hogar inteligente hasta las empresas y la industria.
La seguridad mejorada y la capacidad de adaptación a diferentes entornos garantizan una experiencia confiable y protegida para los usuarios. Además, su mayor eficiencia energética prolonga la duración de la batería en dispositivos móviles y contribuye a una mayor sostenibilidad.
En resumen, el Wi-Fi 6 representa un avance significativo en términos de rendimiento, capacidad, seguridad y eficiencia, abriendo un abanico de posibilidades para la conectividad inalámbrica en el presente y el futuro. A medida que más dispositivos y redes adopten esta tecnología, el Wi-Fi 6 y 6E se posiciona como un elemento clave en la era de la conectividad digital, mejorando la forma en que nos conectamos, trabajamos y vivimos en un mundo cada vez más interconectado.
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[1] Múltiple in-Multiple out.