Colpo di spugna

Protocolli
WI-FI
802.11.ac: progettato per il 1080p
S
ono già disponibili i primi prodotti compatibili con la quinta
generazione dello standard Wi-Fi denominata 802.11.ac. La larghezza
di banda raggiunge i 160 MHz con un data rate teorico che sfiora i 7 Gbps.
Ciascuna nuova versione dello standard 802.11,
quello che supporta un collegamento Wi-Fi, produce
un considerevole aumento delle prestazioni, per due
principali motivi:
– l’uso intensivo delle reti Wi-Fi porta ad una veloce
saturazione dell’etere, sia in ambito domestico che
commerciale; è necessario così disporre di nuove
bande di frequenza con canali a maggior larghezza di
banda, per evitare fastidiose interferenze;
– oggi, lo streaming Wi-Fi di un contenuto video
HD è sempre più praticato; per evitare continue
interruzioni nella visione di un video HD bisogna
incrementare la velocità di trasmissione e adottare
antenne di ricezione/trasmissione sempre più evolute.
Raffronto fra gli standard 802.11.n e 802.11.ac riguardo alla distanza
di copertura e alla velocità di trasmissione.
La nuova versione ac
Wireless AC (anche 5G oppure Wi-Fi Gigabit) è
la nuova versione del protocollo IEEE 802.11 su cui
si basano i collegamenti Wi-Fi. Questa versione
è stata sviluppata per consentire di superare
le capacità delle attuali reti Wi-Fi migliorando
velocità e affidabilità, indipendentemente dall’uso
che gli utenti fanno sulla rete o dal numero di reti
presenti nelle vicinanze. Ad esempio, il numero
dei canali wireless non sovrapposti passa dai tre
disponibili con la precedente versione 802.11n,
a ben diciannove. Aumenta anche la larghezza
di banda assegnata a ciascun canale: dai 20/40
MHz del protocollo 811.11.n a 80/160 MHz
della versione Wireless AC. Applicazioni come lo
streaming video HD sulla rete locale risultano ora
più performanti. A differenza delle reti wireless
più vecchie, che utilizzano la frequenza 2,4 GHz
(ormai sovraccaricata dai dispositivi wireless che
usiamo ogni giorno), il Wireless AC utilizza la
banda a 5 GHz, meno congestionata per il minor
numero di dispositivi che la utilizzano. Viene
mantenuta, però, anche la banda a 2,4 GHz per
assicurare la retro compatibilità. Il Wireless AC
supporta diversi dispositivi contemporaneamente
in rete, regolando automaticamente i segnali
wireless per fornire un collegamento ottimizzato
per ciascuno. In più, rendendo disponibile una
maggiore quantità di dati in meno tempo,
contribuisce a estendere l’autonomia della
batteria dei dispositivi mobili.
La tecnologia MU-MIMO
La tecnologia Beamforming consente di contenere l’area coperta
per ridurre fastidiose interferenze.
10
Sistemi Integrati - Audio/Video Volume 4 - 2013
Il MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input
Multiple-Output), presente nello standard
802.11ac, incrementa la velocità di trasmissione
dell’access point perché trasmette a più client,
contemporaneamente, flussi di dati indipendenti.
Il MU-MIMO differisce dal MIMO implementato
nello standard 802.11 perché le trasmissioni
vengono effettuate a diversi dispositivi riceventi.
Il numero di streaming è definito dal numero di
canali di trasmissione dell’Access Point.
U
n profilo diverso
dagli altri della
famiglia 802.11, che
opera ad una frequenza
di 60 GHz garantendo
una velocità di
trasferimento adeguata
perfino a contenuti
video 8K non compressi.
WI-FI/WIGIG
802.11.ad: 7Gbps, fino a 10 metri
Mentre l’802.11ac rappresenta un’evoluzione della
specifica 802.11n, l’802.11ad interpreta un paradigma
completamente nuovo. Le bande wireless a 2,4 e 5 GHz,
in alcuni casi, sono già piuttosto congestionate. Inoltre,
questi profili non sono in grado di garantire velocità di
trasmissione adeguate alle applicazioni emergenti, sia
business che consumer. Ad esempio, la trasmissione dati di
contenuti multimediali non compressi come l’Ultra HD, gli
ormai noti 4K e 8K (con risoluzione rispettivamente di 3840
x 2160 e 7680 x 4320 pixel), oppure lo streaming video dei
contenuti 3D, devono essere gestiti in modo diverso.
Larghezza di banda
e frequenza di trasmissione
In sintesi, la quantità dei dati trasmessi è correlata
alla larghezza di banda della modulazione: una grande
quantità di dati richiede un’altrettanto ampia allocazione
dello spettro. Per una ragione legata alle economie di
scala dovute alla produzione industriale è necessario che
la larghezza di banda della modulazione rappresenti una
piccola percentuale della frequenza di trasmissione. Per
tutti questi motivi il profilo ‘ad’ utilizza la banda a 60 GHz,
non licenziata a livello globale. In Europa la disponibilità di
questa banda è totale e si estende da 57 a 66 GHz.
Distanze fino a 10 metri
Poiché una trasmissione a 60 GHz soffre di grande
attenuazione quando si propaga attraverso le barriere
fisiche, la bassa potenza di emissione tipica del profilo ‘ad’
non è in grado di coprire distanze elevate, anzi la necessità
primaria è quella di stabilire un link all’interno di uno
stesso ambiente e comunque con tratte non superiori a 10
metri. Ciò viene considerato un vantaggio perché riduce la
probabilità di interferenza co-canale e aumenta la densità
potenziale di riutilizzo della frequenza. Un altro vantaggio
tipico della portata limitata riguarda il fatto che i contenuti
viaggiano più sicuri, essendo meno esposti a intrusioni. La
canalizzazione raccomandata da ITU-R comprende quattro
canali larghi ciascuno 2,16 GHz. La loro frequenza centrale
è la seguente: 58,32/60,48/62,64/64,80 GHz.
IEEE 802.11: LE PRESTAZIONI
Standard Anno
Banda di
Larghezza
Modulazione
Tecnologia
Data Rate
frequenze
di banda
Antenna
massimo
802.11a
1999
5 GHz
20 MHz
OFDM
-
54 Mbps
802.11b
1999
2,4 GHz
20 MHz
CCK
-
11 Mbps
802.11g
2003
2,4 GHz
20 MHz
CCK, OFDM
-
54 Mbps
802.11n
2009
2,4/5 GHz
20/40 MHz
OFDM
4x4 MIMO, 600 Mbps
(fino a 64 QAM)
beamforming
802.11ac
2014
2,4/5 GHz 40/80/160 MHz
OFDM
MIMO 8x8, MU-MINO, 6,93 Gbps
(fino a 256 QAM)
beamforming
802.11ad
2014 2,4/5/60 GHz
2,16 GHz
SC/OFDM
MIMO >10x10, 6,76 Gbps
beamforming
Applicazioni
Internet
Internet/email
Navigazione web evoluta,
down/upload di quatità di dati
Streaming video
a risoluzione standard
Copertura in tutta la casa
di streaming video Full HD
Trasmissioni a raggio cortissimo
per video Ultra HD non compressi
Sistemi Integrati - Audio/Video Volume 4 - 2013
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