Los emergentes mercados de comunicaciones IoT y M2M demandan estándares de redes inalámbricas que operen en el espectro de 900 MHz, brindando una operación de largo alcance y de baja potencia. También hay necesidad de aliviar de las demandas de datos a la red celular por parte de los smartphones y los dispositivos electrónicos. El objetivo de los estándares IEEE 802.11af y 802.11ah es resolver estos retos al ofrecer una experiencia de conexión similar a Wi-Fi con velocidades de transmisión de datos razonables más allá de un kilómetro. Para ello, ocupan diferentes partes del espectro de 900 MHz y exhiben numerosas otras diferencias (Figura 1 y Tabla 1).
Tabla 1. Características de los estándares IEEE 802.11 más comunes
¿Qué es el estándar 802.11ah? Haciendo uso de las bandas no licenciadas de 900 MHz permitirá habilitar redes de sensores inalámbricos de baja potencia y gran alcance (WSNs) y otras redes inalámbricas masivas de múltiples nodos basadas sus propias estaciones y repetidores. Esta norma promete un alcance de hasta 1 km sobre canales de 100 Kbps con anchos de banda de 1, 2, 4, 8 y 16 MHz (Figura 2). El caudal máximo que puede alcanzar el 802.11ah es de 40 Mbps. Este modo de operar en baja potencia y bajo caudal posibilita el envío en ráfagas cortas de paquetes de datos, que habilitan por un tiempo muy corto a sensores remotos alimentados a pilas. Sus protocolos de control de acceso medio (MAC) permiten formatos de tramas más pequeños, modos de radiolocalización de móviles sin señuelos (beacons), y priorización de tráfico para sensores en aplicaciones de baja potencia.
Figura 2. Los esquemas de modulación y codificación (Modulation and Coding Scheme – MCS) más complejos pueden incrementar el caudal sacrificando la cobertura. Las frecuencias bajas de las normas 802.11 se benefician de tener mejores características de programación, aunque ellas tengas disponibles menos anchos de banda para incrementar la velocidad de transmisión de datos.
Este estándar utiliza una versión disminuida de las especificaciones 802. 11 a/g para servir a los 26 canales dentro de los 900 MHz (Figura 3) y tiene de puntos de acceso del tipo repetidor (Relay Access Point – RAPs) y estaciones de red (STAs) para enviar las tramas de dispositivo a dispositivo. Esta función de repetidor o relé permite esquemas de redes inteligentes y de baja potencia, que limitan el uso de la potencia a través de una red que se expande. Adicionalmente, los esquemas de modulación y de codificación (Modulation and Coding Scheme – MCS) pueden ajustarse en base a la cantidad de datos a ser transmitidos. Para limitar el consumo de energía debido a la sobrecabecera en las repeticiones y saltos, el saltado bidireccional está limitado a dos intercambios.
Figura 3. De acuerdo a las regulaciones de espectro para los países individuales, se ajusta la banda exacta ocupada por el estándar 802.11ah.
Para aumentar la eficiencia energética y ahorro de energía, la función de tiempo de despertar del objetivo-destino (Target-Wake-Time – TWT) del estándar permite una rutina y tiempo programado de dormir para cada estación y punto de acceso. Los puntos de acceso se agrupan dentro de un conjunto de servicio básico (BSS) junto con el acceso a un canal restringido a un grupo designado. El objetivo de este tipo de particionado es evitar transmisiones múltiples de redes que son incapaces de verse una a la otra. La sectorización puede implementarse con antena de haces electrónicamente controlados.
(continuará: El estándar 802.11af)
REFERENCIAS
IEEE 802.11 Working Group Project Timelines 2015
IEEE 802.19 TV White Space Coexistence Methods
Tomado de :
RF Essentials, Jean-Jacques Deslise. Technical Editor.