802.11ac: lo standard di reti wireless a 5 GHz

IEEE 802.11ac è uno standard di reti wireless che trasmettono esclusivamente sulla banda dei 5 GHz. Utilizzando i dispositivi giusti, questo permette di raggiungere velocità relativamente elevate.

Che cos’è 802.11ac?

Anche se “802.11ac” può non significare molto, è probabile che abbiate sentito parlare del Wi-Fi 5. IEEE 802.11ac è lo standard di reti WLAN con una velocità di trasmissione dei dati di almeno 5 GHz. Come il suo predecessore e successore 802.11ax, anche 802.11ac è stato definito dall’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Rispetto ai suoi predecessori 802.11b, g, a e n, questo standard, pubblicato ufficialmente alla fine del 2013, crea larghezze di banda significativamente maggiori e velocità di trasmissione nell’ordine dei gigabit. In teoria, la velocità massima di trasmissione dei dati è di 6.933 megabit al secondo. Tuttavia, questo valore è quasi impossibile da raggiungere nella pratica a causa di varie limitazioni.

Come funziona 802.11ac?

Lo standard 802.11ac non è una reinvenzione ma si basa sui suoi predecessori. Rispetto a 802.11n, le innovazioni di IEEE 802.11ac sono poche. Diversi aggiustamenti e ottimizzazioni consentono una velocità di trasmissione significativamente più elevata. Ad esempio, 802.11ac offre canali di trasmissione più ampi che possono essere estesi a 80 MHz o addirittura a 160 MHz. Inoltre, è possibile utilizzare contemporaneamente fino a otto canali MIMO (Multiple Input Multiple Output). Con quattro o più antenne, è anche possibile implementare MIMO multiutente (MUMIMO), a condizione che sia supportato dal punto di accesso e dal client. Vengono inoltre utilizzati metodi di modulazione più elevati, come 256-QAM con FEC 3/4 e 4/5.

Quali sono i vantaggi di IEEE 802.11ac?

Lo standard 802.11ac offre alcuni vantaggi decisivi rispetto ai suoi predecessori: la tecnologia è più potente e, almeno in teoria, più veloce di molte connessioni Ethernet convenzionali. L’utilizzo di una banda da 5 GHz consente di ottenere velocità di trasmissione dei dati significativamente più elevate e minori problemi di larghezza di banda rispetto all’utilizzo di una banda da 2 GHz. Tuttavia, i vantaggi sono evidenti solo se tutti i dispositivi utilizzati supportano 802.11ac, tra questi vi sono i seguenti:

MIMO

MIMO si riferisce alla comunicazione wireless tramite antenne multiple di trasmissione e ricezione. Lo standard 802.11ac consente questa comunicazione con un massimo di otto antenne. Ciò significa che possono fluire contemporaneamente fino a otto flussi di dati, con un conseguente aumento significativo della velocità di trasmissione.

256-QAM

256-QAM (Quadrature Amplitude Modulation, ovvero “modulazione numerica di ampiezza in quadratura”) è uno dei metodi di modulazione più recenti e di maggiore qualità utilizzato anche su 802.11ac. I 256 stanno per le 256 fasi del processo di modulazione. 256-QAM è quattro volte più potente del precedente 64-QAM. Con questo metodo, vengono trasmessi 8 bit per ogni fase di trasmissione.

Beamforming

Il beamforming consiste nel concentrare l’energia di trasmissione su un client specifico. Questo migliora notevolmente la connessione radio. Una stazione radio invia un segnale a un ricevitore attraverso diverse antenne con un ritardo temporale, aumentando la velocità di trasmissione e potenziando il livello di modulazione. IEEE 802.11n offriva già questa possibilità, almeno in teoria, in pratica però i risultati sono stati piuttosto sconfortanti. IEEE 802.11ac consente una ricezione migliore grazie a questa tecnica. Il fattore decisivo in questo caso è che anche il rispettivo dispositivo deve supportare il beamforming.

Fasi di velocità di 802.11ac

In generale, IEEE 802.11ac offre diversi livelli di velocità ma la velocità di trasmissione dipende da diversi fattori. Oltre all’ampiezza del canale, al numero di antenne e al metodo di modulazione, il punto di accesso e il client devono supportare tutte le caratteristiche di prestazione pertinenti. Tuttavia, questo è raro e la maggior parte dei dispositivi dispone di prestazioni limitate, motivo per cui la velocità massima teorica di 6.936 megabit al secondo di 802.11ac non viene quasi mai raggiunta. A tal fine sarebbe necessaria una larghezza di banda massima del canale di 160 MHz, MIMO otto volte maggiore e 256-QAM.

Supporto per DFS e TPC

Come già detto, 802.11ac trasmette esclusivamente nella gamma di frequenze intorno ai 5 GHz. In Europa e in molti altri Paesi, ciò significa che la tecnologia deve supportare DFS e TPC, perché altrimenti le trasmissioni interferirebbero con sistemi importanti come i radar meteorologici regionali poiché DFS (Dynamic Frequency Selection) rileva i segnali radio di altri sistemi. In caso di sovrapposizione, questa funzione consente di passare ad altri canali. Invece, TPC (Transmit Power Control) consente di controllare dinamicamente i punti di accesso o i router e di trasmettere i dati con una potenza di trasmissione inferiore se il collegamento radio è buono.

Se i router o gli access point non supportano DFS e TPC, possono trasmettere solo sui canali da 36 a 48, occupandoli completamente. In questo modo non solo si riduce notevolmente la velocità di trasmissione ma non si può neanche escludere l’accesso da parte di un altro router, il che può portare a gravi compromissioni. I dispositivi che non supportano DFS e TPC sono quindi adatti a IEEE 802.11ac solo in misura molto limitata.