Domótica y ancho de banda

Creo que se te ha ido el dedo, si no recuerdo mal el límite del wifi en 2,4Ghz es de 54Mbps en condiciones óptimas

Solo añadir que en una red cableada doméstica es fácil tener 2,5 Gbps y si nos vamos a entornos más profesionales, 5, 10 o más
Correcto, se me fue, pero ni el dedo, la neurona....☺️
 
EstándarNombreVel. máx. teórica (Mbps)Notas
802.11bWiFi 111Canal de 22 MHz, sin MIMO. Obsoleto.
802.11gWiFi 354Canal de 20 MHz, sin MIMO.
802.11nWiFi 4600Hasta 4 flujos MIMO, canal de 40 MHz.
802.11axWiFi 61,147Hasta 4 flujos MIMO, canal de 40 MHz (80 MHz teórico pero no práctico en 2.4 GHz debido al ancho de banda limitado de la frecuencia).
802.11beWiFi 75,764Hasta 8 flujos MIMO, pero limitado en práctica por el espectro de 2.4 GHz (máximo efectivo ~2-3 Gbps en configs reales). Incluye mejoras como 4096-QAM.

Hay que tener en cuenta que los valores de la tercera columna no son tasas de transmisión teóricas máximas si no la tasas reales máximas alcanzables a nivel de modulación digital en la capa PHY. Por supuesto estas tasas no se alcanzan ya en la capa MAC ni en las superiores. No es que nos mientan, si no que lo que se indica es que a nivel PHY se pueden modular tramas a esas tasas.

Como curiosidad, hace ya bastantes años, como parte de un trabajo de investigación estuve realizando cálculos sobre la tasa máxima alcanzable a nivel de capa MAC usando el standard IEEE 802.11g, que era el vigente en esa época, y el límite estaba algo por encima de los 30 y pico Mbps si no recuerdo mal, incluso usando una modulación ficticia que transmitía a infinitos Mpbs, es decir el tiempo de transmisión de cada trama era de 0 segundos.

Imagino que por eso el camino para incrementar las tasas de transmisión era el de los streams múltiples.
 
Eatamos mezclando churras con merinas.....
Entiendo lo que comentas. Yo compartí las mías porque adjuntaste las tuyas, y señalabas que eran bajas...
Solo digo que en repetidas pruebas en diferentes dispositivos, las mías son superiores y más estables aún y teniendo muchos dispositivos :)
 
Eatamos mezclando churras con merinas.....
Las capturas que muestras son completamente normales si tenemos en cuenta las velocidades de enlace de cada una, que es lo que va a determinar lo rapido que sea la conexion.

Entremos en detalles.

velocidad teoricas de las diferentes opciones con routers estandar de operadores.

Conexión por cable 1000Mb o 1Gb

Wifi de 2,4 Ghz 75Mb

Wifi de 5 Ghz 867Mb

Wifi 6 (2,4ghz+5ghz) 1200Mb

Wifi 7 2900Mb(aun no disponible en ningun operador).

Hacer un test de velocidad no te va a decir lo saturada que esté tu red wifi ni la velocidad de tu red local, solo te está diciendo la velocidad que alcanza el enlace entre tu equipo y el servidor que ejecuta el test.

Las capturas corresponden a una red local con wifi 2,4 ghz y wifi 5 ghz
Me faltó esta captura, corresponde a la misma red pero por cable a 1Gb/s
 

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Hay que tener en cuenta que los valores de la tercera columna no son tasas de transmisión teóricas máximas si no la tasas reales máximas alcanzables a nivel de modulación digital en la capa PHY. Por supuesto estas tasas no se alcanzan ya en la capa MAC ni en las superiores. No es que nos mientan, si no que lo que se indica es que a nivel PHY se pueden modular tramas a esas tasas.
Y eso suponiendo que el canal esté libre de interferencias y la potencia de señal sea adecuada. Es decir, que se puedan usar todos los símbolos de la constelación.
En la práctica, si estás en un edificio de viviendas esto no va a ocurrir.

Además hay que tener en cuenta que todos los dispositivos usan el mismo canal y que cuando transmite uno el otro no lo puede hacer.
incluso usando una modulación ficticia que transmitía a infinitos Mpbs, es decir el tiempo de transmisión de cada trama era de 0 segundos.
El sistema de gestión de colisiones (CSMA/CA) indica que se ha de esperar un tiempo aleatorio (Backoff) antes de empezar a transmitir. Además debe esperar otro tiempo para recibir el ACK.
Esto obliga a un tiempo muerto entre cada trama.

Imagino que por eso el camino para incrementar las tasas de transmisión era el de los streams múltiples.
El camino es el que siguen los nuevos estandares de WIFI:
- Sistemas de modulación más complejos (más puntos en la constelación)
- Dividir el canal en varios stream (streams múltiples) y usar cada stream para una estación diferente.
- Usar MU-MIMO. Bajo mi punto de vista esta es la mejor evolución. Permite, usando múltiples antenas, dirigir la señal la otra estación. Esto incrementa el alcance, disminuye la interferencia y permite que varias estaciones funcione simultáneamente en la misma frecuencia.

Un sistema clásico es como una bombilla que ilumina toda la habitación. Un sistema MU-MIMO es como usar varios focos para iluminar lo que quieres.
 
Y eso suponiendo que el canal esté libre de interferencias y la potencia de señal sea adecuada. Es decir, que se puedan usar todos los símbolos de la constelación.
En la práctica, si estás en un edificio de viviendas esto no va a ocurrir.

Desde el punto de vista de la capa física esto es intrascendente. Me explico: Dado un estándar, la capa física ofrece un "catálago" de esquemas de modulación que implementa, o puede implementar, y de entre las opciones del catálogo, si se dan las condiciones, se puede usar la más ventajosa o algunas de las menos ventajosas. Cuando de indica, por ejemplo, para IEEE 802.11g que puede transmitir a 54 Mpbs, no hay que agarrarse a que vas a disponer de un canal de 54 Mbps a pie de aplicación, si no que de los varios esquema de modulación que dispone, hay uno que es capaz de modular un stream infinito de bits a una tasa de 54 Mbps. Luego, en el mundo real, ni los streams son infinitos, hay que paquetizar la información, hay que meter cabeceras, hay que gestionar acceso al medio, destrucción de tramas, etc. etc.

Ya se que parece un escenario apocalíptico, pero no es para tanto, va bastante bien para lo que podía ser 🤣


Además hay que tener en cuenta que todos los dispositivos usan el mismo canal y que cuando transmite uno el otro no lo puede hacer.

El sistema de gestión de colisiones (CSMA/CA) indica que se ha de esperar un tiempo aleatorio (Backoff) antes de empezar a transmitir. Además debe esperar otro tiempo para recibir el ACK.
Esto obliga a un tiempo muerto entre cada trama.

En el caso del estudio que hice y al que hacía referencia en un post anterior, cuando intentaba buscar el límite superior del protocolo, las condiciones eran ideales, tan ideales que dejaban a los mundos de Yupi hundidos en la miseria. Además de la tasa de transmisión infinita, no había colisiones. Es más, no es que no hubiera colisiones, si no que las tramas estaban disponibles en el momento justo, es decir, en el momento en el que el canal quedaba libre y por tanto CSMA/CA detectaba el canal libre y no daba pie ni a iniciar una ventana de contención. Evidentenmente esto no se puede dar, se trataba de cuantificar el techo ideal del protocolo.

Por supuesto, el tamaño de las tramas era el máximo, de modo que, minimizaba la sobrecarga de la cabeceras. El estudio también contemplaba distintos tamaños de trama, pero el que usaba para cuantificar el límite superior usaba el tamaño máximo.

A propósito del tamaño de las tramas, las tramas grandes son las que maximizan los "throughputs", pero... tienen también sus puntos en contra: Mantienen los canales ocupados más tiempo lo cual no es mejor escenario para una instalación domótica con muchos terminales que puedan necesitar accesos cortos y frecuentes, una destrucción de una trama grande (especialmente al inicio de la transmisión) penaliza más, etc.


El camino es el que siguen los nuevos estandares de WIFI:
- Sistemas de modulación más complejos (más puntos en la constelación)

Más grande que era la constalación ficticia que transmitía a infinitos Mbps... :)

Evidentemente, mayores tasas, siempre que sean aplicables en tu entorno, siempre son positivas. Al final, el factor limitante eran los espacios entre tramas (IFS), pero eran los que se determinaban por parte del estándar.

- Dividir el canal en varios stream (streams múltiples) y usar cada stream para una estación diferente.
- Usar MU-MIMO. Bajo mi punto de vista esta es la mejor evolución. Permite, usando múltiples antenas, dirigir la señal la otra estación. Esto incrementa el alcance, disminuye la interferencia y permite que varias estaciones funcione simultáneamente en la misma frecuencia.

Un sistema clásico es como una bombilla que ilumina toda la habitación. Un sistema MU-MIMO es como usar varios focos para iluminar lo que quieres.

Exacto, el camino a seguir era el trabajo en paralelo y de hecho por ahí ha evolucionado la familia de protocolos.

En cualquier caso, todos estos detalles desde la capa MAC hacía abajo se pueden abstraer para e 90 y pico % de los usuarios. Solo serán necesarios si vas a hacer un ajuste fino, muy fino, de la red Wi-Fi.
 
Cuando de indica, por ejemplo, para IEEE 802.11g que puede transmitir a 54 Mpbs, no hay que agarrarse a que vas a disponer de un canal de 54 Mbps a pie de aplicación, si no que de los varios esquema de modulación que dispone, hay uno que es capaz de modular un stream infinito de bits a una tasa de 54 Mbps.
Es justo lo que intentaba explicar. Cuando aumentan los errores se renegocia con el receptor un sistema de modulación más "simple". Esto hace que baje la velocidad.

En el caso del estudio que hice y al que hacía referencia en un post anterior, cuando intentaba buscar el límite superior del protocolo, las condiciones eran ideales, tan ideales que dejaban a los mundos de Yupi hundidos en la miseria. Además de la tasa de transmisión infinita, no había colisiones.
A pesar de ser totalmente teórico me parece que debe ser muy interesante. Me guastaría leerlo. ¿Está disponible en algún sitio?

En cualquier caso, todos estos detalles desde la capa MAC hacía abajo se pueden abstraer para e 90 y pico % de los usuarios. Solo serán necesarios si vas a hacer un ajuste fino, muy fino, de la red Wi-Fi.
Sin entrar en complicados conceptos técnicos creo que puedo hacer un resumen para ese 90% de los usuarios:

- Cuanto más alto sea el estándar WIFI mejor. La mayoría de los operadores de telefonía usan routers WIFI4 (802.11n).
- El otro dispositivo (portátil, decodificador TV, etc...) también debe ser WIFI4. Esto lo cumple cualquier cacharro (portatil, movil, deco) con menos de 15 años.
- En estos casos no te preocupes de 2.5G, 5G o 6G. Los dispositivos ya se adaptan automáticamente a lo mejor. Tampoco te preocupes de cual es el canal. El router ya escogerá el mejor.
- No vas a alcanzar los 600 Mb/s a no ser que pongas el portátil al lado del router.
- Cuando hay mucha saturación (muchos vecinos), hay muchas paredes, diferentes niveles (chalet de tres plantas) mejora un montón usar WIFI6. La mayoría de los dispositivos comprados en los tres últimos años soportan este estándar. Desgraciadamente la mayoría de los routers que ponen las operadoras son más antiguos.
 
Bueno, orange y Jazztel ya tienen desde hace al menos un par de años el livebox 6 con wifi 6 y ahora tienen la version 7. Movistar también. Según he podido comprobar van bien para un uso normal.
 
A pesar de ser totalmente teórico me parece que debe ser muy interesante. Me guastaría leerlo. ¿Está disponible en algún sitio?

Lo tuve publicado una temporada en una web mía. Voy a buscarlo y te lo paso. Se trataba de un trabajo auxiliar para controlar que el simulador de red inalambrica que estaba desarrollando daba resultados coherentes.

Lo busco este fin de semana.
 
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