sexta-feira, 1 de abril de 2016

Novos Padrões WiFi: 802.11ad (WiGig) e 802.11ah (HiLow)

Olá Pessoal.

Há alguns anos escrevi um artigo intitulado "Padrão IEEE 802.11ac de Redes Wireless a 1Gbps", oportunidade em que abordei a atual tecnologia Gigabit WiFi (802.11ac) ainda em momento que esse padrão era apenas um rascunho. Desde então novas tecnologias WiFi vem sendo desenvolvidas, motivo pelo qual vou dedicar este artigo a três padrões recentes e interessantes de WLAN: 802.11ad (WiGig), 802.11af (WhiteFi) e 802.11ah (HaLow). Antes de explicar brevemente as particularidades de cada um, é importante esclarecer que nenhum deles é concorrente (ou mesmo uma evolução natural) do atual padrão 802.11ac, mas têm potencial de disseminação comercial para fins específicos. 


Padrão IEEE 802.11ad (WiGig)

A tecnologia WiGig tem por objetivo viabilizar redes multi-gigabit extremamente rápidas por operar em faixas de frequências altas da ordem de 60 GHz. Essa frequência ainda não é muito utilizada e tem uma faixa ampla de banda disponível. Apesar disso ser um grande atrativo, é importante destacar que faixas de frequência mais altas do espectro eletromagnético têm menor alcance e muita dificuldade em penetrar obstáculos, sendo incapazes de atravessar paredes, uma característica fundamental.

É por causa dessa característica que o WiGig é considerado uma tecnologia de redes sem fio de área pessoal (WPAN) que tem por objetivo principal viabilizar aquilo que chamamos de wireless docking para que diferentes dispositivos possam parear em um pequeno espaço, como por exemplo na substituição dos cabos HDMI entre dispositivos audiovisuais em uma sala de estar.

No entanto existe a possibilidade de desenvolvimento de dispositivos WLAN tri-band capazes de operar nas frequências de 2.4 GHz, 5 GHz e também 60 GHz. A idéia seria tirar máximo proveito da faixa de frequência de 60 GHz em comunicações entre dispositivos próximos para atingir velocidades maiores que 7 Gbps, de maneira que as demais comunicações entre dispositivos distantes e/ou separados por paredes ocorram através das frequências mais baixas de 5 GHz e 2.4 GHz, como já acontece atualmente.



Padrão IEEE 802.11af (WhiteFi ou Super WiFi)

É uma tecnologia que se propõe a utilizar os chamados espaços brancos de TV, ou seja, aquelas faixas de frequência do espectro das redes de TV que estão ociosas. Na realidade os espaços brancos de TV são faixas de frequência não utilizadas propositalmente para que haja uma distância natural entre os diferentes transmissores com a finalidade de evitar interferência entre canais próximos. Ocorre que esse espaço foi dimensionado para proteger o sinal de outras interferências terrestres que normalmente não ocorrem em várias regiões, o que implica em pouca eficiência no uso do espectro disponível.

Na prática essa tecnologia é considerada nebulosa porque ainda é difícil o esforço para organizar os rádios dincamicamente na utilização das diferentes frequências sem gerar interferência no serviço primário de televisão. Além disso, a proposta 802.11af em redes locais (WLAN) conflita em vários aspectos com outro grupo de trabalho que estuda os chamados rádios cognitivos (ou software-defined radio) de alcance geográfico da ordem de 100km através do padrão 802.22 de WRAN (Wireless Regional Area Network).



Padrão IEEE 802.11ah (HaLow)

A completa padronização do WiFi HaLow deve ocorrer ainda nesse ano. Trata-se de um padrão ideal para suportar a comunicação entre dispositivos portáteis no contexto da Internet das coisas (IoT). Ele opera em frequências abaixo do GHz, especificamente nas faixas não licenciadas nas proximidades dos 900 MHz, o que implica em maior área de cobertura e melhor penetrabilidade do sinal ao enfrentar obstáculos do que as frequências mais altas. Seu aspecto negativo é que nessa faixa faixa de frequência há pouca banda disponível, por exemplo apenas 26 MHz nos EUA, o que limita a aplicação da tecnologia para comunicações pouco volumosas, principalmente entre sensores telemétricos (machine-to-machine). Outro benefício é o baixo consumo de energia, um grande atrativo para dispositivos portáteis.



Samuel.

2 comentários:

  1. Parabéns pelo ótimo artigo!
    Professor, tenho a impressão de que os padrões wifi parecem estar próximos de uma barreira, onde mais desempenho significa (não obrigatoriamente) migrar para faixas mais altas do espectro, consequentemente diminuindo o alcance e prejudicando a disponibilidade da tecnologia.
    Vejo também os esboços dos futuros 802.11xx utilizando de diversos e complexos sistemas para obter mais banda do mesmo espectro, encarecendo e dificultando o acesso do consumidor aos novos padrões.
    Como você vê esta questão? existe futuro para a tecnologia wifi com as demandas por banda, cobertura, latência e qualidade aumentando constantemente, ou acredita que uma nova tecnologia deve emergir?

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    1. Ainda vejo muito potencial na tecnologia WiFi que vem se desenvolvendo em ritmos acelerados nos últimos anos. Um exemplo claro dessa evolução é a perspectiva de atingir 7Gbps (nominal) na próxima geração do padrão IEEE 802.11ac Wave2. Também acho muito interessante a perspectiva futura de utilização conjunta dos padroes 802.11ac e 802.11ad no desenvolvimento de interfaces tri-band que sejam capazes de utilizar a faixa de 60GHz para rápidas conexões entre dispositivos localizados em uma mesma sala, além de serem capazes de utilizarem as frequências de 5GHz e/ou 2.4GHz para comunicação entre dispositivos mais distantes que estejam separados por paredes.

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