Por Mehmet Yavuz, Director de Tecnología, Ruckus Networks
El
mundo del Wi-Fi está evolucionando a gran velocidad, y su crecimiento
es continuo. Es un servicio ubicuo, el Wi-Fi se ofrece en una amplia
variedad de lugares, incluyendo oficinas corporativas, escuelas,
universidades, estadios, aeropuertos, hoteles y centros de transporte.
Actualmente,
a la conectividad Wi-Fi veloz y confiable se le considera
una necesidad humana básica. Por tanto, el consumo de datos Wi-Fi sigue
superando a la telefonía celular por un amplio margen, a pesar de la
promoción de planes de datos ilimitados que ofrecen las principales
operadoras. De acuerdo con Cisco VNI Forecast,
se prevé que para 2021 Wi-Fi transporte 2.5 veces más del tráfico de
internet global que las redes celulares.
El
aumento masivo de dispositivos que exigen conexiones Wi-Fi estables
ha servido como un catalizador de la innovación en el espectro no
concesionado. De hecho, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) en
los Estados Unidos, votó de manera unánime por que se libere 1.2GHz
adicional del espectro no concesionado de la banda
de 6GHz. La disponibilidad de espectro adicional es bastante oportuna,
pues los casos de uso de Wi-Fi se han ampliado considerablemente para
integrar un sinfín de dispositivos de Internet de las Cosas (IoT),
hogares inteligentes, así como implementaciones
exteriores y entornos de alta densidad. En estos lugares normalmente
existe una densa congregación de dispositivos conectados que compiten
por el tiempo aire, lo que crea un espectro Wi-Fi ruidoso, aumenta la
interferencia y degrada la experiencia del usuario.
En
particular, los entornos de alta densidad plantean un gran desafío
para las redes Wi-Fi actuales, ya de por sí sobrecargadas. La cruda
realidad de un espectro limitado se agrava aún más por el hecho de que
el número de usuarios y clientes inalámbricos sigue en aumento, con
cerca de 9 mil millones de dispositivos Wi-Fi vendidos.
Además, se prevé que el número de dispositivos conectados en un hogar
típico alcance más de 50 para 2022. Es bastante común ver que los
hogares promedio en los países desarrollados cuentan con cámaras de
seguridad inteligente, termostatos, detectores de humo,
timbres, sistemas de aspersión y puertas de garaje que se conectan a
las redes Wi-Fi.
Evidentemente,
el Wi-Fi de alto desempeño se está convirtiendo en un
requerimiento crítico para una amplia gama de nuevos dispositivos,
aplicaciones y servicios los cuales incluyen bajo ancho de banda,
aplicaciones de paquetes pequeños como las llamadas Wi-Fi, sensores de
IoT que envían o toman datos cada cierto número de segundos
y aplicaciones que requieren mucho ancho de banda como la transmisión
de video. No sorprende que se prevea que el video comprenda el 75% de
todo el tráfico de datos móvil para 2023. Un porcentaje importante de
este tráfico no homogéneo -que se descarga a las
redes Wi-Fi- incluye aplicaciones de transmisiones sociales en vivo que
son sensibles a la latencia con altos requerimientos de disponibilidad
de los enlaces y video interactivo bajo demanda. Son varios los factores
que provocan el aumento en el consumo de
video, como pantallas más grandes y procesadores más veloces, más
contenido que consume muchos datos o la creciente popularidad de las
tecnologías de RA/RV.
¿Cuál es entonces el verdadero problema? La explosión de dispositivos
conectados y del tráfico requiere una implementación inalámbrica más
eficiente que la que ofrece la red actual. La evolución de 802.11 (a, b,
g, n, ac) ha ofrecido velocidades de datos mucho
más altas con modulación mejorada, agrupación de canales y MIMO. De
hecho, Wi-Fi 5 (802.11ac) ha hecho un extraordinario trabajo para
alcanzar velocidades de procesamiento de gigabits. Sin embargo, los
matices del uso de Wi-Fi en la vida real, particularmente
en escenarios de alta densidad, evita que los usuarios se beneficien de
velocidades de datos más altas. El estándar
Wi-Fi 6 (802.11ax) revierte
esta tendencia al enfocarse en la eficiencia en lugar de la velocidad
de datos. En efecto, Wi-Fi 6 (802.11ax) es inteligentemente determinista
en lugar de basarse arbitrariamente en la contención, con los puntos de
acceso Wi-Fi 6 (802.11ax) que hacen un uso
efectivo del espectro y optimizan el rendimiento en los entornos densos
y congestionados.
En
otras palabras, a manera de analogía, las implementaciones Wi-Fi
congestionadas son como el tráfico vehicular que avanza lentamente. Un
mayor número de vehículos en las calles -sedanes, camionetas, grandes
vehículos y motocicletas – reduce la velocidad promedio y afecta
negativamente la experiencia del conductor (el usuario).
Sin embargo, construir una carretera Wi-Fi 6 (802.11ax) de varios
carriles que incluya carriles para autos que llevan más de un pasajero
permite un rendimiento promedio más alto por usuario al ampliar la
capacidad y optimizar la eficiencia. Para estar seguro,
Wi-Fi 6 (802.11ax) está diseñado para entornos de alta densidad, con el
entendimiento de que no todos los vehículos que están en la carretera
necesitan ir a la misma velocidad. Por ejemplo, algunos dispositivos y
aplicaciones tienen demandas de latencia específicas
o necesidades de tráfico explosivas, mientras que otras aplicaciones
requieren que la batería tenga larga duración. Wi-Fi 6 satisface todos
estos requerimientos.
Veamos más de cerca las principales funcionalidades y beneficios de
los puntos de acceso (PA) Wi-Fi 6 (802.11ax):
§
Transmisión multiusuario simultánea: Esto
se logra efectivamente con MU-MIMO y OFDMA (dos
técnicas que se han utilizado ampliamente en el mundo celular), al
enfocarse en el rendimiento promedio por estación, en lugar la potencia
total. Son técnicas
complementarias
en ambas direcciones (ascendente y descendente) que entregan
eficientemente diversos tipos de tráfico (como mensajes de texto,
transmisión de video, etc.) a múltiples usuarios simultáneamente.
Mientras que MU-MIMO es útil cuando varios usuarios tienen tráfico
de buffer completo que enviar, OFDMA ofrece un beneficio máximo cuando
múltiples usuarios tienen pequeñas cantidades de datos.
§
Programación de Recursos de Carga: Esta
funcionalidad es tal vez la innovación más importante y el aspecto más
desafiante de Wi-Fi 6 (802.11ax). Con la programación de recursos
ascendentes, el punto de acceso asigna de forma determinista los
recursos, coordina y programa la transmisión simultánea
de múltiples clientes.
§
Reutilización espacial: Múltiples
punto de acceso operan en un canal compartido mitigando la
interferencia de los co-canales. Esto se logra gracias a la técnica de
reutilización espacial conocida como
BSS
Coloring, la cual permite que los dispositivos en un BSS ignoren los cuadros de otros BSSs en el mismo canal, que normalmente
están a cierta distancia uno del otro.
§
Mejora la eficiencia energética de la estación: Usando
una técnica conocida como Target
Wake Time (TWT), los STAs pueden ‘dormir’ más tiempo, reduciendo así el consumo de energía.
El punto de acceso se coordina con los STAs para despertar a intervalos
específicos y programados para intercambiar cuadros de datos.
§
Refuerza las operaciones interiores y exteriores: Wi-Fi
6 (802.11ax) incluye mecanismos como largos símbolos OFDM para
optimizar múltiples rutas y soporta implementaciones robustas en
exteriores.
§
Modulación de órdenes más altas: Con
1024QAM, Wi-Fi 6 puede elevar la capacidad un 25% sobre 256QAM, particularmente en distancias cercanas.
En
conclusión, ofrecer una cobertura Wi-Fi veloz y confiable en
implementaciones de alta densidad con puntos de acceso Wi-Fi 5
(802.11ac)
más antiguos es cada vez más difícil a medida que la transmisión de
video 4K y otras formas de contenido se vuelve la norma. Es por eso
precisamente que el nuevo estándar Wi-Fi (802.11ax) ofrece un aumento de
la capacidad de hasta cuatro veces respecto a su
predecesor, Wi-Fi 5 (802.11ac). Con Wi-Fi 6 (802.11ax) múltiples puntos
de acceso implementados en entornos de dispositivos densos pueden
ofrecer conjuntamente la calidad de servicio necesaria a más clientes
con perfiles de uso más diversos. Desde nuestra
perspectiva, Wi-Fi 6 (802.11ax) está teniendo un papel crítico en
ayudar a Wi-Fi a evolucionar hacia una tecnología inalámbrica
determinística que aumenta significativamente el rendimiento agregado de
la red para lugares con alta densidad y mucho más.
