Redes Inalámbricas

WLAN

Una redredredred inalámbricainalámbricainalámbricainalámbrica es, como su nombre lo indica, una red en laque dos o más terminales se pueden comunicar sin la necesidadde una conexión por cable.

Con las redes inalámbricas, un usuario puede mantenerseconectado cuando se desplaza dentro de una determinada áreageográfica.

Las redes inalámbricas se basan en un enlace que utiliza ondaselectromagnética (radio e infrarrojo) en lugar de cableado estándar. Haymuchas tecnologías diferentes que se diferencian por la frecuencia detransmisión que utilizan, y el alcance y la velocidad de sustransmisiones. Las redes inalámbricas permiten que los dispositivosremotos se conecten sin dificultad, ya se encuentren a unos metros dedistancia como a varios kilómetros. Asimismo, la instalación de estasredes no requiere de ningún cambio significativo en la infraestructuraexistente como pasa con las redes cableadas.

Tampoco hay necesidad de agujerear las paredes para pasar cables nide instalar portacables o conectores. Esto ha hecho que el uso de estatecnología se extienda con rapidez. Por el otro lado, existen algunascuestiones relacionadas con la regulación legal del espectroelectromagnético. Las ondas electromagnéticas se transmiten a travésde muchos dispositivos (de uso militar, científico y de aficionados), peroson propensos a las interferencias. Por esta razón, todos los paísesnecesitan regulaciones que definan los rangos de frecuencia y lapotencia de transmisión que se permite a cada categoría de uso.

INFRAROJOINFRAROJOINFRAROJOINFRAROJO VSVSVSVS.... ENLACESENLACESENLACESENLACES RADIALESRADIALESRADIALESRADIALES

InfrarrojosInfrarrojosInfrarrojosInfrarrojos

•VentajasVentajasVentajasVentajas::::

�Emisores y receptores muy simples y baratos�No interfiere con otros dispositivos de RF

•DesventajasDesventajasDesventajasDesventajas::::

�Poco Ancho de Banda, Necesidad de comunicación “visual” Esta esuna desventaja Importante. Por ejemplo, no se podría comunicar unPC en una sala con una impresora que esté en otra sala. Esto limitamucho las posibilidades de comunicación entre dispositivos y da unaspecto de comunicación “de juguete”. ��Habitualmente comunicaciones sólo entre 2 interlocutores

RadioRadioRadioRadio----FrecuenciaFrecuenciaFrecuenciaFrecuencia

•VentajasVentajasVentajasVentajas::::

�Mayor área de cobertura, No necesita comunicación “visual” entredispositivos.�Mayor Ancho de Banda.

DesventajasDesventajasDesventajasDesventajas::::•DesventajasDesventajasDesventajasDesventajas::::

�Interferencias, No solo interferencias entre diferentes dispositivosconectados a una red, sino también entre otro tipo de dispositivosindependientes que generen campos electromagnéticos, por ejemplo,microondas, Rango de frecuencias limitado.�Espectro Limitado en varios países.�Seguridad

Ventajas de las Redes Inalámbricas

•FlexibilidadDentro de la zona de cobertura de la red inalámbrica los nodos se podráncomunicar y no estarán atados a un cable para poder estar comunicadospor el mundo Por ejemplo, para hacer esta presentación se podría habercolgado la presentación de la web y haber traído simplemente el portátily abrirla desde Internet incluso aunque la oficina en la queestuviésemos no tuviese rosetas de acceso a la red cableada.

•PocaPocaPocaPoca planificaciónplanificaciónplanificaciónplanificaciónCon respecto a las redes cableadas. Antes de cablear un edificio o unasoficinas se debe pensar mucho sobre la distribución física de lasmáquinas, mientras que con una red inalámbrica sólo nos tenemos quepreocupar de que el edificio o las oficinas queden dentro del ámbito decobertura de la red.

•DiseñoDiseñoDiseñoDiseñoLos receptores son bastante pequeños y pueden integrarse dentro de undispositivo y llevarlo en un bolsillo, etc.

•RobustezRobustezRobustezRobustez

Ante eventos inesperados que pueden ir desde un usuario que setropieza con un cable o lo desenchufa, hasta un pequeño terremoto oalgo similar.

Una red cableada podría llegar a quedar completamente inutilizada,mientras que una red inalámbrica puede aguantar bastante mejor estetipo de percances inesperados

InconvenientesInconvenientesInconvenientesInconvenientes dededede laslaslaslas RedesRedesRedesRedes InalámbricasInalámbricasInalámbricasInalámbricas

•CalidadCalidadCalidadCalidad dededede ServicioServicioServicioServicio

Las redes inalámbricas ofrecen una peor calidad de servicio que lasredes cableadas. Estamos hablando de velocidades que no superanhabitualmente los 10 Mbps, frente a los 100 que puede alcanzar una rednormal y corriente. Por otra parte hay que tener en cuenta también latasa de error debida a las interferencias. Esta se puede situar alrededortasa de error debida a las interferencias. Esta se puede situar alrededorde 10EXP-4 frente a las 10EXP-10 de las redes cableadas. Estosignifica 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 lomismo, aproximadamente de cada Megabit transmitido, 1 Kbit seráerróneo. Esto puede llegar a ser imposible de implantar en algunosentornos industriales con fuertes campos electromagnéticos y ciertosrequisitos de calidad.

•CosteCosteCosteCoste

Aunque cada vez se está abaratando, aún sale bastante más caro montaruna red inalámbrica, que una red cableada, pero hay que pensar en losbeneficios vs coste, y decidir en base a un análisis y pensando siempre ensatisfacer necesidades.

•SolucionesSolucionesSolucionesSoluciones PropietariasPropietariasPropietariasPropietarias

Como la estandarización está siendo bastante lenta, ciertos fabricanteshan sacado al mercado algunas soluciones propietarias que sólofuncionan en un entorno homogéneo y por lo tanto estando atado a esefabricante. Esto supone un gran problema ante el mantenimiento delsistema, tanto Para ampliaciones del sistema como para la recuperaciónante posibles fallos. Cualquier empresa o particular que desee mantenersu sistema funcionando se verá obligado a acudir de nuevo al mismofabricante para comprar otra tarjeta, punto de enlace, etc.

•RestriccionesRestriccionesRestriccionesRestricciones

Estas redes operan en una parte del espectro radioeléctrico. Ésteestá muy saturado hoy día y las redes deben amoldarse a las reglasque existan dentro de cada país. Existen limitaciones en el ancho debanda a utilizar por parte de ciertos estándares.

•SeguridadSeguridadSeguridadSeguridad

�Por una parte seguridad e integridad de la información que se�Por una parte seguridad e integridad de la información que setransmite. Este campo está bastante criticado en casi todos losestándares actuales, que, según dicen no se deben utilizar enentornos críticos cuyos en los cuales un “robo” de datos pueda serpeligroso.�Por otra parte este tipo de comunicación podría interferir con otrasredes de comunicación (policía, bomberos, hospitales, etc.) y esto hayque tenerlo en cuenta en el diseño.

TIPOS DE REDES INALAMBRICASTIPOS DE REDES INALAMBRICASTIPOS DE REDES INALAMBRICASTIPOS DE REDES INALAMBRICAS

•REDES INALAMBRICAS DE DATOSREDES INALAMBRICAS DE DATOSREDES INALAMBRICAS DE DATOSREDES INALAMBRICAS DE DATOS

�BAN (BODY)�WPAN (PERSONAL)�WLAN (LOCAL)�WMAN (METROPOLITANA)�WRAN (REGIONAL)�WWAN (WIDE-EXTENSA)

•TELEFONÍA CELULARTELEFONÍA CELULARTELEFONÍA CELULARTELEFONÍA CELULAR•TELEFONÍA CELULARTELEFONÍA CELULARTELEFONÍA CELULARTELEFONÍA CELULAR

1G, 2G, 2.5G, 3G, (3.5G, 4G)

•COMUNICACIONES SATELITALESCOMUNICACIONES SATELITALESCOMUNICACIONES SATELITALESCOMUNICACIONES SATELITALES

•OTRAS TECNOLOGIASOTRAS TECNOLOGIASOTRAS TECNOLOGIASOTRAS TECNOLOGIAS

REDES INALÁMBRICAS DE DATOSREDES INALÁMBRICAS DE DATOSREDES INALÁMBRICAS DE DATOSREDES INALÁMBRICAS DE DATOS

WBAN (WIRELESSBODY AREA NETWORK)WBAN (WIRELESSBODY AREA NETWORK)WBAN (WIRELESSBODY AREA NETWORK)WBAN (WIRELESSBODY AREA NETWORK)

redredredred dededede áreaáreaáreaárea corporalcorporalcorporalcorporal, es una red de comunicacióninalámbrica entre dispositivos de baja potenciautilizados en el cuerpo, consiste en un conjuntomóvil y compacto de comunicación entre,por ejemplo micrófonos, auriculares.

También la red puede estar formadapor dispositivos (sensores) de bajapor dispositivos (sensores) de bajapotencia implantados en el cuerpo,estos dispositivos controlan losparámetros vitales del cuerpo y movimientos. Estos dispositivos secomunican a través de las tecnologías inalámbricas, transmiten datosdesde el cuerpo a una estación base, de donde los datos pueden serremitidos a un hospital, Clínica o a otro lugar, en tiempo real.La tecnología WBAN está aún en su etapa inicial, esta servirá para unavariedad de aplicaciones, incluyendo médicas, electrónica de consumo,entretenimiento y otros. La tecnología, una vez aceptada y aprobada, seespera que sea un gran avance sobre todo en la asistencia médica.

WPAN WPAN WPAN WPAN 802.15802.15802.15802.15

Una red inalámbrica de área personal (WPAN) incluye redesinalámbricas de corto alcance que abarcan un área de algunasdecenas de metros (10m). Este tipo de red se usa generalmente paraconectar dispositivos periféricos (por ejemplo, impresoras, teléfonosmóviles y electrodomésticos) o un asistente personal digital (PDA) aun ordenador sin conexión por cables. También se pueden conectar deforma inalámbrica dos ordenadores cercanos. Se usan varios tipos detecnología para las WPAN:tecnología para las WPAN:

La tecnología principal WPAN es Bluetooth,lanzado por Ericsson en 1994.Ofrece una velocidad máxima de 1 Mbpscon un alcance máximo de unos treintametros. La tecnología Bluetooth, tambiénconocida como IEEE 802.15.1, tiene laVentaja de tener un bajo consumo deenergía, algo que resulta ideal para usarla en periféricos de pequeñotamaño.

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Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricasde Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de vozy datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace porradiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz Los principalesobjetivos que se pretenden conseguir con esta norma son: Facilitarlas comunicaciones entre equipos móviles y fijos. Eliminar cables ylas comunicaciones entre equipos móviles y fijos. Eliminar cables yconectores entre éstos. Ofrecer la posibilidad de crearpequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datosentre equipos personales. Los dispositivos que con mayor frecuenciautilizan esta tecnología pertenecen a sectores delas telecomunicaciones y la informática personal,como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles, ordenadorespersonales, impresoras o cámaras digitales.

ListaListaListaLista dededede aplicacionesaplicacionesaplicacionesaplicaciones

•Manos libres para el iPhone con tecnología Bluetooth.

•Reemplazo de la tradicional comunicación por cable entreequipos GPS y equipamiento médico.

•Controles remotos (tradicionalmente dominado por el infrarrojo).

•Enviar pequeñas publicidades desde anunciantes a dispositivos conBluetooth. Un negocio podría enviar publicidad a teléfonos móvilescuyo Bluetooth (los que lo posean) estuviera activado al pasar cerca.

•Las consolas Sony PlayStation 3 y Wii incorporan Bluetooth, lo queles permite utilizar mandos inalámbricos, aunque los mandosoriginales de la Wii funcionan mezclando la tecnología de infrarrojos yBluetooth.

La especificación de Bluetooth definiría un canal de comunicación demáximo 720 kb/s con un rango óptimo de 10 metros (opcionalmente 100metros con repetidores). Su frecuencia de tráfico, con la que trabaja, seencuentra en el rango de 2,4 a 2,48 GHz con amplio espectro y saltos defrecuencia (FHSS) con posibilidad de transmitir en Full Duplex con unmáximo de 1600 saltos/s, los cuales se dan entre un total de 79frecuencias con intervalos de 1Mhz.

Por todo, la potencia de salida para transmitir a una distancia máximade 10 metros es de 0 dbm (1 mW), mientras que, en sí, la versión de largode 10 metros es de 0 dbm (1 mW), mientras que, en sí, la versión de largoalcance transmite entre los 20 y 30 dBm (entre 100 mW y 1 W).

Digital Enhanced Cordless Telecommunications

DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications,TelecomunicacionesInalámbricas Mejoradas Digitalmente), es un estándar TSI para teléfonosinalámbricos digitales, comúnmente utilizado para propósitos domésticos ocorporativos. El DECT también puede ser utilizado para transferenciasinalámbricas de datos.

DECT es como un dispositivo celular GSM. Una gran diferencia entre ambosDECT es como un dispositivo celular GSM. Una gran diferencia entre ambossistemas es que el radio de operación de los aparatos DECT es desde 25hasta 100 metros, mientras que los GSM de 2 a 10 kilómetros.

El DECT fue desarrollado por ETSI, pero ha sido adoptado por varios paísesalrededor del mundo. El DECT es utilizado en todos los países de Europa,además, es usado en la mayor parte de Asia, Australia y Sudamérica.En Norteamérica estuvo fuera de los límites para el DECT, pero es posibleque cambie en un futuro cercano.

ZigBeeZigBeeZigBeeZigBee 802.15.4802.15.4802.15.4802.15.4

ZigBee es el nombre de la especificación de un conjunto deprotocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica para suutilización con radiodifusión digital de bajo consumo, basada enel estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de áreapersonal (wireless personal area network, WPAN). Su objetivo sonlas aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con bajatasa de envío de datos y maximización de la vida útil de susbaterías.

En principio, el ámbito donde se prevé que esta tecnología cobremás fuerza es en domótica, como puede verse en los documentos dela ZigBee Alliance, la razón de ello son diversas características quelo diferencian de otras tecnologías:

•Su bajo consumo.•Su topología de red en malla.•Su fácil integración (se pueden fabricar nodos muy pequeños).

CUADRO COMPARATIVO 3 TECNOLOGIASCUADRO COMPARATIVO 3 TECNOLOGIASCUADRO COMPARATIVO 3 TECNOLOGIASCUADRO COMPARATIVO 3 TECNOLOGIAS

¿Qué¿Qué¿Qué¿Qué característicascaracterísticascaracterísticascaracterísticas tienetienetienetiene lalalala tecnologíatecnologíatecnologíatecnología ZigbeeZigbeeZigbeeZigbee????

ZigBee, también conocido como "HomeRF Lite", es una tecnologíainalámbrica con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s yrangos de 10 m a 75 m. Puede usar las bandas libres ISM de 2,4 GHz,868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU).

Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cualestienen la mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido conobjeto de consumir menos energía que otras tecnologías inalámbricas,objeto de consumir menos energía que otras tecnologías inalámbricas,el objetivo, es que un sensor equipado con un transceiver ZigBee puedaser alimentado con dos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2años.

Como comparativa, la tecnología Bluetooth es capaz de llegar a 1 MB/sen distancias de hasta 10 m operando en la misma banda de 2,4 GHz,sólo puede tener 8 nodos por celda y está diseñado para mantenersesiones de voz de forma continuada, ZigBee es mucho mejor en todosentido.

Se espera, que los módulos ZigBee sean los transmisores inalámbricosmás baratos jamás producidos de forma masiva, con un costeestimado alrededor de los 2 euros. Dispondrán de una antenaintegrada, control de frecuencia y una pequeña batería. ZigBeeZigBeeZigBeeZigBee ofreceuna solución tan económica porque la radio se puede fabricar conmuchos menos circuitos analógicos de los que se necesitanhabitualmente.

ÁÁÁÁreasreasreasreas dededede aplicaciónaplicaciónaplicaciónaplicación....

•Control y monitoreo industrial.•Agricultura de precisión.

• Humedad del suelo.• Nivel de PH.• Niveles de pesticidas

•Automatización y Networking en el hogar.•Automatización de casas y edificios.•Sensado Automotriz.

•Presión de llantas.

DISPOSITIVOSZIGBEE

APLICACIONES ZIGBEE

WIRELESS SENSOR NETWORKS (WSN)WIRELESS SENSOR NETWORKS (WSN)WIRELESS SENSOR NETWORKS (WSN)WIRELESS SENSOR NETWORKS (WSN)

Las Redes de Sensores, están formadas por una serie de pequeñosdispositivos electrónicos que tienen acceso al mundo exterior por mediode sensores.El nombre que se le da a este tipo de dispositivos es el de “mota”, queproviene de la traducción inglesa de la palabra “mota de polvo”, con lafinalidad de indicar en una sola palabra dos de los conceptos principales:su pequeño tamaño y la idea de que pueden estar situados en cualquierlugar. Este concepto dio lugar a la creación de las redes de polvo (Dustlugar. Este concepto dio lugar a la creación de las redes de polvo (DustNetworks) y al sobrenombre de "polvo inteligente" (Smart Dust).

Estos sensores, a desarrollar, tendrán la capacidad de comunicarse entresí mediante la creación de redes malladas (redes mesh), a través de lasinfraestructura pública de iluminación, usando el protocolo ZigBee, que,a la vez, permite la retransmisión de la información adquirida a travésde la red hasta un punto de control que registre los valores observados eincluso tome decisiones consecuentemente.

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Con la aparición de sensores inteligentes para la medición deparámetros ambientales se abren nuevas posibilidades deaplicaciones. En el marco del proyecto EFFICity, se investigará entorno a sensores capaces de medir variables tan diversas como lahumedad, la luz, el PH, la contaminación por radiación eléctrica o latemperatura (incluso a distancia vía infrarrojos).

La utilización de una red de sensores permite distribuir los mismossobre grandes extensiones, como puede ser el campo abierto,habilitando el análisis global del estado de una determinada zona ytomar las acciones pertinentes en el caso en que sea necesario. Enocasiones los sensores ambientales deberán estar situados enexteriores y muchas veces visibles lo que aumenta la probabilidad deque se dañen o sufran actos vandálicos.

APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES

APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES

ULTRA WIDEBAND 802.15.3aULTRA WIDEBAND 802.15.3aULTRA WIDEBAND 802.15.3aULTRA WIDEBAND 802.15.3a

Esta tecnología soporta altas velocidades sobre todo en distanciascortas, lo que la hace mucho más atractiva para usos más personales,como por ejemplo en los hogares o en sitios pequeños o específicos deuna empresa o negocio

La tecnología UWB se usa más que todo en redes WPAN (WirelessPersonal Area Network), debido a los datos de alta capacidad dePersonal Area Network), debido a los datos de alta capacidad derendimiento, bajos requerimientos de potencia y características decorto alcance.

UWB ofrece una velocidad promedio de 500 Mbps, con la condición deque los dispositivos conectados estén en un rango de 10 Metros omenos.

APLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONESAPLICACIONES

•Reemplaza los cables, por el medio inalámbrico para la transferenciade datos entre dispositivos portátiles, tales como MP3, cámarasdigitales y demás dispositivos con conectividad inalámbrica.

•Habilitación de alta velocidad por medio del WUSB, un dispositivo•Habilitación de alta velocidad por medio del WUSB, un dispositivousb inalámbrico para conectar computadores y periféricos como losson impresoras, y dispositivos de almacenamiento (Discos duros).

•Creación de redes ad-hoc de alto bit rate para conectividadinalámbrica de dispositivos móviles y computadores.

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Los infrarrojos son ondas electromagnéticas que se propagan en línearecta, siendo susceptibles de ser interrumpidas por cuerpos opacos. Suuso no precisa licencias administrativas y no se ve afectado porinterferencias radioeléctricas externas, pudiendo alcanzar distancias dehasta 200 metros entre cada emisor y receptor

Las redes de luz infrarroja están limitadas por el espacio y casigeneralmente la utilizan redes en las que las estaciones se encuentrangeneralmente la utilizan redes en las que las estaciones se encuentranen un solo cuarto o piso, algunas compañías que tienen sus oficinas envarios edificios realizan la comunicación colocando los receptores /emisores en las ventanas de los edificios.

Necesitan línea de vista para su transmisión, la neblina o lluvia puedencausar grave interferencia en esta comunicación.

Se la utiliza en PC’s, celulares y controles remotos.

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