Tecnología AC: realidades y fantasías

 Rilke Espinosa     13/feb/2019
Documentación, Estándar, RouterOS, Ubiquiti


Tabla de contenidos

Introducción

Saludos amigos, este es mi primer aporte a nuestro sitio. Espero que les guste y aclare de una vez por todas las dudas que existen sobre la tecnología AC. Para comenzar hay que entender cómo se trasmite una señal wifi y que es el ancho de canal específicamente que es el elemento fundamental en lo que a AC se refiere. El teorema Nyquist determina que la velocidad máxima alcanzable para un ancho de banda dado es dos veces dicho ancho de banda si no existe ruido, cuanto mayor es la frecuencia de la señal, mayor es la velocidad de trasmisión puesto que cada bit tiene menor tiempo de duración y ello hace que sea posible enviar mayor cantidad de bits en el mismo tiempo. Dicho lo anterior, la limitación de velocidad de trasmisión permitida en el canal es la impuesta exclusivamente por el ancho de banda de canal, y, cuanto mayor es el ancho de banda, mayor es la velocidad de trasmisión que puede obtenerse.

Frecuencia

Para entender todo lo expuesto anteriormente y hacerlo digerible por personas que no están familiarizados con los términos electrónicos de los que se habla, trataré de explicarlo con analogías lo más simple posible.

Primero veremos en que influye la frecuencia en una trasmisión de datos y porque es mejor 5 GHz que 2.4 GHz. Para ello vamos a remitirnos a algo cotidiano y que también se tramite en Hz: el fluido eléctrico. El fluido eléctrico que nos llega a casa y el cual usamos a diario tiene una frecuencia de 60 Hz, y esto se grafica de la siguiente manera:

La figura muestra una gráfica de voltaje contra tiempo donde se aprecia lo que representa un ciclo de corriente alterna, 60Hz quiere decir que esto lo hace la corriente 60 veces en un segundo lo cual hace evidente que si dividimos 1/60 nos de que cada ciclo se realiza en 160 ms.

Una señal similar a esta se utiliza de portadora para trasmitir cualquier señal digital, o sea, lo que conocemos como ceros y unos no son más que valores de voltaje, que en dependencia de que medio estemos usando, varían, en el caso estándar se reconoce como cero cualquier valor de voltaje que no supere los 0.01 V y como un uno a cualquier valor que ronde 1 V. Cuando llevamos eso a una señal portadora se vería algo así:

Aquí vemos como se trasmiten 2 bits de información, en este caso dos 1, los valores de voltaje y tiempo están vacíos porque estos dependen del medio en que nos encontremos y la frecuencia que usemos. Entendido esto, acerquémonos un poco más a la Wi-Fi. La frecuencia de 2.4 GHz, lo que quiere decir es que en comparación con el fluido eléctrico, el cual se transmite a 60 Hz y hace 60 ciclos, como el ejemplo anterior, en 1 segundo 2.4 GHz lo hace 2.4 * 109 veces por segundo, lo cual provoca que el tiempo de un ciclo se reduzca a 0.0000005 ms, o sea, que si con 60 Hz podíamos mostrar 120 bits, con 2.4 GHz podemos mostrar algo así como 60 Mb/s (recordemos que 1 byte = 8 bits), y si hiciéramos esto a 5 GHz, el ciclo duraría 0.0000002 ms y se pueden trasmitir alrededor de 125 Mb/s (pequeña diferencia, no?).

Ancho de banda del canal

Bien, como se ve a las claras, la relación entre frecuencia de trasmisión y velocidad de datos es directamente proporcional. Pero como es posible entonces que con 5 GHz nos conectemos a velocidades superiores a los 125 MB/s? Simple, ahi es donde entra a contar nuestro ancho de banda del canal.

Cuando decimos que transmitimos en la frecuencia 5775 GHz, nos referimos realmente a frecuencia central de trasmisión. El ancho de banda del canal es el que dice cuanto realmente ocupa nuestra trasmisión en el espectro con relación a la frecuencia centro. Si nuestro ancho de banda del canal es de 40 MHz, quiere decir que en realidad estamos trasmitiendo desde 5755 a 5795, eso entonces posibilita la multiplexion de señales y datos, y, se da un fenómeno similar a la gráfica donde cada canal es responsable de transferir una cantidad de datos por segundo.

Que sucede entonces a 40M Hz de ancho de banda de canal:

Como se aprecia, el aumentar el ancho de canal incurre dramáticamente en la velocidad de trasmisión ya que a 40 MHz se puede trasmitir el doble de datos que a 20 MHz.

Tecnología AC

Entonces, por fin llegamos a AC. Este incremento de bandas de trasmisión también produce otros efectos secundarios como, por ejemplo, que esos datos que vemos ahí divididos realmente hay que volverlos a unir y mientras mayor cantidad de bandas tengamos, o sea, mayor ancho de de banda de canal, mayor velocidad en el proceso de multiplexado y demultiplexado demandaremos, y por ende, mejores microprocesadores y ram.

La tecnología AC no es más que llevar a nuestros equipos a un ancho de canal que va de 80 MHz como estándar, y 160 MHz en una segunda fase Wi-Fi AC. Está construido sobre Wi-Fi N, de modo que todas las ventajas introducidas por generaciones anteriores (B, G, N) están incluidas también en Wi-Fi AC. Wi-Fi AC logra mayor velocidad de conexión gracias a un mayor ancho de banda de canal, la compatibilidad con más flujos que en la versión anterior y otras tecnologías. Teóricamente puede llegar a ser tan rápida como un cable. Wi-Fi AC no es técnicamente la versión disponible más moderna del estándar 802.11 (el de las conexiones Wi-Fi tradicionales). Después de AC han llegado AD, AF, AG, AH, AI, AJ, AQ, AX y AY. No obstante, a diferencia de los anteriores, AC está presente en una gran cantidad de adaptadores y routers Wi-Fi disponibles hoy en día debido a su costo ya a un nivel comercial. Al igual que Wi-Fi N, Wi-Fi AC es compatible con conexión en la banda de los 5 GHz, mucho menos saturada, con más canales y menos propoensa a las interferencias. La diferencia es que Wi-Fi AC opera exclusivamente en la franja de los 5 GHz, consiguiendo una velocidad hasta doce veces más rápida que el estándar anterior. Es también compatible con los 2.4 GHz. Este incremento no viene tanto por ninguna tecnología nueva, sino por mejoras construidas sobre lo que ya se tenía en versiones anteriores. Por ejemplo, se aumenta el número de flujos de 4 a 8, se aumenta el ancho de banda de canal desde los 20 - 40 MHz hasta los 80 - 160 MHz y se reemplaza la modulación de 64 QAM a 256-QAM.

En otras palabras la tecnología AC (que es solo un nombre comercial) no es para nada diferente, mágica o incompatible a lo que ya existía, entonces que quede bien claro que solo usamos AC en nuestros equipos cuando usamos anchos de banda de canales igual o superiores a 80 MHz. Si fijamos en nuestro equipo inalámbrico a que use la tecnología A/N en los 5 GHz, eso solo soporta 20 MHz o 40 MHz y nada tiene que ver con la capacidad de nuestro equipo de llegar a otros anchos de banda de canal con tecnología AC.

Conclusiones

Los mitos sobre esta tecnología sobre incompatibilidades, milagros, etc., se lo debemos agradecer a la compañía Ubiquiti, la cual a dotado a sus equipos de segunda generación compatibles con AC de numerosos bloqueos, de modos de operación, con el fin comercial de vender más equipos al hacer esta generación casi incompatible con la anterior. En cambio, Mikrotik, empresa con un concepto diferente, con sistema operativo que permite casi el 100% configurabilidad, no tiene las mismas limitaciones, prueba de que las limitaciones son por software y no porque sea un hardware específico para AC. Si montamos OpenWRT, sistema operativo de software libre, en cualquier equipo Ubiquiti se verá que podemos usar cualquier ancho de banda de canal disponible y conectarnos a cualquier punto de acceso en cualquier modo de trabajo. Y no solo a equipos que soporte la tecnología AC como demanda AirOS.

Espero les allá gustado, próximamente daré mas aportes gracias.

Referencias externas