Wifi 7: todo lo que necesitas saber sobre esta tecnología que allanará el camino al metaverso

El wifi 7 ya está llamando a la puerta y es que, si existe una tecnología que nos hace ir con la lengua fuera a la hora de estar al día de sus novedades, es la del wifi.

Ramón Franco, responsable de Home Networking en Orange España

No hace tanto comentábamos  las grandes ventajas del nuevo estándar wifi 6 pero en este tiempo los chamanes del mundo inalámbrico, invisible pero imprescindible para nuestro bienestar familiar y profesional actual, no han estado precisamente de brazos cruzados, sino que han estado dándolo todo y nos han obsequiado con 2 nuevos estándares wifi:  el wifi 6E, ya existente, y la nueva promesa que está por venir: el wifi 7.

La banda de 6GHz y el wifi 6E

Antes de entrar en el meollo de este nuevo estándar wifi 7 tenemos que hacer un pequeño inciso y comentar que, mientras lo esperamos, ya tenemos una mejora sustancial sobre el wifi 6 y que es el wifi 6E.  En realidad, 6E no ha supuesto un cambio en el estándar como tal, sigue siendo 802.11ax y usa los mismos protocolos, modulaciones y anchos de canal, pero hizo algo muy importante: añadir una nueva autopista de muchos carriles en forma de una nueva banda de frecuencias en la que poder transmitir adicional a las de 2,4GHz y 5GHz que han venido usando los estándares anteriores. Esta banda nueva es la de 6GHz.

La disponibilidad de canales, así como la fecha de apertura de esta banda de 6GHz para poder transmitir wifi no ha sido igual en todas partes.  Mientras que en Estados Unidos se pudo ya disfrutar ya desde 2020, en Europa, la ETSI (que es la organización que normaliza las telecomunicaciones) se lo han pensado mucho más.  Además, se dio libertad a cada país para elegir cuando usar esa banda, aunque, eso sí, la directriz es que debía ser antes de 2022. Como ya sabemos que aquí nos gusta ir al límite, en España nos llegó como regalo de Papa Noel, el 24 de diciembre de 2021 cuando se publicó en el BOE (Orden ETD/1449/2021).

Pero es que, además, en Europa sólo nos han dado un trozo del pastel.  La banda completa incluye 1200MHz o lo que es lo mismo 14 canales de 80MHz, pero en Europa solo se han liberado 480MHz (de 5925MHz a 6425MHz) por lo que solo podremos usar los 6 primeros canales, ya que el resto se seguirán usando para otros propósitos.  En el caso de usar anchos de banda de 160MHz se nos reduce la cosa a sólo 3 canales.

wifi 7

Fuente: Aruba Networks

Aunque 3 canales de 160MHz pueda parecer poco, en realidad supone duplicar la capacidad de lo que teníamos antes en 5GHz, así que nos podemos dar con tres cantos en los dientes, uno por canal, más si tenemos que en cuenta que otros países como China ni han abierto la banda de 6GHz ni se espera que la abran a corto plazo.

más carriles para navegar

La banda de 6GHz, aparte de darnos más carriles para navegar, tiene una ventaja muy importante:  aquí sólo estará lo mejor de cada casa, es decir, equipos modernos que, aparte de poder transmitir en 6GHz, son capaces de usar OFDMA, una característica crítica para mejorar el rendimiento de la red.

Si recordáis, el uso de OFDMA era crucial porque permitía no interferir unos equipos con otros ya que cada uno se le van reservando trocitos del espectro a medida que los necesitan.  En 5GHz esto no funcionaba muy bien porque la mayoría de los equipos que usaban la banda no lo soportaban (todos los wifi 5 o anteriores) así que seguías teniendo que esperar a que los otros equipos dejasen de transmitir para poder hacerlo tú, como toda la vida.

Pero en 6GHz no pasa eso, porque no hay equipos “legacy” sino que todos soportan OFDMA.  La mejora tanto en velocidad como en latencia que vamos a tener en esta banda es muy significativa y se puede decir que es la primera vez que podríamos garantizar una calidad de servicio en wifi similar a la que podemos tener con un cable.

wifi 6E, el camino hacia el wifi 7

Un aspecto a tener en cuenta es que, a pesar de que ya existe una gran variedad de routers en el mercado con wifi 6E (incluyendo el de algún operador, como el Livebox Infinity de Orange los fabricantes de dispositivos no han apostado demasiado por esta tecnología y existen aún pocos terminales que la soportan. Quizá esto pueda ser debido a la tardía apertura de la banda en muchos países o a la rápida llegada esperada del nuevo estándar wifi 7.

el wifi 7 y el metaverso

Amigos, esto ya si son palabras mayores.  Mientras que 6E no trajo mejoras en el estándar sino simplemente nuevos carriles para circular, aquí los amigos del IEEE han echado el resto y se han currado un estándar completamente nuevo (802.11be) que va a revolucionar de forma increíble lo que podemos esperar de las redes wifi en cuanto a velocidad, calidad de servicio y robustez.

Wifi 7 se ha pensado con dos objetivos en mente:  por un lado, proporcionar velocidades inalámbricas que permitan ofrecer los nuevos servicios que nos vienen. Por ejemplo, el metaverso requerirá no solo un ancho de banda enorme para transmitir video a super alta resolución, sino tiempos de respuesta y latencias mínimas para no marearte como si te hubieras bebido 7 mojitos a los pocos segundos de ponerte las gafas de VR.

Por otro lado, y volviendo a nuestro universo de andar por casa, podremos también aumentar la robustez y minimizar las interferencias especialmente en entornos Wi-Fi muy saturados como pueden ser conciertos, campos de futbol, conferencias etc.

A continuación, veremos cómo va a conseguir todo esto.

Más ancho de canal y más flujos

La primera y quizá más simple mejora es que pasamos de un ancho máximo de 160MHz (80+80) que teníamos en wifi 6 un ancho de canal máximo de 320MHz mediante la agregación de dos canales de 160MHz.  Ahora bien, tengamos en cuenta que, como hemos visto, en Europa solo vamos a tener 3 canales de 160MHz disponibles en 6GHz lo que hace que si usamos ancho de 320MHz nos veamos limitados a un solo canal posible (igualmente en 5GHz).  Esto tiene una pega y es que en el momento que haya otro vecino con un canal de 320MHz transmitiendo estaréis, sí o sí, compartiendo el mismo canal.

Otra cosa que permite ahora el estándar es tener hasta 16 flujos (streams) frente a los 8 máximos de que disponíamos en los estándares anteriores.  Pero no lancemos tampoco las campanas al vuelo tan pronto, y es que sinceramente dudo mucho que el uso de estos 16 streams sea algo muy común al menos en routers domésticos (quizá lo veamos en algunos APs orientados al mundo empresa).

Y es que, por desgracia, el consumo de energía se multiplica con el número de flujos (cada flujo es una nueva radio transmitiendo), así como el calor que emitirá el punto de acceso.  Digamos que meter 16 flujos en el router de casa nos podría servir de calefacción en invierno y más vale que tengamos negociada una buena tarifa eléctrica. Por no hablar de que el router no va a ser precisamente discreto, ya que hay que meter 16 antenas y tenemos que dejar espacio para disipar todo ese calor, por lo que posiblemente sea más bien un cacharraco NSFW (not suitable for wives) imposible de ser obsequiado con una ubicación digna en el salón de la casa.

Por todo esto, el uso de 8 flujos en wifi 6 y 6E tampoco se ha extendido demasiado y salvo alguna excepción, el estándar del mercado se ha mantenido en los 4 flujo/antenas, que permite fabricar routers mucho más cuquis.

Multi enlace (MLO) con wifi 7

Una de las primeras cosas que se me pasaron por la cabeza cuando se introdujo la banda de 5GHz hace ya unos añitos es ¿y por qué tengo que elegir si me conecto a 2,4GHz o 5GHz y no puedo estar conectado a ambas bandas al mismo tiempo? Al fin y al cabo, esto es algo que ya se hacía en la red de datos móvil desde hace unos años (ahí se llama CA o Carrier Aggregation).

Bueno, pues parece que no fui el único al que se le ocurrió, aunque han tardado un poquito en conseguir hacerlo.  MLO (Multi-link Operation) es justamente eso: poder utilizar distintas bandas al mismo tiempo e incluso hacer balanceo de tráfico entre una y otra en función de la capacidad disponible de cada una y las necesidades de ancho de banda en cada momento. Para ser francos, no es algo que no se les hubiera ocurrido antes, sino que es bastante más complicado de implementar y es imposible hacerlo bien si no tienes chipsets y algoritmos muy optimizados.

Existen básicamente dos maneras de sacarle partido al hecho de estar conectados a varias bandas (enlaces) a la vez: enviar y recibir tráfico por ambos sumando el tráfico, o bien elegir en cada momento por cuál queremos hacerlo.  Lo primero es bastante más complejo de hacer que lo segundo, hasta el punto de que puede llegar incluso a ser menos eficiente agregar tráfico de distintas bandas que simplemente coger en cada momento sólo la menos usada.

Por otro lado, aunque el ancho de banda juntando varios enlaces es lo primero en que pensamos, en realidad el uso de varios enlaces tiene una derivada posiblemente más importante. El simple hecho de poder elegir en cada momento por qué enlace transmito reduce la latencia enormemente porque las oportunidades para poder transmitir sin tener que esperar a que se libere el canal se multiplican.

wifi 7

Esto puede ser clave por ejemplo para juegos online, medicina remota u otro tipo de aplicaciones que necesiten tiempos de respuesta muy rápidos. Según Mediatek, uno de los fabricantes de chipset wifi líderes en esta tecnología, la mejora en latencia puede llegar al 80% en entornos especialmente saturados.

Además, incluso con canales relativamente saturados, las bandas de 5GHz y sobre todo la de 6GHz ya van a dar por separado anchos de banda casi siempre superiores a 500Mbps efectivos que cubren de sobra las necesidades de la mayoría de los usuarios, por lo que sumar dos bandas para tener más de 1Gbps de tráfico es algo que, si bien puede sonarnos fenomenal, en la práctica es poco útil hoy en día salvo en casos muy excepcionales.

MLO permite además otros beneficios como redundar tráfico enviándolo por los distintos enlaces (bandas) o seleccionar enlaces más lentos (2.4GHz) para ciertos tipos de tráfico menos prioritario (correo, actualizaciones de software en background) y los más rápidos para otros que demanden más prioridad, menor latencia o mayor ancho de banda (videoconferencia, juegos online, etc.).

Ah, y otra cosa importante de MLO es que permite también crear varios enlaces dentro de la misma banda, es decir, en teoría, podríamos agregar 2 canales de 160MHz para obtener un canal de 320MHz dentro de la banda de 5GHz, lo cual mejorará el ancho de banda en países donde no pueden disponer de la banda de 6GHz como China.

Perforando la banda a lo Vinicius

Una de las funcionalidades que ya aparecieron en wifi 6 pero a la que realmente no se llegó a sacar partido fue la de preamble puncturing (perforación de preámbulo).  El problema fue que en ese estándar la funcionalidad era solo opcional por lo que la mayoría de los terminales wifi 6 no la llegaron a soportar.  Y en wifi suele ser necesario que ambos extremos de la comunicación soporten una feature para que esta se pueda utilizar.

Este pinchazo o perforación consiste básicamente en agujerear la parte de un canal en la que hay interferencias para ignorarla, como si no existiera, pero pudiendo utilizar el resto de espectro que está “limpio”.

Cuando usábamos channel bonding o agregación de 2 canales contiguos para crear uno de 40MHz en (20+20) o en el caso de 5GHz, uno de 160MHz concatenando dos de 80MHz (80+80), generalmente acabábamos por darnos cuenta de que la velocidad efectiva no mejoraba, sino que incluso disminuía en muchos casos.  Y es que, salvo que vivas en una casa aislada sin otros puntos de acceso cerca, las interferencias producidas por los routers vecinos en canales adyacentes se gestionan de peor manera al usar anchos de canal más grandes debido precisamente a que había mucho más espectro donde coincidir con tus vecinos.

Si recordáis, en OFDMA se iban asignando de forma dinámica trocitos de ancho de banda (las llamadas RU o resource units) que eran las unidades mínimas de espectro que se podían utilizar.  Esta asignación se comunicaba al equipo terminal en el preámbulo de la trama (una especie de cabecera con información de señalización).  Lo que hace aquí el punto de acceso es anular justo los RUs para los cuales se han detectado interferencias en ese preámbulo.  Pero el resto de espectro del canal (resto de RUs) se pueden seguir utilizando.

Para entenderlo mejor vamos a poner un ejemplo:

Supongamos que quiero agregar 2 canales de 80MHz (ch36-48 + ch52-64) para formar uno de 160MHz pero resulta que tenemos un AP transmitiendo en los 20MHz del ch60 que está interfiriendo en esa parte del canal.  El punto de acceso agregará los otros 3 canales de 20MHz y emitirá un canal de 140MHz en total con un hueco justo en ese canal. Hemos perdido 20MHz pero a cambio tenemos un canal casi del doble de ancho de banda que sigue estando limpio libre de interferencias.

Hemos simplificado por claridad a que las interferencias estén en un canal de 20MHz pero en realidad esto se puede hacer a nivel de RU e incluso con canales no contiguos lo que le da una potencia y flexibilidad tremendas.

4K (no, no es lo mismo que lo de tu tele)

Refrescando un poco los conceptos, QAM (Modulación por Amplitud de Cuadratura) era el método de modulación que tenemos en wifi y por el cual conseguíamos meter los bits dentro de la señal de radio utilizando distintos “símbolos”. Cada símbolo es una combinación de bits y se transmite usando una combinación de amplitud y fase de la onda de radio.

Si en wifi 6 vimos cómo se podía aumentar el número de bits que podemos transmitir en cada símbolo, es decir en cada unidad de información, para llegar a 1024-QAM (10 bits por símbolo), aquí nuestros amigos del IEEE han exprimido aún más el símbolo para conseguir meter 2 bits adicionales,  con lo que tenemos 212= 4096 , con lo que un símbolo tendría una pinta parecida a esta:  011001101101. Los bits van más apretados que la línea 1 de metro un lunes por la mañana, pero conseguimos una eficiencia espectral nunca vista hasta ahora en Wi-Fi.  A esta nueva modulación se le llama 4K-QAM.

Si ahora volvemos a hacer números, podemos actualizar la tabla donde veíamos qué velocidades podemos alcanzar con este tipo de modulaciones, anchos de canal y número de flujos.

el camino hacia el wifi 7

Como veis, el límite teórico de esta tecnología estaría en los 46Gbps, aunque en otros documentos se habla de wifi de 30Gbps o 36Gbps, lo cual en cualquier caso es una verdadera barbaridad.  En la práctica por supuesto no se llegará a esas velocidades y sinceramente tampoco creo que las vamos a necesitar en nuestro hogar.

En los próximos años el ancho de banda típico residencial estará sobre los 1-2Gbps con la tecnología GPON que es la más extendida en España y sólo algunos usuarios con cobertura XGSPON podrán llegar a unos 8Gbps (si, aunque te hablen de 10G simétricos en realidad el máximo real es de unos 8Gbps debido a ciertas restricciones para garantizar la calidad de la conexión en las que no voy a entrar aquí).

Las causas de que no lleguemos a ver wifi 7 en todo su esplendor son, por un lado, porque como hemos dicho, no veremos muy frecuentemente los 16 flujos en routers comerciales y por otro, cuando hablamos del lado terminal, no esperemos que aumenten a nivel de flujos sobre lo que tenemos ahora, básicamente por limitaciones de espacio y de consumo (en los terminales esto es mucho peor porque encima tienes que tirar de batería). Es decir, que seguiremos en configuraciones de 2×2 (móviles, tablets) o 3×3 (PCs) como máximo.  También es probable que muchos terminales no soporten el ancho de 320MHz al igual que pasa actualmente con la mayoría de los terminales Wi-Fi 6, que no soportan el ancho de canal de 160MHz y usan solo anchos de 80MHz.

Pero wifi 7 nos va a permitir que el wifi ya no sea el cuello de botella incluso con conexión a internet de 10GB. No solo obtendremos de sobra las velocidades ofrecidas por nuestro operador sino además la mejora de latencia hará que nos podamos plantear prescindir del cable Ethernet en aquellas aplicaciones que aún lo aconsejaban (como sabe bien la madre de cualquier gamer, la consola hay que conectarla por cable y punto).

Y todo esto ¿para cuándo?

¿Y cuándo vamos a poder disfrutar de estas maravillas? diréis. Bueno pues, por desgracia aún habrá que esperar un poquito.  Aunque los primeros chipsets wifi 7 estarán ya listos este año no se espera que la tecnología este madura (version final del estándar publicada oficialmente) y haya certificaciones hasta finales de 2023 primeros de 2024 por lo que probablemente empezaremos a verlo en el mercado de forma más o menos común (smartphones y otros dispositivos de alta gama) a finales de 2024 o 2025.

Por supuesto, como ha sucedido con las anteriores versiones de Wi-Fi, los fabricantes de routers retail tipo ASUS, TP-Link o similares, empezaran a comercializarlos mucho antes (no descarto que veamos alguno ya en el próximo CES de 2023) basándose en borradores del estándar que luego se pueden actualizar al definitivo cambiando el firmware si es necesario. Otra cosa es que tengamos terminales con qué probarlos, que eso ya es más difícil.

En resumen, wifi 7 va a suponer un salto diferencial en cuanto a velocidad, estabilidad y latencia en la conexión a internet de nuestros equipos en el hogar.  Deseando estoy yo ya de echarle al guante ¿y vosotros?

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