Redes Inalambricas
Introducción de redes inalambricas:
Las redes alambicaras son redes que utilizan ondas de radio para conectar los dispositivos,sin la necesidad de utilizar cables de ningún tipo.
Los dispositivos que comúnmente utilizan las redes inalámbricas incluyen
ordenadores portátiles, ordenadores de escritorio, netbooks, asistentes digitales
personales (PDA), teléfonos móviles, tablets y dispositivos localizadores. Las redes
inalámbricas funcionan de manera similar a las redes cableadas, sin embargo, las
redes inalámbricas deben convertir las señales de información en una forma
adecuada para la transmisión a través del medio de aire.
Tecnologia inalambrica :
Las redes inalámbricas se pueden clasificar en cuatro grupos específicos según el
área de aplicación y el alcance de la señal [1-3]: redes inalámbricas de área personal
(Wireless Personal-Area Networks - WPAN), redes inalámbricas de área local
(Wireless Local-Area Networks - WLAN), redes inalámbricas de área
metropolitana (Wireless Metropolitan-Area Networks - WMAN), y redes
inalámbricas de área amplia (Wireless Wide-Area Networks - WWAN). La Figura
1 ilustra estas cuatro categorías.
1. Redes inalámbricas de área personal
(WPAN):
Las redes inalámbricas de área personal se basan en el estándar IEEE 802.15 [3-4].
Las redes inalámbricas permiten la comunicación en un rango de distancias muy
corto, unos 10 metros. A diferencia de otras redes inalámbricas, una conexión
realizada a través de una WPAN implica, por lo general, poca o ninguna
infraestructura o conectividad directa fuera del enlace establecido. Esto permite
soluciones pequeñas, eficientes en energía y de bajo coste que pueden ser
implementadas en una amplia gama de dispositivos, como por ejemplo teléfonos
inteligentes, PDAs, entre otros.
Este tipo de redes se caracterizan por su bajo consumo de energía y también una
baja velocidad de transmisión.
se basa en 4 diferentes tipos:
Una red Bluetooth también se denomina picored (piconet), y se compone de hasta
8 dispositivos activos en una relación maestro-esclavo (master-slave). El primer
dispositivo de Bluetooth en la picored es el maestro y todos los demás dispositivos
son esclavos que se comunican con el maestro. Una picored típicamente tiene un
alcance de 10 metros, aunque se puede llegar a rangos de hasta 100 metros en
circunstancias ideales. Para garantizar la seguridad, cada enlace se codifica y
protege contra escuchas e interferencias. Dos picoredes pueden conectarse para formar una red dispersa (scatternet). Un dispositivo Bluetooth puede participar en
varias picoredes al mismo tiempo, permitiendo así la posibilidad de que la
información pudiera fluir más allá de la zona de cobertura de una única picored. En
una red dispersa, un dispositivo podría ser un esclavo en varias de las picoredes,
pero actuar como maestro en sólo una de ellas.
IrDA:
La Asociación de Datos por Infrarrojos (Infrared Data Association - IrDA)
especifica un conjunto completo de estándares para comunicaciones por infrarrojos.
IrDA se refiere a ese conjunto de normas y se utiliza para proporcionar conectividad
inalámbrica a los dispositivos que normalmente utilizan cables para la conectividad.
IrDA es un estándar de transmisión de datos ad-hoc de bajo consumo de energía,
bajo coste, unidireccional (punto a punto), cono de ángulo estrecho (<30º), diseñado
para operar con distancias de hasta 1 metro y a velocidades de 9600 bps a 4 Mbps
(actualmente), 16 Mbps (en desarrollo). Algunos de los dispositivos que utilizan
IrDA son portátiles, PDAs, impresoras y cámaras.
ZigBee
ZigBee también sirve para la creación de redes inalámbricas más grandes que no
exijan una gran cantidad de transmisión de datos. En una red ZigBee pueden
participar dos tipos diferentes de dispositivos: dispositivos de funcionalidad
completa (Full Function Device - FFD) y dispositivos de funcionalidad reducida
(Reduced Function Device - RFD). Los FFDs pueden operar en tres modos
distintos, como coordinador de la WPAN, coordinador o dispositivo. El RFD se
diseñó sólo para aplicaciones muy simples, como la de un interruptor de luz. ZigBee
soporta tres topologías de red diferentes: estrella, malla, y árbol.
UWB
UWB ofrece una velocidad de transmisión de datos de más de 110 Mbps hasta 480
Mbps a distancias de hasta unos pocos metros capaz de satisfacer a la mayoría de
las aplicaciones multimedia como pueda ser el audio y video en las redes del hogar,
y también puede actuar como un sustituto inalámbrico del cable de buses serie de
alta velocidad tales como el USB 2.0 y IEEE 1394. En América, las frecuencias
para UWB están asignadas en la banda de 3,1 GHz a 10,6 GHz. Sin embargo, en
Europa, las frecuencias incluyen dos bandas: de 3,4 GHz a 4,8 GHz y de 6 GHz a
8,5 GHz. Las comunicaciones UWB transmiten información mediante la emisión de pulsos
de muy corta duración y de gran ancho de banda, 1.5 .
2.Redes inalámbricas de área local (WLAN)
Las redes inalámbricas de área local (WLAN o también conocida como WIFI) están diseñadas para proporcionar
acceso inalámbrico en zonas con un rango típico de hasta 100 metros y se utilizan
sobre todo en el hogar, la escuela, una sala de ordenadores, o entornos de oficina
(Figura 1.6). Esto proporciona a los usuarios la capacidad de moverse dentro de un
área de cobertura local y permanecer conectado a la red [2, 5].
3. Redes inalámbricas de área metropolitana
(WMAN)
WiMAX es similar a Wi-Fi, pero proporciona cobertura a distancias mayores.
Mientras que Wi-Fi está destinado a proporcionar cobertura en áreas relativamente
pequeñas, como en oficinas o hot spots, WiMAX opera en dos bandas de frecuencia,
una mezcla de banda con licencia y banda sin licencia, de 2 GHz a 11 GHz y de 10
GHz a 66 GHz, pudiendo alcanzar velocidades de transmisión próximas a 70 Mbps
en una distancia de 50 km a miles de usuarios desde una única estación base, tal
como se representa en la Figura 1.7. Al poder operar en dos bandas de frecuencia,
WiMAX puede trabajar con y sin línea de visión directa. En el rango de frecuencias
de 2 a 11GHz se trabaja sin línea de visión directa, donde un equipo dentro de un
edificio se comunica con una torre/antena exterior del edificio. Las transmisiones a
baja frecuencia no son fácilmente perturbadas por obstáculos físicos. Por el
contrario, las transmisiones a mayor frecuencia se utilizan en aplicaciones con línea
de visión directa. Esto permite a las torres/antenas poder comunicarse entre sí en
distancias mayores.
4. Redes inalámbricas de área amplia (WWAN)
Las redes inalámbricas de área amplia se extienden más allá de los 50 kilómetros y
suelen utilizar frecuencias con licencia. Este tipo de redes se pueden mantener en
grandes áreas, tales como ciudades o países, a través de los múltiples sistemas de
satélites o ubicaciones con antena atendidos por un proveedor de servicios de
Internet.
Red de telefonía móvil:
En la red de telefonía móvil, el área de cobertura se divide en celdas. Un transmisor
de celda o estación base, en el centro de la celda, está diseñado para servir a una
celda individual. Los dispositivos móviles están conectados a una estación base y
estas últimas a una central de conmutación de telefonía móvil que une el teléfono
móvil y la red cableada de telefonía. El sistema pretende hacer un uso eficiente de
los canales disponibles mediante el uso de transmisores de baja potencia para
permitir la reutilización de frecuencias a distancias mucho más pequeñas.
Satélite:
Las comunicaciones inalámbricas también pueden llevarse a cabo a través de
satélites. Debido a su gran altura, las transmisiones por satélite pueden cubrir una
amplia área sobre la superficie de la tierra. Esto puede ser muy útil para los usuarios
que se encuentran en zonas remotas o islas donde no hay cables submarinos en
servicio. En estos casos, se necesitan teléfonos vía satélite.
Cada satélite está equipado con varios transpondedores los cuales constan de un
transceptor y una antena. La señal entrante se amplifica y luego es retransmitida en
una frecuencia diferente.
Ventajas y desventajas :
Las redes inalámbricas tienen una serie de beneficios clave frente a las redes
cableadas como la movilidad, la rentabilidad y la capacidad de adaptación, pero
también algunas desventajas como la seguridad. A continuación, se enumeran las
principales ventajas y desventajas de una red inalámbrica frente a una red cableada.
La siguiente lista resume algunos de los beneficios de las redes inalámbricas:
Aumento de la eficiencia:
Los cables atan a uno a un lugar. Conectarse de manera inalámbrica significa que
uno tiene la libertad de cambiar su ubicación sin perder la conexión, sin la necesidad
de cables o adaptadores adicionales para acceder a las redes de la oficina.
Flexibilidad:
Los trabajadores de oficinas con redes inalámbricas pueden conectarse en red sin
sentarse en equipos dedicados y pueden también seguir siendo productivos fuera de
la oficina. Esto puede conducir a nuevos estilos de trabajo, como el trabajo en el
domicilio o el acceso directo a datos corporativos mientras uno se encuentra en las
oficinas o instalaciones de un cliente.
Ahorro de costes:
Las redes inalámbricas pueden resultar más fáciles y baratas de instalar,
especialmente en edificios catalogados o donde el propietario no va a permitir la
instalación de cables. La ausencia de cableado hace bajar costos. Esto se consigue
mediante una combinación de factores: el costo relativamente bajo de los routers
inalámbricos, la no necesidad de hacer regatas, perforar y empotrar cables dentro
de las paredes u otros métodos que sean necesarios para realizar conexiones físicas.
Además, no se hace necesario el mantenimiento del cableado.
Adaptabilidad:
Integración rápida y fácil de los dispositivos en la red, y una alta flexibilidad al
modificar una instalación.
Nuevas oportunidades/aplicaciones:
Las comunicaciones inalámbricas podrían permitir ofrecer nuevos productos o
servicios. Por ejemplo, muchas salas de embarque de aeropuertos, estaciones de
tren, hoteles, cafés y restaurantes proporcionan conexión Wi-Fi a través de hot
spots, permitiendo que los usuarios conecten su equipo a sus oficinas durante el
viaje.
Existen también ciertas desventajas asociadas con el uso de redes inalámbricas:
Seguridad:
La transmisión inalámbrica es más vulnerable a los ataques de usuarios no
autorizados, es por ello que se debe prestar una especial atención a la seguridad.
Problemas de instalación:
Se pueden sufrir interferencias si existen otras redes inalámbricas en el mismo
edificio o bien cuando otras fuentes de señales de radio están presentes. Esto podría
conducir a una mala comunicación o, en casos extremos, a la pérdida de la
comunicación inalámbrica por completo .
Cobertura:
En algunos edificios conseguir una cobertura consistente puede ser difícil, lo que
conlleva la existencia de puntos negros donde no hay cobertura. Por ejemplo, en las
estructuras construidas a base de materiales de refuerzo de acero, puede que resulte
difícil recibir las señales vía radio.
Velocidad de transmisión:
La transmisión inalámbrica puede ser más lenta y menos eficiente que las redes
cableadas. En las grandes redes inalámbricas, por lo general, la red troncal será
cableada en vez de inalámbrica.
Conclusiones:
Las tecnologías de redes inalámbricas conectan, sin el uso de cables, nuestros
dispositivos de alta tecnología a una red de alta velocidad o a otro dispositivo. En
el pasado, los cables tenían que ser instalados de una habitación a otra o de un piso
a otro, el precio de configuración de la red era alto, y el tiempo para configurar una
red cableada era muy superior con respecto a una red inalámbrica, entre otras cosas.
Hoy en día la configuración de red inalámbrica es muy fácil de hacer, y hay una
enorme cantidad de productos inalámbricos para elegir, además de un montón de
recursos disponibles de ayuda con la instalación y la configuración de la red
inalámbrica, si fuera necesario.
Se puede elegir entre diferentes tecnologías aquella que mejor se adapte a los
requisitos de la aplicación y al alcance, desde unos pocos metros hasta varios
kilómetros. Sin duda, las redes inalámbricas ofrecen nuevas oportunidades para
soluciones industriales, pero deben implementarse con especial atención a la
seguridad.
Tipo de red
|
Nombre
|
Estándar
|
Banda
de frecuencia
|
Rango nominal
|
Máxima
Velocidad.
Transmis.
|
WPAN
|
Bluetooth
|
IEEE 802.15.1
|
2.4 GHz
|
10 m:
|
720 Kbps
|
IrDA
|
IrDA
|
Ventana Infrarrojo 850-900 nm longitud de
onda
|
1 m
|
16 Mbps
|
|
ZigBee
|
IEEE 802.15.4
|
868 MHz, 900 MHz,
2.4 GHz
|
10 m
|
250 Kbps
|
|
UWB
|
IEEE 802.15.3
|
3.1-10.6 GHz (USA)
3.4-4.8 GHz & 6-8.5
GHz (Europa)
|
10 m
|
480 Mbps
|
|
WLAN
|
Wi-Fi
|
IEEE 802.11
|
2.4 / 5 GHz
|
100 m
|
1 Mbps
|
IEEE 802.11ª
|
5 GHz
|
100 m
|
48 Mbps
|
||
IEEE 802.11b
|
2.4 GHz
|
100 m
|
11 Mbps
|
||
IEEE 802.11g
|
2.4 GHz
|
100 m
|
54 Mbps
|
||
IEEE 802.11n
|
2.4 / 5 GHz
|
250 m
|
600 Mbps
|
||
IEEE
802.11ac
|
5 GHz
|
250 m
|
1.3 Gbps
|
||
WMAN
|
WiMAX
|
IEEE 802.16
|
2-11 GHz y10-66
GHz
|
50 km
|
70 Mbps
|
WWAN
|
Móvil
|
AMPS, GSM,
GPRS,
UMTS,
HSDPA, LTE
|
700 MHz, 850 MHz,
900
MHz, 1800 MHz,
1900 MHz, 2100
MHz, 2600 MHz
|
> 50 km
|
1 Gbps
|
Satélite
|
DVB-S2
|
3-30 GHz
|
> 50 km
|
60 Mbps
|
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