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INVESTIGACIÓN TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS
ALEJANDRA RUEDA MARIN BEATRIZ ELENA VERGARA ORTIZ
CINDY JAZMÍN ZAPATA RÍOS DIANA MARCELA SAMBONI
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
SENA
TECNOLOGÍA EN GESTIÓN DE REDES DE DATOS
CURSO 321961
AMBIENTE 5-2
MEDELLIN-ANTIOQUIA 2012
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PRÁCTICA REDES INALÁMBRICAS
ALEJANDRA RUEDA MARIN BEATRIZ ELENA VERGARA ORTIZ
CINDY JAZMÍN ZAPATA RÍOS DIANA MARCELA SAMBONI
TRABAJO DE SEGUIMIENTO
JHON JAIRO CARDONA
INSTRUCTOR
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
SENA
TECNOLOGÍA EN GESTIÓN DE REDES DE DATOS
CURSO 321961
AMBIENTE 5-2
MEDELLÍN-ANTIOQUIA
2012
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CONTENIDO
1. Fotografías…………………………………………………………………………..5
2. Tablas………………………………………………………………………………...6
3. Glosario……………………………………………………………………………….7
4. Resumen……………………………………………………………………………...8
5. Introducción…………………………………………………………………………9-10
6. Tecnologías inalámbricas…………………………………………………………..11
6.1.802.11B………………………………………………………………………………11
6.2INFRARROJO: ……………………………………………………………………...11
6.3.BLUETOOTH: ……………………………………………………………………….11
6.4. UMTS: ……………………………………………………………………………….11
7. Origen de la comunicación inalámbrica…………………………………………….11
7.1. Primera red inalámbrica………………………………………………………12-13
8. Definición de una red inalámbrica………………………………………………13-16
9. Ventajas y desventajas de las redes inalámbricas……………………………16-19
10. Radio frecuencia…………………………………………………………………19-20
10.1. Espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS) ……………21-22
10.2. Espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS)………………22-23
10.3. Espectro electromagnético…………………………………………………23-27
11. Tipos de redes inalámbricas………………………………………………….27
11.1. Red WPAN (Red inalámbrica de área personal)…………………………27
11.2. TECNOLOGÍAS DE LAS REDES WPAN………………………………….27
11.3. Blutooth…………………………………………………………………………28
11.4. Home RF………………………………………………………………………..29
11.5. Zigbee……………………………………………………………………………30
11.6. Irda………………………………………………………………………………..30
11.7. Wimedia………………………………………………………………………30-31
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12. Red WLAN (Red inalámbrica de área Local)…………………………………..31
12.1. Tecnologías WLAN……………………………………………………………31-33
12.2. Wi-fi………………………………………………………………………………34
12.3. HiperLan/1……………………………………………………………………….35
12.4. Hiperlan/2…………………………………………………………………………35
13. WMAN (Redes Inalámbricas de Área Metropolitana)………………………36
13.1. Tecnologías WMAN…………………………………………………………..36
13.2. WIMAX………………………………………………………………………….37
13.3. WIMAX móvil…………………………………………………………………...37
13.4. LTE……………………………………………………………………………37-38
14. RED WWAN……………………………………………………………………….38
14.1. Tecnologías WWAN……………………………………………………………38
14.2. GMS…………………………………………………………………………….39-40
14.3. GRPS…………………………………………………………………………40-41
14.4. UTMS……………………………………………………………………………41
15.5. Tipos de redes y características…………………………………………….42-43
15.6. Estándares de redes LAN inalámbricas…………………………………….45
16. WI-FI……………………………………………………………………………45-46
17. Punto de Acceso……………………………………………………………….46-47
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1. LISTA DE FOTOGRAFÍA
Fotografía 1: Experimentación Fotófono, (1880)
Fotografía 2: Primera WLAN ALOHA
Fotografía 3: Representación de una WLAN
Fotografía 4: Método de Barker
Fotografía 5: Técnica de espectro ensanchado por salto en frecuencia (FHSS)
Fotografía 6: Espectro Electromagnético
Fotografía 7: Onda, Frecuencia y Longitud Fotografía 8: Espectro electromagnético y su respectivo valor de frecuencia
Fotografía 9: Redes inalámbricas
Fotografía 10: Red WPAN
Fotografía 11: Tecnología Bluetooth
Fotografía 12: Tecnología HomeRF
Fotografía 13: Red WLAN
Fotografía 14: Dispositivos de red WLAN
Fotografía 15: Logo de WI-FI
Fotografía 16: Logo de HiperLAN
Fotografía 17: Red WMAN
Fotografía 18: Tecnología Wimax
Fotografía 19: Tecnología LTE
Fotografía 20: Red WMAN
Fotografía 21: Tecnología GSM
Fotografía 22: Tecnología GPRS
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Fotografía 23: Dispositivo AP
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1. LISTA DE TABLAS
Página
Tabla 1: Conversión de unidades de frecuencia …………………….. ……..
Tabla 2: Distribución convencional del espectro radio eléctrico
Tabla 3: Espectros electromagnéticos más importantes y su frecuencia
Tabla 4: Espectros electromagnéticos secundarios y su frecuencia
Tabla 5: Estándares WLAN
Tabla 6: Características de red WPAN
Tabla 7: Características de red WLAN
Tabla 8: Características de red WMAN
Tabla 9: Características de red WWAN Tabla 10: Estándar 802.11ª, WLAN
Tabla 11: Estándar 802.11b, WI-FI
Tabla 12: Estándar 802.11g
Tabla 13: Estándar para bluetooth
Tabla 14: Estándar HiperLAN/2
Tabla 15: Estándar Home RF
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2. GLOSARIO
WIRELESS: en inglés, su significado es sin cables, y se denomina así a los
dispositivos que no utilizan cables para realizar el envío y la recepción de datos.
Wi-Fi: abreviatura del término inglés Wireless Fidelity. Es el término utilizado
corrientemente para una red local sin cables (WLAN) de alta frecuencia.
WLAN (Wireless Local Área Network, o red de área local inalámbrica): una WLAN
es un tipo de red de área local (LAN) que utiliza ondas de radio de alta frecuencia
en lugar de cables para comunicar y transmitir datos.
BLUETOOTH: tecnología y protocolo de conexión entre dispositivos inalámbricos.
Incluye un chip específico para comunicarse en la banda de frecuencia
comprendida entre 2,402 y 2,480 GHz con un alcance máximo de 10 metros y
tasas de transmisión de datos de hasta 721 Kbps (más adelante, veremos qué
significa esto).
BANDAS DE FRECUENCIA: Son el resultado de la división del espectro
electromagnético, con el objeto de delimitar el acceso de usuarios a determinadas
bandas.
FH O FHSS (ESPECTRO EXTENDIDO CON SALTO DE FRECUENCIAS): en
este estándar, las frecuencias cambian alrededor de 1.600 veces por segundo.
Este tipo de estándar posee un gran número de patrones de salto para que las
redes que utilicen este espectro y se encuentren en un lugar cercano unas a otras,
no tengan posibilidad de usar la misma frecuencia en forma simultánea.
DS O DSSS (ESPECTRO EXTENDIDO DE FRECUENCIA DIRECTA): este
espectro divide una franja del ancho de banda en canales separados y no
transmite durante un largo tiempo en una misma frecuencia del canal. Debido a
que utiliza canales distintos en una misma zona, hay redes que pueden llegar a
solaparse sin que las señales de unas y otras se interfieran.
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO: Es el rango de todas las radiaciones
electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución
característica de la radiación electromagnética de ese objeto. El espectro
electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio
moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda
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corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción
del tamaño de un átomo.
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3.RESUMEN
La presente actividad titulada investigación de Tecnologías inalámbricas se
encuentra basada por la documentación acerca de la teoría de redes inalámbricas,
abarcando desde las temáticas de la frecuencia, hasta le tipo de red y sus
respectivas tecnologías. Esta documentación es la base de las siguientes
prácticas q mas adelante se llevarán acabo, ya que la documentación hace una
introducción al tema en si como tal.
Una red de datos es un sistema que enlaza dos o más puntos (terminales) por un
medio físico, el cual sirve para enviar o recibir un determinado flujo de información.
Si embargo las redes no solo brinde la transmisión de flujo, sino también la
posibilidad de compartir recursos, de estar comunicados desde cualquier lugar y
acceder a determinados servicios, como correo, el chat y por supuesto el ahorro
de costos.
Redes inalámbricas es un conjunto de computadoras, o de cualquier dispositivo
informático comunicados entre sí mediante soluciones que no requieran el uso de
cables de interconexión.
En el caso de las redes locales inalámbricas, es sistema que se está imponiendo es el normalizado por IEEE con el nombre 802.11b. A esta norma se la conoce más habitualmente como WI-FI (Wiriless Fidelity). Con el sistema WI-FI se pueden establecer comunicaciones a una velocidad máxima de 11 Mbps, alcanzándose distancia de hasta cientos de metros. No obstante, versiones más recientes de esta tecnología permiten alcanzar los 22, 54 y hasta los 100 Mbps.
Actualmente, multitud de artículos de prensa nos hablan de una nueva tecnología
de este tipo, las WLAN (Wíreless Local Área Networks), que está generando un
importante mercado de equipos y de servicios y que, según múltiples analistas,
podría capturar un porcentaje significativo del mercado de acceso móvil de banda
ancha que hasta ahora ha sido considerado como propio para UMTS
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3. INTRODUCCIÓN Con este trabajo se pretende conocer familiarizarse con la temática de redes
inalámbrica, partiendo desde un poco sobre la historia de las redes inalámbricas
hasta las tecnologías que e su proceso ha surgido. Desde luego la comunicación
es indispensable, peor sobre todo saber más a fondo como es el funcionamiento
de los medios de transmisión no guiados pudiendo identificar la forma en como la
comunicación se logra de extremo a extremo, con éxito, están completamente
distanciados tanto el emisor y el receptor.
La redes de datos en los últimos años, han generado un gran impacto a nivel
mundial, ya que ofrece grandes beneficios alas personas con el fin de mejorar la
calidad de vida del individuo y facilitar los recursos, la información y la
comunicación a quién desee y lo requiera.
Una red en la que dos o más terminales (por ejemplo, ordenadores
portátiles, agendas electrónicas, etc.) se pueden comunicar sin la necesidad de
una conexión por cable.
Con las redes inalámbricas, un usuario puede mantenerse conectado cuando se
desplaza dentro de una determinada área geográfica. Por esta razón, a veces se
utiliza el término "movilidad" cuando se trata este tema.
El origen de las WLAN se remota LAN inalámbricas se remonta a la publicación en
1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros de IBM en
Suiza, consistente en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en una
fábrica. Estos resultados, pueden considerarse como el punto de partida en la
línea evolutiva de esta tecnología.
Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas.
En mayo de 1985 el FCC3 (Federal Communications Comission) asignó las
bandas IMS4 (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz,
5,725-5,850 GHz a las redes inalámbricas basadas en spread spectrum
(frecuencias altas).
La asignación de una banda de frecuencias propició una mayor actividad en el
seno de la industria: ese respaldo hizo que las WLAN empezaran a dejar ya el
laboratorio para iniciar el camino hacia el mercado.
Las redes inalámbricas se basan en un enlace que utiliza ondas electromagnéticas
(radio e infrarrojo) en lugar de cableado estándar. Hay muchas tecnologías
diferentes que se diferencian por la frecuencia de transmisión que utilizan, y el
alcance y la velocidad de sus transmisiones.
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Las redes inalámbricas permiten que los dispositivos remotos se conecten sin dificultad, ya se encuentren a unos metros de distancia como a varios kilómetros. Asimismo, la instalación de estas redes no requiere de ningún cambio significativo en la infraestructura existente como pasa con las redes cableadas. Ha tres varios tipos de redes inalámbricas, las cuales son: WPAN, WLAN, WMAN, WWAN, que más adelante en este documento se hablará un poco sobre ellas.
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4. ¿CUÁLES SON LAS PRINCIPALES TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS?
4.1. 802.11B: Esta es la tecnología más común para redes inalámbricas de computadoras y para compartir accesos a Internet. Está diseñada para ser segura contra intromisiones. Funciona con un ancho de banda máximo de 11 megabits por segundo.
4.2. INFRARROJO: Muy común en dispositivos portátiles como computadoras de mano; también viene en algunos modelos de impresoras y notebooks. Requiere que los equipos que comparten información estén enfrentados.
4.3. BLUETOOTH: Transmite datos por radiofrecuencia. Fue diseñada por un grupo de grandes empresas de la industria informática. Aparentemente será la tecnología estándar en transmisiones de corto alcance para todos los dispositivos.
4.4. UMTS: Es una de las tecnologías usadas por los móviles de tercera
generación, sucesora de GSM, debido a que la tecnología GSM
propiamente dicha no podía seguir un camino evolutivo para llegar a
brindar servicios considerados de tercera generación.
5. ORÍGENES DE LA COMUNICACIÓN INALÁMBRICAS
Para hablar de la historia de las redes inalámbricas nos remontaremos 1880, en
este año, Graham Bell y Summer Tainter inventaron el primer aparato de
comunicación sin cables, el fotófono. El fotófono permitía la transmisión del sonido
por medio de una emisión de luz, pero no tuvo mucho éxito debido a que por aquel
entonces todavía no se distribuía la electricidad y las primeras bombillas se habían
inventado un año antes.
En 1888 el físico alemán Rudolf Hertz realizó la primera transmisión sin cables con
ondas electromagnéticas mediante un oscilador que usó como emisor y un
resonador que hacía el papel de receptor. Seis años después, las ondas de radio
ya eran un medio de comunicación. En 1899 Guillermo Marconi consiguió
establecer comunicaciones inalámbricas a través del canal de la Mancha, entre
Dover y Wilmereux y, en 1907, se transmitían los primeros mensajes completos a
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través del Atlántico. Durante la Segunda Guerra Mundial se produjeron
importantes avances en este campo.
Fotografía 1: Experimentación Fotófono, (1880)
5.1. PRIMERA RED LOCAL INALÁMBRICA
No fue hasta 1971 cuando un grupo de investigadores bajo la dirección de Norman
Abramson, en la Universidad de Hawaii, crearon el primer sistema de conmutación
de paquetes mediante una red de comunicación por radio, dicha red se llamo
ALOHA. Ésta es la primera red de área local inalámbrica (WLAN), estaba formada
por 7 computadoras situadas en distintas islas que se podían comunicar con un
ordenador central al cual pedían que realizara cálculos. Uno de los primeros
problemas que tuvieron y que tiene todo nuevo tipo de red inventada fue el control
de acceso al medio (MAC), es decir, el protocolo a seguir para evitar que las
distintas estaciones solapen sus mensajes entre sí. En un principio se solucionó
haciendo que la estación central emitiera una señal intermitente en una frecuencia
distinta a la del resto de computadoras mientras estuviera libre, de tal forma que
cuando una de las otras estaciones se disponía a transmitir, antes “escuchaba” y
se cercioraba de que la central estaba emitiendo dicha señal para entonces enviar
su mensaje, esto se conoce como CSMA (Carrier Sense Multiple Access).
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Fotografía 2: Primera WLAN ALOHA
Un año después Aloha se conectó mediante ARPANET al continente americano.
ARPANET es una red de computadoras creada por el Departamento de Defensa
de los EEUU como medio de comunicación para los diferentes organismos del
país.
A finales de la década de los setenta se publicaron los resultados de un
experimento consistente en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en
una fábrica llevada a cabo por IBM en Suiza.
5.2. DEFINICIÓN DE RED INALÁMBRICA
(Wireless network). En general, cualquier tipo de red que es inalámbrica. Pero el
término suele utilizarse más para referirse a aquellas redes de telecomunicaciones
en donde la interconexión entre nodos es implementada sin utilizar cables. Las
redes inalámbricas de telecomunicaciones son generalmente implementadas con
algún tipo de sistema de transmisión de información que usa ondas
electromagnéticas, como las ondas de radio.
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Fotografía 3: Representación de una WLAN
La conexión de computadoras mediante Ondas de Radio o Luz Infrarroja, actualmente está siendo ampliamente investigada. Las Redes Inalámbricas facilitan la operación en lugares donde la computadora no puede permanecer en un solo lugar, como en almacenes o en oficinas que se encuentren en varios pisos.
No se espera que las redes inalámbricas lleguen a remplazar a las redes cableadas. Estas ofrecen velocidades de transmisión mayores que las logradas con la tecnología inalámbrica. Mientras que las redes inalámbricas actuales ofrecen velocidades de 2 Mbps, las redes cableadas ofrecen velocidades de 10 Mbps y se espera que alcancen velocidades de hasta 100 Mbps. Los sistemas de Cable de Fibra Óptica logran velocidades aún mayores, y pensando futuristamente se espera que las redes inalámbricas alcancen velocidades de solo 10 Mbps.
Sin embargo se pueden mezclar las redes cableadas y las inalámbricas, y de esta manera generar una "Red Híbrida" y poder resolver los últimos metros hacia la estación. Se puede considerar que el sistema cableado sea la parte principal y la inalámbrica le proporcione movilidad adicional al equipo y el operador se pueda desplazar con facilidad dentro de un almacén o una oficina. Existen dos amplias categorías de Redes Inalámbricas:
1. De Larga Distancia.- Estas son utilizadas para transmitir la información en espacios que pueden variar desde una misma ciudad o hasta varios países circunvecinos (mejor conocido como Redes de Area Metropolitana MAN); sus velocidades de transmisión son relativamente bajas, de 4.8 a 19.2 Kbps.
2. De Corta Distancia.- Estas son utilizadas principalmente en redes corporativas cuyas oficinas se encuentran en uno o varios edificios que no se encuentran muy retirados entre si, con velocidades del orden de 280 Kbps hasta los 2 Mbps.
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Existen dos tipos de redes de larga distancia: Redes de Conmutación de Paquetes (públicas y privadas) y Redes Telefónicas Celulares. Estas últimas son un medio para transmitir información de alto precio.
VENTAJAS
La carga de los teléfonos se termina fácilmente. La transmisión celular se intercepta fácilmente (factor importante en lo
relacionado con la seguridad). Las velocidades de transmisión son bajas.
Todas estas desventajas hacen que la comunicación celular se utilice poco, o únicamente para archivos muy pequeños como cartas, planos, etc... Pero se espera que con los avances en la compresión de datos, seguridad y algoritmos de verificación de errores se permita que las redes celulares sean una opción redituable en algunas situaciones.
La otra opción que existe en redes de larga distancia son las denominadas: Red Pública De Conmutación De Paquetes Por Radio. Estas redes no tienen problemas de pérdida de señal debido a que su arquitectura está diseñada para soportar paquetes de datos en lugar de comunicaciones de voz. Las redes privadas de conmutación de paquetes utilizan la misma tecnología que las públicas, pero bajo bandas de radio frecuencia restringida por la propia organización de sus sistemas de cómputo.
En los últimos años las redes de área local inalámbricas (WLAN, Wireless Local Área Network) están ganando mucha popularidad, que se ve acrecentada conforme sus prestaciones aumentan y se descubren nuevas aplicaciones para ellas.
Las redes WLAN, en los últimos años han ido ganando mucha popularidad, que se ve acrecentada conforme sus prestaciones aumentan y se descubren nuevas aplicaciones para ellas. Las WLAN permiten a sus usuarios acceder a información y recursos en tiempo real sin necesidad de estar físicamente conectados a un determinado lugar.
Con las WLANs la red, por sí misma, es móvil y elimina la necesidad de usar cables y establece nuevas aplicaciones añadiendo flexibilidad a la red, y lo más importante incrementa la productividad y eficiencia en las empresas donde está instalada. Un usuario dentro de una red WLAN puede transmitir y recibir voz, datos y vídeo dentro de edificios, entre edificios o campus universitarios e inclusive sobre áreas metropolitanas a velocidades de 11 Mbit/s, o superiores.
Pero no solamente encuentran aplicación en las empresas, sino que su extensión a ambientes públicos, en áreas metropolitanas, como medio de acceso a Internet o para cubrir zonas de alta densidad de usuarios (hot spots) en las
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próximas redes de tercera generación (3G) se ven como las aplicaciones de más interés durante los próximos años
Las nuevas posibilidades que ofrecen las WLANs son: permitir una fácil incorporación de nuevos usuarios a la red, ofrecer una alternativa de bajo costo a los sistemas cableados, además de la posibilidad para acceder a cualquier base de datos o cualquier aplicación localizada dentro de la red.
En pocas palabras las redes inalámbricas son las redes inalámbricas son aquéllas que carecen de cables. Gracias a las ondas de radio, se lograron redes de computadoras de este tipo, aunque su creación refirió varios años de búsqueda.
Esta tecnología facilita en primer lugar el acceso a recursos en lugares donde se imposibilita la utilización de cables, como zonas rurales poco accesibles.
6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS REDES INALÁMBRICAS
VENTAJAS
MOVILIDAD: las redes inalámbricas proporcionan a los usuarios de una LAN acceso a la información en tiempo real en cualquier lugar dentro de la organización o el entorno público (zona limitada) en el que están desplegadas. Simplicidad y rapidez en la instalación: la instalación de una WLAN es rápida y fácil y elimina la necesidad de tirar cables a través de paredes y techos. Flexibilidad en la instalación: La tecnología inalámbrica permite a la red llegar a puntos de difícil acceso para una LAN cableada.
FLEXIBILIDAD: Dentro de la zona de cobertura de la red inalámbrica los nodos se podrán comunicar y no estarán atados a un cable para poder estar comunicados por el mundo Por ejemplo, para hacer esta presentación se podría haber colgado la presentación de la web y haber traído simplemente el portátil y abrirla desde Internet incluso aunque la oficina en la que estuviésemos no tuviese rosetas de acceso a la red cableada.
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POCA PLANIFICACIÓN: Con respecto a las redes cableadas. Antes de cablear un edificio o unas oficinas se debe pensar mucho sobre la distribución física de las máquinas, mientras que con una red inalámbrica sólo nos tenemos que preocupar de que el edificio o las oficinas queden dentro del ámbito de cobertura de la red.
DISEÑO: Los receptores son bastante pequeños y pueden integrarse dentro de un dispositivo y llevarlo en un bolsillo, etc.
ESCALABILIDAD: los sistemas de WLAN pueden ser configurados en una variedad de topologías para satisfacer las necesidades de las instalaciones y aplicaciones específicas .Las configuraciones son muy fáciles de cambiar y además resulta muy fácil la incorporación de nuevos usuarios a la red.
ROBUSTEZ: Ante eventos inesperados que pueden ir desde un usuario que se tropieza con un cable o lo desenchufa, hasta un pequeño terremoto o algo similar. Una red cableada podría llegar a quedar completamente inutilizada, mientras que una red inalámbrica puede aguantar bastante mejor este tipo de percances inesperados
DESVENTAJAS
Los principales inconvenientes de las redes inalámbricas son los siguientes:
CALIDAD DE SERVICIO: Las redes inalámbricas ofrecen una peor calidad de servicio que las redes cableadas. Estamos hablando de velocidades que no superan habitualmente los 10 Mbps, frente a los 100 que puede alcanzar una red normal y corriente. Por otra parte hay que tener en cuenta también la tasa de error debida a las interferencias. Esta se puede situar alrededor de 10-4 frente a la 10-10 de las redes cableadas. Esto significa que has 6 órdenes de magnitud de diferencia y eso es mucho. Estamos hablando de 1 bit erróneo cada 10.000 bits o lo que es lo mismo, aproximadamente de cada Megabit transmitido, 1 Kbit será erróneo. Esto puede llegar a ser imposible de implantar en algunos entornos industriales con fuertes campos electromagnéticos y ciertos requisitos de calidad.
COSTO: Aunque cada vez se está abaratando bastante aún sale bastante más caro. Recientemente en una revista comentaban que puede llegar a salir más barato montar una red inalámbrica de 4 ordenadores que una
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cableada si tenemos en cuenta costes de cablear una casa. El ejemplo era para una casa, aunque, todo hay que decirlo, estaba un poco forzado. Aún no merece la pena debido a la poca calidad de servicio, falta de estandarización y coste.
SOLUCIONES PROPIETARIAS: Como la estandarización está siendo bastante lenta, ciertos fabricantes han sacado al mercado algunas soluciones propietarias que sólo funcionan en un entorno homogéneo y por lo tanto estando atado a ese fabricante. Esto supone un gran problema ante el mantenimiento del sistema, tanto para ampliaciones del sistema como para la recuperación ante posibles fallos. Cualquier empresa o particular que desee mantener su sistema funcionando se verá obligado a acudir de nuevo al mismo fabricante para comprar otra tarjeta, punto de enlace, etc.· Restricciones. Estas redes operan en un trozo del espectro radioeléctrico. Éste está muy saturado hoy día y las redes deben amoldarse a las reglas que existan dentro de cada país. Concretamente en España, así como en Francia y en Japón, existen unas limitaciones en el ancho de banda a utilizar por parte de ciertos estándares.
MENOR ANCHO DE BANDA: Las redes de cable actuales trabajan a 100 Mbps, mientras que las redes inalámbricas Wi-Fi lo hacen a 11 Mbps. Es cierto que existen estándares que alcanzan los 54 Mbps y soluciones propietarias que llegan a 100 Mbps, pero estos estándares están en los comienzos de su comercialización y tiene un precio superior al de los actuales equipos WI-FI.
MAYOR INVERSIÓN INICIAL: Para la mayoría de las configuraciones de la red local, el coste de los equipos de red inalámbricos es superior al de los equipos de red cableada.
SEGURIDAD: Las redes inalámbricas tienen la particularidad de no necesitar un medio físico para funcionar. Esto fundamentalmente es una ventaja, pero se convierte en una desventaja cuando se piensa que cualquier persona con una computadora portátil solo necesita estar dentro del área de cobertura de la red para poder intentar acceder a ella. Como el área de cobertura no esta definida por paredes o por ningún otro medio físico, a los posibles intrusos no les hace falta estar dentro de un edificio o estar conectado a un cable. Además, el sistema de seguridad que incorporan las redes Wi-Fi no es de lo más fiables. A pesar de esto también es cierto que ofrece una seguridad valida para la inmensa mayoría de las aplicaciones y que ya hay disponible un nuevo sistema de seguridad (WPA) que hace a Wi-Fi mucho más confiable.
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INTERFERENCIAS: Las redes inalámbricas funcionan utilizando el medio radio electrónico en la banda de 2,4 GAZ. Esta banda de frecuencias no requiere de licencia administrativa para ser utilizada por lo que muchos equipos del mercado, como teléfonos inalámbricos, microondas, etc., utilizan esta misma banda de frecuencias. Además, todas las redes Wi-Fi funcionan en la misma banda de frecuencias incluida la de los vecinos. Este hecho hace que no se tenga la garantía de nuestro entorno radioelectrónico este completamente limpio para que nuestra red inalámbrica funcione a su mas alto rendimiento. Cuantos mayores sean las interferencias producidas por otros equipos, menor será el rendimiento de nuestra red. No obstante, el hecho de tener probabilidades de sufrir interferencias no quiere decir que se tengan. La mayoría de las redes inalámbricas funcionan perfectamente sin mayores problemas en este sentido.
Explique el espectro electromagnético y adjunte una grafica que muestre en qué
parte del espectro se encuentran:
7. RADIOFRECUENCIA
Aunque existen dos tipos de tecnologías que emplean las radiofrecuencias, la banda estrecha y la banda ancha, también conocida espectro ensanchado, ésta última es la que más se utiliza. En mayo de 1985, y tras cuatro años de estudios, el FCC (Federal Communications Comission), la agencia Federal del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las bandas IMS (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz a las redes inalámbricas basadas en espectro ensanchado. Entre ellas, el IEEE 802.11 incluyo en su especificación las frecuencias en torno a 2,4 GHz que se habían convertido ya en el punto de referencia a nivel mundial, la industria se había volcado en ella y está disponible a nivel mundial. La tecnología de espectro ensanchado, utiliza todo el ancho de banda disponible, en lugar de utilizar una portadora para concentrar la energía a su alrededor. Tiene muchas características que le hacen sobresalir sobre otras tecnologías de radiofrecuencias (como la de banda estrecha, que utiliza microondas), ya que, por ejemplo, posee excelentes propiedades en cuanto a inmunidad a interferencias y a sus posibilidades de encriptación. Esta, como muchas otras tecnologías, proviene del sector militar.
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Existen dos tipos de tecnología de espectro ensanchado:
7.1. ESPECTRO ENSANCHADO POR SECUENCIA DIRECTA (DSSS)
En esta técnica se genera un patrón de bits redundante (señal de chip) para cada uno de los bits que componen la señal. Cuanto mayor sea esta señal, mayor será la resistencia de la señal a las interferencias. El estándar IEEE 802.11 recomienda un tamaño de 11 bits, pero el óptimo es de 100. En recepción es necesario realizar el proceso inverso para obtener la información original. La secuencia de bits utilizada para modular los bits se conoce como secuencia de Barker (también llamado código de dispersión o PseudoNoise). Es una secuencia rápida diseñada para que aparezca aproximadamente la misma cantidad de 1 que de 0. Un ejemplo de esta secuencia es el siguiente:
+1 –1 +1 +1 –1 +1 +1 +1 –1 –1 –1 –1
Solo los receptores a los que el emisor haya enviado previamente la secuencia podrán recomponer la señal original. Además, al sustituir cada bit de datos a transmitir, por una secuencia de 11 bits equivalente, aunque parte de la señal de transmisión se vea afectada por interferencias, el receptor aún puede reconstruir fácilmente la información a partir de la señal recibida. Esta secuencia proporciona 10.4dB de aumento del proceso, el cual reúne los requisitos mínimos para las reglas fijadas por la FCC. A continuación podemos observar como se utiliza la secuencia de Barker para codificar la señal original a transmitir:
Fotografía 4: Método de Barker
Una vez aplicada la señal de chip, el estándar IEEE 802.11 ha definido dos tipos
de modulación para la técnica de espectro ensanchado por secuencia directa
(DSSS), la modulación DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) y la
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modulación DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), que
proporcionan una velocidad de transferencia de 1 y 2 Mbps respectivamente.
Recientemente el IEEE ha revisado este estándar, y en esta revisión, conocida
como 802.11b, además de otras mejoras en seguridad, aumenta esta velocidad
hasta los 11Mbps, lo que incrementa notablemente el rendimiento de este tipo de
redes.
En el caso de Estados Unidos y Europa la tecnología DSSS utiliza un rango de
frecuencias que va desde los 2,4 GHz hasta los 2,4835 GHz, lo que permite tener
un ancho de banda total de 83,5 MHz. Este ancho de banda se subdivide en
canales de 5 MHz, lo que hace un total de 14 canales independientes. Cada país
esta autorizado a utilizar un subconjunto de estos canales. En el caso de España
se utilizan los canales 10 y 11, que corresponden a una frecuencia central de
2,457 GHz y 2,462 GHz.
En configuraciones donde existan mas de una celda, estas pueden operar
simultáneamente y sin interferencias siempre y cuando la diferencia entre las
frecuencias centrales de las distintas celdas sea de al menos 30 MHz, lo que
reduce a tres el número de canales independientes y funcionando
simultáneamente en el ancho de banda total de 83,5 MHz. Esta independencia
entre canales nos permite aumentar la capacidad del sistema de forma lineal.
7.2. ESPECTRO ENSANCHADO POR SALTO DE FRECUENCIA (FHSS)
La tecnología de espectro ensanchado por salto en frecuencia (FHSS) consiste en
transmitir una parte de la información en una determinada frecuencia durante un
intervalo de tiempo llamada dwell time e inferior a 400 ms. Pasado este tiempo se
cambia la frecuencia de emisión y se sigue transmitiendo a otra frecuencia. De
esta manera cada tramo de información se va transmitiendo en una frecuencia
distinta durante un intervalo muy corto de tiempo. El orden en los saltos en
frecuencia se determina según una secuencia pseudoaleatoria almacenada en
unas tablas, y que tanto el emisor y el receptor deben conocer.
Si se mantiene la sincronización en los saltos de frecuencias se consigue que,
aunque en le tiempo se cambie de canal físico, a nivel lógico se mantiene un solo
canal por el que se realiza la comunicación.
Esta técnica también utiliza la zona de los 2.4GHz, la cual organiza en 79 canales
con un ancho de banda de 1MHz cada uno. El número de saltos por segundo es
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regulado por cada país, así, por ejemplo, Estados Unidos fija una tasa mínima de
saltas de 2.5 por segundo.
Fotografía 5: Técnica de espectro ensanchado por salto en frecuencia (FHSS)
El estándar IEEE 802.11 define la modulación aplicable en este caso. Se utiliza la
modulación en frecuencia FSK (Frequency Shift Keying), con una velocidad de
1Mbps ampliable a 2Mbps.
En la revisión del estándar, la 802.11b, esta velocidad también ha aumentado a
11Mbps.
7.3. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
El Espectro Electromagnético es un conjunto de ondas que van desde las ondas con mayor longitud como las ondas de radio, hasta los que tienen menor longitud como los rayos Gamma. Abarca frecuencias desde los 153 kHz hasta los 300 GHz.
En medio están: las ondas de radio, las microondas, los infrarrojos, la luz visible, la luz ultravioleta y los rayos X.
Es importante anotar que las ondas con mayor longitud de onda tienen menor frecuencia y viceversa y que los cuerpos al calentarse emiten diferentes ondas del espectro dependiendo de su temperatura, como lo muestra esta infografía.
La región de la Luz Visible que percibimos los humanos es muy estrecha, ya que nuestra retina es sensible a las radiaciones de estas frecuencias. A su vez, se subdivide en seis intervalos que definen los colores básicos (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta) y que vemos en el arco iris en un día de lluvia.
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Fotografía 6: Espectro Electromagnético
El Espectro Electromagnético esta compuesto por las ondas de radio, las infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamas: todas estas son formas de energía similares, pero se diferencian en la FRECUENCIA y la LONGITUD de su onda (como se indica en la figura).
Fotografía 7: Onda, Frecuencia y Longitud
Las Frecuencias se miden en «Hertzios» (o «ciclos por segundo»): en telecomunicaciones se usan los siguientes múltiplos de esta medida para las frecuencias de radio:
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Múltiplo abreb. Hertz también denominado:
Kilo-Hertz Mega-Hertz Giga-Hertz
KHz MHz GHz
1.000Hz 1.000KHz 1.000MHz
Kilociclos (Kc/s) Megaciclos(Mc/s) Gigaciclos (Gc/s)
Tabla 1: Conversión de unidades de frecuencia
La longitud de onda se mide en metros (en ondas de radio se usan: metros, centímetros y milímetros); la relación entre frecuencia y amplitud es inversa y la relación entre ambas se expresa en la siguiente ecuación:
300.000 = Frecuencia en KHz longitud de onda en metros
Tabla 2: Distribución convencional del espectro radio eléctrico
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ONDAS DE RADIO: Estas ondas se usan para hacerte llegar las melodías de tus estaciones de radio favoritas, pero también es un tipo de radiación proveniente del Sol con longitud de onda larga.
MICROONDAS: Tienen una longitud de onda un poco más pequeña. Las microondas pueden ser usadas para estudiar al Universo, comunicarse con satélites y cocinar palomitas de maíz.
RADIACIÓN INFRAROJA: La radiación infraroja tiene longitud de ondas más largas que la radiación visible, y más corta que la radiación microondas. Instrumentos a bordo de satélites usados para detectar plantas, tipos de rocas y características de la atmósfera, usan radiación infraroja.
RADIACIÓN VISIBLE: Esta es la parte del espectro electromagnético que las personas pueden ver. Incluye todos los colores del arcoíris los cuales, cuando se combinan, dan origen a la luz blanca. Dentro del espectro de luz visible, la luz roja viaja en forma de ondas amplias y de baja frecuencia, mientras que la luz violeta viaja en ondas de frecuencia alta, más pequeñas.
RADIACIÓNULTRAVIOLETA: Con un poco de más energía que la del extremo violeta del espectro de luz visible, la mayor parte de la radiación ultravioleta (UV) del Sol está bloqueada por la atmósfera de la Tierra, pero algunos logran pasar y ayudan a las plantas en la fotosíntesis y ayuda a producir vitamina D en los humanos. Demasiada cantidad de UV puede causar quemaduras de piel y cataratas, así como dañar a las plantas.
RADIACIÓN DE RAYOS X: Los Rayos x son una radiación con una longitud de onda corta y energía más elevada que la luz visible, viajan a través de materiales como el tejido de la piel y órganos, pero rebota contra huesos sólidos. Es por esto que los médicos los usan para tomar fotografías de los huesos.
RADIACIÓN GAMMA: Los rayos gamma tienen longitudes de onda más cortas de cualquier otro tipo de radiación.
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Tabla 3: Espectros electromagnéticos más importantes y su frecuencia
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
FRECUENCIA
Zigbee:
Un canal entre 868MHz y 868.6MHz, Ch1 hasta Ch10. Diez canales entre 902.0MHz y 928.0MHz, Ch1 hasta Ch10. Dieciséis canales entre 2.4GHz y 2.4835GHz, Ch11 hasta Ch26
Fibra óptica : 1 E14 HZ (850nm.1310nm,1550nm)
Wi-fi: 2,5 GHz (2,5· 10^9 Hz) Telefonía móvil en Colombia: 824 a 849 MHz y de 869 a 894
MHz.
Tabla 4: Espectros electromagnéticos secundarios y su frecuencia
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Fotografía 8: Espectro electromagnético y su respectivo valor de frecuencia
Explique los tipos de redes inalámbricas (WPAN, WLAN, WMAN, WWAN) y las tecnologías usadas en cada tipo. Por ejemplo en las redes WPAN, una de las tecnologías usadas es Bluetooth. Debe explicar cada tecnología y realizar un cuadro comparativo entre cada Tecnología.
8. TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS
Fotografía 9: Redes inalámbrica
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10.1. REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA PERSONAL (WPAN)
Fotografía 10: Red WPAN
Una red inalámbrica de área personal (WPAN) incluye redes inalámbricas de corto
alcance que abarcan un área de algunas decenas de metros. Este tipo de red se
usa generalmente para conectar dispositivos periféricos (por ejemplo, impresoras,
teléfonos móviles y electrodomésticos) o un asistente personal digital (PDA) a
un ordenador sin conexión por cables. También se pueden conectar de forma
inalámbrica dos ordenadores cercanos.
*Conectar su sistema a una impresora
* Sincronizar un PDA
* Descargar imágenes de una cámara digital
* Transferir archivos MP3
* Conectarse a un teléfono móvil compatible con Bluetooth
* Conectarse a otro PC compatible con Bluetooth
10.2. BLUETOOTH: Es la principal tecnología de la WPAN es lanzado por Ericsson en 1994. Ofrece una velocidad máxima de 1 Mbps con un alcance máximo de unos treinta metros. La tecnología Bluetooth, también conocida como IEEE 802.15.1, tiene la ventaja de tener un bajo consumo de energía, algo que resulta ideal para usarla en periféricos de pequeño tamaño. Tiene la ventaja de tener un bajo consumo de energía, algo que resulta ideal para usarla en periféricos de pequeño tamaño. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:
Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos...
31
Eliminar cables y conectores entre éstos.
Fotografía 11: Tecnología bluetooth
Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales. Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos, computadoras, ordenadores, impresoras ó cámaras digitales. 10.3. HOMERF
HomeRF (Home Radio Frequency), lanzada en 1998 por HomeRF Working
Group (que incluye a los fabricantes Compaq, HP, Intel, Siemens, Motorola y
Microsoft, entre otros) ofrece una velocidad máxima de 10 Mbps con un alcance
de 50 a 100 metros sin amplificador. A pesar de estar respaldado por Intel, el
estándar HomeRF se abandonó en enero de 2003, en gran medida porque los
fabricantes de procesadores empezaron a usar la tecnología Wi-Fi en placa (por
medio de la tecnología Centrino, que incluía un microprocesador y un adaptador
Wi-Fi en un solo componente).
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Fotografía 12: Tecnología HomeRf
10.4. ZIGBEE: (también conocida como IEEE 802.15.4) también se puede utilizar
para conectar dispositivos en forma inalámbrica a un coste muy bajo y con bajo
consumo de energía. Resulta particularmente adecuada porque se integra
directamente en pequeños aparatos electrónicos (como, por ejemplo,
electrodomésticos, sistemas estéreos y juguetes). Zigbee funciona en la banda de
frecuencia de 2,4 GHz y en 16 canales, y puede alcanzar una velocidad de
transferencia de hasta 250 Kbps con un alcance máximo de unos 100 metros. 10.5. IRDA: Infrared Data Association (IrDA): Define un estándar físico en la forma de transmisión y recepción de datos por rayos infrarrojo. IrDA se crea en1993 entreHP,IBM,Sharpy otros. Esta tecnología está basada en rayos luminosos que se mueven en el espectro infrarrojo. Los estándares IrDA soportan una amplia gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de comunicaciones, permite la comunicación bidireccional entre dos extremos a velocidades que oscilan entre los 9.600bpsy los 4Mbps. Esta tecnología se encuentra en muchos ordenadores portátiles, y en un creciente número de teléfonos móviles, sobre todo en los de fabricantes líderes como Nokia y Ericsson. Este tipo de tecnología permite la transmisión de datos de alta velocidad empleando señales ópticas que se propagan por el espacio libre. 10.6. WIMEDIA
La tecnología Wimedia Ultra Wide Band (UWB), que permite establecer conexiones inalámbricas de corto alcance a 480Mbps, fue aprobada por la
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Organización Internacional para la Estandarización (ISO) y la Asociación Europea de Productores de Computadoras (Ecma).
La Wimedia UWB fue diseñada para establecer conexiones de corto alcance pero
con grandes tasas de transferencias (48Mbps), permitiendo además utilizar un
mismo canal de transmisión para muchos enlaces diferentes. Esto se traduce en
que con una sola señal se podrían enchufar todos los periféricos del computador,
puesto que además UWB administra la señal de manera inteligente. Estas
características de versatilidad y potencia son a las que se refieren expertos como
Eric Bangeman de Arsmedia.com, para señalar que en el futuro esta tecnología
podría significar el fin de los actuales cables usados en dispositivos multimedia
como MP3 player, cámaras de foto y de video.
9. RED WLAN (RED DE ÁREA LOCAL
INALÁMBRICA)
Una red de área local inalámbrica (WLAN) es una red que cubre un área equivalente a la red local de una empresa, con un alcance aproximado de cien metros. Permite que las terminales que se encuentran dentro del área de cobertura puedan conectarse entre sí. Existen varios tipos de tecnologías. La redes LAN inalámbricas (WLAN) conforme al IEEE 802.11 son el estándar más habitual para las redes de área local inalámbricas y soportan velocidades de datos de hasta 54 Mbps en un rango de alrededor de 30 a 300 m.
Estas redes permiten al usuario conectarse con facilidad a una red sin necesidad de cables. Esta conexión se realizan a través de un “punto de acceso” (Hot Spot). Estos puntos de acceso pueden albergar hasta tres conexiones independientes al mismo tiempo, con un ancho de banda compartido. Los puntos de acceso múltiples se comunican mediante itinerancia para compensar sus límites de rango.
Por debajo de una conexión a través de un punto de acceso, los dispositivos se pueden conectar directamente unos con otros. Esta técnica a veces se denomina conexionado “Ad-hoc”.
Originalmente las redes WLAN fueron diseñadas para el ámbito empresarial. Sin embargo, en la actualidad han encontrado una gran variedad de escenarios de aplicación, tanto públicos como privados: entorno residencial y del hogar, grandes redes corporativas, PYMES, zonas industriales, campus universitarios, entornos hospitalarios, ciber-cafas, hoteles, aeropuertos, medios públicos de transporte, entornos rurales, etc. Incluso son ya varias las ciudades en donde se han instalado redes inalámbricas libres para acceso a Internet.
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Fotografía 13 :Red WLAN
Básicamente, una red WLAN permite remplazar por conexiones inalámbricas los cables que conectan a la red los PCs, portátiles u otro tipo de dispositivos, dotando a los usuarios de movilidad en las zonas de cobertura alrededor de cada uno de los puntos de acceso, los cuales se encuentran interconectados entre si y con otros dispositivos o servidores de la red cableada. Entre los componentes que permiten configurar una WLAN se pueden mencionar los siguientes: terminales de usuario o Clientes (dotados de una tarjeta interfaz de red que integra un transceptor de radiofrecuencia y una antena), puntos de acceso y controladores de puntos de acceso, que incorporan funciones de seguridad, como autorización y autenticación de usuarios, firewall, etc.
Fotografía 14: Dispositivos de red WLAN
35
El futuro de la tecnología WLAN pasa necesariamente por la resolución de
cuestiones muy importantes sobre seguridad e interoperabilidad, en donde se
centran actualmente la mayor parte de los esfuerzos. Sin embargo, desde el punto
de vista de los usuarios, también es importante reducir la actual confusión
motivada por la gran variedad de estándares existentes.
Tabla 5: Estándares WLAN
9.1. TECNOLOGÍAS WLAN
11.2. WIFI (O IEEE 802.11) CON EL RESPALDO DE WECA (WIRELESS
ETHERNET COMPATIBILITY ALLIANCE): Ofrece una velocidad máxima de 54
Mbps en una distancia de varios cientos de metros. A finales de los años 90,
compañías como Lucent, Nokia o Symbol Technologies, se reunieron para crear
una asociación conocida como WECA (Wireless Ethernet Compatibility), que en
2003 pasó a llamarse Wi-Fi Alliance, cuyo objetivo, era no sólo el fomento de
la tecnología Wifi, sino establecer estándares para que los equipos dotados de
esta tecnología inalámbrica fueran compatibles entre sí.
Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales, que utiliza
ondas de radio en lugar de cables, además es una marca de la Wi-Fi Alliance
(anteriormente la WECA: Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la organización
comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los
estándares 802.11.La WECA tiene como misión certificar la interoperabilidad y
compatibilidad entre diferentes fabricantes de productos wireless bajo el estándar
IEEE802.11.
La WECA fue fundada por 3Com, Cisco, Intersil, Agere, Nokia y Symbol en Agosto
de1999, con el compromiso de impulsar el desarrollo a nivel mundial de la
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tecnología de LAN inalámbrica bajo el estándar IEEE 802.11. La lista de miembros
se ha incrementado hasta los 170. Desde entonces, Intermec, Microsoft e Intel han
formado el comité de dirección de WECA.
WECA establece un procedimiento de certificación para garantizar la
interoperabilidad de los dispositivos entre fabricantes. Aquellos dispositivos con el
logo WiFi gozan de esa garantía de interoperabilidad.
Fotografía 15: Logo de WI-FI
9.2. HIPERLAN/1 (HIGH PERFORMANCE RADIO LAN): Corresponde a un
estándar ETSI (European Telecomunications Standards Institute) que fue aprobada en 1996 cuyo objetivo era la alta velocidad de transmisión, más alta que la de 802.11. HIPERLAN es un estándar global para anchos de banda inalámbricos LAN que operan con un rango de datos de 54Mbps en la frecuencia de banda de 5GHz. HiperLan es similar a los estándares 802.11a (5GHz) y es diferente de 802.11b/g (2,4GHz).
Entre las principales características tenemos las siguientes:
rango 50 m baja movilidad (1.4 m/s) soporta tráfico asíncrono y síncrono. sonido 32Kbps, latencia de 10ns vídeo 2Mbit/s, latencia de 100ns datos a 10Mbps acceso inmediato audio 32Kbps, 10ns retardo. video 2Mbps, 100ns retardo.
9.3. HIPERLAN2 (HIGH PERFORMANCE RADIO LAN 2.0): Estándar
europeo desarrollado por ETSI (European Telecommunications
Standards Institute). HiperLAN 2 permite a los usuarios alcanzar una
velocidad máxima de 54 Mbps en un área aproximada de cien metros, y
transmite dentro del rango de frecuencias de 5150 y 5300
MHz.HIPERLAN/2 es una solución estándar para un rango de
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comunicación corto que permite una alta transferencia de datos y
Calidad de Servicio del tráfico entre estaciones base WLAN y terminales
de usuarios. La seguridad esta provista por lo último en técnicas de
cifrado y protocolos de autenticación.
Las especificaciones funcionales de HIPERLAN/2 se completaron en el mes de Febrero de 2000. La versión 2 fue diseñada como una conexión inalámbrica rápida para muchos tipos de redes, como red back bone UMTS, redes ATM e IP. También funciona como una red doméstica como HIPERLAN/1. HIPERLAN/2 usa la banda de 5GHz y una velocidad de transmisión de hasta 54Mbps. Los servicios básicos son transmisión de datos, sonido, y vídeo. Se hace énfasis en la calidad de esos servicios (QoS).
Fotografía 16: Logo de la tecnología HiperLAN2
10. REDES WMAN (Wireless Metropolitan
Acces Network)
Las redes inalámbricas (WMAN = Wireless Metropolitan Acces Network) ofrecen
una gran ventaja sobre los canales que se pueden adquirir a través de un
proveedor de servicios ya que este enlace es totalmente gratuito una vez que el
cliente ha realizado la inversión y además ofrece velocidades muy superiores. Una
red de área metropolitana es la suma de muchas redes de área local
interconectadas. Estas también se conocen como bucle local inalámbrico (WLL,
Wireless Local Loop). Las WMAN pueden extenderse hasta un máximo de 50 km.
Los bucles locales inalámbricos ofrecen una velocidad total efectiva de 1 a 10
Mbps, con un alcance de 4 a 10 kilómetros, algo muy útil para compañías de
telecomunicaciones.
Entre las ventajas más sobresalientes encontramos:
• Frecuencia de 2.4 Ghz ,5.7 Ghz y 5.8 Ghz
• Fácil y bajo costo de mantenimiento
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• Rápida instalación
• Rápido retorno sobre la inversión
• Excelente velocidad de transmisión (72 Mbps.)
Fotografía 17: Red WMAN
10.1. TECNOLOGÍA WMAN 10.2. WIMAX :Está diseñado como una alternativa wíreless al acceso de
banda ancha DSL y cable, y una forma de conectar nodos Wifi en una red de área metropolitana (MAN). Sus siglas en ingles vienen a decir “Worldwide Interoperability for Microwave Access” o Interoperabilidad mundial de acceso por microondas. Podemos también definirlo como un sistema de comunicación digital, también conocido como IEEE 802.16.WiMAX puede proveer de acceso de banda ancha Wíreless de hasta 50 Kilómetros. Si lo comparamos con el protocolo Wíreless 802.11, el cual está limitado en la mayoría de las ocasiones a unos 100 Metros, nos damos cuenta de la gran diferencia que separa estas dos tecnologías inalámbricas. De hecho se suele llamar a WiMAX como “Wifi con esteroides”.
Algunas de las ventajas de WiMAX son:
Puede dar cobertura a un área bastante extenso y la instalación de las antenas para transmitir y recibir, formando estaciones base, son sencillas y rápidas de instalar. Esto lo hace adecuado para dar comunicación en
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ciudades enteras, pudiendo formar una MAN, en lugar de un área de red local como puede proporcionar Wifi.
WiMAX tiene una velocidad de transmisión mayor que la de Wifi, y dependiendo del ancho de banda disponible, puede producir transmisiones de hasta 70 MB comparado con los 54 MB que puede proporcionar Wifi.
Puede ser simétrico lo cual significa que puede proporcionar un flujo de datos similar tanto de subida como de bajada.
Las antenas de WiMAX operan a una frecuencia de hasta 60 mHz. Un detalle a tener en cuenta es que las antenas no tienen que estar directamente alineadas con sus clientes.
WiMAX está pensado para construir una infraestructura de red cuando el entorno o distancia no es favorable para una red cableada. Es una alternativa más rápida y barata que tener que instalar cables.
Fotografía 18: Tecnología WIMAX
10.3. WIMAX MÓVIL: fue pensada para aplicaciones móviles, donde debido a su buen rendimiento, se convierte en un fuerte rival para las infraestructuras de telefonía celular. Gracias a su movilidad el ancho de banda que proporciona es reducido entre 1 Mbps a 3Mbps.
10.4. LTE (LONG TERM EVOLUTION): Es un nuevo Standard de la norma 3GPP.Definida para unos como una evolución de la norma 3GPP UMTS (3G) para otros un nuevo concepto de arquitectura evolutiva (4G).
40
De hecho LTE será la clave para el despegue del Internet móvil, servicios como la
transmisión de datos a más de 300M y videos de alta definición, gracias a la
tecnología OFDMA, serán de uso corriente en la fase madura del sistema.
La novedad de LTE es la interfaz radioeléctrica basada en OFDMA para el enlace
descendente (DL) y SC-FDMA para el enlace ascendente (UL).
Fotografía 19:Tecnología LTE
13. RED WWAN
El término red inalámbrica (Wireless network en inglés) es un término que se
utiliza en informática para designar la conexión de nodos sin necesidad de una
conexión física (cables), ésta se da por medio de ondas electromagnéticas. La
transmisión y la recepción se realizan a través de puertos.
WWAN se aprovecha de la infraestructura de red de los teléfonos móviles para
proporcionar roaming de conexión de red inalámbrica. Gracias a la WWAN, el
usuario puede mantener la conexión de red incluso si está en movimiento. Con la
WWAN, la conectividad es perfecta y ubicua, ya que el usuario se puede mover
por distintas zonas, e incluso cambiar automáticamente de un punto de acceso a
otro, manteniendo una conexión sin interrupciones. Al contrario que la WLAN, que
está asociada a los estándares Wi-Fi 802.11, la WWAN ofrece una cobertura más
amplia y se aprovecha de diversos tipos de tecnologías. Entre las tecnologías que
ofrecen WWAN, las generaciones más importantes son las siguientes:
2.5G – GPRS (General Packet Radio Services)
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2.75G – EDGE (Enhanced Data GSM Environment o entorno GSM de datos mejorados).
3G – UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service o sistema universal de telecomunicaciones móviles)
3.5G – HSDPA (High Speed Downlink Packet Access o el acceso a descarga de paquetes de alta velocidad).
Fotografía 20: Red WMAN
13.1. GSM:El sistema global para las comunicaciones móviles (GSM, proviene
del francés groupe spécial mobile) es un sistema estándar, libre de regalías,
de telefonía móvil digital. Un cliente GSM puede conectarse a través de su
teléfono con su computador y enviar y recibir mensajes por correo
electrónico, faxes, navegar por Internet, acceder con seguridad a la red informática
de una compañía (red local/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de
transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o mensajes
de texto.
GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un
estándar de segunda generación (2G). Su extensión a 3G se denomina UMTS y
difiere en su mayor velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red
ligeramente distinta y sobre todo en el empleo de diferentes protocolos de radio
(W-CDMA).GSM: Los primeros trabajos con GSM los inició en 1982 un grupo
dentro del Instituto Europeo de Normas de Comunicaciones (ETSI, European
Telecommunications Standards Institute).Originalmente, este organismo se
llamaba Groupe Sociale Mobile, lo que dio pie al acrónimo.GSM se diseño para
incluir una amplia variedad de servicios que incluyen transmisiones devoz y
servicios de manejo de mensajes entre unidades móviles o cualquier otra unidad
portátil.
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Fotografía 21: Tecnología GSM
13.2. GPRS
GPRS 3GSM (Global Packet Radio Service) es una arquitectura para redes de área amplia (WAN) la cual está compuesta de sistemas y protocolos de comunicaciones claramente definidos y estandarizados. Dichos sistemas hacen posible la transmisión de datos en forma de paquetes a través de una red celular.
GPRS 3GSM tiene como fundamento el protocolo IP (Internet Protocol) ampliamente utilizado a nivel mundial, que proporciona compatibilidad y facilidad para operar como una extensión de las redes de datos tradicionales. Es una tecnología diseñada específicamente para transmisión inalámbrica de datos, usando la infraestructura de la red celular de CLARO, por lo que garantiza una gran cobertura en todo el país, servicio e implementación a bajos costos, alta calidad, seguridad y velocidad en transmisiones de información.
La red GPRS 3GSM aprovecha la infraestructura de canales de Radio Frecuencia (RF) existentes en la telefonía celular para proporcionar la transmisión digital de datos. Múltiples usuarios pueden compartir el mismo canal de RF el cual puede ser dedicado para transmisión de datos o compartido también para comunicaciones de Voz. La capacidad máxima para envío de datos es de 171 Kbps.
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Fotografía 22: Tecnología GPRS
13.4. EDGE: Es el acrónimo para Enhanced Data Rates GSM of Evolution (Tasas
de Datos Mejoradas para la evolución de GSM). También conocida como EGPRS
(Enhanced GPRS).
Es una tecnología de la telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las
redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet
Radio Service). Esta tecnología funciona con redes GSM. Aunque EDGE funciona
con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar
las actualizaciones necesarias, además no todos los teléfonos móviles soportan
esta tecnología.
EDGE, o EGPRS, puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada
en conmutación por paquetes (Packet Switched), como lo es la conexión
a Internet. Los beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las
aplicaciones que requieren una velocidad de transferencia de datos, o ancho de
banda altos, como video u otros servicios multimedia.
13.5. UTMS:SISTEMA UNIVERSAL DE TELECOMUNICACIONES
MÓVILES(UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS
SYSTEM O UMTS):Es una de las tecnologías usadas por los móviles de tercera
generación, sucesora de GSM, debido a que la tecnología GSM propiamente
dicha no podía seguir un camino evolutivo para llegar a brindar servicios
considerados de tercera generación.
14.Explique los tipos de redes inalámbricas (WPAN, WLAN, WMAN, WWAN) y las
tecnologías usadas en cada tipo. Por ejemplo en las redes WPAN, una de las tecnologías
usadas es Bluetooth. Debe explicar cada tecnología y realizar un cuadro comparativo
entre cada tecnología.
WPAN
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Tabla 6: Características de red WPAN
WLAN
TECNOLOGÍA FRECUENCIA DE OPERACIÓN (HZ)
VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN
ALCANCE MÁXIMO
WI-FI(o IEEE 802.11) 2.4 GHz y 5.4HGz 11-54 Mbps 300m
HIPERLAN 1 5GHz 54mbps 50 m
HIPERLAN 2 5GHz 54 Mbps 100 m
Tabla 7: Características de red WLAN
WMAN
TECNOLOGÍA FRECUENCIA DE OPERACIÓN HZ
VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN
ALCANCE MÁXIMO
WIMAX 2.5 a 3.5 GHz 1 Mbps a 3Mbps.
50KM
WIMAX Móvil (802.16E)
2-6 GHz 30 Mbps 3,5 km
LTE 1.25 y 20MHz 50Mbps y 100Mbps 15Km
Tabla 8: Características de red WMAN
WWAN
TECNOLOGÍA FRECUENCIA DE OPERACIÓN (HZ)
VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN
ALCANCE MÁXIMO
Bluetooth
2.4 GHz 1Mbps, 3Mbps, 53Mbps
100m
HomeRF 2.4GHz 10 Mbps 100m
Zigbee
2.4 GHz 250 Kbps 100 m
IRDA 2.4GHz 9.600bpsy los 4Mbps 1 m
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TECNOLOGÍA FRECUENCIA DE OPERACIÓN HZ
VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN
GSM 1900 MHz. 9,6 kbps
GPRS 2.5G 171 Kbps.
EDGE 800 -1900MHz 70 Kbps
UTMS 2.4GHz 2Mpbs
Tabla 9: Características de red WWAN 15. ¿Cuáles son los estándares de redes LAN inalámbricas. Explique cada uno de ellos y realice un cuadro comparativo:
Tabla 10: Estándar 802.11ª, WLAN
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Tabla 11: Estándar 802.11b, WI-FI
Tabla 12: Estándar 802.11g
Tabla 13: Estándar para bluetooth
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Tabla 14: Estándar HiperLAN/2
Tabla 15: Estándar Home RF
16.¿Qué es Wi-FI?
Wireless (inalámbrico o sin cables) es un término usado para describir las
telecomunicaciones en las cuales las ondas electromagnéticas (en vez de cables)
llevan la señal sobre parte o toda la trayectoria de la comunicación. Algunos
dispositivos de monitorización, tales como alarmas, emplean ondas acústicas a
frecuencias superiores a la gama de audiencia humana; éstos también se
clasifican a veces como wireless. Los primeros transmisores sin cables vieron la
luz a principios del siglo XX usando la radiotelegrafía (código Morse). Más
adelante, como la modulación permitió transmitir voces y música a través de la
48
radio, el medio se llamó radio. Con la aparición de la televisión, el fax, la
comunicación de datos, y el uso más eficaz de una porción más grande del
espectro, se ha resucitado el término wireless.
Se denomina Wireless a las comunicaciones inalámbricas, en las que se utilizan modulación de ondas electromagnéticas, radiaciones o medios ópticos. Estás se propagan por el espacio vacío sin medio físico que comunique cada uno de los extremos de la transmisión.
WIFI: Es una abreviatura de Wireless Fidelity, es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basado en las especificaciones IEEE 802.11.Principalmente que permite conectarnos libremente sin estar atados a un cable, lo que permite más movilidad y la posibilidad de conectarse muchas personas sin el problema que puede presentar el cable al tener que cablearse físicamente para conectar puntos.
¿Que es un pigtail?
Un pigtail es un cable pequeño, que lleva dos conectores, su función es la de adaptar la antena o el cable que vaya a ésta con el adaptador Wifi o Punto de acceso.
Generalmente tienen una longitud de cable muy corta, y se pueden comprar ya fabricados.
17.¿Qué es una Access Point?
Access Point es un punto de acceso inalámbrico privado, para conectar sus
computadoras a Internet sin necesidad de cables, permitiendo compartir recursos
de red.
VENTAJAS
• La instalación es flexible debido a que no se necesita cableado.
• La conexión al AP es mediante clave de acceso, impidiendo la piratería.
• El usuario captura datos y accede a la información en tiempo real, permitiendo
movilizarse por toda el área de cobertura.
• El protocolo WEP (Wired Equivalent Privacy, Privacidad Equivalente al Cable), es
el algoritmo opcional de seguridad que garantiza la privacidad de todas las
conexiones inalámbricas.
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
• Opera en el estándar inalámbrico IEEE 802.11g.
• Velocidad de transferencia máxima de 11 Mbps y se ajusta automáticamente en
función de la cobertura y calidad de la transmisión.
• Facilidad de auto instalación y fácil configuración.
• Capacidad de encriptación de las comunicaciones.
• Alcance de 50 m en interiores y 200 en exteriores, aunque estas mediciones son
simples referencias ya que el alcance real vendrá determinado por el entorno
físico en el que se instale.
• Puede soportar hasta 6 equipos inalámbricos para una navegación óptima
constituidos como una red local (LAN) inalámbrica.
Fotografía 23: Dispositivo AP
50
CONCLUSIONES
Con este trabajo se documentó más a fondo acerca de las diferentes redes y
tecnologías inalámbricas que existen y que cada día obtienen más demanda en el
mercado, desarrollándose nuevos y más protocolos con le fin de garantizar la
calidad de vida y suplir las necesidades del cliente
Se aclararon algunos conceptos, profundizando en cada uno, haciendo énfasis en
la temática de acuerdo al programa de la tecnología de gestión de redes de datos.
El desarrollo de está actividad nos prepara para el momento de la experiencia en
tiempo real, en la práctica de la configuración de dispositivos como el AP
51
CIBERGRAFÍA
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http://www.alegsa.com.ar/Dic/red%20inalambrica.php
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