[Refnet-mnes-admins.red] Cómo funciona realmente el estándar 802.11 de la IEEE: Wi-Fi.

[Daniel Armando Rodriguez]

<http://tecnicoslinux.com.ar/archives/1595/logowifi-5mt-0clhutl9hgl>

La velocidad real en Wi-Fi no es ni por asomo la teórica

Pese a que cada vez hay más routers compatibles con la última versión de
Wi-Fi (inclusive la 802.11n ), la mayoría de los portátiles y routers de
unos años hacia acá emplean la versión de 2007 802.11g, que ofrece hasta 54
Mbps de velocidad *teórica*.

Y recalco lo de teórica porque el propio protocolo consume con sus mensajes
de control tiempo de transmisión, con lo que *la tasa de datos útil baja*,
fenómeno que se maximiza si hay varias redes vecinas trabajando en las
mismas frecuencias (o canal).
*Pérdidas por el propio funcionamiento del protocolo*…

Empezando por los mensajes, y como *Wi-Fi está basado en gran parte de su
especificación en el estándar Ethernet cableado* (IEEE 802.3), hereda el
mecanismo de protección ante colisiones
CDMA/CD<http://es.wikipedia.org/wiki/CSMA/CD>para evitar que dos
equipos envíen su mensaje simultáneamente, choquen entre
sí en el cable y el resultado sea inteligible, con la consecuente pérdida de
rendimiento ya que será necesaria una retransmisión. A esto le añadimos que
el medio por el que la Wi-Fi opera (aire) es mucho más caótico que el cable
ya que, además de tener que guardarse ante las propias interferencias en la
red, hay que tener en cuenta las redes vecinas y otros factores externos.

*Para reservar el medio y que únicamente un dispositivo radie su información
se hace uso de las tramas RTS/CTS*, Ready to Send (Listo para Enviar) y
Clear to Send (Vía libre para enviar). El primero es la solicitud que hace
el interesado en transmitir hacia la red, y el segundo es el que envía el
punto de acceso para decirle que el medio está disponible y para informar al
resto de ordenadores de la red que durante un tiempo ellos no van a poder
emitir. Como podréis suponer esto no es inmediato, y conjuntamente con otros
mensajes de control, *la velocidad real máxima de la Wi-Fi baja
aproximadamente un 50% respecto a la teórica*, quedándose en 27,3 Mbps en
802.11g (54 Mbps teóricos) y a 5,6 Mbps con 802.11b (11 Mbps teóricos).
… que se agrava si hay redes WiFi antiguas cerca

Pero la cosa se complica *cuando en nuestra vecindad hay una red 802.11b* y
nosotros estamos usando en las mismas frecuencias nuestra Wi-Fi 802.11g, ya
que *en el mismo medio interfieren dos tecnologías totalmente distintas*.
Vamos a intentar explicarlo de forma fácil sin demasiada palabrería técnica.

Las dos versiones del estándar emplean diferentes técnicas de modulación de
las señales. Mientras el más nuevo 802.11g emplea
OFDM<http://es.wikipedia.org/wiki/OFDM>,
802.11b usa DSSS <http://es.wikipedia.org/wiki/DSSS>, por lo tanto, hay un
grave problema de entendimiento entre ambos para determinar que el medio
está libre y se puede transmitir.

<http://tecnicoslinux.com.ar/archives/1595/holabonjourhello-5mu-0clhuuqbm7v>

Para entenderlo mejor,  el supuesto de que estamos en una conversación con
alguien británico, y sabe algo de español. Nosotros sólo sabemos hablar en
español. Si él (es la estación 802.11g) empieza a hablar inglés con nosotros
(somos la estación 802.11b) a su ritmo nativo, lo que va a ocurrir es que no
nos enteraremos absolutamente de nada. Por lo tanto, lo que puede hacer es
hablarnos en castellano, pero como su nivel no es tan alto, *lo hará más
despacio y en todo caso la comunicación será viable*.

Este símil es totalmente válido para comprender lo que sucede en estas
situaciones entre dos redes Wi-Fi de tecnología distinta que
coexisten. *802.11g
es retrocompatible, por lo que se puede comunicar empleando la modulación
DSSS con los dispositivos del antiguo estándar*, a una velocidad mucho más
lenta de a la que podría idealmente.

A este mecanismo se le llama Protección, y emplea mensajes CTS-to-self (CTS
a uno mismo), que se añaden a las RTS/CTS explicadas anteriormente. Este
CTS-to-self no es más que un paquete CTS normal emitido en modulación DSSS
(más lentamente por tanto) por el que pretende transmitir datos, para que de
este modo las estaciones antiguas puedan comprender que el medio pasa a
estar indisponible para ellas.

Este proceso añade un plus de retardo en el sistema, y *hace caer todavía
más el rendimiento real* de nuestra red 802.11g, que de sus flamantes 54
Mbps teóricos y válidos para casi cualquier cosa, *nos quedamos en unos
escasos 13 Mbps* que ya sufren para hacer streaming de video de alta
definición.
Se puede crear un cuello de botella con la conexión a Internet

Con esta explicación ahora *podemos entender las quejas de clientes* que
contratan a su operadora velocidades por encima de la decena de Megabits por
segundo y la utilizan vía Wi-Fi, que ven cómo la velocidad que obtienen
descargando no es la prometida, pero el fallo puede no estar en la
operadora, sino en su propia casa, ya que *es el enlace inalámbrico el que
hace de embudo* al no poder rendir más de 6 Mbps en el mejor caso, y 1 Mbps
en un caso urbano habitual con una densidad de redes Wi-Fi ya importante. Y
esto es independiente de la potencia de la señal que recibamos (el nivel de
cobertura que indica el sistema operativo). De hecho, si la señal se
debilita, podemos perder más rendimiento.

Bueno, y ahora, *¿cómo podemos aumentar el rendimiento de nuestra Wi-Fi?
seleccionando el canal con menos perturbaciones* por efecto de otras redes
vecinas o por otras razones (p.ej. teléfonos inalámbricos) para emitir con
él.
Entendiendo el reparto de canales de la Wi-Fi

Para ello debemos conocer cómo se reparte la banda libre de frecuencias
situada alrededor de los 2,4 GHz que emplean este tipo de redes . Con
802.11g, una antena emplea un ancho de banda de *20/22 MHz para transmitir
sus datos*, mientras que *los trece canales* en los que se divide la banda
otorgada para Wi-Fi , *se separan 5 MHz entre ellos*. Empezamos mal. En
efecto, cuando usamos un canal para emitir *estamos rellenando con nuestros
datos los adyacentes*.

<http://tecnicoslinux.com.ar/archives/1595/canaleswifi-5mv-0clhuwpy71z>

De hecho, cuando se planifica una red inalámbrica a lo grande (un campus,
una ciudad…), se suelen emplear canales que no se solapan entre sí, como por
ejemplo la tripleta conformada por el canal 1, 7 y 13, tal y como podemos
ver en la gráfica de a continuación. Otra opción es usar los canales 1, 6 y
11.

<http://tecnicoslinux.com.ar/archives/1595/nooverlap-5mw-019cl3ap3if>

Pero cuando hablamos de *los routers que las operadoras nos regalan* (o que
compramos por nuestra cuenta), *vienen con un canal predefinido* para
nuestra Wi-Fi, que puede ser configurado entrando en el panel del router,
pero que la gente en general no suele cambiar.

Por poner ejemplos, los routers de algunos ISP suelen llegar preconfigurados
con el canal 6. El resto, optan por el canal 11. Estos dos suelen ser los
más saturados de todos, y son los elegidos porque entre ellos no se
interfieren, así que estas redes solo “molestan” a las de su mismo canal y a
los adyacentes que no se suelen usar por defecto. Por ejemplo, si usamos el
6, afecta al 4, 5, 7 y 8.

Otros optan por añadirles una función para que sea el router que de forma
automática decida cuál es el canal a usar. Éstos suelen elegir el canal más
vacío que encuentran, no el que menos interferencias tiene, y está bastante
desaconsejado.

Por esto, debemos usar alguna herramienta como *inSSIDer *para analizar el
espectro de nuestra red inalambrica, dentro de la zona que queremos colocar
nuestro Access Point (AP) wifi.

*Técnicos Linux* <http://tecnicoslinux.com.ar/archives/1595> (Blog de *Marco
Antonio de Hoyos*)


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Escuela Provincial de Educación Técnica N° 1
Posadas - Misiones - Argentina
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