En primer lugar, debemos aclarar que la comunicación 5G no es lo mismo que el Wi-Fi de 5 GHz del que hablaremos hoy. La comunicación 5G es la abreviatura de redes móviles de quinta generación, que se refiere principalmente a la tecnología de comunicación móvil celular. Y nuestro 5G aquí se refiere a los 5 GHz del estándar Wi-Fi, es decir, a la señal Wi-Fi que utiliza la banda de frecuencia de 5 GHz para transmitir datos.
Casi todos los dispositivos Wi-Fi del mercado son compatibles con la banda de 2,4 GHz, y los mejores modelos pueden ser compatibles con ambas, es decir, con 2,4 GHz y 5 GHz. Estos routers de banda ancha se denominan routers inalámbricos de doble banda.
Hablemos ahora de las frecuencias de 2,4 GHz y 5 GHz en la red Wi-Fi que se muestra a continuación.
El desarrollo de la tecnología Wi-Fi tiene una historia de 20 años, desde la primera generación 802.11b hasta la 802.11g, 802.11a, 802.11n y la actual 802.11ax (WiFi6).
estándar Wi-Fi
WiFi es simplemente una abreviatura. En realidad, se trata de un subconjunto del estándar de red inalámbrica local 802.11. Desde su creación en 1997, se han desarrollado más de 35 versiones de diferentes tamaños. Entre ellas, las versiones 802.11a/b/g/n/ac son las más consolidadas.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a es una versión revisada del estándar 802.11 original, aprobado en 1999. El estándar 802.11a utiliza el mismo protocolo central que el estándar original. Su frecuencia de operación es de 5 GHz, emplea 52 subportadoras de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (ODM) y alcanza una velocidad máxima de transmisión de datos de 54 Mb/s, cumpliendo así con los requisitos de rendimiento medio de la red (20 Mb/s).
Debido a la creciente saturación de la banda de frecuencia de 2,4 GHz, el uso de la banda de frecuencia de 5 GHz representa una mejora importante con respecto al estándar 802.11a. Sin embargo, también presenta inconvenientes. El alcance de transmisión es menor que el de 802.11b/g; en teoría, las señales de 5 GHz son más susceptibles a ser bloqueadas y absorbidas por las paredes, por lo que la cobertura de 802.11a es inferior a la de 801.11b. Si bien 802.11a también puede sufrir interferencias, debido a la escasez de señales interferentes cercanas, suele ofrecer un mejor rendimiento.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b es un estándar para redes inalámbricas de área local. Su frecuencia portadora es de 2,4 GHz, lo que permite velocidades de transmisión de 1, 2, 5,5 y 11 Mbit/s. A veces se le denomina erróneamente Wi-Fi. De hecho, Wi-Fi es una marca registrada de la Wi-Fi Alliance. Esta marca solo garantiza la compatibilidad entre productos que la utilizan, y no tiene relación con el estándar en sí. En la banda de frecuencia ISM de 2,4 GHz, existen 11 canales con un ancho de banda de 22 MHz, que corresponden a bandas de frecuencia superpuestas. El sucesor de IEEE 802.11b es IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
El estándar IEEE 802.11g se aprobó en julio de 2003. Su frecuencia portadora es de 2,4 GHz (igual que la de 802.11b), con un total de 14 bandas de frecuencia. La velocidad de transmisión original es de 54 Mbit/s, y la velocidad de transmisión neta es de aproximadamente 24,7 Mbit/s (igual que la de 802.11a). Los dispositivos 802.11g son compatibles con versiones anteriores de 802.11b.
Posteriormente, algunos fabricantes de routers inalámbricos desarrollaron nuevos estándares basados en el estándar IEEE 802.11g en respuesta a las necesidades del mercado, y aumentaron la velocidad de transmisión teórica a 108 Mbit/s o 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n es un estándar desarrollado a partir de 802.11-2007 por un nuevo grupo de trabajo formado por IEEE en enero de 2004 y aprobado formalmente en septiembre de 2009. El estándar incorpora soporte para MIMO, lo que permite un ancho de banda inalámbrico de 40 MHz, y la velocidad máxima de transmisión teórica es de 600 Mbit/s. Asimismo, mediante el uso del código de bloques espacio-temporales propuesto por Alamouti, el estándar amplía el alcance de la transmisión de datos.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac es un estándar de comunicación de red inalámbrica 802.11 en desarrollo que utiliza la banda de frecuencia de 6 GHz (también conocida como banda de frecuencia de 5 GHz) para la comunicación en redes de área local inalámbricas (WLAN). En teoría, puede proporcionar un ancho de banda de al menos 1 Gigabit por segundo para comunicaciones WLAN multiestación, o al menos 500 megabits por segundo (500 Mbit/s) para el ancho de banda de transmisión de una sola conexión.
Adopta y amplía el concepto de interfaz aérea derivado de 802.11n, incluyendo: mayor ancho de banda de RF (hasta 160 MHz), más flujos espaciales MIMO (hasta 8), MU-MIMO y demodulación de alta densidad (modulación de hasta 256QAM). Es un posible sucesor de IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
En 2017, Broadcom lideró el lanzamiento del chip inalámbrico 802.11ax. Dado que el estándar anterior, el 802.11ad, operaba principalmente en la banda de frecuencia de 60 GHz, si bien la velocidad de transmisión era mayor, su cobertura era limitada, convirtiéndose en una tecnología funcional que complementaba al 802.11ac. Según el proyecto oficial del IEEE, la sexta generación de Wi-Fi que hereda del 802.11ac es el 802.11ax, y desde 2018 se ha lanzado un dispositivo compatible para compartir la conexión.
La diferencia entre 2,4 GHz y 5 GHz
La primera generación del estándar de transmisión inalámbrica IEEE 802.11 nació en 1997, por lo que muchos dispositivos electrónicos que generalmente usan la frecuencia inalámbrica de 2.4 GHz, como hornos microondas, dispositivos Bluetooth, etc., interferirán en mayor o menor medida con el Wi-Fi de 2.4 GHz, por lo que la señal se ve afectada en cierta medida, al igual que en una carretera por la que circulan carruajes tirados por caballos, bicicletas y automóviles al mismo tiempo, y la velocidad de los automóviles se ve afectada naturalmente.
La tecnología Wi-Fi de 5 GHz utiliza una banda de frecuencia más alta para reducir la congestión de canales. Emplea 22 canales que no interfieren entre sí. En comparación con los 3 canales de 2,4 GHz, reduce significativamente la congestión de la señal. Por lo tanto, la velocidad de transmisión de 5 GHz es más rápida que la de 2,4 GHz.
La banda de frecuencia Wi-Fi de 5 GHz que utiliza el protocolo 802.11ac de quinta generación puede alcanzar una velocidad de transmisión de 433 Mbps con un ancho de banda de 80 MHz, y una velocidad de transmisión de 866 Mbps con un ancho de banda de 160 MHz, lo que supone una gran mejora en comparación con la velocidad de transmisión máxima de 300 Mbps de la banda de 2,4 GHz.
5 GHz sin obstáculos
Sin embargo, la tecnología Wi-Fi de 5 GHz también tiene inconvenientes. Estos radican en la distancia de transmisión y la capacidad de atravesar obstáculos.
Debido a que el Wi-Fi es una onda electromagnética, su principal método de propagación es la propagación en línea recta. Cuando encuentra obstáculos, produce penetración, reflexión, difracción y otros fenómenos. Entre ellos, la penetración es el principal, y una pequeña parte de la señal se ve afectada por la reflexión y la difracción. Las características físicas de las ondas de radio son que cuanto menor es la frecuencia, mayor es la longitud de onda, menor es la pérdida durante la propagación, mayor es la cobertura y más fácil es sortear los obstáculos; cuanto mayor es la frecuencia, menor es la cobertura y más difícil es rodear los obstáculos.
Por lo tanto, la señal 5G de alta frecuencia y longitud de onda corta tiene un área de cobertura relativamente pequeña, y su capacidad para atravesar obstáculos no es tan buena como la de 2,4 GHz.
En cuanto al alcance de transmisión, la red Wi-Fi de 2,4 GHz puede alcanzar una cobertura máxima de 70 metros en interiores y de 250 metros en exteriores. Por otro lado, la red Wi-Fi de 5 GHz solo alcanza una cobertura máxima de 35 metros en interiores.
La siguiente figura muestra una comparación de la cobertura de Ekahau Site Survey entre las bandas de frecuencia de 2,4 GHz y 5 GHz para el diseñador virtual. El verde más oscuro de las dos simulaciones representa una velocidad de 150 Mbps. El rojo en la simulación de 2,4 GHz indica una velocidad de 1 Mbps, y el rojo en la de 5 GHz indica una velocidad de 6 Mbps. Como puede observarse, la cobertura de los puntos de acceso de 2,4 GHz es ligeramente mayor, pero las velocidades en los límites de la cobertura de 5 GHz son superiores.
5 GHz y 2,4 GHz son frecuencias diferentes, cada una con sus ventajas para las redes Wi-Fi, y estas ventajas pueden depender de cómo se configure la red, especialmente teniendo en cuenta el alcance y los obstáculos (paredes, etc.) que la señal pueda necesitar cubrir. ¿Es demasiado?
Si necesita cubrir un área mayor o lograr una mejor penetración en las paredes, la frecuencia de 2,4 GHz será la más adecuada. Sin embargo, si no presenta estas limitaciones, la de 5 GHz es una opción más rápida. Al combinar las ventajas y desventajas de estas dos bandas de frecuencia mediante el uso de puntos de acceso de doble banda en implementaciones inalámbricas, podemos duplicar el ancho de banda, reducir el impacto de las interferencias y disfrutar de una red Wi-Fi superior en todos los aspectos.
Fecha de publicación: 9 de junio de 2021