Unidad 4 Redes Inalámbricas

4.1 Introducción A Redes Inalámbricas.

Una de las tecnologías más prometedoras y discutidas en esta década es la de poder comunicar computadoras mediante tecnología inalámbrica. 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.

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.

4.2 Estándares De Una Red Inalámbrica

Diferentes estándares desarrollados para diferentes tipos de necesidades. La diferencia primordial entre la mayoría de los estándares inalámbricos es su definición.

ü  Definición de las especificaciones técnicas

ü  Definición de los productos actuales

ü  Definición de las aplicaciones

Para muchos, Wi-Fi, Bluetooth y Zig-Bee están todas agrupadas en la misma categoría, cuando en realidad representan muy diferentes etapas de desarrollo y ofrecen varios niveles de funcionalidad.

v  Wi-Fi

Wi-Fi, o 802.11b, es un estándar robusto, maduro y bien establecido que continúa creciendo y evolucionando. En el año de 2004 se certificaron dos nuevas versiones de especificaciones: 802.11a y 802.11g, mostrando este ultimo un crecimiento dramático.

Una de las ventajas de la tecnología 802.11g es que es totalmente compatible con los productos desarrollados en la versión anterior 802.11b, de los cuales existen muchos instalados y muy pronto esa compatibilidad incluirá a los sistemas 802.11a, de modo que si usted cuenta con una infraestructura de 802.11g, soportara todos los equipos antiguos y modernos.

ü  Wi-Fi es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basado en las especificaciones IEEE 802.11. Wi-Fi se creó para ser utilizada en redes locales inalámbricas, pero es frecuente que en la actualidad también se utilice para acceder a Internet.

2      Los estándares IEEE 802.11b e IEEE 802.11g que disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps, respectivamente.

3      Existe también el estándar IEEE 802.11n que trabaja a 2.4 GHz a una velocidad de 108 Mbps. Aunque estas velocidades de 108 Mbps son capaces de alcanzarse ya con el estándar 802.11g gracias a técnicas de aceleramiento que consiguen duplicar la transferencia teórica.

v  Bluetooth

Está detrás de Wi-Fi en un proceso evolutivo, pero ahora cada vez mejor. Las especificaciones están completas. La nueva versión 1.2, incorpora la función de salto de frecuencia adaptiva, la cual minimiza la interferencia mutua con sistemas de frecuencia estática (802.11) y hace posible la coexistencia de diferentes sistemas inalámbricos en el mismo entorno. Esta función permite a los dispositivos Bluetooth, operar mas efectivamente en donde existen redes inalámbricas, como en los grandes supermercados y en muchos almacenes. La versión 1.2 también ha corregido los problemas asociados con la transmisión de voz, y soporta mejor los audífonos inalámbricos, como los de los teléfonos celulares y los sistemas basados en voz utilizados en los almacenes.

Bluetooth es la norma que define un estándar global de comunicación inalámbrica, que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia. Los principales objetivos que se pretende conseguir con esta norma son:

• Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos 
• Eliminar cables y conectores entre éstos 
• Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre nuestros equipos personales

Los protocolos son una forma consensuada en la que los dispositivos intercambian información. Para cada tipo de red incluida la especificación Bluetooth existe un conjunto de protocolos o reglas que definen exactamente como se pasan los mensajes por el enlace.

v  ZigBee

ZigBee todavía no es un estándar, pero muy pronto escucharemos noticias al respecto. Esta tecnología es la más nueva en este ambiente. La gente todavía no ha distinguido la diferencia entre 802.15.4 y ZigBee. La primera es un estándar de radio bajo la familia WPAN (Área de red personal inalámbrica) y ZigBee es la especificación definiendo las aplicaciones de red capaces de soportar esos dispositivos.

Está diseñado para dar servicio a dispositivos con baja transmisión de datos a comparación de dispositivos que requieren banda ancha para transmitir video y gráficos. Esto quiere decir que este estándar su usara pronto en la industria del retail. ZigBee es un protocolo de comunicaciones inalámbrico similar al bluetooth.

ZigBee es muy similar al Bluetooth pero con algunas diferencias:
Menor consumo eléctrico que el ya de por sí bajo del Bluetooth 

Velocidad de transferencia también menor.

Características del sistema:

Bandas en las que opera: 2.4 Ghz, 915 MHz y 868 MHz.
Métodos de transmisión: DSSS, se focaliza en las capas inferiores de red (Física y MAC).
Velocidad de transmisión: 20 kbit/s por canal.
Rango: 10 y 75 metros.

4.3 Seguridad Inalámbrica

Medidas de seguridad que usted necesita tomar el establecimiento de una red hace fácil compartir el acceso y datos del Internet. Pero usted no desearía compartir su información con cualquier persona.

Aquí están cuatro medidas de seguridad esenciales que usted debe tomar para asegurar su red inalámbrica.

1.         Cambie el SSID de defecto  (nombre de la red).

2.         Inhabilite la opción de la difusión del SSID.

3.         Cambie la contraseña del defecto utilizada para tener acceso a un dispositivo inalámbrico.

4.         Active la filtración del MAC ADDRESS.

4.4 Componentes De Una Red Inalámbrica.

Las redes WLAN está integradas por usuarios, dispositivos de acceso al medio y dispositivos de usuario final cuya interacción permite la conectividad y facilita la transmisión de datos.  En el presente capítulo se abordará cada uno de estos aspectos con la finalidad de dar claridad y comprensión en el conocimiento esta moderna tecnología.

v  Medio Aéreo

Un primer elemento que a pesar de su intangibilidad, debe ser considerado al implementar WLANs es el medio aéreo ya que es el elemento fundamental para la propagación de las señales inalámbricas. El aire es el “conducto” a través del cual la información fluye entre los dispositivos de usuario y la infraestructura de red. Similar al comportamiento en las comunicaciones “habladas”, a medida que los dispositivos se alejan es difícil mantener la comunicación especialmente en ambientes de alto ruido e interferencia.

Las señales con información inalámbrica atraviesan el aire y tienen características especiales que permiten su propagación en largas distancias. Además, las señales inalámbricas no pueden ser escuchadas por los humanos y se pueden amplificar a mayores niveles sin causar molestia. La calidad de la transmisión sin embargo depende de los obstáculos en el medio aéreo que disminuyen o dispersan la potencia y rango de las señales inalámbricas. 

v  Usuarios

Un usuario puede ser cualquier ente que hace uso de la red inalámbrica. Uno de los tipos de usuario más comunes es una persona, como por ejemplo un empresario de negocios que accede a Internet desde una WLAN pública en un aeropuerto, o un analista de crédito que consulta una aplicación de cartera en la WLAN corporativa.  

 Los usuarios de las redes WLANs tienen a ser móviles y por lo tanto se encuentran en constante desplazamiento en un área determinada que puede ser un campus, un hotel, una empresa, una planta de producción etc. La movilidad es la característica por excelencia de una red inalámbrica y uno de los principales beneficios obtenidos al implementarla. 

Dispositivos usados en la WLAN

Las redes inalámbricas utilizan componentes similares a las redes LANs cableadas. Estos componentes comprenden dos diferentes clases de dispositivos:

v  Dispositivos de acceso al medio como tarjetas inalámbricas y estaciones base (puntos de acceso, enrutadores inalámbricos).

v  Dispositivos de usuario final como computadores personales, portátiles, agendas digitales, cámaras web, impresoras, etc.

En los siguientes párrafos se profundizará en las principales características de los dispositivos mencionados y su utilización en las WLANs.

·         Dispositivos de Acceso al Medio

Para acceder a una red WLAN se requiere una infraestructura tecnológica adecuada que facilite conectarse a la red e intercambiar información. Esto se logra usando elementos como tarjetas de red y dispositivos que actúen como estaciones base como puntos de acceso y enrutadores inalámbricos.  A continuación se presentan estos equipos en detalle:

·         Tarjetas de red inalámbrica

La tarjeta de red inalámbrica también conocida como NIC (Network InterfaseCard) provee la interfase y el radio que comunica el dispositivo de usuario final con la infraestructura de red WLAN.

Existen diversos tipos de tarjetas inalámbricas dependiendo del modo como se conectan a los dispositivos de usuario final:

La tarjeta de red inalámbrica tiene incorporada una antena que convierte las señales eléctricas en ondas de radio o luz para su propagación en el medio aéreo. Las antenas comprenden muchas estructuras y pueden ser externas, internas, permanentes o desmontables.  Las antenas de las tarjetas inalámbricas incorporadas en computadores portátiles por lo general van distribuidas en el marco o carcaza de la pantalla.

·         Estaciones Base

Una estación base es un componente común de la infraestructura de red que sirve especialmente para dos propósitos:

Ø  Comunicar los dispositivos inalámbricos en un área determinada y realizar las funciones de repetidor y amplificador de las señales inalámbricas.

Ø  Permitir la conectividad entre la red inalámbrica y la red cableada para que los usuarios puedan utilizar un amplio rango de servicios de red como navegación web, consulta de email, acceso a la intranet corporativa, consulta de bases de datos, impresión remota, etc.

Las estaciones base están en capacidad de soportar comunicaciones punto-a-punto y punto-a-multipunto. Las comunicaciones punto a punto permiten que las señales inalámbricas fluyan directamente desde una estación base particular hacia un dispositivo de usuario final o hacia otra estación base. Se utilizan para soportar enlace de comunicaciones de gran distancia especialmente entre edificios.

Hay diversos tipos de estaciones base dependiendo de su  tecnología interna  y el propósito para el cual se requieran. Según estas características se tienen puntos de acceso y enrutadores inalámbricos.

·         Punto de Acceso

Es un equipo que asume las funciones de repetidor de señales y permite la conectividad de los dispositivos inalámbricos. Se comporta de manera similar a la de un concentrador cableado (hub) y maneja un ancho de banda por equipo que disminuye en la medida en que más dispositivos se comuniquen a través de él.

Por lo general el punto de acceso suministra cobertura y conectividad en un área geográfica determinada pero si se desea proveer cobertura a un área mayor, se deben conectar varios puntos de acceso y configurar el servicio de roaming.  

·         Enrutador Inalámbrico

Son dispositivos utilizados en hogares y pequeñas oficinas para conectarse a una red Internet o a una red corporativa.  Además de comportarse como puntos de acceso (con funciones de concentración, amplificación y repetición) son dispositivos más inteligentes tienen la función primaria de permitir que los equipos cableados e inalámbricos en una red accedan a otra red. 

·         Dispositivos de Usuario Final

También se denominan dispositivos cliente y son los elementos más visibles de una red inalámbrica. Suministran la plataforma física para que las aplicaciones inalámbricas provean servicios de red como captura y despliegue de datos, procesamiento de información, detección de ubicación y además comunicaciones de voz. Estos dispositivos pueden ser transportados por los usuarios finales o ubicados en sitios determinados dentro de las instalaciones de la organización (con la característica de la movilidad).  Los más destacados dispositivos cliente encontrados en las empresas son los siguientes:

·         Computadores de Escritorio

Esta categoría incluye equipos que residen en una ubicación fija dentro de la organización y su desplazamiento es reducido. Comprende equipos como:

ü  Computadores Personales (PC / Personal Computer): Equipos diseñados para ser utilizados por una sola persona a la vez en funciones de procesamiento de datos local.

ü  Estaciones de Trabajo: Son computadores usados por una persona a la vez pero con mejores especificaciones técnicas que un PC. Son útiles en aplicaciones que demandan grandes capacidades de memoria, procesador y disco duro. Por lo general se usan en ambientes de computación gráfica, autoedición, diseño e ingeniería asistida por computador, simulación de procesos, control y automatización industrial, etc.

ü  Servidores: Equipos conectados a una red con la finalidad de proveer servicios y recursos a los usuarios.

Los computadores de escritorio requieren de tarjetas de red inalámbrica para el acceso a la WLAN corporativa y configuración adecuada de los protocolos de red.

·         Computadores portátiles

Estos equipos se caracterizan por ser dispositivos de procesamiento de datos hechos específicamente para transportar fácilmente de un lugar a otro. Por lo general se agrupan en tres categorías:

Ø  Laptops: Computador lo suficientemente ligero para transportar pero no lo suficientemente pequeño para guardarlo en un bolsillo.

Ø  Notebooks: Computador más pequeño que un Laptop lo cual facilita su transporte.

Ø  Tablets: Computador a medio camino entre una computadora portátil y una agenda digital, en el que se puede escribir con una pluma electrónica y posee una pantalla táctil y giratoria.

·         Asistentes personales digitales (PDA / Personal Digital Assistant)

Son computadoras de mano originalmente diseñadas como agendas electrónicas (calendario, lista de contactos, bloc de notas y recordatorios) con un sistema de reconocimiento de escritura. Hoy día se pueden usar como una computadora doméstica (acceder a bases de datos, ver películas, crear documentos, juegos, correo electrónico, navegar por Internet, reproducir archivos de audio, etc.). 

v  Impresoras

Dispositivos que hacen una impresión en un medio como el papel y se conectan a un computador de manera cableada o inalámbrica. Estos equipos varían desde una simple impresora en una caja registradora hasta sofisticada impresora de calidad fotográfica. 

v  Escáneres de código de barras

Son dispositivos utilizados para la captura, exacta y confiable, de información de almacenada en códigos de barras. Estos equipos se utilizan bien sea de manera portátil o de manera fija en un puesto de trabajo. Se utilizan ampliamente en organizaciones o centros de acopio, donde se mantienen inventarios de productos eficientemente codificados mediante tecnología de código de barras.

v  Cámaras web

Son cámaras de video cuya salida es desplegada en una página web o en una aplicación de video. Generalmente se utilizan para funciones de televigilacia o de monitoreo remoto y aquellas que poseen conectividad WLAN facilitan su desplazamiento y ubicación permitiendo monitorear un área geográfica determinada.

v  Teléfonos inteligentes

Son dispositivos híbridos entre teléfonos inalámbricos y PDAs. Integran características de comunicación telefónica inalámbrica y de conectividad WLAN con funciones PDA como calendario, calculadora, acceso a bases de datos, consulta de email, navegación web, etc.

Dentro de esta categoría de dispositivos se encuentran los teléfonos Wi-Fi que emplean la red WLAN para realizar llamadas telefónicas y se usan para localizar empleados que trabajan en un área grande y no tienen ubicación fija. También se usan con aplicaciones de Voz sobre IP, para establecer conectividad con redes LANs cableadas y redes de telefonía tanto convencional como celular.

4.5 Configuración De Acceso A Una Red Inalámbrica.

En los últimos años hemos asistido a una invasión de los productos y las bondades de las redes de comunicaciones inalámbricas. Prácticamente todo ciudadano español tiene un dispositivo inalámbrico que le permite comunicarse allí donde se encuentre.

Podemos clasificar los dispositivos móviles según su radio de acción:

v  WAN-MAN (Redes de área extensa - metropolitana): los teléfonos móviles fueron los primeros dispositivos que fueron consumidos masivamente.

v  LAN (Redes de área local): Estos dispositivos son el centro de atención del resto del artículo. Estamos hablando de dispositivos que cumplen el estándar 802.11, que su alcance se centra en espacios cerrados a decenas de metros y velocidades de 54 Mbps.

v  PAN (Redes de área personal): Aquí, incluyo aquellos dispositivos que utilizan tecnologias de infra-rojos o bluetooth y que se caracterizan por alcances de pocos metros y velocidades de transmisión pequeñas.

v  802.11 El éxito de estos productos ha sido debido fundamentalmente a la estandarización.

Wi-Fi Alliance está formado por más la práctica totalidad de las empresas que tienen algo que ver con las comunicaciones.

Pero no olvidemos que este proceso es reciente y lento. La mayoría de productos del mercado cumplen la norma, pero no sólo se conforman con ello, sino que, ofrecen prestaciones superiores y para conseguirlo deben salirse de la misma. Esta es la razón por la que se recomienda que todos los dispositivos sean del mismo fabricante.

Si queremos que nuestra red tenga la funcionalidad que dicta el estándar podremos mezclar fabricantes diferentes, pero si queremos obtener las mayores prestaciones posibles deberemos acudir a un único fabricante.

Ventajas

La principal característica es su movilidad, lo cual, las hace aptas para disposiciones flexibles, que se modifican con frecuencia o que son temporales.

La instalación se realiza de forma fácil y rápida.

Son imprescindibles para edificios donde por diferentes razones (valor protegido, dificultad de acceso) no podemos instalar estructuras definitivas.

Para conectar edificios separados por algún obstáculo que hiciera muy caro o imposible llegar por cable. Cruzar una autovía o una calle, por ejemplo.

v  Inconvenientes

v  El rendimiento es inferior a las redes cableadas.

La seguridad.