Wi-Fi para GSI: estándares 802.11, WPA2 frente a WPA3 y banda de 6 GHz

Las redes inalámbricas son de esos temas que parecen fáciles porque usamos Wi-Fi todos los días, pero en el test de GSI caen preguntas muy finas: qué estándar trabaja solo en 5 GHz, qué cifrado usa WPA2 o qué aporta exactamente WPA3. Este artículo corresponde al tema 4.11 del Bloque IV (Sistemas y comunicaciones): «Redes inalámbricas. Protocolos. Características funcionales y técnicas. Sistemas de expansión del espectro. Sistemas de acceso. Modos de operación. Seguridad. Normativa reguladora». Nos centramos en la familia IEEE 802.11 y en su seguridad, que es lo que más se pregunta.

La familia IEEE 802.11 en una tabla

IEEE 802.11 es el conjunto de normas que define la capa física y la subcapa MAC de las redes locales inalámbricas (WLAN). «Wi-Fi» es la marca de certificación de la Wi-Fi Alliance, que desde 802.11ax usa nombres comerciales numerados (Wi-Fi 4, 5, 6, 7) para que el usuario no tenga que recordar letras. Las velocidades de la tabla son máximos teóricos de la norma, no lo que verás en una oficina.

Norma	Nombre comercial	Bandas	Velocidad máx. teórica	Novedad clave
802.11b	—	2,4 GHz	11 Mbit/s	DSSS (espectro ensanchado por secuencia directa)
802.11a	—	5 GHz	54 Mbit/s	OFDM en 5 GHz
802.11g	—	2,4 GHz	54 Mbit/s	OFDM en 2,4 GHz, compatible con 802.11b
802.11n	Wi-Fi 4	2,4 y 5 GHz	600 Mbit/s	MIMO y canales de 40 MHz
802.11ac	Wi-Fi 5	Solo 5 GHz	≈ 6,9 Gbit/s	Canales de hasta 160 MHz, 256-QAM, MU-MIMO de bajada
802.11ax	Wi-Fi 6 / 6E	2,4 y 5 GHz (6E añade 6 GHz)	≈ 9,6 Gbit/s	OFDMA, 1024-QAM, TWT (ahorro de batería)
802.11be	Wi-Fi 7	2,4, 5 y 6 GHz	≈ 46 Gbit/s	Canales de 320 MHz, 4096-QAM, MLO (varios enlaces a la vez)

Tres trampas habituales: 802.11ac solo trabaja en 5 GHz; 802.11g y 802.11a tienen la misma velocidad (54 Mbit/s) pero distinta banda; y Wi-Fi 6E no es un estándar nuevo, sino 802.11ax extendido a la banda de 6 GHz.

Qué significan OFDMA, MU-MIMO y MLO

MIMO: varias antenas transmiten flujos espaciales en paralelo. MU-MIMO permite atender a varios clientes a la vez con distintos flujos.
OFDMA (Wi-Fi 6): el canal se divide en «trozos» de subportadoras (unidades de recurso) que se reparten entre varios usuarios en la misma transmisión. Es la clave para entornos con muchos dispositivos, como una sede administrativa.
MLO (Wi-Fi 7): un mismo dispositivo usa varios enlaces en distintas bandas simultáneamente, ganando caudal y reduciendo latencia.

Expansión del espectro y modulación

El temario cita expresamente los «sistemas de expansión del espectro». Son técnicas que reparten la señal en un ancho de banda mayor del estrictamente necesario para hacerla más robusta frente a interferencias:

FHSS (salto de frecuencia): la portadora salta entre frecuencias siguiendo una secuencia pseudoaleatoria conocida por emisor y receptor. Lo usaba el 802.11 original y lo usa Bluetooth.
DSSS (secuencia directa): cada bit se multiplica por un código de chips más rápido. Es la base de 802.11b.
OFDM: no es espectro ensanchado en sentido estricto, sino multiplexación en muchas subportadoras ortogonales. Es la técnica de 802.11a/g en adelante.

Acceso al medio: CSMA/CA y el nodo oculto

En Ethernet cableada clásica se usaba CSMA/CD (detección de colisiones). En Wi-Fi una estación no puede escuchar mientras transmite, así que se usa CSMA/CA (evitación de colisiones): la estación escucha el canal, espera un tiempo aleatorio (backoff) si está ocupado y, tras enviar, espera un ACK; si no llega, supone colisión y reintenta.

El problema del nodo oculto aparece cuando dos clientes oyen al punto de acceso pero no se oyen entre sí, y transmiten a la vez. Se mitiga con el intercambio opcional RTS/CTS: el cliente pide turno (RTS), el punto de acceso concede (CTS) y todos los que oyen el CTS se callan durante ese tiempo.

Modos de operación

Infraestructura: los clientes se comunican a través de un punto de acceso. Un AP con sus clientes forma un BSS (identificado por el BSSID, la MAC del AP); varios BSS unidos por un sistema de distribución con el mismo SSID forman un ESS, que permite la itinerancia (roaming).
Ad hoc (IBSS): los equipos se comunican directamente entre sí, sin AP.
Malla: los nodos reenvían tráfico entre ellos (802.11s), útil para cubrir zonas sin cableado.

Seguridad: de WEP a WPA3

Es la parte más preguntada. Conviene memorizarla como una evolución en la que cada paso corrige los fallos del anterior.

Mecanismo	Cifrado	Autenticación personal	Situación
WEP	RC4 con vector de inicialización de 24 bits	Clave compartida estática	Roto; no debe usarse
WPA	TKIP (sigue usando RC4, con claves por paquete)	PSK	Solución transitoria, obsoleta
WPA2	AES-CCMP (norma 802.11i)	PSK	Muy extendido; vulnerable a diccionario offline si la clave es débil
WPA3	AES (CCMP o GCMP)	SAE	Recomendado; obligatorio en 6 GHz

Personal frente a Enterprise

Tanto WPA2 como WPA3 tienen dos modos. En el modo Personal todos comparten una contraseña. En el modo Enterprise cada usuario se autentica con sus propias credenciales mediante IEEE 802.1X: el cliente (suplicante) habla con el punto de acceso (autenticador), que consulta a un servidor de autenticación, normalmente RADIUS, usando un método EAP (por ejemplo, EAP-TLS con certificados o PEAP con usuario y contraseña). En una Administración, lo razonable es Enterprise: dar de baja a una persona no obliga a cambiar la clave de toda la plantilla.

Qué aporta WPA3

SAE (Simultaneous Authentication of Equals, basado en el intercambio Dragonfly) sustituye a PSK. Un atacante que capture el intercambio no puede probar contraseñas offline: cada intento exige interactuar con la red.
Secreto hacia adelante: aunque se descubra la contraseña más tarde, el tráfico grabado antes no se puede descifrar.
PMF (tramas de gestión protegidas, 802.11w) obligatorio, lo que dificulta los ataques de desautenticación.
Modo Enterprise de 192 bits para entornos de alta seguridad.
Para redes abiertas (cafeterías, salas de espera) existe Enhanced Open, basado en OWE: cifra cada conexión sin pedir contraseña, aunque no autentica la red.

Normativa reguladora y bandas

Wi-Fi usa bandas de uso común: no hace falta licencia individual, pero los equipos deben respetar los límites de potencia y las condiciones técnicas fijadas por la normativa. En España, la atribución de frecuencias se recoge en el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias (CNAF), que incorpora las decisiones armonizadas de la Unión Europea. En la UE se ha abierto a las WLAN la parte baja de la banda de 6 GHz (5945–6425 MHz), que es la que aprovechan Wi-Fi 6E y Wi-Fi 7 en Europa.

Ideas para el test: la banda de 2,4 GHz tiene más alcance y atraviesa mejor las paredes, pero está más saturada (microondas, Bluetooth) y apenas tiene canales sin solapamiento; 5 y 6 GHz ofrecen más canales y más capacidad a cambio de menos alcance.

Caso práctico: Wi-Fi en una sede ministerial

Imagina que te piden diseñar la red inalámbrica de una sede con 400 empleados y una sala de atención al público. Un planteamiento razonable para un supuesto sería:

Puntos de acceso Wi-Fi 6 o superior por su eficiencia con muchos clientes (OFDMA), gestionados de forma centralizada.
Red corporativa con WPA3-Enterprise y 802.1X contra RADIUS ligado al directorio de usuarios, en su propia VLAN.
Red de invitados separada (otra VLAN, solo salida a Internet) con Enhanced Open o portal cautivo.
Planificación de canales en 5 y 6 GHz para reducir interferencias, dejando 2,4 GHz para dispositivos antiguos.

Pregunta tipo test de ejemplo

En el modo Personal de WPA3, ¿qué mecanismo sustituye a la autenticación por clave precompartida (PSK) de WPA2?

a) TKIP
b) SAE
c) CCMP
d) EAP-TLS

Respuesta correcta: b) SAE. TKIP y CCMP son protocolos de cifrado, no de autenticación (TKIP es el de WPA y CCMP el de WPA2). EAP-TLS es un método de autenticación, pero del modo Enterprise con 802.1X, no del modo Personal. El truco de la pregunta está en distinguir «cómo se autentica» de «cómo se cifra».

Resumen para repasar

802.11b y g: 2,4 GHz; 802.11a: 5 GHz; 802.11ac (Wi-Fi 5): solo 5 GHz; Wi-Fi 6E y Wi-Fi 7 añaden 6 GHz.
Wi-Fi 4 = MIMO; Wi-Fi 6 = OFDMA; Wi-Fi 7 = 320 MHz, 4096-QAM y MLO.
Espectro ensanchado: FHSS (saltos) y DSSS (secuencia directa); OFDM es multiplexación en subportadoras.
Acceso al medio: CSMA/CA, con RTS/CTS contra el nodo oculto.
Modos: infraestructura (BSS/ESS), ad hoc (IBSS) y malla.
WEP (RC4) → WPA (TKIP) → WPA2 (AES-CCMP) → WPA3 (SAE, PMF obligatorio, secreto hacia adelante).
Enterprise = 802.1X + RADIUS + EAP; Enhanced Open = OWE para redes abiertas.
Bandas de uso común reguladas en España por el CNAF; en Europa, Wi-Fi en 5945–6425 MHz.

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