Redes Inalambricas

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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