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¿Cuál es la mejor tecnología WiFi para desarrollos IoT?

Analizamos los diferentes estándares WiFi y sus beneficios

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Con más de 450 millones de puntos de conexión Wi-Fi desplegados en 2020 y una base instalada de más de 13 mil millones de dispositivos, Wi-Fi se consagra como una tecnología de éxito mundial.

Probablemente, el Wi-Fi es una de las tecnologías más extendidas de toda la historia. Esta permite establecer una conectividad sin precedentes, a través de una lista casi interminable de tipos de dispositivos. 

El término Wi-Fi fue creado por la Alianza de Compatibilidad de Ethernet Inalámbrico, que más tarde se convirtió en la Wi-Fi Alliance, organización sin ánimo de lucro que tiene como objetivo estandarizar y universalizar el uso de las redes inalámbricas basadas en el protocolo de red IEEE 802.11. 

En abril de 2000, el grupo anunció el primer conjunto de productos certificados Wi-Fi, comenzando con los productos IEEE 802.11b. Ahora, más de 20 años después, hay más de 15 mil millones de productos Wi-Fi en uso en todo el mundo, según datos publicados por la Alianza.

¿Qué tipos de WiFi existen y qué aporta su evolución?

WiFi 1, 2 y 3

WiFi 1, WiFi 2 y WiFi 3 son estándares que no están registrados. Esto probablemente se debe por que la Alianza WiFi consideró que las versiones más antiguas de WiFi no se usaban demasiado. Sin embargo se cree que están asignados de la siguiente forma:

WiFi 1

Debería haber sido 802.11b. Este estándar fue lanzado en 1999, usa la banda de 2.4 GHz y tenía una tasa de transferencia de datos de hasta 11 Mbps.

WiFi 2

Debería haber sido 802.11a. Fue lanzado en 1999, usa la banda de 5GHz y tiene una tasa de transferencia de hasta 54 Mbps.

WiFi 3

Debería haber sido 802.11g.
Este estándar fue lanzado en 2003, usa la banda de 2.4 GHz y tiene una tasa de transferencia de hasta 54 Mbps.

WiFi 4

802.11.n, siendo su nombre completo IEEE 802.11n-2009, es un estándar de redes inalámbricas que fue publicado en 2009.
WiFi 802.11n es también conocido como WiFi 4. 

802.11n permite el uso de dos bandas de radiofrecuencia, 2.4GHz y 5GHz, y puede transmitir datos a velocidades de hasta 600 Mbps. WiFi 802.11n fue también el primer estándar compatible con MIMO (multiple-input-multiple-output, múltiples entradas múltiples salidas). MIMO es una tecnología que permite el uso de múltiples antenas para transmitir más datos combinando corrientes de datos independientes.

Los routers inalámbricos modernos usan el estándar WiFi 4 en la banda de 2.4 GHz. WiFi 4 se usa para conectar dispositivos antiguos a la red, o dispositivos de hogares inteligentes, como enchufes smart, bombillas inteligentes, sensores, etc.

WiFi 5

802.11ac o IEEE 802.11ac es un estándar de redes inalámbricas que fue publicado a finales del 2013. Wi-Fi 802.11ac es conocido también como WiFi 5. 

802.11 es el estándar de redes inalámbrico más común a día de hoy, ya que la mayoría de routers vendidos en los últimos años son compatibles con 802.11ac. Este estándar, tal y como el 802.11n anterior a él, es compatible con MIMO, pero puede ofrecer una velocidad de transferencia de datos máxima de 2.3 Gbps.

El estándar 802.11ac solo funciona en la banda de 5 GHz, pero muchos de los routers compatibles también son compatibles con el estándar 802.11n en la banda de 2.4GHz.

WiFi 6

802.11ax es también conocido como WiFi 6. También se le da el nombre de HEW (High Efficiency Wireless, Red Inalámbrica de Alta Eficiencia) y está diseñado para funcionar en las mismas bandas con frecuencias de 2.4GHz y 5GHz que los estándares que ya hemos mencionado hasta ahora.

Parece ser que también será capaz de trabajar con bandas adicionales de entre 1 y 7 GHz cuando estén disponibles.


El estándar de redes inalámbricas 802.11ax busca mejorar las velocidades promedio de transferencia de datos hasta 4 veces más que el estándar 802.11ac. Debería ofrecer velocidades significativamente mejoradas, especialmente en lugares concurridos como aeropuertos, estaciones de tren, comercios o restaurantes.

WiGig

802.11ad es un estándar de redes inalámbricas, que también es conocido WiGig o 60Ghz WiFi. Este es un tipo de WiFi que, en lugar de usar las bandas inalámbricas tradiciones de 2.4 y 5 GHz, utiliza una sección de microondas del espectro de radio que corre a unos 60 GHz, permitiendo una transferencia de datos increíblemente rápida de hasta 7 Gbps. 

Sin embargo, como trabaja con un rango de frecuencia de microondas, tiene la significante desventaja de no poder traspasar ventanas y su rango de comunicación es solo de 1 a 10 metros. Es increíblemente rápido, pero está diseñado para cubrir solo una habitación sin paredes u obstáculos de por medio.

Existen algunos routers inalámbricos en el mercado compatibles con 802.11ad, pero aun son pocos los dispositivos compatibles con este estándar. 

A modo de resumen, en la siguiente tabla presentamos la evolución que han experimentado las características que ofrecen las distintas versiónes de Wi-Fi que encontramos en el mercado:

Hasta aquí, podemos ver el alcance de la evolución del WiFi y todo lo que ello comporta. En adelante, nos centramos en analizar los beneficios que ha aportado el nuevo estandar WiFi 6 y sus beneficios para el despliegue de redes IoT.

Beneficios del WiFi 6 para el despliegue de redes IoT

Las ventajas principales que la red WiFi 6 ofrece respecto a las demás, especialmente para el desarrollo de redes Internet of Thing, se puede resumir en 3 puntos básicos de importante mejora:

1. Mayor velocidad

Sube de los 6,9 Gbps teóricos de Wi-Fi 5 hasta los 9,6 Gbps para Wi-Fi 6. Es, por tanto, en torno a un 40% más rápida que la versión anterior, al menos en condiciones ideales. Por su parte, la latencia se reduce en torno al 75%.

Además, Wi-Fi 6 puede operar tanto en la frecuencia de los 2,4 GHz como en la de los 5 GHz. Las versiones anteriores podían conectarse tanto a redes Wi-Fi de 2,4 como de 5 Ghz, pero bajo el antiguo estándar 802.11n (ahora Wi-Fi 4).

2. Menor consumo energético

Mayor duración de batería para dispositivos móviles y dispositivos domésticos inteligentes con la función Target Wake Time (TWT).

La función TWT aumenta la eficacia de la comunicación entre sus dispositivos y los canales WiFi del router. Los dispositivos compatibles con TWT entran en un estado de suspensión hasta la hora de activación programada. 

La función TWT reduce el consumo de energía y de ancho de banda.

3. Mayor capacidad

Ofrece mejoras enfocadas en conseguir un mejor rendimiento cuando hay una gran cantidad de dispositivos Wi-Fi conectados a una misma red.

En este sentido,  Wi-Fi 6 cuenta con tres mejoras esenciales

 

1. OFDMA
Se trata de una mejora del sistema OFDM, presente en las anteriores versiones de Wi-Fi, y que permite a los canales subdividirse para ofrecer paso a diferentes usuarios y dispositivos.
 En la práctica, esto supone una menor latencia y eficiencia en una red Wi-Fi cuando hay varios dispositivos conectados.

2. COLORACIÓN BSS
Es una técnica de reutilización especial que usa marcas o "colores" para identificar cada red. Los puntos de acceso usan estos para tomar decisiones sobre si está permitido el uso simultáneo del medio inalámbrico o no.
Esta técnica reduce el problema de interferencias cuando muchas redes vecinas están usando el mismo canal. En la práctica, esto supone menos interferencias que en Wi-Fi 5 y versiones anteriores sin coloración BSS.

3. MU-MIMO
Un router Wi-Fi 6 puede enviar y recibir datos a varios dispositivos a la vez más rápido, en lugar de hacerlo uno a uno formando una cola.
Esto se consigue siempre y cuando el router sea compatible con MU-MIMO y el dispositivo tenga conectividad Wi-Fi 6.

Tras ver los beneficios y las nuevas aportaciones de la tecnología WiFi 6, no debemos olvidar que el WiFi es una tecnología de gran relevancia y necesaria para el progreso de la nueva era de IoT que estamos experimentando en nuestros días.

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