REDES INALAMBRICAS

TIPOS DE REDES

• WPAN: Red de Área Personal, es una red de computadoras para la comunicación entre distintos dispositivos (computadoras, puntos de acceso a internet, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso.
• HomeRF: La idea de este estándar se basa en el teléfono inalámbrico digital mejorado (Digital Enhanced Cordless Telephone, DECT) que es un equivalente al estándar de los teléfonos celulares GSM. Transporta voz y datos por separado, al contrario que protocolos como el WiFi que transporta la voz como una forma de datos. Los creadores de este estándar pretendían diseñar un aparato central en cada casa que conectara los teléfonos y además proporcionar un ancho de banda de datos entre las computadoras.

• Bluetooth: Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.4 GHz. Es el tipo de red que es empleado para la transferencia de datos en un rango de no más de 10 metros. Este tipo de conexión inalámbrica suele venir en diferentes dispositivos, como: celulares, PDA, impresoras, móviles, ipod, auriculares, cámaras digitales, etc.
• ZigBee:  protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica para su utilización con radiodifusión digital de bajo consumo, basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (wireless personal area network, WPAN). Su objetivo son las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus baterías.

Características:

·         Su bajo consumo.

·         Su topología de red en malla.

·         Su fácil integración.

·         RFID:  es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transpondedores o tags RFID. El propósito fundamental de la tecnología RFID es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio. Las tecnologías RFID se agrupan dentro de las denominadas Auto ID (automatic identification, o identificación automática).

• WLAN: es un sistema de comunicación inalámbrico para minimizar las conexiones cableadas.

·         HiperLan: es un estándar global para anchos de banda inalámbricos LAN que operan con un rango de datos de 54 Mbps en la frecuencia de banda de 5 GHz. HIPERLAN/2 es una solución estándar para un rango de 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 está provista por lo último en técnicas de cifrado y protocolos de autenticación.

·         WI-FI: es un mecanismo de conexión de dispositivos electrónicos de forma inalámbrica. Los dispositivos habilitados con wifi (como una computadora personal, un televisor inteligente, una videoconsola, un teléfono inteligente o un reproductor de música) pueden conectarse a internet a través de un punto de acceso de red inalámbrica. Dicho punto de acceso tiene un alcance de unos veinte metros en interiores, alcance que incrementa al aire libre.

·         WMAN: Las redes inalámbricas de área metropolitana (WMAN) también se conocen como bucle local inalámbrico (WLL, Wireless Local Loop). Las WMAN se basan en el estándar IEEE 802.16. 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.

·           WiMAX: es una norma de transmisión de datos que utiliza las ondas de radio en las frecuencias de 2,5 a 5,8 GHz y puede tener una cobertura de hasta 50 km.

·           LMDS: es una tecnología de conexión vía radio inalámbrica que permite, gracias a su ancho de banda, el despliegue de servicios fijos de voz, acceso a Internet, comunicaciones de datos en redes privadas, y video bajo demanda.

·         WWAN: Tienen el alcance más amplio de todas las redes inalámbricas. Por esta razón, todos los teléfonos móviles estén conectados a una red inalámbrica de área extensa. Utilizan altas torres de antenas que se suelen situar en lugares elevados que transmiten ondas de radio o utilizan ondas de microondas para conectarse, a otras redes de área local.

·         GSM: Sistema Global para Comunicaciones Móviles es una tecnología inalámbrica de segunda generación (2G) que presta servicios de voz de alta calidad, así como servicios de datos conmutados por circuitos en una amplia gama de bandas de espectro.

·         GPRS (General Packet Radio Service) es una nueva tecnología inalámbrica que comparte el rango de frecuencias de la red celular GSM (Global System for Mobile), utilizando una transmisión de datos por medio de paquetes.

·           EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), algo como "Tasas de Datos Mejoradas para la evolución de GSM".

ELEMENTOS BÁSICOS DE UNA RED

Para montar y configurar una red local (LAN) se necesitan una serie de elementos que se detallan a continuación:

– Medio físico: Su cometido es trasportar la información emitida por los ordenadores a la red, en forma de señales eléctricas o de otro tipo, dependiendo de la naturaleza del medio utilizado. A continuación se describen los medios físicos mas frecuentes utilizados en redes LAN:

Cable: Es el medio más frecuente de conexión (IEEE 802.3). Se suele utilizar par trenzado de 4 pares (UTP) o en algunos casos cable coaxial.

-Fibra: Es un medio más fiable que el cable. Se suele utilizar cuando las distancias son mas largas o cuando se necesitan mayores velocidades de transmision.

-Microondas: Actualmente se esta imponiendo la tecnologia de redes inalambricas WIFI (IEEE 802.11b IEEE 802.11g) como medio físico. Esta tecnologia permite un mayor grado de independencia y movilidad de los ordenadores conectados a la red. Tambien evita el coste del cableado de red. Como desventajas podemos citar las posibles interferencias dependiendo de los entornos de trabajo, la necesidad de aumentar los niveles de seguridad para asegurar las comunicaciones, y por último la velocidad de transmisión, menor en este tipo de redes que otras que utilizan medios de cable o fibra.

-Infrarrojos: Este medio prácticamente no se usa para conexión de redes y básicamente se utiliza para interconexión de dispositivos móviles (teléfonos, PDA) con ordenadores personales. Su aplicacion en redes LAN es practicamente inexistente.

– Interface de red: Es el elemento que permite conectar nuestro ordenador a la red. Más frecuentemente es conocido como tarjeta de red. En condiciones normales podemos optar por una tarjeta Ethernet 10/100/1000, utilizada en aquellas redes cableadas con cable de par trenzado (UTP). Estas tarjetas tienen conector RJ45 para su interconexión. También es posible colocar tarjetas de red inalambricas si vamos a optar por una conexión de este tipo. En ese caso el elemento de interconexion de nuestra red sera lo que se denomina como punto de acceso inalambrico. Para este tipo de conexión el medio físico no sera el cable y todas las emisiones serán realizadas a través de microondas. En los sucesivos contenidos nos centraremos en las conexiones de red cableadas.

– Elementos de interconexion: Son elementos que centralizan y gestionan las conexiones de todos los ordenadores que forman la red. Todos los ordenadores de la red estarán físicamente conectados a un elemento de interconexion a través de un medio físico (por ej. cable). Dependiendo de la complejidad, eficiencia y funciones podemos distinguir básicamente los siguientes elementos de interconexion:

• HUB. Son los elementos más simples y los menos eficientes. Basicamente los datos enviados por un ordenador, son repetidos en todas las salidas del hub para que sean recibidos por todos los equipos de la red, independientemente de su destino. Los ordenadores son los encargados de procesar las informaciones recibidas y determinar si estas son para ellos, o por el contrario deben descartarlas. Son poco eficientes cuando el numero de ordenadores de la red es grande.

• SWITCH. Los SWITCH son dispositivos con un diseño más optimizado. Su función es la misma que la del HUB pero la ventaja es que envían la información únicamente al ordenador destinatario y no a todos como hacia el HUB. Esta diferencia permite una mayor eficiencia para los equipos receptores y para la red en general, debido a que los equipos receptores saben que los datos que reciben siempre son para ellos, por lo que no pierden tiempo en averiguar si son los destinatarios. También se genera menos trafico innecesario en la red. El SWITCH puede de esta forma tambien gestionar mejor los envios. La lógica interna de estos dispositivos es mas complicada aunque externamente los HUB y los SWITCH suelen parecerse bastante. Lo que los diferencia es la implementacion interna del dispositivo.

• PUENTES. Los puentes son dispositivos que permiten interconectar dos redes de similares caracteristicas para poder establecer comunicacion entre equipos de ambas redes.

• ENCAMINADORES / ROUTERS. Son dispositivos que permiten la interconexion de redes de diferentes caracteristicas como puedan ser una red LAN Ethernet, con la red de un proveedor de servicios de Internet (ISP). Unir estas dos redes supone que los equipos de la LAN tengan acceso a la red de nuestro proveedor, adaptando las distintas características de ambas para que se pueda producir la comunicación. Actualmente los proveedores de Internet suministran a sus clientes un equipo que integra las dos funciones (SWITCH / ROUTER) de forma que con el switch se permite la conexión de varios ordenadores en red, mientras que el router tendrá como cometido dar salida a la red ordenadores hacia Internet.

– Protocolo: El protocolo es la parte software de la red. Se encarga básicamente de establecer las reglas de comunicación entre equipos de la red, definir el formato de las informaciones que circulan por la red y también debe habilitar mecanismos para permitir la identificación de los equipos en la red. Existen infinidad de protocolos en funcion de la red con la que se esta trabajando. El mas utilizado actualmente es el conocido como TCP / IP. Este protocolo realmente es un conjunto de protocolos, de los cuales los mas importantes son:

• TCP: Se encarga de garantizar la entrega de datos de forma fiable y a las aplicaciones correctas, dentro de una red .

• IP: Se encarga de identificar a cada equipo de la red para permitir una entrega a los diferentes destinatarios. Este cometido lo consigue identificando a cada equipo con lo que se denomina direccion IP, que sera unica para cada equipo conectado a la red en un momento determinado.

ESTANDAR IEEE 802.11

VERSION	CARACTERISTICAS
802.11 Legacy	La versión original del estándar IEEE 802.11 publicada en 1997 especifica dos velocidades de transmisión teóricas de 1 y 2 mega bit por segundo (Mbit/s) que se transmiten por señales infrarrojas (IR) en la banda ISM a 2,4 GHz. IR sigue siendo parte del estándar, pero no hay implementaciones disponibles. El estándar original también define el protocolo CSMA/CA (Múltiple acceso por detección de portadora evitando colisiones) como método de acceso. Una parte importante de la velocidad de transmisión teórica se utiliza en las necesidades de esta codificación para mejorar la calidad de la transmisión bajo condiciones ambientales diversas, lo cual se tradujo en dificultades de interoperabilidad entre equipos de diferentes marcas. Estas y otras debilidades fueron corregidas en el estándar 802.11b, que fue el primero de esta familia en alcanzar amplia aceptación entre los consumidores.
802.11a	La revisión 802.11a al estándar original fue ratificada en 1999. El estándar 802.11a utiliza el mismo juego de protocolos de base que el estándar original, opera en la banda de 5 Ghz y utiliza 52 subportadoras orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) con una velocidad máxima de 54 Mbit/s, lo que lo hace un estándar práctico para redes inalámbricas con velocidades reales de aproximadamente 20 Mbit/s. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbit/s en caso necesario. 802.11a tiene 12 canales no solapados, 8 para red inalámbrica y 4 para conexiones punto a punto. No puede interoperar con equipos del estándar 802.11b, excepto si se dispone de equipos que implementen ambos estándares. Dado que la banda de 2.4 Ghz tiene gran uso (pues es la misma banda usada por los teléfonos inalámbricos y los hornos de microondas, entre otros aparatos), el utilizar la banda de 5 GHz representa una ventaja del estándar 802.11a, dado que se presentan menos interferencias. Sin embargo, la utilización de esta banda también tiene sus desventajas, dado que restringe el uso de los equipos 802.11a a únicamente puntos en línea de vista, con lo que se hace necesario la instalación de un mayor número de puntos de acceso; Esto significa también que los equipos que trabajan con este estándar no pueden penetrar tan lejos como los del estándar 802.11b dado que sus ondas son más fácilmente absorbidas. Transmisión Exteriores Valor Máximo A 30 metros 54 Mbps Valor Mínimo A 300 metros 6 Mbps Interiores Valor Máximo A 12 metros 54 Mbps Valor Mínimo A 90 metros 6 Mbps (OFDM: Es una técnica de modulación FDM que permite transmitir grandes cantidades de datos digitales sobre una onda de radio. OFDM divide la señal de radio en muchas sub-señales que son transmitidas simultáneamente hacia el receptor en diferentes frecuencias. OFDM reduce la diafonía (efecto de cruce de líneas) durante la transmisión de la señal).
802.11b	La revisión 802.11b del estándar original fue ratificada en 1999. 802.11b tiene una velocidad máxima de transmisión de 11 Mbit/s y utiliza el mismo método de acceso CSMA/CA definido en el estándar original. El estandar 802.11b funciona en la banda de 2.4 GHz. Debido al espacio ocupado por la codificación del protocolo CSMA/CA, en la práctica, la velocidad máxima de transmisión con este estándar es de aproximadamente 5.9 Mbit/s sobre TCP y 7.1 Mbit/s sobre UDP. Los productos de la 802.11b aparecieron en el mercado muy rápido debido a que la 802.11b es una extensión directa de la técnica de modulación DSSS definida en el estándar original. Por lo tanto los chips y productos fueron fácilmente actualizados para soportar las mejoras del 802.11b. El dramático incremento en el uso del 802.11b junto con sustanciales reducciones de precios causó una rápida aceptación del 802.11b como la tecnología Wireless LAN definitiva. 802.11b es usualmente usada en configuraciones punto y multipunto como en el caso de los AP que se comunican con una antena omnidireccional con uno o más clientes que se encuentran ubicados en un área de cobertura alrededor del AP. El rango típico en interiores es de 32 metros a 11 Mbit/s y 90 metros a 1 Mbit/s. Con antenas de alta ganancia externas el protocolo puede ser utilizado en arreglos fijos punto a punto típicamente rangos superiores a 8 Km incluso en algunos casos de 80 a 120 km siempre que haya línea de visión. Esto se hace usualmente para reemplazar el costoso equipo de líneas o el uso de quipos de comunicaciones de microondas. La tarjetas de 802.11b pueden operar a 11 Mbit/s pero pueden reducirse hasta 5.5, 2 o 1 Mbit/s en el caso de que la calidad de la señal se convierta en un problema. Dado que las tasas bajas de transferencia de información usan algoritmos menos complejos y mas redundantes para proteger los datos son menos susceptible a la corrupción debido a la atenuación o interferencia de la señal. Sean han hecho extensiones del protocolo 802.11b para incrementar su velocidad a 22, 33, 44 Mbit/s pero estas no han sido ratificadas por la IEEE. Muchas compañías llaman a estas versiones mejoradas 802.11b+. Estas extensiones han sido ampliamente obviadas por los desarrolladores del 802.11g que tiene tasas de transferencia a 54 Mbit/s y es compatible con 802.11b (DSSS: Es uno de los métodos de modulación en espectro ensanchado para transmisión de señales digitales sobre ondas radiofónicas que más se utilizan)
802.11g	En Junio de 2003, se ratificó un tercer estándar de modulación: 802.11g. Este utiliza la banda de 2.4 Ghz (al igual que el estándar 802.11b) pero opera a una velocidad teórica máxima de 54 Mbit/s, o cerca de 24.7 Mbit/s de velocidad real de transferencia, similar a la del estándar 802.11a. Es compatible con el estándar b y utiliza las mismas frecuencias. Buena parte del proceso de diseño del estándar lo tomó el hacer compatibles los dos estándares. Sin embargo, en redes bajo el estándar g la presencia de nodos bajo el estándar b reduce significativamente la velocidad de transmisión. . El mayor rango de los dispositivos 802.11g es ligeramente mayor que en los del 802.11b pero el rango que el cliente puede alcanzar 54 Mbit/s es mucho más corto que en el caso del 802.11b. Los equipos que trabajan bajo el estándar 802.11g llegaron al mercado muy rápidamente, incluso antes de su ratificación. Esto se debió en parte a que para construir equipos bajo este nuevo estándar se podían adaptar los ya diseñados para el estándar b. Muchos de los productos de banda dual 802.11a/b se convirtieron de banda dual a modo triple soportando a (a, b y g) en un solo adaptador móvil o AP. A pesar de su mayor aceptación 802.11g sufre de la misma interferencia de 802.11b en el rango ya saturado de 2.4 GHz por dispositivos como hornos microondas, dispositivos bluetooth y teléfonos inalámbricos
802.11n	En enero de 2004, la IEEE anunció la formación de un grupo de trabajo 802.11 para desarrollar una nueva revisión del estándar 802.11 la velocidad real de transmisión podría llegar a los 500 Mbps (lo que significa que las velocidades teóricas de transmisión serían aún mayores), y debería ser hasta 10 veces más rápida que una red bajo los estándares 802.11a y 802.11g, y cerca de 40 veces más rápida que una red bajo el estándar 802.11b. También se espera que el alcance de operación de las redes sea mayor con este nuevo estándar. Existen también otras propuestas alternativas que podrán ser consideradas y se espera que el estándar que debía ser completado hacia finales de 2006, se implante hacia 2008, puesto que no es hasta principios de 2007 que no se acabe el segundo boceto. No obstante ya hay dispositivos que se han adelantado al protocolo y ofrecen de forma no oficial éste estándar (con la promesa de actualizaciones para cumplir el estándar cuando el definitivo esté implantado) 802.11n se contruye basandose en las versiónes previas del estándar 802.11 añadiendo MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). MIMO utiliza multiples transmisores y antenas receptoras permitiendo incrementar el trafico de datos.

CUADRO COMPARATIVO ENTRE LOS PRINCIPALES ESTANDARES IEEE 802,11

QUIEN ES EL ENCARGADO EN COLOMBIA DE HACER LA ASIGNACIÓN DE BANDAS

La Agencia Nacional del Espectro (ANE) 

La Comisión de Regulación de Telecomunicaciones (CRT)