Wi-Fi: una tecnologia in continua evoluzione

Kevin Mukai
Director of Product Marketing, ON Semiconductor

Mentre IoT (Internet of Things) ha favorito l’introduzione di un gran numero di applicazioni wireless, Wi-Fi ha trainato l’evoluzione della connettività di rete in modalità wireless per oltre un ventennio. I progressi della tecnologia Wi-Fi, abbinate a doti di affidabilità ed economicità, ne hanno favorito l’adozione su larga scala e i dispositivi Wi-Fi permettono lo sviluppo di nuove applicazioni e casi d’uso nei più svariati segmenti di mercato in tutto il mondo.

Negli ultimi due decenni, Wi-Fi è stato oggetto di una costante evoluzione e ogni nuova versione è contraddistinta da un suffisso, che viene aggiunto sia alla dicitura W-Fi sia al relativo standard. Il percorso evolutivo che ha portato da Wi-Fi 1, introdotto nel 1999, a Wi-Fi 6 annunciato nel 2020 e ha dato origine agli standard IEEE 802.11b, 11a, 11g, 11n 11ac e 11ax, ha permesso ai produttori di semiconduttori e agli sviluppatori software di sfruttare nuove potenzialità, grazie alle quali è stato possibile sia utilizzare Wi-Fi in nuove applicazioni sia di aggiungere ulteriori funzionalità alle applicazioni esistenti. Come riportato nella tabella 1, l’incremento dell’ampiezza di banda di Wi-Fi è stato di tipo esponenziale, passando dagli 11 Mbps di Wi-Fi 1 ai 9,6 Gbps di Wi-Fi 6.

*Lo sviluppo di 802.11be è in corso: l’obiettivo è stilare una bozza iniziale nel 2021 e definire la versione finale entro il 2024

Come si può notare osservando la tabella, un notevole incremento della velocità si è verificato quando Wi-Fi 4 ha adottato la tecnologia denominata MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Nella tabella, in corrispondenza della voce MIMO, la prima cifra indica il numero di flussi di dati/antenne usate in trasmissione mentre la seconda rappresenta il numero di flussi dati/antenne utilizzate in ricezione. Nel caso di Wi-Fi, i sistemi sono solitamente bilanciati, ovvero il numero di antenne di trasmissione e ricezione sono uguali, anche se la tecnologia è in grado di supportare configurazioni asimmetriche.

A titolo esemplificativo, l’utilizzo del MIMO può essere paragonato all’incremento del numero di corsie su un’autostrada finalizzato a supportare un volume di traffico maggiore. Anche Wi-Fi 5 e Wi-Fi 6 utilizzano la tecnologia MIMO di ultima generazione, denominata MU-MIMO, ovvero Multi-User MIMO. Con MU-MO è possibile assicurare le prestazioni della tecnologia MIMO a più client contemporaneamente. L’introduzione di MU-MIMO permette a molteplici dispositivi con più antenne di comunicare contemporaneamente, assegnando a ciascuno la propria ampiezza di banda spaziale. Proseguendo con l’analogia precedente, si può pensare a un’autostrada multi-piano che consenta a un maggiore volume di traffico di fluire contemporaneamente verso più direzioni (Fig. 1).

Fig. 1 – Grazie alle tecnologie MIMO e MU-MIMO è possibile inviare più flussi di dati a più antenne contemporaneamente

I vantaggi derivati dall’adozione della tecnologia MU-MIMO aumentano con il numero di antenne, poiché i client in ricezione possono essere suddivisi in sotto-gruppi a ciascuno dei quali è assegnata un’ampiezza di banda dedicata. Ad esempio un punto di accesso MU-MIMO in configurazione 8×8 può effettuare una divisione in tre gruppi di client 2×2. In ogni caso, l’utilizzo della tecnologia MU-MIMO richiede una maggiore elaborazione del segnale. Per questo motivo, solo società specializzate in questo settore come a esempio ON Semiconductor sono in grado di proporre le soluzioni tecnologiche adatte allo scopo che possono essere installate direttamente presso l’utente.

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