tema i. introducción redes móviles e inalámbricas

CONATEL / CEDITEL REDES INALMBRICAS DE REA LOCAL Y PERSONAL (WIFI - BLUETOOTH)

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TEMA I: Introduccin a las Redes Mviles e Inalmbricas

NDICE TEMTICO

TEMA I

INTRODUCCIN A LAS REDES MVILES E INALMBRICAS

DEFINICIN

EVOLUCIN

CLASIFICACIN

CARACTERSTICAS GENERALES

APLICACIONES

ORGANIZACIONES PARA LA ESTANDARIZACIN


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TEMA I

INTRODUCCIN A LAS REDES MVILES E INALMBRICAS

DEFINICIN

Una red de comunicacin inalmbrica incluye una serie de dispositivos

interconectados para soportar la transmisin de informacin por enlaces inalmbricos tales

como las ondas de radio.

Una red de comunicacin mvil consiste de dispositivos que pueden intercambiar

informacin y cuyo punto de conexin puede cambiar dinmicamente. A medida que el

usuario se mueve su (s) conexin (es) cambian automticamente.

Note la diferencia de la definicin anterior con la de comunicacin nmada o

portable. En este caso, un usuario puede conectarse a diferentes aplicaciones en la red e

intercambiar informacin con otros dispositivos conectados, pero su conexin (es) termina

(n) cada vez que se mueve. Cuando el usuario se vuelve a conectar adquiere una nueva

conexin. Por ejemplo, un hombre de negocios que se conecta con su laptop en un

restaurante, hotel, etc.


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EVOLUCIN

La primera experiencia de transmisin inalmbrica prctica se le atribuye al italiano

Guglielmo Marconi quien a finales del siglo 19 logr realizar una transmisin telegrfica

inalmbrica a una distancia de 250 mts.

Durante la centuria pasada se desarrollaron diversos sistemas para la comunicacin

de voz inalmbrica entre los que destacan:

Radioaficionados

Banda Ciudadana

Redes de Radio Mviles Privadas

Redes de Radio Semipblicas.

Sin embargo, la telefona mvil pblica tiene sus antecedentes en la Red Mvil

Pblica (PLMN, Public Land Mobile Network), por AT&T y Southwestern Bell hacia

1945. Este sistema fue instalado en la ciudad de San Lus, Missouri, Estados Unidos y

utilizaba una antena de alta potencia que usaba la tcnica de modulacin por frecuencia

(FM) y que proporcionaba una gran cobertura al rea metropolitana.

En 1947, D.H Ring de los Laboratorios Bell propuso el concepto de celda que

permita la reutilizacin de las frecuencias. Sin embargo, no fue sino hasta 30 aos despus

que este sistema se desarrolla. Sin embargo, el primer sistema de telefona mvil se les

atribuye a los europeos, quienes hacia los aos 40 crearon un sistema en Estocolmo a travs

L.M. Ericsson.

No fue sino hasta 1969, ms de 20 aos despus que Ring introdujo el concepto de

celdas, que los Laboratorios Bell emplearan el concepto de reuso de las frecuencias en un

servicio comercial, en un tren que viajaba entre Nueva York y Washington. Sin embargo,

no fue sino hasta 1978, que entra en funcionamiento el primer sistema celular funcional.


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Aparentemente el primer sistema celular fue a operar comercialmente en Arabia

Saudita a travs de la operadora Bahrain Telephone Company (Batelco) en Mayo, 1978

(Huidrobo Moya 2002) (Privaline.com). El sistema tena 2 celdas y 250 abonados, 20

canales en la banda de los 400 MHz.

La telefona celular presenta una evolucin marcada desde finales de la dcada de

los 70. Dicha evolucin se ha dividido en las llamadas generaciones de tecnologa celular,

que se iniciaron con la primera generacin (1G) de telfonos celulares caracterizada por

utilizar tecnologas analgicas. A sta le sigui la segunda generacin (2G) caracterizada

por la introduccin del uso de la tecnologa digital y posteriormente una generacin

transitoria (2.5G) a la tercera generacin (3G). sta ltima busca el incremento de las

velocidades de transmisin y el soporte a la transmisin multimedia. Actualmente se est

trabajando en la cuarta generacin (4G), la cual est enfocada en el soporte de servicios

inalmbricos de mayor calidad y velocidad y la combinacin de la naturaleza ubicua de la

Internet y la PC. Uno de sus propsitos es proporcionar servicios de roaming a travs de

diferentes tipos de redes.

Por otra parte, las Redes de rea Local Inalmbrica (Wireless Local rea Networks,

WLAN) surgen como una extensin a las LANs cableadas. Y aunque relegadas inicialmente

a un segundo plano, las WLANs se han desplegado rpidamente gracias a su principal

caracterstica: ofrecer mayores tasas de acceso que las tecnologas celulares, incluso de las

que ofrece la 3G a precios menores. Varios de los estndares para WLANs han sido

desarrollados desde la ltima dcada de la pasada centuria. En 1997, la IEEE liber su

estndar conocido como 802.11. Desde 1999, ste estndar ha sido mejorado publicndose

diversas especificaciones tales como 802.11b y 802.11a. Otro estndar es HIPERLAN el

cual comienza en 1999. Actualmente se ha publicado el HIPERLAN2. Otro estndar que ha

tenido gran aceptacin es Bluetooth cuya especificacin fue aprobada en 1999. Finalmente,

est el estndar denominado HomeRF cuyos esfuerzos comenzaron en el ao 2000.


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CLASIFICACIN

Las redes inalmbricas pueden ser clasificadas de acuerdo a diversos criterios. A

continuacin se muestra una taxonoma basada en el rea de cobertura (ver Ilustracin 1).

Ilustracin 1: Clasificacin de las redes inalmbricas segn su cobertura

Las redes inalmbricas se dividen segn el rea de cobertura en: Redes de rea

Personal Inalmbricas (Wireless Personal Area Networks, PAN), Redes de rea Local

Inalmbricas (o Wireless Local rea Networks, WLANs), Redes de rea Metropolitana

Inalmbricas (o Wireless Metropolitan rea Networks, WMANs) y Redes de rea Amplia

Inalmbricas (o Wireless Wide rea Networks, WWANs). Las WPANs son redes cuyo

alcance se limita a un rea muy pequea tal como una habitacin u oficina. Entre los

estndares para WPANs se encuentran Bluetooth, Zig Bee y Ultra Wide Band. Las WLANs

tienen una cobertura limitada de unos pocos metros abarcando reas como una oficina,

edifico o incluso un campus universitario. El estndar ms utilizado a nivel mundial para

este tipo de redes es el IEEE 802.11. Las WMANs tienen una cobertura mayor a las


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anteriores alcanzando unos cuantos kilmetros que pueden cubrir reas como las de una

ciudad. Uno de los estndares para este tipo de redes es el IEEE 802.16. Finalmente, las

WWANs estn destinadas a cubrir grandes reas con muchos kilmetros, tales como un

pas o incluso la tierra.

La Tabla 1 resume las caractersticas y tecnologas de red inalmbricas nombradas

anteriormente.

WPAN WLAN WMAN WWAN

Tecnologa

Bluetooth Ultra Wide Band Zig Bee

802.11b 802.11 a 802.11 g 802.11 n

802.16 802.16a 802.16e

GSM GPRS CDMA 2.5 G 3 G 4 G

Tasa de datos Tasas de datos medias (1 a 2 Mbps)

Tasas de datos altas (11 Mbps a 200+ Mbps)

Muy altas tasas de datos 350+ Mbps

Tasas de datos de bajas a medias, 10 Kbps a 2.4 Mbps

Rango Rango muy corto, 3m

Rango corto, 100 m

Rango medio, 50 Km

Rango global

Conectividad Laptop a PC a perifricos.

Computador a computador y la Internet

LAN o computador a una lnea cableada de alta velocidad de Internet

Da Smart Phones y PDAs a WANs y a la Internet.

Tabla 1: Comparacin de las tecnologas de redes inalmbricas clasificadas de acuerdo a su

cobertura

Otra forma de clasificar las redes mviles e inalmbricas es de acuerdo a la

estructura de la red. En este sentido se tienen las redes con infraestructura y las redes ad

hoc. Las primeras se caracterizan porque la comunicacin se realiza a travs de un

dispositivos central (estacin base, punto de acceso) que se encarga de realizar el relevo de

la comunicacin entre los dispositivos como se muestra en la Ilustracin 2.


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En cambio las redes ad hoc consisten de una coleccin de nodos mviles que

permiten el establecimiento de una comunicacin ubicua sin una infraestructura central.

Los enlaces son dinmicos al igual que la configuracin como se muestra en la

Ilustracin 3

Punto de Acceso A Estacin 6

Estacin 2

Estacin 3

Punto de Acceso B

Estacin 4 Punto de Acceso C

Estacin 5

Estacin 7

Estacin 8

Estacin 1Backbone de Cableado

Punto de Acceso A Estacin 6

Estacin 2

Estacin 3

Punto de Acceso B

Estacin 4 Punto de Acceso C

Estacin 5

Estacin 7

Estacin 8

Estacin 1Estacin 1Backbone de Cableado

Ilustracin 2: Ejemplo de redes con Infraestructura

Ilustracin 3: Ejemplo de una Red Ad Hoc.

Estacin 1

Estacin 2

Estacin 3

Estacin 4

Estacin 1Estacin 1

Estacin 2

Estacin 3

Estacin 4Estacin 4Estacin 4


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CARACTERSTICAS

Las caractersticas que favorecen a las Redes Mviles e Inalmbricas se resumen a

continuacin:

Movilidad: acceso a la informacin en cualquier sitio donde se encuentra el usuario,

slo limitado por la cobertura de la red.

Velocidad de Instalacin y Simplicidad: eliminan la necesidad de cables a travs de

paredes y techos.

Flexibilidad: permite cambios de topologas fcilmente y alcanzar sitios donde la

tecnologa cableada no podra instalarse.

Costo reducido: en aquellos sitios que requieran cambios de topologas frecuentes.

Escalabilidad: las configuraciones de la red pueden cambiarse fcilmente y una red

que inicialmente soportaba pocos usuarios puede extenderse a medida que se

incorporan ms usuarios, incluyendo nuevos dispositivos de interconexin, sin

necesidad de preocuparse por las instalaciones de cables.

A pesar de los beneficios de las redes mviles e inalmbricas, existen algunos retos

y requerimientos para este tipo de redes:

Alta tasa de errores: este tipo de redes es caracterizada por tener una mayor tasa de

errores que las redes cableadas. Deben implementarse tcnicas de correccin y

deteccin de errores destinadas a aliviar el problema.

Menores tasas de transmisin: los enlaces inalmbricos se caracterizan por soportar

menores tasas de transmisin que sus homlogos cableados. Los protocolos de

comunicacin (tales como los protocolos de acceso al medio) deberan hacer un uso

eficiente del medio inalmbrico.

Seguridad: los enlaces inalmbricos se caracterizan por ser ms propensos a ataques de

seguridad que pueden comprometer la integridad y rendimiento de la red. Es necesario


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la implementacin de mecanismos de seguridad destinados a proteger a los usuarios

contra estos posibles ataques.

Potencia de la batera: los dispositivos mviles usan bateras para generar la potencia

requerida por los equipos. Los protocolos de comunicacin deberan implementar

mecanismos para evitar el consumo de energa no necesario y reducir el consumo de

potencia de los mismos.

Enfermedades asociadas a la transmisin por ondas de radio frecuencia:

actualmente existe un gran nmero de investigaciones destinadas a determinar si las

transmisiones de radio y telfonos celulares son dainas para la salud humana. Las

redes deberan ser diseadas para reducir la potencia emitida por los dispositivos de red.


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APLICACIONES

Las siguientes son algunas de las aplicaciones de las redes mviles e inalmbricas:

Acceso Mvil a la Internet: acceso a la Internet desde cualquier lugar y en cualquier

momento.

Substitucin del cable: algunas tecnologas inalmbricas aparecen como una solucin

para sustituir los cables en ambientes tales como el hogar y la oficina.

Extensin de LANs: extensin de redes LANs donde no es posible la instalacin de

cables o dicha instalacin es mucho ms costosa.

Aplicaciones Ad Hoc: existen un conjunto de aplicaciones que implican el

establecimiento de una conexin entre un grupo de usuarios temporalmente y

dinmicamente. Por ejemplo un grupo de empleados con un laptop o PDA que acuerdan

encontrarse en un cuarto de conferencia para una reunin de negocios. Los empleados

requieren conectarse temporalmente por la duracin de la reunin.

Acceso Nmada: permite el acceso de un usuario a las aplicaciones de una

organizacin, independientemente de su localizacin.


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ORGANIZACIONES PARA LA ESTANDARIZACIN

ITU-T International Telecommun. Union (antes CCITT).

ISO International Standards Organization.

IEC International Electrotechnical Commission.

ETSI European Telecom. Std. Institute.

CEN/CENELEC Com. Europeene de Norm. Elect.

ANSI Amer. Nat. Standards Institute.

NIST National Institute for Std. & Technology.

CITEL Comisin Interamericana de Telecomunicaciones.

Organizaciones que generan estndares (de facto)

IEEE Int. Instit. of Electrical & Electronic Eng.

ECSA Exchange Carriers Standards Assoc.

EIA Electronic Industry Association.

TIA Telecom. Industry Association.

OSF Open Software Foundation.

IETF Internet Engineering Task Force.

ATM Forum.

BELLCORE Bell Communications Research.

ECMA European Computer Manufacturers Assoc.

CEPT Conf. European of Posts et Telecomm.

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