IEEE 802.11bn 📖 Wikipedia

IEEE 802.11bn, denominado Ultra High Reliability (UHR) (Alta Confiabilidad Extrema), es un próximo estándar de redes inalámbricas IEEE 802.11.^[1]​^[2]​ También es designado Wi-Fi 8 por la Wi-Fi Alliance. Como sugiere su denominación, el 802.11bn tiene como objetivo mejorar la confiabilidad de las comunicaciones inalámbricas en lugar de aumentar principalmente las velocidades de datos.^[1]​ Se proyecta que el estándar finalice en mayo de 2028.^[3]​

El grupo de estudio IEEE 802.11bn Ultra High Reliability se estableció en 2021 para abordar la necesidad de comunicaciones inalámbricas más confiables en entornos cada vez más densos y propensos a interferencias. A diferencia de las generaciones anteriores de Wi-Fi que se centraban principalmente en aumentar las velocidades de datos máximas, Wi-Fi 8 representa un cambio hacia la mejora del rendimiento efectivo y la reducción de la latencia en condiciones del mundo real.^[4]​^[5]​

El desarrollo reconoce que, si bien el rendimiento máximo teórico del Wi-Fi moderno a menudo supera los requisitos de las aplicaciones, los usuarios experimentan con frecuencia problemas de conectividad intermitentes debido a factores ambientales, interferencias y sobrecarga del protocolo en escenarios de despliegue denso.^[6]​

El 802.11bn mantiene las mismas bandas de frecuencia que Wi-Fi 7: 2,4 GHz, 5 GHz y 6 GHz. El ancho de banda de canal máximo se mantiene en 320 MHz y continúa admitiendo modulación 4096-QAM y hasta 8 flujos espaciales. Se espera que la velocidad de datos máxima teórica se mantenga aproximadamente en 23 Gbps, la misma que Wi-Fi 7.^[7]​

El estándar 802.11bn (Wi-Fi 8) define la capacidad de confiabilidad ultra alta tanto para Conjuntos de Servicio Básico (BSS) aislados como superpuestos. Específicamente, en comparación con Wi-Fi 7, Wi-Fi 8 tiene como objetivo:

• Aumentar el rendimiento en un 25% a una relación señal-interferencia-ruido dada en comparación con Wi-Fi 7.
• Reducir la latencia en un 25% para el percentil 95 de la distribución de latencia.
• Disminuir la pérdida de unidades de datos del protocolo MAC (MPDU) en un 25%, especialmente para transiciones entre BSS.^[8]​^[1]​

Además, el estándar 802.11bn tiene como objetivo mejorar el ahorro de energía para los puntos de acceso (incluidos los móviles) y mejorar la operación peer-to-peer.^[1]​

Wi-Fi 8 introduce una coordinación mejorada entre múltiples puntos de acceso (es decir, BSS). Se discutieron muchos esquemas Multi-AP durante el desarrollo de 802.11be pero se pospusieron debido a la complejidad de la especificación, por lo que 802.11bn continúa esta dirección. En resumen, Multi-AP aprovecha los mecanismos clásicos de Wi-Fi, por ejemplo, Restricted Target Wake Time (R-TWT), Reutilización Espacial, Formación de Haz (Beamforming) y otros, fortaleciéndolos gracias a habilitar su trabajo cooperativo entre múltiples BSS. En consecuencia, 802.11bn introduce múltiples esquemas, cada uno con variaciones en objetivos, eficiencia, complejidad y sobrecarga:

• R-TWT Coordinado (Co-RTWT)
• Reutilización Espacial Coordinada (Co-SR)
• Formación de Haz Coordinada (Co-BF)
• Acceso Múltiple por División de Tiempo Coordinado (Co-TDMA)
• Recomendación de Canal Coordinada (Co-CR)^[1]​

Estos esquemas Multi-AP permiten a los puntos de acceso gestionar las interferencias de manera más efectiva mientras comparten recursos del espectro, permitiendo transmisiones simultáneas que de otro modo entrarían en conflicto.^[9]​

Wi-Fi 8 ofrece el Dominio de Roaming Sin Interrupciones (SMD, por Seamless Roaming Domain) para abordar los casos de alta latencia y baja confiabilidad que se experimentan a menudo cuando los dispositivos se mueven entre redes Wi-Fi. SMD define una sola entidad que cubre múltiples AP MLDs, que pueden no estar colocalizados dentro de un dispositivo físico. Dentro de un SMD, el contexto, es decir, los estados de los handshakes, números de secuencia, claves de seguridad y capacidades, puede transferirse entre múltiples AP MLDs, es decir, entre redes Wi-Fi. Dicha coordinación reduce el tiempo de indisponibilidad y disminuye la relación de pérdida cuando un dispositivo cliente MLD se desplaza de una red Wi-Fi a otra. Un SMD también permite una transición paso a paso por enlace del dispositivo cliente MLD entre AP MLDs, lo que promete permitir una conectividad sin interrupciones.^[1]​

La Operación de Subcanal Dinámico (DSO) y el Acceso a Canal No Primario (NPCA) optimizan la asignación del espectro para mejorar el rendimiento cuando los dispositivos tienen capacidades de ancho de banda de canal dispares. Estas características abordan escenarios en los que los puntos de acceso de alto ancho de banda deben reducir su capacidad de transmisión para acomodar a clientes de menor ancho de banda.

El formato de unidad de datos del protocolo de Rango Largo Mejorado (ELR) está diseñado para superar los desequilibrios del presupuesto del enlace entre las transmisiones de enlace ascendente y descendente, mejorando la eficiencia espectral para estaciones que operan a mayores distancias de los puntos de acceso. ELR opera a un ancho de banda de 20 MHz con soporte para modulación BPSK y QPSK.^[8]​

Las Unidades de Recurso de Tonos Distribuidos (DRU) utilizan un plan de tonos OFDM separado con subportadoras OFDM distribuidas. Específicamente, mientras que una unidad de recurso regular abarca un subconjunto continuo de subportadoras, cada DRU distribuye sus tonos en todo el ancho de banda de distribución disponible.^[1]​ Esta característica ayuda a superar las limitaciones regulatorias de densidad espectral de potencia, que se definen en términos de fragmentos de ancho de banda estrecho, logrando así una mayor potencia de transmisión en un ancho de banda más amplio para múltiples estaciones en transmisiones de enlace ascendente. Esta característica admite anchos de banda de distribución de 20 MHz, 40 MHz y 80 MHz.

Wi-Fi 8 introduce cuatro nuevos valores de Esquema de Modulación y Codificación para proporcionar una granularidad más fina entre los niveles MCS existentes, mejorando la precisión de la adaptación del enlace y las velocidades de transmisión entre un 5 y un 30% dependiendo de las condiciones del canal.

El Acceso Distribuido al Canal Mejorado de Alta Prioridad (HIP EDCA) y los mecanismos de Interrupción de TXOP están diseñados para reducir la latencia de cola larga para aplicaciones sensibles al tiempo, como juegos, videoconferencias y comunicaciones en tiempo real.

Los mecanismos de Coexistencia Intra-Dispositivo (IDC) mejoran la coordinación entre Wi-Fi y otras tecnologías inalámbricas como Bluetooth, Zigbee y Ultra-wideband dentro del mismo dispositivo, reduciendo las interferencias y mejorando el rendimiento general.

El Grupo de Trabajo 802.11bn se formó en mayo de 2021. El estándar sigue el ciclo de desarrollo típico de IEEE de aproximadamente 6 a 7 años. Los hitos clave incluyen:

• 2021: Formación del Grupo de Estudio y requisitos iniciales.
• 2022–2024: Fases de desarrollo de borrador (D1–D4).
• 2025–2027: Fases de borrador posteriores (D5–D7).
• Septiembre de 2028: Aprobación final del estándar proyectada.^[8]​

Se espera que la certificación Wi-Fi 8 por parte de la Wi-Fi Alliance comience a principios de 2028, y es probable que los productos comerciales estén disponibles antes de la ratificación final del estándar, siguiendo el patrón establecido por las generaciones anteriores de Wi-Fi.

Las mejoras de confiabilidad de Wi-Fi 8 están particularmente dirigidas a aplicaciones que requieren conectividad de baja latencia constante:

• Aplicaciones de realidad extendida (XR) incluyendo realidad virtual (RV), realidad aumentada (RA) y realidad mixta (RM).
• Automatización industrial y despliegues de Internet de las Cosas (IoT).
• Lugares públicos de alta densidad y redes empresariales.
• Juegos en tiempo real y medios interactivos.
• Aplicaciones de telemedicina y atención médica remota.^[10]​

Los principales fabricantes de equipos de red y proveedores de chipsets están participando activamente en el proceso de desarrollo del 802.11bn. Empresas como MediaTek, Qualcomm, Intel y Broadcom están contribuyendo a la especificación y desarrollando implementaciones tempranas.^[4]​

La industria inalámbrica anticipa que Wi-Fi 8 será particularmente valioso en entornos donde la confiabilidad es más crítica que el rendimiento máximo, complementando en lugar de reemplazar las redes celulares 5G para el acceso a Internet.