Ancho de banda neto y bruto

Ancho de banda neto y bruto
Fotografía cedida por Mr. Theklan.

Está claro que para las redes de datos siempre hay una parte del ancho de banda transmitido que no es utilizable por el usuario, sino que lo utilizan las máquinas para entenderse entre sí, es decir, es parte del protocolo de transmisión y corrección de errores.

Las redes inalámbricas no son una excepción, por el contrario, normalmente necesitan un protocolo y corrección de errores más voluminoso debido a que no tenemos control del medio de transmisión, el aire, y por tanto hay que ser más cuidadosos a la hora de enviar los datos.

Para las redes WiFi y WiMAX esto es particularmente cierto y el ancho de banda total se ve reducido en un porcentaje importante. Una de las características principales de las redes WiFi es que podemos conectar nuestro dispositivo a la red en cualquier lugar, llevárnoslo fuera de la oficina cuando vamos a fumar o a la máquina de café y seguir conectados, lo que no se puede hacer con los ordenadores conectados por cable. Esto ya nos parece normal, pero no debería dejar de sorprendernos debido a la complejidad que esto conlleva. De hecho normalmente nos parece poco eficiente que en 802.11n se pueden transmitir 300 Mbps, pero típicamente vamos a tener máximo 100 y con suerte 150 Mbps.

Estas diferencias se deben a dos factores fundamentales, la primera es el protocolo de transmisión, que para asegurar que se pueda establecer la comunicación en cualquier lugar y en condiciones difíciles tiene que usar una buena parte del tiempo en mantener la conexión. La segunda razón para tasas de transmisión bajas en la capacidad de utilizar varias modulaciones y hacerlo de manera automática. Con las modulaciones más complicadas, podemos mandar muchos más datos, pero el enlace entre los dos puntos de comunicación es débil, para las modulaciones bajas, el enlace es más robusto pero transmitimos a una menor velocidad.

WiFi como buena parte de los protocolos propietarios de banda ancha de exteriores utiliza la tecnología OFDM, esta tecnología es muy buena para permitir enlaces sin línea de vista. Utiliza subcanales estrechos para transmitir la información y mantener el enlace activo, pero un porcentaje de esos canales, entre 18 y 25%, si hablamos de 802.11g o 802.11n, se utiliza para garantizar la estabilidad del enlace. Después tenemos la corrección y verificación de errores. Entre el 25 y 50% de la información se utiliza para revisar que no tengamos errores o corregirlos. Es verdad que esto nos da poca eficiencia, pero nos permite mantener una comunicación clara en cualquier lugar al que vayamos incluso sin siquiera saber dónde está localizado el transmisor.

El ancho de banda bruto máximo publicitado para las redes 802.11n era de 600 Mbps, esto tomaba en cuenta todas las posible mejoras para llegar al máximo permitido por la tecnología. La verdad es que comercialmente muy pocos o ningún punto acceso tiene la tecnología para transmitir a 600 Mbps, solo llegan a 300 Mbps por eso ya es más popular esta velocidad que los 600 que teóricamente pudiera dar el estándar 802.11n. Al estar ya desarrollado el nuevo 802.11ac los desarrollos en 802.11n están por supuesto parados.

Hay que tomar en cuenta que los 300 Mbps de que estamos hablando es para las modulaciones más altas, es decir en muy buenas condiciones del enlace y cerca del punto de acceso, en cuanto nos alejamos, las famosas rayas de señal WiFi de Windows empiezan a bajar y ya no tenemos señal excelente, sino buena, o regular, con lo cual no podemos llegar a las mejores modulaciones para mantener el enlace y bajamos de 300 Mbps brutos a 240, 180, 120 o menos y típicamente tendremos un ancho de banda real del 50% del valor bruto.

Hay otros factores que también influyen en el ancho de banda neto como son las retransmisiones. En zonas muy congestionadas donde hay muchas redes WiFi hay retransmisiones debido a la gran cantidad de equipos transmitiendo y a las interferencias de unos sobre otros, esto ineludiblemente ralentizará el flujo de datos incluso si logramos mantener una buena modulación.

Finalmente, un parámetro muy importante que debemos tomar en cuenta para hacer nuestros cálculos, es que WiFi es una tecnología TDD, hay un solo radio transmitiendo y recibiendo y comparte su tiempo total para estas dos tareas, esto implica que solo puedo tener los 300 Mbps máximos durante una parte del tiempo o solamente en una dirección, por lo que la suma de transmisión más recepción será de 300 Mbps brutos.

Gracias a Mr. Theklan por esta fantástica fotografía.

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