En la capa física (PHY), el estándar IEEE 802.11 define una serie de esquemas de codificación y transmisión para las comunicaciones inalámbricas, los esquemas de transmisión más comunes son Espectro Ensanchado por Salto de Frecuencia (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS), Espectro Ensanchado por Secuencia Directa (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS) y Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM). La figura 1.13 muestra los estándares 802.11, 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n y 802.11ac que existen en la capa PHY. Estos estándares se describen en los siguientes apartados.
La velocidad de transmisión para el estándar IEEE 802.11 original es de 2 Mbps utilizando el esquema de transmisión FHSS y la banda de frecuencia ISM que opera en el rango de frecuencia de 2,4 GHz a 2,5 GHz. Sin embargo, bajo condiciones menos ideales, se utiliza una velocidad de transmisión menor, de 1 Mbps.
La principal mejora de IEEE 802.11 por IEEE 802.11b es la estandarización de la capa física para soportar velocidades de transmisión más altas. El estándar IEEE 802.11b admite dos velocidades adicionales, 5.5 Mbps y 11 Mbps, utilizando la banda de frecuencia de 2,4 GHz. Se utiliza el esquema de transmisión DSSS con el fin de proporcionar velocidades de transmisión más altas. La velocidad de 11 Mbps es alcanzable bajo condiciones ideales. Si no se cumplen las condiciones ideales, se utilizan las velocidades más lentas de 5,5 Mbps, 2 Mbps y 1 Mbps.
Es importante señalar que 802.11b utiliza la misma banda de frecuencia que utilizan los hornos de microondas, teléfonos inalámbricos, monitores de bebés, cámaras de vídeo inalámbricas y los dispositivos Bluetooth.
El estándar IEEE 802.11a puede operar a una velocidad de hasta 54 Mbps y utiliza la banda de frecuencia de 5 GHz. En lugar de DSSS, este estándar utiliza OFDM, lo que permite que los datos sean transmitidos por subportadoras en paralelo, proporcionando una mayor resistencia a las interferencias y una mayor velocidad de transmisión. Esta tecnología, con mayor velocidad, permite a la red inalámbrica un mejor comportamiento en aplicaciones de vídeo y conferencia.
Al no utilizar las mismas frecuencias que otros dispositivos (como teléfonos inalámbricos que funcionan en la banda de frecuencia de 2,4 GHz), OFDM y IEEE 802.11a proporcionan una mayor velocidad de transferencia y una señal más limpia, con muchas menos interferencias. La velocidad de bits de 54 Mbps es alcanzable bajo condiciones ideales. Si no se cumplen las condiciones ideales, se utilizan las velocidades más lentas de 48 Mbps, 36 Mbps, 24 Mbps, 18 Mbps, 12 Mbps y 6 Mbps.
El estándar IEEE 802.11g puede operar a una velocidad de hasta 54 Mbps, pero utiliza la banda de frecuencia de 2,4 GHz y OFDM. 802.11g también es compatible con 802.11b, y puede operar a las velocidades de bits 802.11by utilizar DSSS. Adaptadores de red inalámbrica 802.11g pueden conectarse a un punto de acceso inalámbrico 802.11b, y adaptadores de red inalámbrica 802.11b pueden conectarse a un punto de acceso inalámbrico 802.11g. Por lo tanto, 802.11g proporciona una ruta de migración para redes 802.11b a una tecnología estándar compatible en frecuencia pero con una velocidad de transmisión más alta. Los adaptadores existentes de red inalámbrica 802.11b no se pueden actualizar a 802.11g mediante una actualización del firmware del adaptador, deben ser reemplazados. A diferencia de la migración de 802.11b a 802.11a (en la que todos los adaptadores de red, tanto en los clientes inalámbricos como en los puntos de acceso inalámbricos deben ser reemplazados al mismo tiempo), la migración de 802.11b a 802.11g se puede hacer de forma incremental.
Al igual que 802.11a, 802.11g utiliza 54 Mbps en condiciones ideales y las velocidades más lentas de 48 Mbps, 36 Mbps, 24 Mbps, 18 Mbps, 12 Mbps y 6 Mbps en condiciones menos ideales.
El estándar IEEE 802.11n tiene como objetivo mejorar la distancia (hasta 250 m) y la velocidad de transmisión de las dos normas anteriores, 802.11a y 802.11g, con un aumento significativo de la velocidad máxima de datos en bruto de 54 Mbps a 600 Mbps en condiciones ideales añadiendo la tecnología de múltiple entrada múltiple salida y canales de 40 MHz, de mayor ancho de banda. Esta tecnología, denominada MIMO (Multiple Input Multiple Output), utiliza múltiples señales inalámbricas y antenas en el transmisor y el receptor. El estándar puede funcionar en las bandas de frecuencia de 2,4 GHz o 5 GHz.
El estándar 802.11ac, una actualización de 802.11n, ofrece un alcance similar, pero aumenta la velocidad de transmisión. Funciona en la banda de 5 GHz e incorpora la tecnología de formación de haz, banda ancha y múltiples antenas para ofrecer velocidades de datos teóricas de hasta 1,3 Gbps, más del doble que las tasas de pico de 600 Mbps alcanzadas con el estándar 802.11n.