Wireless - WiFi+

Introdução

Conceitos básicos

IEEE 802.11ac é um padrão de redes de computadores sem fio do 802.11, atualmente sob desenvolvimento (draft), que irá proporcionar alta taxa de transferência em redes locais sem fio (WLAN) na banda de 5 Ghz.
Teoricamente, essa especificação permitirá transferência de dados multicanal de pelo menos 1 Gbps e uma transferência em canal único de pelo menos 500 Mbps.
Isso é alcançado estendendo os conceitos de meio aéreo contemplados pelo 802.11n: Maior largura de banda RF (até 160 MHz), mais fluxos MIMO (até 8), MIMO multi-usuário e modulação de alta densidade (até 256 QAM).

Fornecedores/desenvolvedores

O padrão 802.11ac é desenvolvido pelo IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos), órgão dos EUA responsável pela definição dos padrões para diversas áreas da engenharia, incluindo as redes sem fio.

Cronologia

Em Janeiro de 2011, o Inicial Technical Specification Draft 0.1 foi confirmado pelo IEEE 802.11 TGac.
A finalização do padrão é esperada para o fim de 2012, com aprovação final do grupo de desenvolvimento em 2013.
Espera-se que dispositivos com o 802.11ac já sejam comuns por volta de 2015, com o número de um bilhão de dispositivos no mundo.

• A Quantenna lançou o primeiro chipset 802.11ac para roteadores WI-fi de varejo e consumidores no dia 15 de novembro de 2011.
  
• Redpine Signals lançou a primeira tecnologia 802.11ac de baixo consumo para aplicação em smartphones no dia 14 de Dezembro de 2011.
  
• Em Janeiro de 2012, no dia 5, a Broadcom anunciou seus primeiros chips e parceiros WI-fi 802.11ac.
  
• No dia 27 de Abril de 2012 a Netgear anunciou o primeiro roteador compatível Broadcom.
  
• 14 de Maio de 2012 – Buffalo Technology lançou os primeiros produtos 802.11ac do mercado, lançando um roteador e um adaptador client bridge.
  
• No dia 7 de Junho de 2012 a Asus revelou seu notebook para jogos ROG G74VW, que será o primeiro notebook para consumidores finais a ser completamente compatível com o 802.11ac.
  

Pontos relevantes

No 802.11ac a largura máxima é de 433 Mbps por stream, e o número máximo de streams sobe de três para oito.
Então a largura de banda máxima de uma rede 802.11ac pode ser mais de três vezes superior ao padrão cabeado mais popular atualmente, o Gigabit Ethernet.
Entretanto, os aparelhos de primeira geração estarão limitados ao uso de duas ou três antenas para recepção e transmissão, com uma largura de banda máxima de 866 Mbps ou 1.3 Gbps em teoria.
Para superar o menor alcance da frequência de 5 GHz os chipsets 802.11ac usam uma tecnologia chamada “beam forming” na transmissão e recepção.
Ela era um elemento opcional na especificação 802.11n, mas é obrigatória no 802.11ac.
A maioria dos aparelhos 802.11n atuais transmite e recebe sinais de forma omnidirecional.
Eles se propagam em uma série de “anéis” concêntricos, como as ondas que surgem quando você joga uma pedrinha em um lago.
Com Beam Forming o roteador e os clientes sabem qual sua posição relativa um ao outro e podem “focar” o sinal na direção correta.
Sem essa tecnologia, sinais refletidos podem chegar fora de fase e se cancelar, reduzindo a largura de banda.
Um chipset com Beam Forming pode modificar a fase do sinal para contornar o problema, aumentando substancialmente a largura de banda disponível.

Funcionamento

Exemplos de Configurações

Todas as taxas de transmissão utilizam 256-QAM, taxa 5/6:

Scenario	Typical Client Form Factor	PHY Link Rate	Aggregate Capacity
1-antenna AP, 1-antenna STA, 80MHz	Handheld	433 Mbit/s	433 Mbit/s
2-antenna AP, 2-antenna STA, 80MHz	Tablet, Laptop	867 Mbit/s	867 Mbit/s
1-antenna AP, 1-antenna STA, 160MHz	Handheld	867 Mbit/s	867 Mbit/s
2-antenna AP, 2-antenna STA, 160MHz	Tablet, Laptop	1.73 Gbit/s	1.73 Gbit/s
4-antenna AP, 4 1-antenna STAs, 160MHz (MU-MIMO)	Handheld	867 Mbit/s to each STA	3.47 Gbit/s
8-antenna AP, 160MHz (MU-MIMO) -- 1 4-antenna STA -- 1 2-antenna STA -- 2 1-antenna STAs	Digital TV, Set-top Box, Tablet, Laptop, PC, Handheld	3.47 Gbit/s to 4-antenna STA 1.73 Gbit/s to 2-antenna STA 867 Mbit/s to each 1-antenna STA	6.93 Gbit/s
8-antenna AP, 4 2-antenna STAs, 160MHz (MU-MIMO)	Digital TV, Tablet, Laptop, PC	1.73 Gbit/s to each STA	6.93 Gbit/s

Características Técnicas

• Vinculação extendida de canais
  • Largura de banda do canal de 80 MHz e 160 MHz (contra 40 MHz máximo no 802.11n);
  • 80 MHz obrigatório para estações (STAs), 160 MHz opcional;
• Mais fluxos espaciais MIMO
  • Suporte para até 8 fluxos espaciais (contra 4 no 802.11n);
• MIMO Multi-usuário (MU-MIMO)
  • Múltiplas estações, cada uma com mais antenas, transmissão ou recepção independente de dados simultaneamente;
  • Acesso Múltiplo por Divisão no Espaço (SDMA): Fluxos não separados por frequência, mas organizados espacialmenmte, analogamente ao estilo MIMO 11n;
  • Downlink MU-MIMO (um dispositivo transmissor, vários receptores) incluído como modo opcional;
• Modulação
  • 256-QAM, taxa 3/4 e 5/6, adicionados como modos opcionais (vs 64-QAM, taxa 5/6 máximos no 802.11n);
• Outras características
  • Único padrão de beamforming para facilitar feedback e compatibilidade entre fabricantes (padrões variados no 802.11n torna difícil o funcionamento efetivo entre produtos de fabricantes diferentes);
  • Modificações MAC (para suportar mudanças posteriores);
  • Coexistência de mecanismos para dispositivos 11ac e 11a/n que utilizam canais de 20/40/80/160 MHz;

Estágio atual

Serviços

As melhorias single-link e multi-estação suportadas pelo 802.11ac permitem novas aplicabilidades a WLANs, como streaming simultâneo de vídeo HD a vários clientes em uma residência, sincronização rápida e backup de grandes arquivos, desenvolvimentos em campus e auditórios, e automação de chão de fábrica.

Mídia

Abaixo alguns links relacionados à tecnologia 802.11ac:

IEEE 802.11 Task Group - Status 802.11ac: http://www.ieee802.org/11/Reports/tgac_update.htm

NetGear - Próxima Geração de WiFi: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ACWrtAKkloI

Roteador NetGear R6300 compatível com 802.11ac: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=SdmiGfM-yvY

Listagem de Dispositivos 802.11ac (06/2012)

Roteadores

• TRENDnet TEW-811DR
• Buffalo AirStation WZR-1750H
• Edimax unknown product, engineering sample
• Buffalo AirStation WZR-D1800H
• Netgear R6300
• Netgear R6200
• Belkin F9K1113
• D-Link DIR-865L
• ASUS RT-AC66U
• TRENDnet TEW-812DRU

Bridges

• 1300 Mbps Wireless AC Media Bridge / AC1750 Dual Band Wireless Media Bridge
• Buffalo WLI-TX4-1300H
• Buffalo WLI-H4-D1300

Adaptadores

• Edimax unknown product, engineering sample
• Netgear A6200
• ASUS PCE-AC66
• ASUS USB-AC53

Chipsets

• Broadcom
  • BCM43516
  • BCM4352
  • BCM43526
  • BCM4360
  • BCM43460

• Marvell
  • 88W8897
• MediaTek
  • MT7650
  • MT7610E
  • MT7610U
• Qualcomm Atheros
  • WCN3680
  • QCA9860
  • QCA9862
  • QCA9880 (consumer) / QCA9890 (enterprise)
  • QCA9882 (consumer) / QCA9892 (enterprise)
• Quantenna QAC2300
• Redpine Signals Quali-Fi
  • RS9333