Sommario
La larghezza di banda delle reti Wi-Fi è aumentata costantemente nel corso della vita dello standard. Per oltre due decenni, le reti wireless hanno registrato un drastico aumento della velocità di rete.
In questo articolo esploreremo la storia e l'evoluzione del Wi-Fi e analizzeremo come e perché la velocità massima della tecnologia è aumentata... e continua a farlo!
Evoluzione delle reti wireless
Il Wi-Fi è definito dallo standard IEEE 802.11. Lo standard originale, pubblicato nel 1997, offriva una larghezza di banda massima di 2 Mbps. La versione più recente della tecnologia, definita dallo standard IEEE 802.11be, che dovrebbe essere pubblicata ufficialmente all'inizio del 2024, dovrebbe offrire una capacità di banda di 40 Gbps.
Si tratta di un fenomenale aumento di 20.000 volte della velocità di banda!!!
Progressione storica della larghezza di banda delle reti wireless
Di seguito sono illustrate le principali tappe dello sviluppo del Wi-Fi e sono riportate le date, la velocità massima e le frequenze utilizzate da ogni standard. È incluso anche il nome ufficiale dello standard Wi-Fi che è stato utilizzato per le iterazioni più recenti dello standard:
- 1997
- 1999
- 1999
- 2003
- 2008
- 2014
- 2019
- 2020
- 2024*
\* Stimato
Cosa influisce sulla velocità della rete Wi-Fi?
Molti fattori di una rete Wi-Fi influenzano la larghezza di banda raggiungibile dalla rete, tra cui quelli che incidono maggiormente sulla larghezza di banda:
- Bande di frequenza utilizzate
- Larghezza del canale
- Metodi di modulazione
- Disposizioni per l'antenna
- Potenza del processore
Bande di frequenza
La frequenza del segnale wireless utilizzato per trasmettere i dati influisce sulla capacità massima del collegamento wireless. In genere, più alta è la frequenza, maggiore è la velocità che si può raggiungere, perché le frequenze più alte hanno una maggiore capacità e densità di dati.
Bande di frequenza senza licenza
Il Wi-Fi utilizza bande di frequenza senza licenza, disponibili nella maggior parte dei paesi del mondo. Senza licenza significa semplicemente che possono essere utilizzate liberamente senza dover ottenere un'autorizzazione preventiva, purché la potenza del segnale rimanga entro i limiti di legge. Queste bande di frequenza si trovano nelle gamme 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz. Le gamme specifiche sono:
- 2,4 GHz: 2,401 - 2,495 GHz con 11-14 canali sovrapposti
- 5 GHz: 5,030 - 5,990 GHz con oltre 25 canali non sovrapposti
- 6 GHz: 5,945 - 7,125 GHz con oltre 50 canali non sovrapposti
Il numero di canali Wi-Fi disponibili per ciascuna gamma dipende dal paese o dalla regione del mondo in questione. L'ampiezza dei canali per tutte e tre le gamme è di 20 MHz.
L'immagine seguente mostra la gamma di frequenze e i canali disponibili nella banda a 2,4 GHz.
Si noti che ci sono solo tre canali non sovrapposti, quelli segnati in rosso, mentre gli altri sono sovrapposti. Ciò dimostra quanto sia piccola e poco flessibile questa particolare banda Wi-Fi.
Interferenza
Inoltre, la larghezza di banda ottenibile dipende anche dalle potenziali interferenze che un dispositivo di rete wireless può subire da fonti vicine sulle stesse frequenze.
I fornitori di servizi Internet spesso forniscono la connessione a Internet con router wireless che funzionano alle stesse frequenze di altri dispositivi wireless, quindi il potenziale di interferenza è elevato. La banda a 2,4 GHz è molto affollata, mentre le bande a 5 e 6 GHz sono molto più ampie, con un minore potenziale di interferenza e, quindi, una larghezza di banda media più elevata.
Larghezza del canale
Ciascuna gamma di frequenze dello spettro disponibile offre canali con una larghezza standard di 20 MHz. Tuttavia, vari standard Wi-Fi consentono di creare canali più ampi per aumentare la larghezza di banda.
Standard che utilizzano il channel bonding
Ad esempio, lo standard 802.11n, che opera nella banda dei 2,4 GHz, può unire due canali da 20 MHz in un canale da 40 MHz, offrendo una maggiore larghezza di banda al client. Analogamente, lo standard 802.11ax, noto anche come Wi-Fi 6, può unire più canali in un canale largo 40, 80 o addirittura 160 MHz.
Pro e contro del channel bonding
Il channel bonding è un importante progresso che ha permesso di ottenere una maggiore larghezza di banda per le reti wireless. Tuttavia, il channel bonding occupa una parte maggiore dello spettro disponibile, aumentando così il potenziale di interferenza con altri dispositivi.
Tecniche di modulazione
La modulazione è il metodo con cui le informazioni vengono codificate nel segnale wireless. Più efficiente è il metodo di modulazione, maggiore è la densità di dati all'interno del segnale; di conseguenza, è possibile raggiungere velocità più elevate.
Lo standard 802.11 originale utilizza come schema di modulazione il Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) e il Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), che hanno lasciato il posto all'Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) e al Multiple Input Multiple Output OFDM (MIMO-OFDM) nelle successive iterazioni dello standard.
Guarda anche: Come impedire che il WiFi si accenda automaticamente sull'iPhoneTipi di modulazione
Tra poco parleremo ancora di MIMO. Per quanto riguarda l'OFDM, è stato continuamente migliorato grazie all'uso di tipi di modulazione sempre più densi, che consentono di impacchettare più dati nello stesso segnale. Questi tipi di modulazione sono chiamati modulazione di ampiezza in quadratura (QAM).
L'ultimo standard Wi-Fi definito da 802.11be prevede l'utilizzo di 4096-QAM o 4K-QAM, che fornisce essenzialmente 12 bit di dati per impulso di segnale wireless, dove 12 bit di dati possono fornire fino a 4096 valori diversi, rispetto a uno, due o tre bit di dati per impulso di segnale wireless forniti nei primi standard WI-Fi.
Disposizione delle antenne
Le antenne svolgono un ruolo fondamentale nel fornire una maggiore capacità di download e upload per le velocità di connessione alle reti wireless. Una tecnica chiamata multiple-in, multiple-out o MIMO viene utilizzata per aumentare la velocità di una LAN wireless sfruttando la cosiddetta propagazione multipla, un fenomeno che si verifica con i segnali wireless e che deriva dalla loro riflessione su vari oggetti solidi.
Cosa fa il MIMO?
Il MIMO utilizza più antenne per ricevere più segnali riflessi, consentendo l'invio e la ricezione di più segnali di dati contemporaneamente sullo stesso canale radio. 802.11n, il primo a utilizzare il MIMO, consente fino a quattro flussi di dati simultanei. Lo standard 802.11be dovrebbe fornire fino a 16 flussi di dati simultanei. Inutile dire che ciò si traduce in una maggiore capacità e velocità,e una larghezza di banda supplementare.
Il MIMO può essere utilizzato con la tecnica di modulazione per raggiungere le velocità di upload e la capacità di download definite dagli standard wireless.
Potenza del processore
La modulazione, il MIMO, la gestione dei canali e la densità dei dati richiedono potenza di elaborazione. I punti di accesso, i router e i client devono essere dotati di CPU in grado di elaborare i segnali a velocità più elevate per ottenere le connessioni a banda larga wireless promesse dagli standard che li descrivono.
Fortunatamente, la potenza della CPU è sempre più elevata in dispositivi sempre più piccoli, in grado di fornire una maggiore larghezza di banda a più dispositivi su una rete wireless.
Vantaggi pratici di una maggiore larghezza di banda WiFi
Non prendiamoci in giro: una maggiore larghezza di banda è sempre meglio, in qualsiasi circostanza. Ma quali sono i vantaggi particolarmente importanti per il wireless? Ecco alcuni dei fattori che favoriscono una maggiore larghezza di banda.
Velocità di Internet fornita dai fornitori di servizi Internet
La velocità di Internet è aumentata da quando erano disponibili i primi modem dial-up. Oggi, in molte parti del mondo, il provider Internet locale può fornire velocità di connessione cablate superiori a 1 Gbps. Per sfruttare queste velocità, i requisiti di larghezza di banda wireless devono raggiungere almeno la velocità di connessione Internet disponibile.
Applicazioni di rete esigenti
Molte delle applicazioni e dei servizi di rete odierni richiedono un'immensa larghezza di banda: lo streaming video, la musica in streaming, la condivisione di file di grandi dimensioni, la realtà virtuale e aumentata e i moderni giochi richiedono spesso immense risorse Internet.
La nostra crescente attività digitale su dispositivi che sfruttano il wireless e il fatto che un maggior numero di dispositivi richieda una maggiore quantità di dati fanno aumentare la domanda di velocità wireless.
Guarda anche: Miglior estensore di portata Wifi per esterni - Guida all'acquistoCosa ci riserva il futuro per le velocità wireless?
Non sembra esserci alcuna indicazione di un limite naturale all'aumento delle velocità di comunicazione wireless. Vari fattori contribuiscono a questo continuo aumento, tra cui:
Espansione dello spettro non licenziato
I governi liberano continuamente altri spettri di frequenza per l'uso del Wi-Fi, tra cui le frequenze nelle gamme 900 MHz, 3,65 GHz e 60 GHz. Sebbene queste non siano attualmente prive di licenza, la Federal Communications Commission (FCC) e altri enti normativi di tutto il mondo hanno in programma di aprire nuove gamme in base all'aumento della domanda.
Tecnologie avanzate per i dispositivi
Il Wi-Fi dual-band e il router dual-band sono solo due esempi di tecnologie e dispositivi considerati innovazioni solo pochi anni fa. Oggi i dispositivi wireless sono molto più avanzati, con potenze di elaborazione e disposizioni di antenne immense. Si prevede che questa innovazione aumenti, offrendo maggiore velocità e larghezza di banda nei prossimi anni.
Aumento della domanda
La velocità di Internet e le applicazioni più esigenti continueranno a richiedere una maggiore larghezza di banda, che in futuro non farà che aumentare i requisiti di larghezza di banda delle reti wireless.
Conclusione
Quando si parla di larghezza di banda Wi-Fi, la velocità si riferisce a molte cose, ma le più importanti sono la capacità di upload e la velocità di download di un dispositivo connesso. È questa la misura più importante con cui gli utenti giudicano la qualità di una connessione wireless. Con il progredire della tecnologia, vedremo aumentare sempre di più le velocità che potevamo solo sognare anche solo un decennio fa.
