¿Cuál es la mejor tecnología WiFi para desarrollos IoT?

En un mundo cada vez más interconectado, la tecnología WiFi sigue siendo un pilar fundamental para el desarrollo del Internet de las Cosas (IoT). Con más de 13 mil millones de dispositivos conectados globalmente, el WiFi no solo ha revolucionado la comunicación, sino que se ha adaptado a entornos cada vez más complejos y densos.

Tabla de contenidos

Puntos clave que trataremos en este artículo

¿Qué es el WiFi?
La evolución histórica de los estándares WiFi.
La comparación entre los diferentes estándares (WiFi 4, WiFi 5, WiFi 6, WiFi6 E, WiFi 7 y WiGig).
Los beneficios concretos de WiFi para el IoT.
Preguntas frecuentes para despejar dudas comunes.

¿Qué significa WiFi?

El WiFi es una tecnología que permite la conexión inalámbrica de dispositivos a redes de área local mediante ondas de radio. Se basa en el estándar IEEE 802.11 y facilita la transmisión de datos a alta velocidad sin necesidad de cables. Esta tecnología es fundamental tanto en hogares como en empresas, ya que posibilita el acceso a Internet y la comunicación entre dispositivos de forma rápida y eficiente.

Probablemente, 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 25 años después, hay más de 13 mil millones de productos Wi-Fi en uso en todo el mundo, según datos publicados por la Alianza.

Además, el WiFi ha evolucionado a lo largo de los años, adaptándose a las crecientes demandas de conectividad y rendimiento, lo que lo convierte en un componente esencial en el desarrollo de soluciones IoT.

¿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 – IEEE 802.11n (2009)

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.

-Banda: 2.4 GHz y 5 GHz.
-Velocidad: Hasta 600 Mbps.
-Innovación: Introducción del MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) para mejorar la transmisión de datos.

WiFi 5 – IEEE 802.11ac (2013)

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.

-Banda: Principalmente 5 GHz (con compatibilidad para 2.4 GHz en algunos dispositivos).
-Velocidad: Hasta 2.3 Gbps.
-Características: Mayor rendimiento en entornos con alta demanda y mejor calidad de transmisión.

WiFi 6 – IEEE 802.11ax (2019)

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.

-Banda: Opera en 2.4 GHz y 5 GHz, con la perspectiva de incorporar nuevas bandas (entre 1 y 7 GHz).
-Mejora: Incremento de la eficiencia en la transferencia de datos hasta 4 veces respecto a WiFi 5, ideal para entornos densamente poblados.

WiFi 6E

WiFi 6E es una extensión del WiFi 6 que añade soporte para la banda de 6 GHz, abriendo nuevos canales y ofreciendo mayor capacidad y menos interferencias. Esta extensión permite aprovechar el espectro adicional para mejorar la eficiencia y el rendimiento, especialmente en entornos con alta densidad de dispositivos.

-Banda: Además de operar en 2.4 GHz y 5 GHz como WiFi 6, WiFi 6E opera en la nueva banda de 6 GHz.
-Ventajas: Mayor cantidad de canales disponibles, reducción de interferencias y, en consecuencia, un rendimiento superior en áreas congestionadas.
-Aplicaciones: Ideal para aplicaciones que requieren alta velocidad y estabilidad en la conexión, como entornos de alta demanda y dispositivos IoT avanzados.

WiFi 7 – IEEE 802.11be (Próximo estándar)

WiFi 7, también conocido como 802.11be, es la próxima gran evolución en estándares inalámbricos. Aunque aún se encuentra en fase de desarrollo y ratificación, promete ofrecer mejoras significativas en términos de velocidad, capacidad y eficiencia.

-Velocidades Teóricas: Se proyectan velocidades muy superiores, pudiendo alcanzar cifras teóricas de hasta 40 Gbps.

-Mejor Gestión de Interferencias: Mayor eficiencia en entornos con alta densidad de dispositivos.

-Multi-Link Operation: Capacidad para utilizar múltiples enlaces simultáneamente, lo que reduce la latencia y mejora la estabilidad de la conexión.

-Estado Actual: Aunque varios fabricantes ya anuncian productos “WiFi 7 ready”, se espera que la ratificación oficial del estándar se produzca en los próximos años (2024-2025).

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

WiGig – IEEE 802.11ad (2012)

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

-Banda: 60 GHz.
-Velocidad: Hasta 7 Gbps.
-Limitación: Alcance reducido (1 a 10 metros) y dificultades para atravesar obstáculos como paredes.

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

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:

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 opera también en la frecuencia de los 2,4 GHz que se creía casi en desuso. Las versiones anteriores podían conectarse tanto a redes Wi-Fi 2,4 GHz como 5 GHz, pero bajo el antiguo estándar 802.11n (ahora Wi-Fi 4).
Menor consumo energético: mayor duración de batería para dispositivos móviles y dispositivos domésticos inteligentes con la función Target Wake Time (TWT).Esta permite establecer intervalos fijos de la comunicación de forma que los dispositivos entren en suspensión cuando no necesitan estar enviando o recibiendo datos.La función TWT reduce el consumo de energía de forma sustancial.
Mayor capacidad: las mejoras enfocadas en conseguir una red más eficiente para soportar muchos dispositivos conectados simultáneamente.

Con estas mejoras Wi-Fi 6 presenta tres mejoras esenciales:

OFDMA: Se parte de la idea del sistema OFDM, presente en versiones anteriores de Wi-Fi y se le añade la posibilidad de ‘subdividir’ para dar servicio a varios dispositivos de forma simultánea sin perder ancho de banda.
Coloración BSS: En entornos muy concurridos se etiqueta cada red con una marca o ‘color’ para identificar rápidamente qué red está usando cada canal y, de esta forma, reducir las interferencias y optimizar la asignación de canales.
MU-MIMO: Wi-Fi 6 puede enviar y recibir datos a varios dispositivos a la vez en 2.4 GHz y en 5 GHz. En Wi-Fi 5 solo existía la posibilidad de MU-MIMO en modo ‘downlink’ y solo en la banda de 5 GHz, mientras que con MU-MIMO y el dispositivo tenga conectividad Wi-Fi 6, se puede contar con modo ‘uplink’.

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.

¿Qué aportamos en Monolitic?

En Monolitic llevamos más de 35 años trabajando en la comercialización de soluciones de hardware y comunicaciones industriales para el mercado industrial español. Esta experiencia es la que nos permite posicionarnos como expertos tecnológicos, especialmente comprometidos en impulsar el negocio de nuestros clientes a través de la tecnología y los procesos de transformación digital de la industria conectada.

Trabajamos con varios fabricantes especializados en tecnologías WiFi, por lo que tenemos una gran variedad de productos y expertise en las diferentes aplicaciones en las cuales puede encajar dicha banda.

Preguntas Frecuentes sobre tecnologías WiFi

1. ¿Cuál es la principal diferencia entre WiFi 5 y WiFi 6?

WiFi 6 ofrece una mayor eficiencia en la gestión de múltiples conexiones y reduce la latencia, lo que es crucial en entornos densos, mientras que WiFi 5 se centra principalmente en ofrecer mayores velocidades de transferencia en escenarios con menos dispositivos conectados.

2. ¿En qué escenarios resulta más conveniente utilizar WiGig?

WiGig es ideal para entornos donde se requiere una transmisión de datos a altísima velocidad en distancias cortas y sin obstáculos, como en oficinas o salas de conferencias, pero no es adecuado para espacios amplios o con barreras físicas.

3. ¿El WiFi es una tecnología adecuada para todos los desarrollos IoT?

Si bien el WiFi es excelente para aplicaciones IoT que requieren alta velocidad y una buena gestión de múltiples dispositivos, en escenarios de baja potencia o de cobertura muy extendida pueden considerarse otras tecnologías como LoRaWAN o NB-IoT.

4. ¿Cuándo es recomendable actualizar la infraestructura WiFi en un entorno IoT?

Es aconsejable evaluar la densidad de dispositivos y la demanda de datos. Si se detectan problemas de congestión o se requiere mayor eficiencia en la conexión, la actualización a WiFi 6 puede ofrecer mejoras significativas.