Esta mujer jugó un papel importante.
Heddy Lamarr no era solo una bomba de la pantalla plateada, sino que ayudó a crear un método de encriptación que involucraba frecuencias de salto donde cada extremo cronometraba los cambios de frecuencia usando dos copias de un fonógrafo creado solo para esa conversación. Debo decir que una mujer con cerebro simplemente me debilita las rodillas.
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¿Qué tiene eso que ver con WiFi? Bueno, WiFi comenzó como solo 802.11, no a, b, g, n, ac o incluso ax (próximamente en una tienda de computadoras cerca de usted). Todavía no se llamaba WiFi, pero los inicios se probaron primero con luz infrarroja. Funcionó y podría proporcionar velocidades bastante decentes para la época. Nada como hoy, pero bastante decente entonces. Pero no fue práctico. Sin distancia real y demasiado fácil de bloquear.
El siguiente 802.11 se trasladó a las frecuencias de radio. Como mencionó una persona, 2.4 GHz era una banda sin licencia disponible, llamada banda ISM para Industrial, Científico y Médico. La FCC en los Estados Unidos asignó esta banda para su uso con restricciones en la potencia de salida y la densidad espectral de potencia. Sin embargo, 802.11 no fue el único protocolo que podía usarlo. Una regla muy importante que se hizo para esta banda sin licencia fue que cada dispositivo que la usaba tenía que aceptar la interferencia de otros. Eso significa que tienes que ser robusto. ¿Entonces como haces esto?
La idea que surgió primero fue utilizar canales relativamente amplios, de modo que si se interfiere con una parte de ese canal, aún podría obtener información con el resto de ese canal. Estoy siendo simplista aquí. Esto se llama Spread Spectrum. La primera iteración de Spread Spectrum para 802.11 usó Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). De ahí la invención de Heddy Lamarr. FHSS utilizó toda la banda de 2,4 GHz como canal, más o menos. Cada salto era una transmisión de 1 MHz de ancho, pero variaría de frecuencia a frecuencia en toda la banda. Tenía que definir ese patrón para que los dispositivos cliente pudieran sincronizarse con el AP, pero esto funcionó bien.
La gente volvió a ser inteligente y se dio cuenta de que podía tener varios sistemas 802.11 cerca uno del otro, pero si elegía patrones de salto que fueran ortogonales, podría estar seguro de que en el ancho del espectro, dos sistemas que funcionan a la vez nunca “colisionarían”. ”En el mismo salto de 1 MHz al mismo tiempo más de una vez en cada ciclo. Estas secuencias de salto se convirtieron esencialmente en canales. No había muchos vendedores construyendo productos como este, pero había suficientes para que sin un cuerpo de estándares firme, comenzaran a hacer cosas un poco diferentes entre sí, como agregar la sincronización GPS para comenzar todas las secuencias de salto al mismo tiempo, completamente eliminando colisiones. Muy inteligente. Y, podrían proporcionar 1, 2 o 3 Mb / s a través de las tasas de datos aéreos (lo que significaba un rendimiento real de hasta 1.8 Mb / s). Cegadoramente rápido en el momento.
Aquí es donde entra WiFi. En realidad, comenzó durante la era de FHSS, pero en realidad no alcanzó su ritmo hasta 1997 con el estándar IEEE802.11, que se ha renovado varias veces desde entonces. Las primeras mejoras reales fueron para 802.11b. Lo sé, pensarías que 802.11a sería el primero, y fue, más o menos. Primero se definió, pero 802.11b fue el primero en comercializarse, por lo que es el primer iniciador real. Con 802.11b, nos alejamos de FHSS y pasamos a canales más convencionales, pero aún en la banda ISM de 2.4 GHz. Se definieron catorce canales de 22 MHz de ancho, y solo los primeros 11 son legales en los EE. UU. 14 están disponibles en Japón y 13 en Europa. Cada país decide por sí mismo, aunque muchos países tienden a imitarse entre sí. 802.11b utilizó Spread Spectrum nuevamente, pero lo hizo de manera más eficiente con Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), más o menos. Yo uso esa frase mucho. Con 802.11b, puede transmitir a velocidades de 1, 2, 5.5 y 11 Mb / s por aire (aproximadamente un máximo de 4 Mb / s verdadero después de que se contabiliza la sobrecarga). Mucho más rápido, más eficiente. Pero solo tiene 3 canales no superpuestos (que no interfieren entre sí). Con FHSS, podría hacer 26 sin superposición si usa la sincronización GPS, y podría transmitir más.
Luego vinieron 802.11a y 802.11g. 802.11a opera en una nueva banda, la banda de 5 GHz. Aquí es donde comienza a complicarse, así que solo afirmaré aquí que la banda de 5 GHz es ahora, en realidad 4 bandas: UNII 1, UNII 2, UNII 2e y UNII 3. En realidad, UNII 3 se superpone a los 5. 8 GHz Banda ISM, que originalmente era ligeramente más ancha. Puede obtener su equipo certificado para uno u otro con ISM que es más difícil de hacer, pero con mayor espectro de uso. Todos ellos no tienen licencia, pero tienden a tener diferentes reglas de poder en diferentes países. Originalmente, UNII 1 estaba destinado solo para interiores, pero no está disponible en muchos países al aire libre. UNII 3 estaba destinado a ser la banda sin licencia de alta potencia y larga distancia y hoy en día sigue siendo así para la mayoría de los países. UNII 2 y 2e son realmente desordenados ya que también tienen radar funcionando en ellos, en algunos países y su radio tiene que reconocer eso y alejarse de él si está presente. Pero también son mucho más amplios y ofrecen más capacidad. La buena noticia es que las agencias reguladoras aprendieron mucho de 2.4 GHz y tendieron a métodos más razonables para establecer limitaciones de energía. Las reglas de 2.4 GHz son simplemente raras y pocas personas realmente las entienden. No es realmente difícil de entender, solo extraño. El comité IEEE responsable de 802.11 también aprendió de su pasado y creó todos los canales que no se superponen, haciendo las cosas mucho más simples. Por supuesto, en las bandas de 5 GHz hay significativamente más espectro (más canales posibles y más capacidad posible).
Suficiente de eso y de vuelta a 802.11ay 802.11g. Estos dos protocolos son idénticos, excepto que 802.11a solo funciona a 5 GHz y 802.11g solo funciona a 2.4 GHz. Ambos ahora usan canales de 20 MHz de ancho en lugar de 22 MHz. Esto facilita la construcción de radios que pueden operar sobre un canal sin “sangrar” demasiado en un canal vecino. Estos dos protocolos introdujeron velocidades de datos más posibles al cambiar los métodos de modulación con opciones de 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 y 54 Mb / s en el aire (~ 22 Mb / s de rendimiento real máximo). Mucho más rápido y mejor en el manejo de interferencias también. Además, los métodos de encriptación se definen ahora para 802.11 a, byg para que aquellos que construyen el equipo puedan interactuar entre sí. Se utiliza WEP y luego se agrieta rápidamente. No uses WEP. Déjame repetir. No uses WEP; No es seguro. Se introduce TKIP, y parte de él está resquebrajado. No uses TKIP tampoco. Ninguno de estos métodos de cifrado es parte del estándar actual de todos modos por razones de seguridad. AES fue presentado y se ha quedado.
Lo que es más importante sobre 802.11ayg es OFDM, multiplexación por división de frecuencia ortogonal. Este es un método inteligente para enviar múltiples operadores con algunos de ellos actuando como operadores piloto que usted usa para juzgar si parte del canal se recibe mejor o peor que los demás para que sus amplificadores puedan igualarlos cuando se reciben. Fue realmente genial, especialmente para los geeks como yo. Esto significaba que WiFi realmente podría sobrevivir a múltiples rutas. Ahí es donde realmente recibe múltiples copias de la misma señal, pero cada una de ellas algo desfasada entre sí. Las reflexiones y las refracciones de la señal hacen que se reciban múltiples copias que tomaron diferentes caminos de diferentes longitudes. La velocidad de la luz a través del mismo medio es siempre la misma velocidad, pero con diferentes longitudes para viajar, la fase será diferente. 802.11b solo sobrevivió a esto hablando más lentamente, lo que facilita la recuperación del mensaje alterado recibido. 802.11ayg podrían corregir gran parte de esto y, por lo tanto, hablar más rápido.
Luego viene 802.11n. Más lecciones aprendidas. ¿Por qué tener un estándar diferente para cada banda cuando estás haciendo lo mismo? 802.11n se define para 2,4 GHz y 5 GHz. También presenta una vieja idea que no era posible implementar sin mucho dinero. Había una compañía llamada Orthogon que primero implementó esto comercialmente a pequeña escala. No era 802.11n, pero hicieron lo que llamaron codificación de espacio-tiempo multihaz. ¿No es esa la frase más genial si eres un geek? Siempre imaginé a las chicas que se enamoraban de mí cuando casualmente metía esa frase en una conversación. 802.11n utiliza OFDM nuevamente, sigue siendo una gran idea, pero también presenta múltiples transmisores y receptores. Ahora puede enviar, a través de ese canal, algunos de sus datos en un transmisor y otros en otro. En realidad, está definido para hasta 4 de cada uno, pero tomó un tiempo antes de que los fabricantes pudieran hacer que eso funcione. Lo hace ahora Múltiples transmisores y receptores también le permiten enviar los mismos datos en múltiples transmisores para facilitar la comprensión de lo que se envió; esto se llama Máxima relación de combinación, o MRC. Los receptores podrían hacer lo mismo. Si envía una parte polarizada verticalmente y una parte horizontalmente, realmente puede fijar la señal. O bien, puede combinar los dos métodos con suficientes transmisores y receptores. Y, algunas personas inteligentes decidieron intentar enviar la misma señal en múltiples transmisores, pero fuera de fase entre sí para crear interferencia constructiva y destructiva con el fin de aumentar y disminuir la señal recibida en puntos específicos en el espacio. Buena idea, pero se produjo una mala implementación. Sin comentarios del receptor, solo podría adivinar cómo hacer esto correctamente. Aquellos que lo probaron descubrieron que era mejor deshabilitar esta función (Cisco, tos, tos). También hubo otras mejoras en la eficiencia, como cambios en el intervalo de guarda, confirmaciones de bloque y esquemas de modulación más complicados que podrían transportar muchos más datos. Y ahora puede vincular canales para enviar más datos. Hay demasiadas velocidades de datos para que las enumere aquí, pero basta con decir que ahora puede hacer 450 Mb / s.
Luego vino 802.11ac. En realidad, vino en 2 “ondas”, siendo el primero un estándar incompleto que causó que una característica no funcionara entre diferentes fabricantes de chips. 802.11ac wave 2 es una gran mejora sobre los predecesores. WiFi ahora es un estándar empresarial válido, cuando lo implementa correctamente. Todavía hay espacio para arruinarlo, pero es seguro, estable y muy capaz. 802.11ac usa OFDM y tiene las ventajas de 802.11n, pero también agrega más eficiencias, esquemas de modulación más complejos y más rápidos (a medida que los chips y DSP mejoran para manejarlos) y también agrega dos características realmente geniales. Uno es Transmitir Beamforming (TxBF). TxBF utiliza la idea de que algunos intentaron con 802.11n pero fallaron, enviando la misma señal a través de múltiples transmisores fuera de fase entre sí. Ahora puede aumentar la ganancia de la señal haciendo esto Y el receptor tiene una manera de decirle que está funcionando o no para que pueda seguir funcionando. Aquí es donde la onda 1 se arruinó. Al principio no estaba bien definido, por lo que Broadcomm (fabricante de chips) eligió un método y Atheros (otro fabricante de chips) eligió otro. La única forma en que funcionaba era si tenía tanto el AP como el dispositivo cliente con un chip fabricado por el mismo fabricante. La mayoría de los AP usaban Atheros. La mayoría de los dispositivos cliente utilizan Broadcomm. Ningún dispositivo cliente utilizó Atheros. Los fabricantes siempre están buscando formas de atornillarse cuando sale un nuevo estándar. Por eso necesitamos estándares bien definidos. 3Com venció a Cisco cuando la detección automática de las velocidades de datos salió por primera vez para Ethernet. De todos modos, la onda 2 estandarizó esto y ahora funciona. La otra característica realmente genial es MU-MIMO. MIMO es entrada múltiple, salida múltiple. Eso es lo que trajo 802.11n. MU-MIMO ahora permite que el AP envíe información diferente a diferentes dispositivos AL MISMO TIEMPO. Mente. Estropeado. Un AP 4 × 4 (4 transmisores, 4 receptores) puede enviar a 4 dispositivos cliente a la vez. No funciona a la inversa (todavía), pero la mayoría del tráfico es descendente para la mayoría de las aplicaciones de todos modos. Hay compensaciones para hacer esto. Si tiene clientes 4 × 4, es mejor que se comunique con cada uno individualmente a velocidades de datos más altas. Si tiene clientes 1 × 1, entonces MU-MIMO es el camino a seguir. La razón es que usa TxBF para formar diferentes patrones simultáneamente para hablar con diferentes clientes a la vez. Lo sé, llamé a TxBF por separado, pero eso es porque también es beneficioso sin MU-MIMO. Realmente no enumeraré todas las velocidades de datos posibles para 802.11ac, ya que hay demasiadas. Pero puede operar hasta 6,933 Mb / s si construye un AP 8 × 8, que es lo máximo que define el estándar hoy en día. Ningún chip puede hacer eso hoy y está limitado a 4 × 4. Esas tasas también se ven afectadas por más opciones de enlace de canales, hasta 160 MHz de canal, incluso porciones no contiguas de 80 MHz agregadas juntas. Sin embargo, ese aspecto me molesta, ya que no es práctico en todos los casos, excepto en un pequeño conjunto de usos. Todavía recomiendo 40 o incluso 20 MHz en la mayoría de las implementaciones. Oh sí, una cosa más. La alianza WiFi (nuevo nombre para la organización; no recuerdo cuándo cambió), decidió definir solo 802.11ac para 5 GHz en un intento de alejar a todos de 2.4 GHz ya que esa banda estaba abarrotada de otros sistemas (Bluetooth, Teléfonos FHSS y monitores para bebés, Zigbee, etc.
El siguiente para WiFi es 802.11ax. 802.11ax toma prestado de LTE y usa OFDMA. Las lecciones aprendidas nos enseñaron que 2.4 GHz podría estar abarrotado, pero necesita todo el espectro que pueda obtener y se incluirá. Con 802.11ax, más velocidades de datos, más capacidades de MU-MIMO y un mejor control para admitir una gran cantidad de dispositivos cliente (también aprendidos de LTE). Si bien verá los conjuntos de chips y productos 802.11ax antes de eso, es probable que el estándar no se complete hasta algún momento en 2019. No entraré en eso aquí, pero debería tener la idea de que está evolucionando cada vez más rápido califica a medida que se adopta más y más adopción. Estos son tiempos emocionantes para geeks como yo.
Nota: Perdone cualquier error menor en la línea de tiempo. Escribí todo esto de memoria mientras vivía hasta el último momento. Fue divertido para mí y espero que valga la pena. Pasar por la vida de Ethernet podría ser mi próxima tarea. Recuerdo haber tenido conversaciones en el tablero de anuncios de BBS con Bob Metcalfe durante los días previos a los estándares de Ethernet. Boy ha cambiado ese estándar con los años.
