IEEE 802.11

IEEE 802.11 è un insieme di normative standard tecniche focalizzate sulle specifiche dei protocolli del livello fisico (PHY) e del Media Access Control (MAC) per le reti di tipo Wireless local area network (WLAN), nell'ambito della famiglia IEEE 802 (definizione delle Local Area Network). Lo standard originale e i suoi sviluppi successivi costituiscono la base di funzionamento per i prodotti di rete marchiati con il simbolo Wi-Fi e sono gli standard tecnici più utilizzati nelle reti di dispositivi wireless. Su queste specifiche si basano la maggior parte delle reti casalinghe e aziendali in cui computer fissi o portatili, smartphone, stampanti e altri dispositivi sono in grado di comunicare tra loro e accedere a Internet senza bisogno di cavi, nonché la comunicazione wireless tra veicoli (specifiche IEEE 802.11 p).

Gli standard IEEE 802.11 sono definiti e manutenuti dall'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Alla versione base, pubblicata nel 1997, hanno fatto seguito una serie di emendamenti, identificati secondo lo schema di IEEE (802.11 seguito da una o due lettere minuscole in sequenza alfabetica: 802.11a, 802.11b e così via), e versioni successive dello standard completo, identificate con il suffisso dell'anno di pubblicazione, che introducono varianti, correzioni ed evoluzioni tecnologiche. Anche se gli emendamenti vengono ufficialmente dismessi nel momento in cui entrano a far parte integrante di una nuova versione dello standard completo, a livello industriale e commerciale si preferisce utilizzare direttamente il loro identificativo individuale per indicare in modo immediato e sintetico il livello di funzionalità disponibile su un determinato prodotto. Di conseguenza, ogni singolo emendamento viene trattato come fosse uno specifico standard individuale. La dicitura 802.11x è una forma abbreviata per indicare "una qualsiasi versione di 802.11" e viene usata per evitare ambiguità con la dicitura "802.11" che è quella specifica che si riferisce alla prima edizione del 1997 (802.11-1997, detta anche "802.11 legacy").

IEEE 802.11x prescrive per le reti wireless diverse frequenze di trasmissione, che comprendono tra le altre le bande di frequenza a 2,4, 5, 6 e 60 GHz, e identifica l'elenco dei canali che si possono utilizzare su tali frequenze, con l'avvertenza che la disponibilità effettiva delle frequenze nello spettro radio può dipendere localmente da altre norme regolatorie nazionali o internazionali.

I protocolli di comunicazione definiti da IEEE 802.11x sono utilizzati in combinazione con i livelli di rete superiori definiti dalla normativa IEEE 802.2 e sono concepiti per interoperare senza problemi con Ethernet e per il trasporto di traffico IP.

Lo standard 802.11x definisce una serie di tecniche di modulazione radio per segnali half-duplex che utilizzano di base lo stesso formato di dati. In particolare, la trasmissione si basa sul controllo di collisioni CSMA/CA per cui una emittente su uno specifico canale è in grado di determinare se su quello stesso canale ci siano altre entità che stanno trasmettendo (anche su protocolli diversi da quelli definiti da 802.11x) e trasmette le sue trame dati solo se il canale in quel momento è libero.

Il primo standard definito fu l'802.11-1997 ma il primo che fu effettivamente adottato su larga scala è stato l'802.11b, a cui hanno fatto seguito 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac e 802.11ax. Gli altri emendamenti della famiglia (c, d, e, f, h, j) sono intesi ad estendere l'ambito degli standard esistenti o a introdurre correzioni.^[1]

L'802.11b e 802.11g, così come anche 802.11n, utilizzano lo spettro di frequenze a 2,4 GHz (banda ISM). Si tratta di una banda di frequenze regolarmente assegnata dal piano di ripartizione nazionale (ed internazionale) ad altri servizi ma lasciata di libero impiego per le applicazioni che prevedono livelli di EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power, ovvero la massima potenza irradiata da un'antenna isotropa) non superiori a 20 dBm e utilizzate all'interno di una proprietà privata (senza attraversamento del suolo pubblico). Trovandosi ad operare in bande di frequenze dove già lavorano altri apparecchi, i dispositivi b/g/n possono subire fenomeni di interferenza da parte di altre apparecchiature come telefoni cordless, dispositivi Bluetooth, forni a microonde. Per controllare e limitare tali effetti, il protocollo 802.11b utilizza una tecnica di trasmissione Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) mentre l'802.11g impiega una modulazione multi-portante di tipo OFDM.

L'802.11a utilizza la banda U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure) a 5 GHz, come definita dalla FCC statunitense, che per la maggior parte del mondo prevede almeno 23 canali radio non sovrapposti di 20 MHz di ampiezza. Questo è un miglioramento siginificativo rispetto alla banda 2,4 GHz che prevede solo tre canali da 20 MHz non sovrapposti, mentre tutti gli altri canali adiacenti presentano delle sovrapposizioni. Le prestazioni tra le differenti frequenze possono essere migliori o peggiori a seconda delle condizioni ambientali. I protocolli 802.11n e 802.11ax possono usare sia la banda a 2,4 GHz che quella a 5 GHz mentre l'802.11ac usa solo la banda a 5 GHz.

Il segmento di spettro delle frequenze radio usate dalla 802.11 cambia a seconda delle nazioni, in funzione delle normative locali.

A partire dal 2018, il consorzio Wi-Fi Alliance, che si occupa anche della certificazione industriale, ha introdotto uno schema di numerazione semplificato per indicare i protocolli 802.11 utilizzati pubblicamente dai dispositivi wireless. Le generazioni Wi-Fi dalla 1 alla 8 fanno riferimento in sequenza ai protocolli 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax, 802.11be and 802.11bn.^[2][3]

V · D · M

Generazioni di Wi-Fi

Gen.[4]	Logo	Standard IEEE	Anno	Velocità (Mbit/s)	Freq. (GHz)
Wi-Fi	—	802.11 (legacy)	1997	1–2	2,4
Wi-Fi 1	—	802.11b	1999	1–11	2,4
Wi-Fi 2	—	802.11a	1999	6–54	5
Wi-Fi 3	—	802.11g	2003		2,4
Wi-Fi 4		802.11n	2009	6,5–600	2,4 / 5
Wi-Fi 5		802.11ac	2013	6,5–6 933	5[5]
Wi-Fi 6		802.11ax	2021	0,4–9 608	2,4 / 5
Wi-Fi 6E[6]					6
Wi-Fi 7		802.11be	2024	0.4–23 059	2,4 / 5 / 6
Wi-Fi 8[7][8]	—	802.11bn	2028 (previsto)[9]	100 000	2,4 / 5 / 6

La tecnologia standardizzata dalla 802.11 nasce da una decisione dell'FCC statunitense che nel 1985 liberò la banda ISM^[1] consentendone l'utilizzo senza necessità di licenza.^[10]

Nel 1991 NCR Corporation/AT&T (attualmente Nokia Labs e LSI Corporation) misero a punto un precursore dell'802.11 a Nieuwegein, nei Paesi Bassi, destinato originariamente ai servizi di cassa. I primi prodotti wireless vennero commercializzati con il nome WaveLAN ed erano caratterizzati da una velocità di trasmissione dati grezza di 1 Mbit/s e 2 Mbit/s.

Vic Hayes, insieme all'ingegnere dei Bell Labs Bruce Tuch, ha coinvolto l'IEEE per la creazione di uno standard.^[11] Hayes, definito il "padre del Wi-Fi", è stato presidente del gruppo di lavoro IEEE 802.11 per 10 anni e ha contribuito alla definizione degli standard iniziali 802.11b e 802.11a.^[12]

Nel 1999 è stato costituito il consorzio commerciale Wi-Fi Alliance, detentore del marchio "Wi-Fi" con il quale viene venduta la maggior parte dei prodotti.^[13]

La svolta commerciale chiave si è avuta nel 1999, quando Apple decise di dotare di Wi-Fi la famiglia di portatili iBook, il primo prodotto di largo consumo a offrire la connettività di rete wireless, commercializzata come AirPort.^[14][15][16] L'anno successivo fu la volta dell'IBM, che introdusse la tecnologia wireless nella serie ThinkPad 1300.^[17]

Nella letteratura tecnica e commerciale, le diverse varianti degli standard IEEE sono chiamate indifferentemente sia "standard" che "emendamenti".^[40]

Dal punto di vista dell'IEEE comunque esiste formalmente un solo standard che incorpora tutte le specifiche ed è identificato come "IEEE 802.11" seguito dall'anno di pubblicazione. Ogni nuova versione dello standard annulla e sostituisce le versioni precedenti, per cui al 2025 l'unica versione di standard a cui fare riferimento è la IEEE 802.11-2024. Gli emendamenti sono aggiornamenti specifici, definiti da gruppi di lavoro dedicati (Task Group, TG); sia il gruppo di lavoro che l'emendamento risultante sono identificati tramite il nome dello standard principale ("802.11") seguito da una o due lettere minuscole (es. 802.11a, 802.11be). La lettera minuscola "m" è riservata al gruppo di lavoro che gestisce la manutenzione dello standard complessivo, che consiste sostanzialmente nell'incorporare gli emendamenti approvati dopo la pubblicazione della versione precedente più eventuali correzioni, chiarimenti e ristrutturazioni editoriali.^[41][42]

La prima versione dello standard 802.11 è stata pubblicata nel 1997 seguita da un'appendice di chiarimenti nel 1999. Questa versione è obsoleta. Le specifiche indicavano velocità di trasmissione comprese tra 1 e 2 Mbit/s con Forward Error Correction. Per il livello fisico erano previste tre tecnologie: infrarosso con velocità a 1 Mbit/s; frequency-hopping spread spectrum a 1 e 2 Mbit/s e Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) a 1 e 2 Mbit/s. Le ultime due tecnologie operavano nel segmento spettrale delle microonde, nella banda ISM a 2,4 GHz. Alcune tecnologie di WLAN precedenti operavano nella stessa banda ma su frequenze più basse (900 MHz).

La 802.11 legacy basata su Direct Sequence Spread Spectrum è stata rapidamente soppiantata e sostituita dalla 802.11b.

L'emendamento 802.11a è stato pubblicato nel 1999 e introduce a livello fisico la modulazione OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) nella banda di frequenza a 5 GHz, con una velocità massima di 54 Mbit/s e codice a correzione di errore, con un trasferimento dati effettivo che nella realtà è dell'ordine di 20 Mbit/s.^[43] Lo standard ha avuto un'ampia implementazione a livello mondiale, soprattutto nelle reti di tipo aziendale.

Dato che la banda a 2,4 GHz ha un'impiego molto elevato e risulta quindi molto affollata, il fatto di operare su una banda più scarica come quella a 5 GHz è un fattore di vantaggio per la 802.11a; di contro, la portata è inferiore rispetto a quella della 802.11b/g: a causa della minore lunghezza d'onda, il segnale della 802.11a viene assorbito più facilmente dai muri e da altri oggetti solidi e quindi ha una capacità di penetrazione inferiore. Inoltre il segnale è più sensibile alle interferenze,^[44] ma il minore affollamento della banda a 5 GHz in pratica riduce questa possibilità.

La velocità massima di trasferimento dati può essere ridotta a 48, 36, 24, 18, 9 o 6 Mbit/s se le interferenze elettromagnetiche lo impongono. Lo standard definisce 12 canali non sovrapposti, 8 dedicati alle comunicazioni interne e 4 per le comunicazioni punto a punto.

L'emendamento 802.11b è stato pubblicato anch'esso nel 1999, sostanzialmente in contemporanea con 802.11a, e prevede una velocità di trasferimento grezza massima di 11 Mbit/s, mantenendo CSMA/CA per l'accesso al livello fisico. I primi prodotti che implementavano la 802.11b hanno fatto la loro comparsa sul mercato all'inizio del 2000, dato che 802.11b è un'estensione diretta della tecnica di modulazione definita dallo standard originale. L'aumento significativo della capacità di trasferimento unita alla simultanea riduzione sostanziale dei costi hanno contribuito a rendere l'802.11b la tecnologia WLAN preferita.

I dispositivi che usano 802.11b sono soggetti a interferenza da parte di altri prodotti che lavorano sulla stessa banda a 2,4 GHz (forni a microonde, dispositivi Bluetooth, sistemi di monitoraggio dei neonati, telefoni cordless e alcuni apparati per radioamatori). In quanto trasmettettori senza bisogno di licenza nella banda ISM, devono a loro volta evitare di generare interferenze e devono essere tolleranti rispetto alle interferenze da parte di altri utilizzatori della banda.

Nel giugno del 2003, con questo emendamento viene ratificato come standard un ulteriore schema di trasmissione. La banda di frequenza è la stessa dell'802.11b (2,4 GHz) ma per la modulazione si usa l'OFDM come previsto da 802.11a. A livello fisico, la bit rate massima è 54 Mbit/s senza tener conto dei codici di correzione di errore, il che si traduce in una velocità di trasferimento media di 22 Mbit/s^[45]. L'hardware utilizzato deve essere totalmente compatibile all'indietro con quello dell'802.1b e questo comporta che il throughput risultante è ridotto all'incirca del 21% rispetto a quello della 802.1a.^[46]

Lo standard fu adottato rapidamente dal mercato a partire già da gennaio 2003, ancor prima della sua approvazione definitiva, a causa sia della domanda per velocità di trasferimento più elevate che della riduzione nei costi di fabbricazione.^[47] Già nell'estate 2003, la maggior parte dei dispositivi dual band 802.11a/b divenne di tipo tri-band, con una singola scheda in grado di gestire contemporaneamente 802.11b e g, anche se l'attività di un utente su 802.11b riduce la velocità dell'intera rete 802.11g. Analogamente ai dispositivi 802.11b, anche quelli 802.11g sono soggetti a problemi di interferenza da parte di altri apparati che operano nella banda a 2,4 GHz.

Nel 2003 il gruppo di lavoro di manutenzione della IEEE 802.11 (TGma) è stato autorizzato a produrre una nuova edizione della normativa tenendo conto degli emendamenti successivi al 1997. La nuova edizione dello standard, identificata come REVma o 802.11ma (Maintenance a), è un unico documento che incorpora nello standard base otto emendamenti (802.11a, b, d, e, f, g, h, i, j). La nuova versione dello standard è stata approvata l'8 marzo 2007 e il nuovo standard di base identificato come 802.11-2007.^[48]

L'emendamento 802.11n introduce miglioramenti significativi rispetto agli standard precedenti; la prima bozza è stata pubblicata nel 2006 mentre la versione definitiva dello standard è stata approvata l'11 settembre 2009^[49] e la pubblicazione è avvenuta il 29 ottobre 2009.^[50]

802.11n introduce la possibilità di utilizzare antenne MIMO (multiple-input multiple-output),^[51] in modo da poter aggregare insieme più flussi di traffico aumentando così il throughput risultante. La specifica 802.11n prevede la possibilità di operare sia nella banda a 2,4 GHz che, opzionalmente, anche nella banda a 5 GHz, con una bit rate che va da 54 Mbit/s fino a 600 Mbit/s.

La Wi-Fi Alliance ha identificato retroattivamente questo standard come Wi-Fi 4^[52][53] e ha iniziato a certificare i dispositivi come "conformi alla 802.11n" già sulla base della bozza del 2007, quindi ancor prima della ratifica dello standard, consentendo alle aziende di anticipare la migrazione verso il nuovo standard. Solo i primi esemplari di schede prodotte da Intel non sono risultati alla fine conformi con lo standard.

L'emendamento 802.11p definisce il protocollo di comunicazione wireless tra veicoli (wireless access in vehicular environments, WAVE) ed estende lo standard 802.11 alle applicazioni di tipo Intelligent transportation system (ITS). La comunicazione utilizza la banda a 5,9 GHz su canali da 10 MHz che, avendo un'ampiezza di banda dimezzata rispetto alle normali comunicazioni Wi-Fi, raddoppia anche il tempo di trasmissione dei simboli; questo consente di diminuire gli effetti dell'eco generata dalla riflessione del segnale su oggetti in movimento.^[54] Lo standard consente sia la comunicazione tra veicoli in movimento ad alta velocità che tra veicoli in movimento e l'infrastruttura terrestre ed elimina il ricorso all'SSID: le stazioni dell'infrastruttura sono caratterizzate da un identificativo jolly convenzionale (tutti "F" espresso in esadecimale), il che preclude la possibilità di autenticazione a livello MAC, demandando la gestione dell'accesso sicuro agli strati più alti della comunicazione protocollare (non coperti dalla 802.11). Inoltre, il protocollo consente di sincronizzare con precisione tutti i nodi della rete 802.11p sullo stesso riferimento temporale (UTC). Lo standard 802.11p è alla base anche della corrispondente normativa europea ETSI ITS-G5.^[55]

A maggio 2007, il gruppo di lavoro di manutenzione (TGmb) ha ricevuto da IEEE il via libera per incorporare nella specifica generale del 2007 un secondo insieme di emendamenti, identificato come REVmb o 802.11mb (Maintenance b).^[56] Entrano a far parte dello standard generale dieci emendamenti (802.1k, r, y, n, w, p, z, v, u, s) e viene effettuata inoltre una revisione generale, che ha portato a riordinare e rinumerare molte delle clausole.^[57] Pubblicata il 29 marzo 2012, questa nuova revisione viene identificata come IEEE 802.11-2012.

L'802.11ac è un emendamento basato su 802.11n, pubblicato a dicembre 2013^[58] e successivamente etichettato da Wi-Fi Alliance come Wi-Fi 5.^[52][53]

Rispetto alla 802.11n, i canali nella banda a 5 GHz hanno una larghezza spettrale più ampia (80 o 160 MHz contro 40 MHz), i flussi spaziali possono arrivare fino a otto (contro i quattro della 802.11n), la modulazione può arrivare fino a 256 QAM (invece di 64 QAM) e viene introdotta la tecnologia MU-MIMO. Il risultato è una velocità di trasferimento dati aggregata che può arrivare fino al limite teorico di 6,93 Gbit/s su flussi aggregati, con stream di livello fisico che possono arrivare individualmente fino a 1,73 Gbit/s.

Per la certificazione commerciale della 802.11ac, Wi-Fi Alliance ha definito due fasi temporali separate, denominate "Wave 1" e "Wave 2".^[59][60] Nella prima fase, iniziata a metà del 2013, i prodotti venivano certificati sulla base di una versione preliminare dello standard (802.11ac Draft 3.0).^[61] La seconda fase è iniziata nel 2016, sulla base dello standard consolidato, per la certificazione di prodotti di capacità e ampiezza di banda superiori rispetto a quelli della Wave 1; in particolare, la certificazione della Wave 2 prevede la funzionalità MU-MIMO, il supporto dei canali da 160 MHz, un maggior numero di canali nella banda a 5 GHz e quattro flussi spaziali su quattro antenne.^[62][63]

L'emendamento IEEE 802.11ad definisce un nuovo livello fisico per le operazioni nello spettro millimetrico alla frequenza di 60 GHz. Le caratteristiche di propagazione in questa fascia dello spettro sono notevolmente diverse rispetto alle bande a 2,4 GHz e 5 GHz usate normalmente per il Wi-Fi. I dispositivi che implementano lo standard 802.11ad sono commercializzati con il logo WiGig, secondo un programma di certificazione definito da Wi-Fi Alliance.^[64] La velocità di trasmissione di picco è pari a 7 Gbit/s.^[65] Lo standard WiGig è stato pubblicato e aggiunto alla famiglia IEEE 802.11 a dicembre 2012, dopo esser stato annunciato nel 2009.

Il protocollo IEEE 802.11ad si usa per trasmissione dati ad altissima velocità e per comunicazioni a cortissimo raggio (tra 1 e 10 metri).^[66]

A gennaio 2016 TP-Link ha annunciato il primo router al mondo che supporta 802.11ad.^[67]

L'emendamento IEEE 802.11af, spesso indicato anche come White-Fi o Super Wi-Fi,^[68] è stato approvato a febbraio 2014 e definisce l'utilizzo delle WLAN nelle bande televisive VHF e UHF per le frequenze comprese tra i 54 e i 790 MHz, ovvero le "frequenze bianche" in precedenza utilizzate per trasmissioni radiotelevisive e che sono state liberate anche per questo scopo.^[69][70] Per la trasmissione su queste frequenze, lo standard prevede tecniche di radio cognitiva e misure per limitare le interferenze sulle utenze primarie (TV analogica e/o digitale e microfoni senza fili).^[70] I punti di accesso e le stazioni determinano la loro posizione tramite sistemi satellitari come il GPS e utilizzano un collegamento a Internet per interrogare un database di geolocalizzazione (geolocalization database, GDB), gestito da enti di regolazione regionali, per scoprire quali frequenze sono disponibili per l'uso in un determinato momento e posizione.^[70] Il livello fisico utilizza la modulazione OFDM ed è basato su 802.11ac.^[71]

Nelle bande VHF e UHF le perdite di propagazione e l'attenuazione legata a materiali come mattoni e cemento sono inferiori rispetto alle bande a 2,4 e 5 Ghz, il che ne aumenta la portata.^[70] I canali utilizzati hanno un'ampiezza compresa tra 6 e 8 MHz, a seconda delle normative locali,^[70] ed è possibile aggregare insieme fino a quattro canali in uno o due blocchi contigui.^[70] È possibile sfruttare la tecnologia MIMO fino a quattro flussi utilizzabili sia per la modalità multi-utente (MU) che per la codifica space–time block code (STBC).^[70] Per ogni flusso spaziale, il trasferimento dati arriva a 26,7 Mbit/s per i canali da 6 e 7 MHz e a 35,6 Mbit/s per quelli a 8 MHz.^[37] Aggregando quattro flussi spaziali e quattro canali, si ottiene una rate dati massima di 426,7 Mbit/s sui canali a 6 e 7 MHz e di 568,9 Mbit/s per quelli a 8 MHz.^[37]

IEEE 802.11-2016, nota anche come IEEE 802.11 REVmc,^[72] è la quarta versione dello standard completo, successiva alla IEEE 802.11-2012, e ingloba cinque emendamenti (11ae, 11aa, 11ad, 11ac, 11af). Oltre a questo, lo standard rimuove o marca come "in fase di rimozione" le funzionalità obsolete e introduce miglioramenti nelle funzioni dei livelli PHY e MAC. In particolare, viene aggiunto il supporto del Wi-Fi Round Trip Time (Wi-Fi RTT), che consente a un dispositivo di misurare la distanza dagli access point Wi-Fi e determinare la posizione con una precisione di 1-2 metri misurando il ritardo nel round trip.^[73] Questa metodologia consente precisioni superiori rispetto alla triangolazione basata sulla potenza del segnale ricevuto (Received Signal Strength Indicator, RSSI).

Come per la revisione precedente, anche in questo caso alcune clausole e appendici sono state riorganizzate e rinumerate.^[74]

Lo stesso argomento in dettaglio: IEEE 802.11ah.

L'emendamento IEEE 802.11ah, pubblicato nel 2017,^[75] definisce una rete WLAN che lavora in banda libera su frequenze inferiori a 1 GHz (Sub-1 GHz). Grazie alle caratteristiche di propagazione favorevoli tipiche delle basse frequenze, l'802.11ah ha una portata di trasmissione migliore rispetto alle WLAN tradizionali basate sui 2,4 e 5 GHz. L'802.11ah trova diversi tipi di impiego, che comprendono le reti di sensori su larga scala,^[76] hotspot a largo raggio e Wi-Fi all'aperto a supporto del traffico cellulare in zone in cui la banda disponibile è relativamente ridotta. I consumi associati a questo protocollo sono confrontabili con quelli del Bluetooth a basso consumo, rispetto al quale ha in più una portata molto più estesa.^[77]

L'emendamento IEEE 802.11aj, noto anche come "onde millimetriche cinesi" (China Millimeter Wave, CMMW),^[78] è una variante derivata dall'802.11ad che definisce l'utilizzo nella banda di spettro libera a 45 GHz disponibile in alcune zone del mondo, in particolare in Cina; l'emendamento inoltre definisce capacità aggiuntive per l'impiego nella banda a 60 GHz.^[79]

IEEE 802.11-2020, nota anche come IEEE 802.11 REVmd,^[80] è la quinta versione dello standard completo. Si basa sulla precedente IEEE 802.11-2016 a cui incorpora cinque emendamenti (IEEE 802.11ai, 11ah, 11aj, 11ak e 11aq). Oltre a questo, lo standard rimuove o marca come "in fase di rimozione" le funzionalità obsolete e introduce miglioramenti nelle funzioni dei livelli PHY e MAC e sono state aggiunte alcune clausole e appendici.^[81]

L'emendamento IEEE 802.11ax, approvato il 9 febbraio 2021,^[82][83] è l'evoluzione dell'802.11ac e Wi-Fi Alliance lo ha presentato sul mercato come Wi-Fi 6 (per operazioni a 2,4 GHz e 5 GHz)^[84] e Wi-Fi 6E (per operazioni a 6 GHz)^[85] o High Efficiency Wi-Fi per il miglioramento complessivo apportato ai client Wi-Fi 6 in ambienti ad alta densità di utenze.^[86]

Se si considera una connessione singola (utenza individuale), rispetto a 802.11ac il miglioramento massimo nella bit rate a livello fisico è solo del 39% (2402 Mbit/s contro 1733,3 Mbit/s sui canali da 160 MHz).^[87] A titolo di confronto, 802.11ac aveva apportato un miglioramento di quasi il 500% rispetto alla 802.11n (1733,3 Mbit/s sui canali da 160 MHz contro 300 Mbit/s sui canali da 40 MHz) che diventa il 1100% se si considera che nella pratica l'impiego maggiore della 802.11n è sui canali da 20 MHz, dove la data rate è di 144,4 Mbit/s.^[88] Nonostante il miglioramento percentuale appaia relativamente limitato, l'obiettivo era comunque fornire un throughput per unità di superficie^[89][86] quadruplo rispetto all'802.11ac. Questo obiettivo è motivato dalla necessità di realizzare WLAN in ambienti ad alta densità di utenti, come gli uffici aziendali, i centri commerciali e le unità abitative ad alta popolazione.^[86] Il miglioramento è ottenuto grazie al fatto che questo emendamento introduce per la prima volta nelle reti Wi-Fi la modulazione OFDMA, che è tipica delle reti cellulari.^[86]

In questo standard sono integrate le tecnologie MU-MIMO e TWT (Target Wake Time)^[90].

Questo emendamento, noto anche come WiGig 2,^[91] è di fatto un'estensione della 802.11ad alla banda a 60 GHz^[92], nella regione di spettro delle onde millimetriche, con l'innesto di tecniche di modulazione e trasmissione avanzate. Lo standard è stato approvato il 25 marzo 2021 e pubblicato il 28 luglio successivo e prevede una velocità di trasmissione di picco minima di 20 Gbit/s^[93] anche se è possibile arrivare tramite tecniche di aggregazione di canali e MU-MIMO a rate superiori ai 100 Gbit/s^[94], per la precisione fino a 176 Gbit/s aggregando quattro canali e quattro flussi MIMO. La modulazione arriva fino a 256-QAM^[95] e la portata è estesa fino a 300-500 m.^[96]

L'emendamento 802.11bb, approvato il 5 giugno 2023 e pubblicato il 10 novembre successivo,^[97] definisce le caratteristiche di interoperabilità per dispositivi Li-Fi.^[98] Lo standard descrive l'uso della luce nella gamma di spettro del vicino infrarosso, per lunghezze d'onda comprese tra 800 e 1000 nm e una rate di trasferimento dati compresa tra 10 Mbit/s e 9,6 Gbit/s,^[97] offrendo così maggior velocità rispetto al Wi-Fi. ^[99]

IEEE 802.11-2024, nota anche come IEEE 802.11 REVme,^[100] è la sesta versione dello standard completo. Si basa sulla precedente IEEE 802.11-2020 a cui incorpora otto emendamenti (IEEE 802.11ax, 11ay, 11az, 11ba, 11bb, 11bc, 11bd e 11bf). Lo standard è stato approvato il 26 settembre 2024 e pubblicato il 28 aprile 2025.^[101]

Lo standard, certificato dall'IEEE a cavallo tra il 2018 ed il 2019, è stato pubblicato nel 2024 e consente velocità di trasferimento dati teoriche fino a 46 Gb/s,^[102] usando le frequenze a 2,4/5/6 GHz, modulazione estesa fino a 4096-QAM e CMU-MIMO (coordinated multiuser MIMO, MIMO multiutente coordinato)^[90].

Lo standard fornisce alcune definizioni, utili per comprendere la documentazione tecnica al riguardo:

• BSS (basic service set, insieme base di servizio): insieme di nodi che utilizzano la stessa funzione di accesso al canale (per esempio un gruppo di computer collegati in maniera wireless ad un access point).
• BSA (basic service area, area base di servizio): l'area occupata da un BSS, per esempio una cella di una wireless LAN.
• ESS (extended service set): più BSS collegate tra di loro a livello MAC, per esempio l'insieme delle reti wireless in un edificio pubblico come una facoltà.

Rappresentazione grafica dei canali Wi-Fi nella banda di 2.4 GHz, sia con ampiezza da 20 che da 22 MHz

Le reti 802.11 a 2,4 GHz dividono lo spettro in 14 sottocanali con ampiezza da 20 MHz o 40 MHz (solo per il protocollo n) ciascuno, mentre per i soli protocolli 802.11 legacy e 802.11b si ha un'ampiezza di banda di 22 MHz, mentre le reti 802.11 a 5 GHz dividono lo spettro in 30 sottocanali con ampiezza da 20 MHz fino a un massimo di 160 MHz, per il protocollo 802.11n l'ampiezza massima è di 40 MHz.

L'ampiezza di banda utilizzata permette di definire due limiti, quella della velocità di trasferimento e della compatibilità con altri dispositivi limitrofi^[103], in quanto la trasmissione avviene sì in un determinato range di frequenza, ma ha anche un range superiore ed inferiore in cui trasmette il segnale, anche se in una potenza decisamente minore, ma che può ridurre l'efficacia degli altri ripetitori.^[104][105]
I canali della banda da 2,4 GHz sono parzialmente sovrapposti tra loro in frequenza, quindi tra due canali consecutivi esiste una forte interferenza, per verificare quale canale ha meno traffico e quindi meno interferenza sono disponibili applicativi per l'analisi dello spettro della comunicazione Wi-Fi.^[106]
I 3 gruppi di canali 1, 6, 11 e 2, 7, 12 e 3, 8, 13 sono le combinazioni di canali che non si sovrappongono fra loro in caso di bande da 22 MHz e vengono utilizzati negli ambienti con altre reti wireless. Gli unici canali utilizzabili in tutto il mondo sono il 10 e 11 dato che la Spagna non ha concesso i canali dall'1 al 9 e molte nazioni si limitano ai primi 11 sottocanali. Per quanto riguarda i canali della banda 5 GHz nell'ampiezza di banda di 20 MHz in Europa non si sovrappongono e non interferiscono tra loro, mentre in altri paesi oppure con ampiezze di canale maggiori questi tendono a sovrapporsi.

La lista completa delle frequenze dal IEEE STD 802.11b-1999/Cor 1-2001 è:

La lista completa delle frequenze dal IEEE STD 802.11 5 GHz^[107]:

I campi di un generico frame MAC 802.11 sono i seguenti:

Il frame control è suddiviso nei seguenti sottocampi:

• Protocol version (2 bit)
• Type (2 bit)
• Subtype (4 bit)
• To DS (1 bit)
• From DS (1 bit)
• More fragments (1 bit)
• Retry (1 bit)
• Power management (1 bit)
• More data (1 bit)
• WEP (1 bit)
• Order (1 bit)

Questi sono gli standard approvati o in fase di studio dall'IEEE:

• IEEE 802.11 - Lo standard originale 2 Mbit/s, 2,4 GHz
• IEEE 802.11a - 54 Mbit/s, 5 GHz standard (1999, approvato nel 2001)
• IEEE 802.11ac - 1,3 Gb/s, 5 GHz standard (2014)
• IEEE 802.11b - Miglioramento dell'802.11 col supporto di 5,5 e 11 Mbit/s (1999)
• IEEE 802.11d - Adattamento a contesti regolatori in base alla nazione in cui è installato il sistema
• IEEE 802.11e - Miglioramento: Gestione della qualità del servizio.
• IEEE 802.11f - Inter-Access Point Protocol (IAPP)
• IEEE 802.11g - 54 Mbit/s, 2,4 GHz standard (compatibile con il 802.11b) (2003)
• IEEE 802.11h - 5 GHz spectrum, Dynamic Channel/Frequency Selection (DCS/DFS) e Transmit Power Control (TPC) per compatibilità con l'Europa
• IEEE 802.11i (ratificato il 24 giugno 2004) - Miglioramento della sicurezza
• IEEE 802.11j - Estensione per il Giappone
• IEEE 802.11k - Misurazione delle sorgenti radio
• IEEE 802.11n - Aumento della banda disponibile, fino a 450  Mbit/s, 2,4 GHz e 5 GHz
• IEEE 802.11p - WAVE - Wireless Ability in Vehicular Environments (gestione per autoveicoli, ambulanze ecc.)
• IEEE 802.11r - Roaming rapido
• IEEE 802.11s - Gestione delle reti mesh
• IEEE 802.11T - Gestione e Test
• IEEE 802.11u - Connessione con reti non 802, come le reti cellulari.
• IEEE 802.11v - Gestione delle reti wireless

Le versioni originali dei protocolli 802.11 erano basati sulla crittografia WEP.

Nel 2001 un gruppo dell'università di Berkeley presentò un lavoro dove descriveva le falle di sicurezza del protocollo 802.11. Questo gruppo si concentrò sull'algoritmo di cifratura utilizzato dal WEP (RC4), che nell'implementazione scelta per lo standard 802.11 era molto debole e facilmente forzabile. In particolare è possibile iniettare frame che costringano altre stazioni di un access-point a rieffettuare la procedura di autenticazione, durante la quale è possibile carpire informazioni con le quali recuperare la chiave.

L'IEEE mise in campo un gruppo di lavoro per progettare un'evoluzione dello standard di sicurezza WEP. Anche la Wi-Fi Alliance creò un gruppo di lavoro per risolvere il problema e la Wi-Fi Alliance annunciò la nascita del WPA durante il 2003. Il WPA era un'evoluzione del WEP che rimuoveva la maggior parte dei problemi di sicurezza rendendo le reti wireless discretamente sicure. Intanto il gruppo dell'IEEE era al lavoro e nel giugno del 2004 pubblicò le specifiche dell'IEEE 802.11i. Questo standard rendeva le reti wireless molto sicure e la Wi-Fi Alliance lo adottò subito sotto il nome di WPA2. Il WPA2 abbandona l'RC4 come algoritmo di codifica per passare al più sicuro Advanced Encryption Standard.

Le varie opzioni di sicurezza disponibili comportano però livelli di complessità crescente per la configurazione e l'adeguamento del firmware e di drive di sistema operativo di access Point e schede di rete wireless.

Con il diffondersi dei collegamenti via cavo o via ADSL si è avuto un notevole incremento degli utenti che realizzano piccole reti locali per condividere il collegamento a Internet, e molte di queste reti sono wireless. In queste situazioni sono di solito disponibili minori competenze, per cui capita spesso che le reti wireless non usino alcuna crittografia, o al massimo usino WEP. Queste reti sono insicure, e possono essere forzate con semplicità, permettendo l'intercettazione del traffico wireless e l'accesso abusivo alla rete.

L'intercettazione costituisce un rischio per la privacy degli utenti (potrebbero ad esempio essere sottratti segreti industriali o dati bancari). L'accesso abusivo alla rete è rischioso anche perché non è possibile rintracciare a posteriori gli autori di comportamenti pericolosi o illegali.

• WiMAX
• WiFi
• WiGig
• Li-Fi

• (EN) Sito ufficiale del gruppo 802, su ieee802.org.
• (EN) Specifiche, su standards.ieee.org. URL consultato il 4 gennaio 2005 (archiviato dall'url originale l'8 ottobre 2010).
• (EN) Sito web Wi-Fi Alliance, su wi-fi.org.
• Scopriamo il protocollo 802.11n, su tomshw.it. URL consultato il 12 giugno 2018 (archiviato dall'url originale il 12 giugno 2018).
• (EN) Articolo sulle vulnerabilità del WEP, su citeseer.nj.nec.com. URL consultato il 4 gennaio 2005 (archiviato dall'url originale il 20 dicembre 2003).
• (EN) Altro articolo su un attacco portato contro il WEP, su ftp.die.net. URL consultato il 4 gennaio 2005 (archiviato dall'url originale il 5 dicembre 2004).
• Guida sulla sicurezza del wireless, su sicurezza.html.it. URL consultato il 20 maggio 2009 (archiviato dall'url originale il 26 luglio 2010).
• (EN) standard ETSI EN 301 893 per l'utilizzo dei 5.4GHz in Italia, su webapp.etsi.org.

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