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IEEE 802.11

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Un dispositivo integrato con Router+Switch+Access point wireless che implementa lo standard IEEE 802.11n

IEEE 802.11 è un insieme di normative standard tecniche focalizzate sulle specifiche dei protocolli del livello fisico (PHY) e del Media Access Control (MAC) per le reti di tipo Wireless local area network (WLAN), nell'ambito della famiglia IEEE 802 (definizione delle Local Area Network). Lo standard originale e i suoi sviluppi successivi costituiscono la base di funzionamento per i prodotti di rete marchiati con il simbolo Wi-Fi e sono gli standard tecnici più utilizzati nelle reti di dispositivi wireless. Su queste specifiche si basano la maggior parte delle reti casalinghe e aziendali in cui computer fissi o portatili, smartphone, stampanti e altri dispositivi sono in grado di comunicare tra loro e accedere a Internet senza bisogno di cavi, nonché la comunicazione wireless tra veicoli (specifiche IEEE 802.11 p).

Gli standard IEEE 802.11 sono definiti e manutenuti dall'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Alla versione base, pubblicata nel 1997, hanno fatto seguito una serie di emendamenti, identificati secondo lo schema di IEEE (802.11 seguito da una o due lettere minuscole in sequenza alfabetica: 802.11a, 802.11b e così via), e versioni successive dello standard completo, identificate con il suffisso dell'anno di pubblicazione, che introducono varianti, correzioni ed evoluzioni tecnologiche. Anche se gli emendamenti vengono ufficialmente dismessi nel momento in cui entrano a far parte integrante di una nuova versione dello standard completo, a livello industriale e commerciale si preferisce utilizzare direttamente il loro identificativo individuale per indicare in modo immediato e sintetico il livello di funzionalità disponibile su un determinato prodotto. Di conseguenza, ogni singolo emendamento viene trattato come fosse uno specifico standard individuale. La dicitura 802.11x è una forma abbreviata per indicare "una qualsiasi versione di 802.11" e viene usata per evitare ambiguità con la dicitura "802.11" che è quella specifica che si riferisce alla prima edizione del 1997 (802.11-1997, detta anche "802.11 legacy").

IEEE 802.11x prescrive per le reti wireless diverse frequenze di trasmissione, che comprendono tra le altre le bande di frequenza a 2,4, 5, 6 e 60 GHz, e identifica l'elenco dei canali che si possono utilizzare su tali frequenze, con l'avvertenza che la disponibilità effettiva delle frequenze nello spettro radio può dipendere localmente da altre norme regolatorie nazionali o internazionali.

I protocolli di comunicazione definiti da IEEE 802.11x sono utilizzati in combinazione con i livelli di rete superiori definiti dalla normativa IEEE 802.2 e sono concepiti per interoperare senza problemi con Ethernet e per il trasporto di traffico IP.

Descrizione generale

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Lo standard 802.11x definisce una serie di tecniche di modulazione radio per segnali half-duplex che utilizzano di base lo stesso formato di dati. In particolare, la trasmissione si basa sul controllo di collisioni CSMA/CA per cui una emittente su uno specifico canale è in grado di determinare se su quello stesso canale ci siano altre entità che stanno trasmettendo (anche su protocolli diversi da quelli definiti da 802.11x) e trasmette le sue trame dati solo se il canale in quel momento è libero.

Il primo standard definito fu l'802.11-1997 ma il primo che fu effettivamente adottato su larga scala è stato l'802.11b, a cui hanno fatto seguito 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac e 802.11ax. Gli altri emendamenti della famiglia (c, d, e, f, h, j) sono intesi ad estendere l'ambito degli standard esistenti o a introdurre correzioni.[1]

L'802.11b e 802.11g, così come anche 802.11n, utilizzano lo spettro di frequenze a 2,4 GHz (banda ISM). Si tratta di una banda di frequenze regolarmente assegnata dal piano di ripartizione nazionale (ed internazionale) ad altri servizi ma lasciata di libero impiego per le applicazioni che prevedono livelli di EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power, ovvero la massima potenza irradiata da un'antenna isotropa) non superiori a 20 dBm e utilizzate all'interno di una proprietà privata (senza attraversamento del suolo pubblico). Trovandosi ad operare in bande di frequenze dove già lavorano altri apparecchi, i dispositivi b/g/n possono subire fenomeni di interferenza da parte di altre apparecchiature come telefoni cordless, dispositivi Bluetooth, forni a microonde. Per controllare e limitare tali effetti, il protocollo 802.11b utilizza una tecnica di trasmissione Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) mentre l'802.11g impiega una modulazione multi-portante di tipo OFDM.

L'802.11a utilizza la banda U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure) a 5 GHz, come definita dalla FCC statunitense, che per la maggior parte del mondo prevede almeno 23 canali radio non sovrapposti di 20 MHz di ampiezza. Questo è un miglioramento siginificativo rispetto alla banda 2,4 GHz che prevede solo tre canali da 20 MHz non sovrapposti, mentre tutti gli altri canali adiacenti presentano delle sovrapposizioni. Le prestazioni tra le differenti frequenze possono essere migliori o peggiori a seconda delle condizioni ambientali. I protocolli 802.11n e 802.11ax possono usare sia la banda a 2,4 GHz che quella a 5 GHz mentre l'802.11ac usa solo la banda a 5 GHz.

Il segmento di spettro delle frequenze radio usate dalla 802.11 cambia a seconda delle nazioni, in funzione delle normative locali.

Generazioni

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Logo Wi-Fi utilizzato per identificare apparati radio che adottano gli standard 802.11x

A partire dal 2018, il consorzio Wi-Fi Alliance, che si occupa anche della certificazione industriale, ha introdotto uno schema di numerazione semplificato per indicare i protocolli 802.11 utilizzati pubblicamente dai dispositivi wireless. Le generazioni Wi-Fi dalla 1 alla 8 fanno riferimento in sequenza ai protocolli 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax, 802.11be and 802.11bn.[2][3]

V · D · M
Generazioni di Wi-Fi
Gen.[4] Logo Standard
IEEE 		Anno Velocità
(Mbit/s) 		Freq.
(GHz)
Wi-Fi — 802.11 (legacy) 1997 1–2 2,4
Wi-Fi 1 — 802.11b 1999 1–11 2,4
Wi-Fi 2 — 802.11a 1999 6–54 5
Wi-Fi 3 — 802.11g 2003 2,4
Wi-Fi 4 802.11n 2009 6,5–600 2,4 / 5
Wi-Fi 5 802.11ac 2013 6,5–6 933 5[5]
Wi-Fi 6 802.11ax 2021 0,4–9 608 2,4 / 5
Wi-Fi 6E[6] 6
Wi-Fi 7 802.11be 2024 0.4–23 059 2,4 / 5 / 6
Wi-Fi 8[7][8] — 802.11bn 2028 (previsto)[9] 100 000 2,4 / 5 / 6

Storia

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La tecnologia standardizzata dalla 802.11 nasce da una decisione dell'FCC statunitense che nel 1985 liberò la banda ISM[1] consentendone l'utilizzo senza necessità di licenza.[10]

Nel 1991 NCR Corporation/AT&T (attualmente Nokia Labs e LSI Corporation) misero a punto un precursore dell'802.11 a Nieuwegein, nei Paesi Bassi, destinato originariamente ai servizi di cassa. I primi prodotti wireless vennero commercializzati con il nome WaveLAN ed erano caratterizzati da una velocità di trasmissione dati grezza di 1 Mbit/s e 2 Mbit/s.

Vic Hayes, insieme all'ingegnere dei Bell Labs Bruce Tuch, ha coinvolto l'IEEE per la creazione di uno standard.[11] Hayes, definito il "padre del Wi-Fi", è stato presidente del gruppo di lavoro IEEE 802.11 per 10 anni e ha contribuito alla definizione degli standard iniziali 802.11b e 802.11a.[12]

Nel 1999 è stato costituito il consorzio commerciale Wi-Fi Alliance, detentore del marchio "Wi-Fi" con il quale viene venduta la maggior parte dei prodotti.[13]

La svolta commerciale chiave si è avuta nel 1999, quando Apple decise di dotare di Wi-Fi la famiglia di portatili iBook, il primo prodotto di largo consumo a offrire la connettività di rete wireless, commercializzata come AirPort.[14][15][16] L'anno successivo fu la volta dell'IBM, che introdusse la tecnologia wireless nella serie ThinkPad 1300.[17]

Evoluzioni nel tempo

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V · D · M
Standard di rete 802.11
Banda di
frequenza
o tipo 		PHY Emendamento Data di
pubblicazione[18] 		Frequenza Ampiezza
di banda 		Velocità
dati max.[19] 		Flussi MIMO
(max.) 		Modulazione Portata
indicativa
Al chiuso All'aperto
(GHz) (MHz) (Mbit/s)
1–7 GHz DSSS[20], FHSS[N 1] 802.11-1997 giugno 1997 2,4 22 1 / 2 N.D. DSSS, FHSS[N 1] 20 m (66 ft) 100 m (330 ft)
HR/DSSS[20] 802.11b settembre 1999 2,4 22 1 / 2 / 5,5 / 11 N.D. CCK, DSSS 35 m (115 ft) 140 m (460 ft)
OFDM 802.11a settembre 1999 5 5 / 10 / 20 6 / 9 / 12 / 18 / 24 / 36 / 48 / 54
(dividere per 2
per la banda da 20 MHz
e per 4 per le bande
da 10 e 5 MHz) 		N.D. OFDM 35 m (115 ft) 120 m (390 ft)
802.11j novembre 2004 4,9 / 5
[N 2][21] 		? ?
802.11y novembre 2008 3,7[N 3] ? 5 000 m (16 000 ft)[N 3]
802.11p luglio 2010 5,9 200 m 1 000 m (3 300 ft)[22]
802.11bd dicembre 2022 5,9 / 60 500 m 1 000 m (3 300 ft)
ERP-OFDM[23] 802.11g giugno 2003 2,4 38 m (125 ft) 140 m (460 ft)
HT-OFDM[24] 802.11n
(Wi-Fi 4) 		ottobre 2009 2,4 / 5 20 Fino a 288,8[N 4] 4 MIMO-OFDM
(64-QAM) 		70 m (230 ft) 250 m (820 ft)[25]
40 Fino a 600[N 4]
VHT-OFDM[24] 802.11ac
(Wi-Fi 5) 		dicembre 2013 5 20 Fino a 693[N 4] 8 DL
MU-MIMO OFDM
(256-QAM) 		35 m (115 ft)[26] ?
40 Fino a 1 600[N 4]
80 Fino a 3 467[N 4]
160 Fino a 6 933[N 4]
HE-OFDMA 802.11ax
(Wi-Fi 6,
Wi-Fi 6E) 		maggio 2021 2,4 / 5 / 6 20 Fino a 1 147[N 5] 8 UL/DL
MU-MIMO OFDMA
(1024-QAM) 		30 m (98 ft) 120 m (390 ft)[N 6]
40 Fino a 2 294[N 5]
80 Fino a 5 500[N 5]
80+80 Fino a 11 000[N 5]
EHT-OFDMA 802.11be
(Wi-Fi 7) 		Sep 2024 2,4 / 5 / 6 80 Fino a 5 764[N 5] 8 UL/DL
MU-MIMO OFDMA
(4096-QAM) 		30 m (98 ft) 120 m (390 ft)[N 6]
160
(80+80) 		Fino a 11 500[N 5]
240
(160+80) 		Fino a 14 282[N 5]
320
(160+160) 		Fino a 23 059[N 5]
UHR 802.11bn
(Wi-Fi 8)[27] 		maggio 2028[N 7] 2,4 / 5 / 6
42 / 60 / 71 		320 Fino a
100 000
(100 Gbit/s) 		16 Multi-link
MU-MIMO OFDM
(8192-QAM) 		? ?
WUR[N 8] 802.11ba ottobre 2021 2,4 / 5 4 / 20 0,0625 / 0,25
(62,5 kbit/s, 250 kbit/s) 		N.D. OOK (multi-carrier OOK) ? ?
Onde millimetriche
(WiGig) 		DMG[28] 802.11ad dicembre 2012 60 2 160
(2,16 GHz) 		Fino a 8 085[29]
(8 Gbit/s) 		N.D. OFDM,[N 1] portante singola, portante singola a bassa potenza[N 1] 3,3 m (11 ft)[30] ?
802.11aj aprile 2018 60[N 9] 1 080[31] Fino a 3 754
(3,75 Gbit/s) 		N.D. portante singola, portante singola a bassa potenza[N 1] ? ?
CMMG 802.11aj aprile 2018 45[N 9] 540,
1 080 		Fino a 15 015[32]
(15 Gbit/s) 		4[33] OFDM, portante singola ? ?
EDMG[34] 802.11ay luglio 2021 60 Fino a 8 640
(8,64 GHz) 		Fino a 303 336[35]
(303 Gbit/s) 		8 OFDM, portante singola 10 m (33 ft) 100 m (328 ft)
Sub-GHz (IoT) TVHT[36] 802.11af febbraio 2014 0,054–0,79 6 / 7 / 8 Fino a 568,9[37] 4 MIMO-OFDM ? ?
S1G[36] 802.11ah maggio 2017 0,7 / 0,8 1–16 Fino a 8,67 Gbit/s[38]
(@2 MHz) 		4 ? ?
Luce
(Li-Fi) 		LC
(VLC/OWC) 		802.11bb novembre 2023 800–1000 nm 20 Fino a 9,6 Gbit/s N.D. O-OFDM ? ?
IR[N 1]
(IrDA) 		802.11-1997 giugno 1997 850–900 nm ? 1 / 2 N.D. PPM[N 1] ? ?
Versioni complete dello standard 802.11
Versione Data di
pubblicazione[18] 		Frequenza
(GHz) 		Velocità dati max.
(Mbit/s)[39] 		Modulazione
802.11-1997 (802.11 legacy) giugno 1997 2,4 Fino a 2 DSSS
802.11-2007 (802.11ma) marzo 2007 2,4 / 5 Fino a 54 DSSS, OFDM
802.11-2012 (802.11mb) marzo 2012 2,4 / 5 Fino a 150[N 4] DSSS, OFDM
802.11-2016 (802.11mc) dicembre 2016 2,4 / 5 / 60 Fino a 866,7 o 6 757[N 4] DSSS, OFDM
802.11-2020 (802.11md) dicembre 2020 2,4 / 5 / 60 Fino a 866,7 o 6 757[N 4] DSSS, OFDM
802.11-2024 (802.11me) settembre 2024 2,4 / 5 / 6 / 60 Fino a 9 608 o 303 336 DSSS, OFDM
  1. ^ a b c d e f g Obsoleto, potrebbe essere rimosso in una versione futura dello standard
  2. ^ Normativa giapponese
  3. ^ a b IEEE 802.11y estende lo standard 802.11a alla banda a 3,7 GHz con un limite di potenza aumentato che consente una portata fino a 5000 m. È autorizzato solo negli Stati Uniti dalla FCC
  4. ^ a b c d e f g h i Sulla base di un intervallo di guardia temporale corto. L'intervallo di guardia standard è più lento del 10% circa. La velocità può variare considerevolmente a seconda della distanza, degli ostacoli e dell'interferenza.
  5. ^ a b c d e f g h Solo in caso di singolo utente, sulla base di un intervallo di guardia temporale predefinito di 0,8 μs Con l'introduzione delle utenze multiple via OFDMA nello standard 802.11ax, questi valori diminuiscono. I valori teorici inoltre dipendono dalla distanza del link, se il link è a portata di vista, dalle interferenze e dai componenti multi-percorso presenti.
  6. ^ a b L'intervallo di guardia temporale predefinito è di 0,8 μs. Lo standard 802.11ax estende l'intervallo di guardia fino a 3,2 μs, per consentire le comunicazioni all'aperto dove il ritardo di propagazione massimo è maggiore rispetto agli ambienti al chiuso.
  7. ^ (EN) Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines, su ieee802.org, IEEE, 5 maggio 2025.
  8. ^ Applicazioni Wake-up Radio (WUR)
  9. ^ a b Normativa cinese

802.11-1997 (802.11 legacy)

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La prima versione dello standard 802.11 è stata pubblicata nel 1997 seguita da un'appendice di chiarimenti nel 1999. Questa versione è obsoleta. Le specifiche indicavano velocità di trasmissione comprese tra 1 e 2 Mb/s con Forward Error Correction. Per il livello fisico erano previste tre tecnologie: infrarosso con velocità a 1 Mb/s; frequency-hopping spread spectrum a 1 e 2 Mb/s e Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) a 1 e 2 Mb/s. Le ultime due tecnologie operavano nel segmento spettrale delle microonde, nella banda ISM a 2,4 GHz. Alcune tecnologie di WLAN precedenti operavano nella stessa banda ma su frequenze più basse (900 MHz).

La 802.11 legacy basata su Direct Sequence Spread Spectrum è stata rapidamente soppiantata e sostituita dalla 802.11b.

802.11a

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L'emendamento 802.11a è stato pubblicato nel 1999 e introduce a livello fisico la modulazione OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) nella banda di frequenza a 5 GHz, con una velocità massima di 54 Mbit/s e codice a correzione di errore, con un trasferimento dati effettivo che nella realtà è dell'ordine di 20 Mb/s.[40] Lo standard ha avuto un'ampia implementazione a livello mondiale, soprattutto nelle reti di tipo aziendale.

Dato che la banda a 2,4 GHz ha un'impiego molto elevato e risulta quindi molto affollata, il fatto di operare su una banda più scarica come quella a 5 GHz è un fattore di vantaggio per la 802.11a; di contro, la portata è inferiore rispetto a quella della 802.11b/g: a causa della minore lunghezza d'onda, il segnale della 802.11a viene assorbito più facilmente dai muri e da altri oggetti solidi e quindi ha una capacità di penetrazione inferiore. Inoltre il segnale è più sensibile alle interferenze,[41] ma il minore affollamento della banda a 5 GHz in pratica riduce questa possibilità.

La velocità massima di trasferimento dati può essere ridotta a 48, 36, 24, 18, 9 o 6 Mb/s se le interferenze elettromagnetiche lo impongono. Lo standard definisce 12 canali non sovrapposti, 8 dedicati alle comunicazioni interne e 4 per le comunicazioni punto a punto.

802.11b

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L'emendamento 802.11b è stato pubblicato anch'esso nel 1999, sostanzialmente in contemporanea con 802.11a, e prevede una velocità di trasferimento grezza massima di 11 Mbit/s, mantenendo CSMA/CA per l'accesso al livello fisico. I primi prodotti che implementavano la 802.11b hanno fatto la loro comparsa sul mercato all'inizio del 2000, dato che 802.11b è un'estensione diretta della tecnica di modulazione definita dallo standard originale. L'aumento significativo della capacità di trasferimento unita alla simultanea riduzione sostanziale dei costi hanno contribuito a rendere l'802.11b la tecnologia WLAN preferita.

I dispositivi che usano 802.11b sono soggetti a interferenza da parte di altri prodotti che lavorano sulla stessa banda a 2,4 GHz (forni a microonde, dispositivi Bluetooth, sistemi di monitoraggio dei neonati, telefoni cordless e alcuni apparati per radioamatori). In quanto trasmettettori senza bisogno di licenza nella banda ISM, devono a loro volta evitare di generare interferenze e devono essere tolleranti rispetto alle interferenze da parte di altri utilizzatori della banda.

802.11g

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Questo standard venne ratificato nel giugno del 2003. Utilizza le stesse frequenze dello standard 802.11b cioè la banda di 2,4 GHz e fornisce una velocità teorica di 54 Mb/s che nella realtà si traduce in una velocità netta di 24,7 Mb/s, simile a quella dello standard 802.11a. È totalmente compatibile con lo standard b ma quando si trova a operare con periferiche b deve ovviamente ridurre la sua velocità a quella dello standard b.

Prima della ratifica ufficiale dello standard 802.11g avvenuta nell'estate del 2003 vi erano dei produttori indipendenti che fornivano delle apparecchiature basate su specifiche non definitive dello standard. I principali produttori comunque preferirono aderire alle specifiche ufficiali e quando queste vennero pubblicate molti dei loro prodotti furono adeguati al nuovo standard.

Alcuni produttori introdussero delle ulteriori varianti chiamate g+ o Super G nei loro prodotti. Queste varianti utilizzavano l'accoppiata di due canali per raddoppiare la banda disponibile anche se questo induceva interferenze con le altre reti e non era supportato da tutte le schede.

Il primo grande produttore a mettere in commercio schede con le specifiche ufficiali 802.11g fu Apple che presentò i suoi prodotti "AirPort Extreme". Cisco decise di entrare nel settore acquistando Linksys, e fornì i suoi prodotti con il nome di "Aironet".

802.11-2007

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Nel 2003 il gruppo di lavoro IEEE 802.11 è stato autorizzato a unificare i vari emendamenti in un unico documento. Dopo diverse revisioni nell'8 marzo 2007 è stato definitivamente approvato un nuovo documento che prevede l'unificazione degli 8 emendamenti rilasciati (802.11a, b, d, e, f, g, h, i, j), da cui il nome 802.11-2007.

802.11n (Wi-Fi 4)

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Nel gennaio 2004 IEEE ha annunciato di aver avviato lo studio di un nuovo standard per realizzare reti wireless di dimensioni metropolitane. La velocità reale di questo standard dovrebbe essere di 300 Mb/s[42], quindi dovrebbe essere 5 volte più rapido dell'802.11g e 40 volte più rapido dell'802.11b.

Il 19 gennaio 2007 il gruppo di lavoro 802.11 di IEEE ha approvato la Draft 2.0; sulla quale si sono basate le aziende produttrici per mettere in commercio i loro prodotti della fascia Draft n. Il primo grande produttore a mettere in commercio prodotti con le specifiche ufficiali 802.11n draft 2.0 fu nuovamente Apple che presentò i suoi MacBook nella seconda metà del 2006, tutti forniti di serie con dispositivi compliant alla specifica 802.11n, ancora prima della ratifica ufficiale.

Nel marzo 2009 il gruppo di lavoro TGn[43] è arrivato al draft 8.0.

La versione definitiva dello standard è stata approvata l'11 settembre 2009[44] e la pubblicazione è avvenuta il 29 ottobre 2009.

802.11n include anche la possibilità di utilizzare la tecnologia MIMO (multiple-input multiple-output).[45] Questo consentirà di utilizzare più antenne per trasmettere e più antenne per ricevere incrementando la banda disponibile utilizzando una multiplazione di tipo spaziale attraverso una codifica simile a quella di Alamouti.

La specifica 802.11n ha la possibilità di operare sia nell'intervallo dei 2.4 GHz sia nell'intervallo dei 5 GHz. I prodotti che permettono questa possibilità vengono chiamati "dual band" proprio perché trasmettono nell'intervallo dei 2.4 GHz e 5 GHz.

802.11s

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Nel settembre del 2011, l'IEEE ha pubblicato questo standard dell'802.11, che si occupa di stabilire come viene creato e gestito il mesh networking. Tale emendamento introduce, inoltre, nuovi termini quali MBSS (Mesh Basic Service Set) e nuove funzionalità.

802.11ac (Wi-Fi 5)

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Avviato da IEEE nel settembre 2008 questo standard dell'802.11 è stato approvato nel gennaio 2014 ed opera nell'intorno delle frequenze dei 5 GHz. La velocità massima teorica di questo standard all'interno di una WLAN multi-stazione è di 1 Gbit/s con una velocità massima di un singolo collegamento di 500 Mbit/s. Ciò è ottenuto ampliando concetti utilizzati da 802.11n: una più ampia larghezza di banda (fino a 160 MHz), più flussi spaziali MIMO (fino a 8), MIMO multi-utente e modulazione ad alta densità (fino a 256 QAM), Beamforming.

802.11ax (Wi-Fi 6)

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Nel maggio del 2018, l'IEEE ha presentato questo nuovo standard dell'802.11, come evoluzione della versione ac, che viene da quel momento rinominata in Wi-Fi 5. Il pieno rilascio nel mercato è previsto entro la fine del 2019. 802.11ax è stato progettato per lavorare nella banda di frequenze tra 1 e 7 GHz, oltre alle già disponibili e largamente utilizzate 2.4 e 5Ghz. Durante il CES 2018 di Las Vegas sono stati mostrati dei test che hanno raggiunto velocità massime di 11Gbit/s. La velocità nominale è del 40% maggiore rispetto agli standard precedenti, e la latenza è stata ridotta del 75%.

In questo standard sono integrate le tecnologie MU-MIMO e TWT (Target Wake Time)[46]. Dal 2022 si dovrebbe implementare anche la tecnologia UL MU-MIMO (uplink multiuser multiple-input multiple-output)[46].

802.11axe (Wi-Fi 6E)

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Appena dopo il WiFi 6 è stato sviluppato anche il WiFi 6E, dove la principale differenza sta nel fatto che mentre il WiFi-6 può utilizzare soltanto le frequenze da 2.4GHz e 5GHz per trasmettere i dati, il nuovo standard può anche utilizzare la frequenza a 6GHz, risultando di conseguenza in una connessione molto più stabile e veloce, anche se ovviamente si fa più fatica quando si tratta di distanze lunghe da percorrere per il segnale in quanto più alta è la frequenza e più si fa fatica a passare attraverso gli oggetti.

802.11be (Wi-Fi 7)

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Lo standard, certificato dall'IEEE a cavallo tra il 2018 ed il 2019, è stato pubblicato nel 2024 e consente velocità di trasferimento dati teoriche fino a 46 Gb/s,[47] usando le frequenze a 2,4/5/6 GHz, modulazione estesa fino a 4096-QAM e CMU-MIMO (coordinated multiuser MIMO, MIMO multiutente coordinato)[46].

802.11mc

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Questa specifica, pubblicata nel 2016, introduce come funzionalità principale il supporto del Wi-Fi Round Trip Time (Wi-Fi RTT), che consente a un dispositivo di misurare la distanza dagli access point Wi-Fi e determinare la posizione con una precisione di 1-2 metri misurando il ritardo nel round trip.[48] Questa metodologia consente precisioni superiori rispetto alla triangolazione basata sulla potenza del segnale ricevuto (Received Signal Strength Indicator, RSSI).

802.11p

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Sistema di comunicazione per i veicoli intelligenti e cooperativi alternativo allo standard C-V2X[49].

Alcune definizioni

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Lo standard fornisce alcune definizioni, utili per comprendere la documentazione tecnica al riguardo:

  • BSS (basic service set, insieme base di servizio): insieme di nodi che utilizzano la stessa funzione di accesso al canale (per esempio un gruppo di computer collegati in maniera wireless ad un access point).
  • BSA (basic service area, area base di servizio): l'area occupata da un BSS, per esempio una cella di una wireless LAN.
  • ESS (extended service set): più BSS collegate tra di loro a livello MAC, per esempio l'insieme delle reti wireless in un edificio pubblico come una facoltà.

Canali, larghezza di banda e compatibilità internazionale

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Rappresentazione grafica dei canali Wi-Fi nella banda di 2.4 GHz, sia con ampiezza da 20 che da 22 MHz

Le reti 802.11 a 2,4 GHz dividono lo spettro in 14 sottocanali con ampiezza da 20 MHz o 40 MHz (solo per il protocollo n) ciascuno, mentre per i soli protocolli 802.11 legacy e 802.11b si ha un'ampiezza di banda di 22 MHz, mentre le reti 802.11 a 5 GHz dividono lo spettro in 30 sottocanali con ampiezza da 20 MHz fino a un massimo di 160 MHz, per il protocollo 802.11n l'ampiezza massima è di 40 MHz.

Rappresentazione grafica dei canali Wi-Fi nella banda di 2.4 GHz e canali utilizzabili senza interferenze a seconda della larghezza di banda

L'ampiezza di banda utilizzata permette di definire due limiti, quella della velocità di trasferimento e della compatibilità con altri dispositivi limitrofi[50], in quanto la trasmissione avviene sì in un determinato range di frequenza, ma ha anche un range superiore ed inferiore in cui trasmette il segnale, anche se in una potenza decisamente minore, ma che può ridurre l'efficacia degli altri ripetitori.[51][52]
I canali della banda da 2,4 GHz sono parzialmente sovrapposti tra loro in frequenza, quindi tra due canali consecutivi esiste una forte interferenza, per verificare quale canale ha meno traffico e quindi meno interferenza sono disponibili applicativi per l'analisi dello spettro della comunicazione Wi-Fi.[53]
I 3 gruppi di canali 1, 6, 11 e 2, 7, 12 e 3, 8, 13 sono le combinazioni di canali che non si sovrappongono fra loro in caso di bande da 22 MHz e vengono utilizzati negli ambienti con altre reti wireless. Gli unici canali utilizzabili in tutto il mondo sono il 10 e 11 dato che la Spagna non ha concesso i canali dall'1 al 9 e molte nazioni si limitano ai primi 11 sottocanali. Per quanto riguarda i canali della banda 5 GHz nell'ampiezza di banda di 20 MHz in Europa non si sovrappongono e non interferiscono tra loro, mentre in altri paesi oppure con ampiezze di canale maggiori questi tendono a sovrapporsi.

La lista completa delle frequenze dal IEEE STD 802.11b-1999/Cor 1-2001 è:

Canale MHz USA X10 Canada X20 Europa ETSI X30 Francia X32 Giappone X40 Giappone X41
1 2412 x x x   x   x
2 2417 x x x   x   x
3 2422 x x x   x   x
4 2427 x x x   x   x
5 2432 x x x   x   x
6 2437 x x x   x   x
7 2442 x x x   x   x
8 2447 x x x   x   x
9 2452 x x x   x   x
10 2457 x x x x x x x
11 2462 x x x x x x x
12 2467     x   x   x
13 2472     x   x   x
14 2484           x

La lista completa delle frequenze dal IEEE STD 802.11 5 GHz[54]:

Canale MHz Europa
183 4915
184 4920
185 4925
186 4930
187 4935
188 4940
189 4945
192 4960
196 4980
7 5035
8 5040
9 5045
11 5055
12 5060
16 5080
36 5180 x
38 5190
40 5200 x
42 5210
44 5220 x
46 5230
48 5240 x
52 5260 x
56 5280 x
60 5300 x
64 5320 x
100 5500 x
104 5520 x
108 5540 x
112 5560 x
116 5580 x
120 5600 x
124 5620 x
128 5640 x
132 5660 x
136 5680 x
140 5700 x
149 5745
153 5765
157 5785
161 5805
165 5825

Frame MAC 802.11

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I campi di un generico frame MAC 802.11 sono i seguenti:

Campo Frame
control 		Duration,
id. 		Address
1 		Address
2 		Address
3 		Sequence
control 		Address
4 		QoS
control 		HT
control 		Frame
body 		Frame check
sequence
Lunghezza (Byte) 2 2 6 6 6 0, or 2 6 0, or 2 0, or 4 Variabile 4

Il frame control è suddiviso nei seguenti sottocampi:

  • Protocol version (2 bit)
  • Type (2 bit)
  • Subtype (4 bit)
  • To DS (1 bit)
  • From DS (1 bit)
  • More fragments (1 bit)
  • Retry (1 bit)
  • Power management (1 bit)
  • More data (1 bit)
  • WEP (1 bit)
  • Order (1 bit)

Standard

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Questi sono gli standard approvati o in fase di studio dall'IEEE:

  • IEEE 802.11 - Lo standard originale 2 Mb/s, 2,4 GHz
  • IEEE 802.11a - 54 Mb/s, 5 GHz standard (1999, approvato nel 2001)
  • IEEE 802.11ac - 1,3 Gb/s, 5 GHz standard (2014)
  • IEEE 802.11b - Miglioramento dell'802.11 col supporto di 5,5 e 11 Mb/s (1999)
  • IEEE 802.11d - Adattamento a contesti regolatori in base alla nazione in cui è installato il sistema
  • IEEE 802.11e - Miglioramento: Gestione della qualità del servizio.
  • IEEE 802.11f - Inter-Access Point Protocol (IAPP)
  • IEEE 802.11g - 54 Mb/s, 2,4 GHz standard (compatibile con il 802.11b) (2003)
  • IEEE 802.11h - 5 GHz spectrum, Dynamic Channel/Frequency Selection (DCS/DFS) e Transmit Power Control (TPC) per compatibilità con l'Europa
  • IEEE 802.11i (ratificato il 24 giugno 2004) - Miglioramento della sicurezza
  • IEEE 802.11j - Estensione per il Giappone
  • IEEE 802.11k - Misurazione delle sorgenti radio
  • IEEE 802.11n - Aumento della banda disponibile, fino a 450  Mb/s, 2,4 GHz e 5 GHz
  • IEEE 802.11p - WAVE - Wireless Ability in Vehicular Environments (gestione per autoveicoli, ambulanze ecc.)
  • IEEE 802.11r - Roaming rapido
  • IEEE 802.11s - Gestione delle reti mesh
  • IEEE 802.11T - Gestione e Test
  • IEEE 802.11u - Connessione con reti non 802, come le reti cellulari.
  • IEEE 802.11v - Gestione delle reti wireless

Sicurezza

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Le versioni originali dei protocolli 802.11 erano basati sulla crittografia WEP.

Nel 2001 un gruppo dell'università di Berkeley presentò un lavoro dove descriveva le falle di sicurezza del protocollo 802.11. Questo gruppo si concentrò sull'algoritmo di cifratura utilizzato dal WEP (RC4), che nell'implementazione scelta per lo standard 802.11 era molto debole e facilmente forzabile. In particolare è possibile iniettare frame che costringano altre stazioni di un access-point a rieffettuare la procedura di autenticazione, durante la quale è possibile carpire informazioni con le quali recuperare la chiave.

L'IEEE mise in campo un gruppo di lavoro per progettare un'evoluzione dello standard di sicurezza WEP. Anche la Wi-Fi Alliance creò un gruppo di lavoro per risolvere il problema e la Wi-Fi Alliance annunciò la nascita del WPA durante il 2003. Il WPA era un'evoluzione del WEP che rimuoveva la maggior parte dei problemi di sicurezza rendendo le reti wireless discretamente sicure. Intanto il gruppo dell'IEEE era al lavoro e nel giugno del 2004 pubblicò le specifiche dell'IEEE 802.11i. Questo standard rendeva le reti wireless molto sicure e la Wi-Fi Alliance lo adottò subito sotto il nome di WPA2. Il WPA2 abbandona l'RC4 come algoritmo di codifica per passare al più sicuro Advanced Encryption Standard.

Le varie opzioni di sicurezza disponibili comportano però livelli di complessità crescente per la configurazione e l'adeguamento del firmware e di drive di sistema operativo di access Point e schede di rete wireless.

Con il diffondersi dei collegamenti via cavo o via ADSL si è avuto un notevole incremento degli utenti che realizzano piccole reti locali per condividere il collegamento a Internet, e molte di queste reti sono wireless. In queste situazioni sono di solito disponibili minori competenze, per cui capita spesso che le reti wireless non usino alcuna crittografia, o al massimo usino WEP. Queste reti sono insicure, e possono essere forzate con semplicità, permettendo l'intercettazione del traffico wireless e l'accesso abusivo alla rete.

L'intercettazione costituisce un rischio per la privacy degli utenti (potrebbero ad esempio essere sottratti segreti industriali o dati bancari). L'accesso abusivo alla rete è rischioso anche perché non è possibile rintracciare a posteriori gli autori di comportamenti pericolosi o illegali.

Note

[modifica | modifica wikitesto]
  1. ^ a b (EN) IEEE-SA, Clause 8 - Publication, su standards.ieee.org, IEEE-SA Standards Board Operations Manual (archiviato dall'url originale il 31 maggio 2024).
  2. ^ (EN) Wi-Fi CERTIFIED 6, su wi-fi.org, Wi-Fi Alliance.
  3. ^ (EN) Jacob Kastrenakes, Wi-Fi now has version numbers, and Wi-Fi 6 comes out next year, su The Verge, 3 ottobre 2018.
  4. ^ (EN) The Evolution of Wi-Fi Technology and Standards, su standards.ieee.org.
  5. ^ La 802.11ac specifica solo il funzionamento nella banda a 5 GHz; il funzionamento sui 2,4 GHz è specificato nella 802.11n
  6. ^ Wi-Fi 6E è il nome industriale che identifica i dispositivi Wi-Fi in grado di operare a 6 GHz, estendendo a questa banda le funzionalità e caratteristiche del Wi-Fi 6
  7. ^ (EN) Ehud Reshef e Carlos Cordeiro, Future Directions for Wi-Fi 8 and Beyond, in IEEE Communications Magazine, vol. 60, n. 10, IEEE, 2023, DOI:10.1109/MCOM.003.2200037.
  8. ^ (EN) Lorenzo Giordano, Giovanni Geraci, Marc Carrascosa e Boris Bellalta, What Will Wi-Fi 8 Be? A Primer on IEEE 802.11bn Ultra High Reliability, su arxiv.org, 21 novembre 2023.
  9. ^ (EN) Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines, su ieee802.org, IEEE, 5 maggio 2025.
  10. ^ (EN) Wolter Lemstra, Vic Hayes e John Groenewegen, The Innovation Journey of Wi-Fi: The Road To Global Success, Cambridge University Press, 2010, ISBN 978-0-521-19971-1.
  11. ^ (EN) Claus Hetting, Vic Hayes & Bruce Tuch inducted into the Wi-Fi NOW Hall of Fame, in Wi-Fi Now Global, 8 novembre 2019.
  12. ^ (EN) Ben Charny, Vic Hayes - Wireless Vision, su CNET, 6 dicembre 2002 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2012).
  13. ^ (EN) History, su Wi-Fi Alliance.
  14. ^ (EN) Steve Lohr, Apple Offers iMac's Laptop Offspring, the iBook, in The New York Times, 22 luglio 1999.
  15. ^ (EN) Peter H. Lewis, STATE OF THE ART; Not Born To Be Wired, in The New York Times, 25 novembre 1999.
  16. ^ (EN) Claus Hetting, How a meeting with Steve Jobs in 1998 gave birth to Wi-Fi, su Wi-Fi Now, 19 agosto 2018 (archiviato dall'url originale il 21 agosto 2018).
  17. ^ (EN) Innovate or die: How ThinkPad cracked the code to the wireless world, su thinkstories.com (archiviato dall'url originale il 25 agosto 2018).
  18. ^ a b (EN) Official IEEE 802.11 working group project timelines, su grouper.ieee.org, 26 gennaio 26 2017. URL consultato il 12 febbraio 2017.
  19. ^ (EN) Wi-Fi CERTIFIED n: Longer-Range, Faster-Throughput, Multimedia-Grade Wi-Fi Networks (PDF), in Wi-Fi Alliance, settembre 2009.
  20. ^ a b (EN) Sourangsu Banerji e Rahul Singha Chowdhury, On IEEE 802.11: Wireless LAN Technology.
  21. ^ (EN) The complete family of wireless LAN standards: 802.11 a, b, g, j, n (PDF), su cdn.rohde-schwarz.com.
  22. ^ (EN) The Physical Layer of the IEEE 802.11p WAVE Communication Standard: The Specifications and Challenges (PDF), World Congress on Engineering and Computer Science, 2014.
  23. ^ (EN) IEEE Standard for Information Technology- Telecommunications and Information Exchange Between Systems- Local and Metropolitan Area Networks- Specific Requirements Part Ii: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications., IEEE, DOI:10.1109/ieeestd.2003.94282.
  24. ^ a b (EN) Wi-Fi Capacity Analysis for 802.11ac and 802.11n: Theory & Practice (PDF), su ekahau.com.
  25. ^ (EN) Phil Belanger e Ken Biba, 802.11n Delivers Better Range, in Wi-Fi Planet, 31 maggio 2007 (archiviato dall'url originale il 24 novembre 2008).
  26. ^ (EN) IEEE 802.11ac: What Does it Mean for Test? (PDF), in LitePoint, ottobre 2013 (archiviato dall'url originale il 16 agosto 2014).
  27. ^ (EN) What is Wi-Fi 8?, su everythingrf.com.
  28. ^ (EN) IEEE Standard for Information Technology, in IEEE Std 802.11aj-2018, aprile 2018, DOI:10.1109/IEEESTD.2018.8345727.
  29. ^ (EN) 802.11ad – WLAN at 60 GHz: A Technology Introduction (PDF), su scdn.rohde-schwarz.com, Rohde & Schwarz GmbH, 21 novembre 2013, p. 14.
  30. ^ (EN) Connect802 – 802.11ac Discussion, su www.connect802.com.
  31. ^ (EN) Understanding IEEE 802.11ad Physical Layer and Measurement Challenges (PDF), su keysight.com.
  32. ^ (EN) 802.11aj Press Release (DOCX), su mentor.ieee.org.
  33. ^ (EN) An Overview of China Millimeter-Wave Multiple Gigabit Wireless Local Area Network System, in IEICE Transactions on Communications, E101.B, n. 2, 2018, pp. 262–276, DOI:10.1587/transcom.2017ISI0004.
  34. ^ (EN) IEEE 802.11ay: 1st real standard for Broadband Wireless Access (BWA) via mmWave – Technology Blog, su techblog.comsoc.org.
  35. ^ (EN) P802.11 Wireless LANs (DOCX), su mentor.ieee.org, IEEE, pp. 2,3. URL consultato il 6 dicembre 2017 (archiviato dall'url originale il 6 dicembre 2017).
  36. ^ a b (EN) 802.11 Alternate PHYs A whitepaper by Ayman Mukaddam (PDF), su cwnp.com.
  37. ^ (EN) TGaf PHY proposal (DOCX), su mentor.ieee.org, IEEE P802.11, 10 luglio 2012. URL consultato il 29 dicembre 2013.
  38. ^ (EN) IEEE 802.11ah: A Long Range 802.11 WLAN at Sub 1 GHz (PDF), in Journal of ICT Standardization, vol. 1, n. 1, luglio 2013, pp. 83–108, DOI:10.13052/jicts2245-800X.115.
  39. ^ (EN) Wi-Fi CERTIFIED n: Longer-Range, Faster-Throughput, Multimedia-Grade Wi-Fi Networks (PDF), in Wi-Fi Alliance, settembre 2009.
  40. ^ (EN) Wireless throughput, su oreillynet.com (archiviato dall'url originale il 3 novembre 2011).
  41. ^ (EN) V. Angelakis, S. Papadakis, V.A. Siris e A. Traganitis, Adjacent channel interference in 802.11a is harmful: Testbed validation of a simple quantification model, in Communications Magazine, vol. 49, n. 3, IEEE, March 2011, pp. 160–166, DOI:10.1109/MCOM.2011.5723815, ISSN 0163-6804 (WC · ACNP).
  42. ^ (EN) IEEE 802.11n-2009, su standards.ieee.org, IEEE. URL consultato il 15 settembre 2009 (archiviato dall'url originale il 15 settembre 2009).
  43. ^ (EN) Status of Project IEEE 802.11n, su ieee802.org, IEEE - Task group N. URL consultato il 15 settembre 2009.
  44. ^ (EN) IEEE Ratifies 802.11n, Wireless LAN Specification to Provide Significantly Improved Data Throughput and Range, su standards.ieee.org, IEEE, 11 settembre 2009. URL consultato il 15 settembre 2009 (archiviato dall'url originale il 26 luglio 2010).
  45. ^ Alessandro Del Rosso, Il super-WiFi è finalmente nato, Punto Informatico, 14 settembre 2009. URL consultato il 15 settembre 2009.
  46. ^ a b c Il mondo dei router si prepara al Wi-Fi 802.11ax, in tomshw.it, 9 gennaio 2018. URL consultato il 9 settembre 2019.
  47. ^ (EN) Lee Badman, 802.11 standards: How do 802.11ac, 802.11ax, 802.11be differ?, su techtarget.com, 5 marzo 2025.
  48. ^ (EN) Wi-Fi location: ranging with RTT, Google Developers, su developer.android.com.
  49. ^ Guerra di lobby a Bruxelles: Telco contro la Commissione UE per le auto connesse, in tomshw.it, 10 aprile 2019. URL consultato il 10 aprile 2019.
  50. ^ Migliorare la connessione Wi-Fi di casa: guida completa.
  51. ^ Channel Deployment Issues for 2.4-GHz 802.11 WLANs (archiviato dall'url originale il 1º febbraio 2015).
  52. ^ Chanalyzer 4: Spectrum Analysis Software.
  53. ^ Come analizzare rete WiFi.
  54. ^ Estándar Redes Locales Inalámbricas IEEE 802.11n ("Wi-Fi n").

Voci correlate

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Collegamenti esterni

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