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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
DISEÑO DE UNA RED DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA CON NIVELES BÁSICOS EN
INTELIGENCIA CON UNA COBERTURA DE 100 METROS DE RADIO APLICADA A UNA LOCALIDAD URBANA
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
PRESENTADO POR:
MARCO ANTONIO VELÁSQUEZ YPARRAGUIRRE
PROMOCIÓN 1993 - 1
LIMA-PERÚ
2010
DISEÑO DE UNA RED DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA CON NIVELES BÁSICOS EN
INTELIGENCIA CON UNA COBERTURA DE 100 METROS DE RADIO APLICADA A UNA LOCALIDAD URBANA
Para una mujer extraordinaria ....... mi Madre
A papá, mary, carmen, melisa y a mi hijo,
a quien amo y es la razón de mi Fuerza.
SUMARIO
Sin lugar a dudas una nueva forma de Tecnología Innovadora, son las redes inalámbricas
usadas en muchas empresas, ahora en diferentes partes de lima y en zonas de difíciles
acceso superando al cableado físico. Teniendo en cuenta que esta tecnología se esta
desarrollando de una manera rápida ya sea en tecnología como en estándares y que se
empezó en el año de 1985, cuando el FCC agencia que gestiona las comunicaciones en
Estados Unidos, asigno una variedad de bandas a las redes inalámbricas entre ellas la de
2400 - 2483 Ghz y desde ese entonces y gracias al soporte que ha dado la industria de la
computadoras se ha logrado este gran desarrollo. Debido a este auge pensé en diseñar
una infraestructura inalámbrica en mí Zona Urbana.
La Red diseñada proveerá a la vecindad medios de comunicaciones que traerá como
consecuencia que las personas que viven en el lugar, se integren , entendiéndose por
integración una comunicación mas centrada entre todos sus miembros, el acceso a Internet
nos va a dar posibilidades de progresar en un futuro cercano, el costo de acceder a Internet
va a ser menos, tendremos acceso a tecnologías que nos permitan progresar en nuestros
trabajos, las diferentes herramientas existentes en Internet nos otorga un universo de
probabilidades imaginables entre aquellos que pertenezcamos a la Red., además en la
existen problemas de delincuencia, la seguridad no es la que uno quisiera que sea, existe un
riesgo en todo momento, la zona urbana es dificil, la limpieza es otro problema latente, la
red permitirá darle soluciones, si no lo es hoy lo será probablemente de aquí a 2 años.
ÍNDICE
PROLOGO .......................................................................................................................... !
CAPITULO I
FORMULACION DEL TEMA
1.1 Redes inalámbricas ......................................................................................................... 2
1.2 Formulación del diseño al sitio urbano .......................................................................... .4
1.3 Futuro alcance de la red a distancia de más de 100 metros . ........................................... 8
CAPITULO 11
ESTRUCTURA DE LA RED
2.1 Estructura de la red a 100 metros a la redonda ............................................................... 9
2.2 Estructura a más de 100 metros de distancia ................................................................. 11
CAPITULO 111
DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE LA RED
3.1 Componeptes y dispositivos adicionales ....................................................................... 14
3.2 Componentes y dispositivos de ayuda al diseño ............................................................ 14
3.3 Componentes y dispositivos propios del sistema .......................................................... 16
CAPITULO IV
FUNCIONAMIENTO DE UNA RED INALÁMBRICA
4.1 Funcionamiento de una red inalámbrica ........................................................................ 20
CAPITULO V
SOFTWARE DE COMUNICACIÓN (CONFIGURACIÓN)
5.1 Configuración de los equipos ........................................................................................ 22
5.2 Sistema operativo windows xp ...................................................................................... 24
CAPITULO VI
SEGURIDAD DEL SISTEMA EN CUANTO AL SOFTWARE DE LA RED
6.1 Gestión de las computadoras de la red .......................................................................... 26
6.2 Usando el netstumbler ................................................................................................... 27
CAPITULO VII
INSTALACIÓN FÍSICA Y COSTOS DE LOS COMPONENTES USADOS
7.1 Instalación física de los dispositivos inalámbricos ........................................................ 28
7.2 Instalación física de los dispositivos electrónicos ......................................................... 31
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................. 33
ANEXO ............................................................................................................................... 34
Información de los dispositivos
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 40
PROLOGO
El presente proyecto, diseño inalámbrico urbano, con seguridad básica de inteligencia,
nos va a permitir realizar enlaces de comunicaciones en una cobertura de alrededor de 100
metros , cabe indicar que en la zona los edificios limitan dicha cobertura, pero se
aprovecha la propiedad de escalabilidad de las redes inalámbricas mediante el uso del
empleo de repetidores, el propósito principal es que a gran parte de las personas del lugar
que tengan una computadora personal, tengan acceso a un medio de comunicación
universal como lo es Internet, abriéndose un camino de posibilidades inimaginables para el
bienestar de la zona , determinando una integración acelerada.
Hasta ahora se ha aplicado el diseño y se ha logrado un enlace de 40 metros ( entre dos
viviendas), se conectaran mas viviendas empleando las mismas tarjetas de red, es decir con
sus antenas de 2 db y el metraje de los cables coaxiales de acuerdo a los requerimientos de
las casas de la zona urbana.
El proyecto ha sido dividido en 7 capítulos.
En el Capítulo I abarcamos el concepto del diseño de la red inalámbrica.
En el Capítulo II mostramos el ambiente en donde va a ser aplicada la red, se describe la
ubicación geográfica de las viviendas de la manera como van a ser enlazadas.
En el Capítulo 111 describimos todos los dispositivos y accesorios que hemos usados,
categorizándolos de acuerdo a la importancia del diseño de la red.
En el capítulo IV abordamos el funcionamiento de la red.
En el Capítulo V hacemos referencia a la configuración de los eqmpos, una tarea
bastante complicada y luego se comenta acerca del sistema operativo del computador.
En el Capítulo VI sobre la seguridad, mas que todo es sobre la gestión de control de las
maquinas pertenecientes a la red, la seguridad es importante, a pesar que se trata de
viviendas familiares.
En el capítulo VII describimos como se ha realizado la conexión física, de cómo la
antena del router es sacada al exterior de la vivienda y se describe la conexión en el otro
punto de la vivienda, determinando el segundo punto de la red.
1.1 Redes inalámbricas
CAPITULOI FORMULACIÓN DEL TEMA
Una red en informática se define como un conjunto de computadoras que se comunican
entre si ya sea con cables o medios físicos no visibles como el aire teniendo como
propósito compartir recursos y los programas de todas las computadoras que conforman la
red y inalámbrico por que no tiene en cuenta la conexión física, sin cables que conectar.
A partir de las referencias podemos definir que una RED INALÁMBRICA como un
medio de transmisión de datos entre computadoras, en donde hay sistemas operativos
iguales o diferentes, donde las señales (ondas electromagnéticas) viajan a través del aire
tomando parte del espectro electromagnético como son las ondas de radio, donde la
energía transmitida y recepcionada son percibidas por las antenas que propagan y captan
las señales en formas de onda con niveles de energía referenciados, estandarizados y
niveles de energía de baja potencia para luego ser traducidas por la PC.
Cuando nos referimos a las ondas de radio, tenemos en cuenta que en las llamadas
tarjetas de red (NIC) se genera una portadora de alta frecuencia y sobre ella se mezcla con
la señal de información, concepto llamado modulación .Hay que hacer notar que la
tecnología empleadas en la radio frecuencia son la banda estrecha y la banda ancha, y que
la capa física de IEEE 802.11 define la modulación y la señalización características de la
transmisión de datos.
Para nuestro diseño de conexiones inalámbricas tomo en cuenta las computadoras
personales, equipos portátiles, laptop y USB inalámbricas.
Dentro del tipo de recursos compartidos podemos mencionar que se pueden ejecutar
programas de un computador a otro dentro de la red, tener acceso a sus discos duros, a las
impresoras a unidades CD-ROM, Fax, base de datos compartidos, todo tipo de archivo ya
sea de texto, de sonido y de video, en general a la información ubicada en la PCs de la red,
además para lograr las conexiones de redes inalámbricas debemos tener en cuenta a los
protocolos de red que son, conjunto de normas técnicas dictadas por organizaciones
serias que se rigen a nivel mundial en función de la tecnología que se esta aplicando y
3
Avanzando de una manera muy rápida y es que van apareciendo nuevas tecnologías.
La mayoría de las WLAN opera entre 11 a 54 Mbps en la capa de acceso y no se piensa
que operen en las capas de distribución o principal. El coste de implantación de las WLAN
es competitivo respecto a la implantación de las LAN cableadas. Por tanto, ¿ por que
instalar un sistema que esta por debajo de las capacidades de ancho de banda actuales ? una
razón es que muchos entornos LAN pequeños, las velocidades mas bajas resultan
adecuadas para soportar las necesidades de las aplicaciones y el usuario. Con tantas
oficinas conectadas a Internet mediante servicios de banda ancha como DSL y el cable, por
que no hacer lo mismo en un sitio urbano como lo es la zona en mención, las WLAN
pueden manipular las demandas de ancho de banda. Otra razón es que las WLAN permiten
a los usuarios moverse con libertad y, a pesar de todo mantenerse conectados.
Mencionemos algunas de las ventajas proporcionadas por la WLAN:
• Movilidad
• Escalabilidad
• Flexibilidad
• Ahorro de costes a corto y largo plazo
.. Ventajas de instalación
• Fiabilidad en entornos complejos
• Reducción del tiempo de instalación
• Se expanden rápidamente
Como en el futuro para el diseño tenemos que hacer conexiones entre edificios, hay que
acotar que normalmente las conexiones para Internet se hace con fibra óptica debido a las
altas velocidades que permite. La instalación de cable de fibra óptica entre edificios es muy
cara y lleva mucho tiempo. Incluso resulta difícil cubrir distancias cortas debido a las
instalaciones que hay enterradas bajo tierra, el hormigón y otros obstáculos estructurales,
la instalación de antenas en las azoteas es un alternativa que se ha pensado. Las WLAN se
han convertido en algo muy popular por que su instalación se limita a erigir antenas
montadas como es nuestro caso.
Independientemente de que sean cableadas o inalámbricas, las redes modernas deben poder
manipular un mayor ancho de banda, mas usuarios, mas aplicaciones y soportar mas
movilidad.
También debemos mencionar que estas tecnologías que evolucionan de una manera muy
rápida (hay que aprovechar los dispositivos usados), están sujetas a normas y reglas de
4
organizaciones de comunicaciones. mundiales de redes inalámbricas en el mundo como es
IEEE agrupación de profesionales de carácter eléctrico y electrónico.
El diseño se rige por el estándar IEEE 802.11 G reglas asignadas para redes locales
WLAN donde se utiliza la banda 2.4 Ghz a 2.4835 Ghz, que es una banda libre de ahí
también el progreso que ha tenido dicha tecnología. De características: velocidad máxima
de 54 Mbits, el Router que hemos escogido representa una ganancia de 17 db, en espacio
libre las señales llegan más de 800 metros, el estándar IEEE 802.11 G nos indica que
debemos trabajar usando arquitectura OSI en sus niveles inferiores: la capa física y el de
enlace de datos, es decir tener en cuenta las normas empleadas para el funcionamiento de
la red. Las características que hacen que la red sea eficiente en sus comunicaciones, es
debido a su movilidad y su accesibilidad, últimamente encontramos gran cantidad de
dispositivos que funcionan de manera inalámbrica, haciendo que los precios de estos bajen,
pero los precios siguen siendo significativos.
1.2 Formulación del diseño al sitio urbano
La tecnología inalámbrica no fue diseñada para despliegues exteriores sino para sitios
residenciales y oficinas, dando como consecuencia que el hardware y los protocolos a usar
fueran sencillos. Frente a la necesidad de comunicación de áreas urbanas para crear sus
propias redes y al mismo tiempo permitir que los costos de acceso a intemet sean bajos y
buscando la integración de la zona en mención, se pensó en diseñar dicha red.
La red esta diseñada en una estimación de 5 ó 6 clientes, 2 usaran puerto LAN y las
restantes conexiones inalámbrica. Antes de empezar a describir el diseño empecemos a
mencionar los criterios que se tomaron en cuenta:
a) El ancho de banda disponible es un factor, parámetro muy importante a la hora de
dimensionar los puntos de la red, vamos a indicar que 128 Kbps por cliente sea un
ancho de banda para obtener una comunicación adecuada.
b) El número de puntos de acceso que se requiere para dar cobertura a una
determinada zona es proporcional al número de usuarios, ya que la tecnología por
radio no permite la conexión simultánea de más de 1 O a 15 usuarios por punto de
acceso.
c) El alcance en exteriores sin obstáculo y cumpliendo el limite legal de potencia esta
en tomo a 800 metros, valor que se reduce por el entorno urbano, debido a que la
penetración en los edificios es limitada, para ello se usaran antenas exteriores a las
viviendas del área urbana señalada.
5
d) El número de canales que se pueden usar es de 13 canales, pudiendo usar 3
canales sin solaparse para que no se interfieran. Esta circunstancia limita el
despliegue de un número elevado de puntos de acceso en áreas pequeñas ya que es
muy dificil conseguir que los puntos no se interfieran entre si, reduciendo la
eficacia de la red.
e) El reparto del ancho de banda no es proporcional al número de usuanos. Así
cuando hay un único usuario conectado este dispondrá de todo el ancho de banda,
pero si existen 2 clientes, se repartirán dicho ancho de banda aunque esto en si no
es un principio riguroso, 1 solo usuario puede copar todo el ancho de banda y traer
abajo la red.
f) Las distancias típicas de esta clase de tecnologías son de 100 metros.
g) El P .I.R.E. (potencia isotrópica radiada equivalente) para la banda de 2.4 ghz es de
1 00mw. Se entiende al valor de potencia de señal que es radiado al exterior por un
equipo. Este valor incluye la potencia del equipo de radio , las perdidas en los
cables , las perdidas en los conectores .Por lo tanto al comprar las tarjetas de red,
los cables y conectores se configuran de tal manera que no supere el valor pire
permitido por la normativa.
Describiremos el alcance teórico de router empleado.
Tomemos en cuenta la formula aproximada siguiente:
Sr = Gse + Gae + Gar - (Pee +Pcr) - (Pae + Par) - Pp - Pa
Sr = Nivel de señal que le llega al equipo transmisor (negativo en db)
Gse = ganancia de salida del equipo transmisor
Gae = ganancia de la antena del equipo transmisor
Gar = ganancia de la antena del equipo receptor
Pee = perdida cable equipo transmisor
Pcr = perdida cable equipo receptor
Pae = perdida conectores equipo transmisor
0.542x3 metros
0.542x5 metros
0.4 el par
= 17 db
3 db
2 db
= 1.626 db
= 2.71 db
= 0.4 db
Par = perdida conectores equipo receptor 0.4 el par = 0.4 db
Pp = perdida de propagación
Pp = 20*log 10 (d) + 100 , d en kilómetros , d= 40 metros (2 puntos)
Pp = 20*log 1o (0.040) + 100 = 72.04 db.
Pa = perdidas adicionales debido a las condiciones ambientales
Gse = 1 0*log(P emisión) , por dato : 17 dbm que representa = 50.118 mili watt
6
Gse = 10* log(50.l 18) = 17 db
Por lo tanto :
Sr = 17 db + 3 db + 2 db - ( 1.626 + 2.71 )db-- ( 0.4 + 0.4 )db - 72.04db = -75.176db
De las hojas características del router tenemos que la sensibilidad del receptor nos dice:
6M - 88 dbm@ 10% PER
lM - 90 dbm @ 10% PER
256K : -105 dbm@ 10 % PER
Escogemos 256 K ( aunque al cliente hemos estimado 128K) entonces tendremos:
Sr = - 75.176 , suponiendo nuestro ancho de banda de lM
Entonces para mantener la conexión:
75.176- (-90 dbm ) = 14.824 db
Concluyendo la diferencia de decibelios de 14.824 asegura la conexión entre estos 2
puntos.
Para el punto 2, la tarjeta de red inalámbrica escogida tiene de especificaciones técnicas:
• Que opere en el estándar IEEE 802.11 G
• Compatible con el sistema operativo a usar Windows Xp.
Para el router Inalámbrico que se ha escogido mencionamos sus especificaciones
técnicas:
• Opera en el estándar LE.E.E. 802.11 G.
• Router inalámbrico con soporte a conexiones de banda ancha (ADSL/cable).
• 1 puerta para conexión de banda ancha (RJ-45 W AN puerto).
• 4 puertos de red LAN RJ-45 ( 10/100 Mbps) para conexión con red local .
• Servicio de asignación dinámica de direcciones IP (DHCP Server).
• Mecanismos de seguridad WP A.
• Antena de 3 db de ganancia.
Para los cables coaxiales se va a usar el LMR-200 cuya pérdida por metro es de 0.54
decibelio, con un diámetro de 6 mm y con una impedancia de 50 ohmios.
Los conectores hembra y macho de las antenas contribuyen a una perdida de 0.4
decibelios por metro, se toma en cuenta que la perdida es el par de conectores.
Vamos a explicar el diseño en si de la red inalámbrica de la zona urbana:
La casa donde se encuentra el router tiene como proveedor de Internet a la compañia de
teléfonos, telefónica del Perú, dicha empresa nos proporciona un ancho de banda de Banda
1 Mbps, siendo la velocidad real menor, la tecnología usada para la transmisión y la
7
recepción es la 802.1 l g que permite un uso hasta 54 Mbps, tecnología que gestiona la
información que pasa a través de ella, el router administra las llamadas que hacen los
clientes teóricamente hasta 254 peticiones. Cuando un cliente esta conectado a la red esta
usando un determinado ancho de banda, se ha estimado para el diseño un ancho de banda
por usuario de 128Kps para tener una comunicación conveniente. Supongamos que son 6
los clientes que en un momento determinado estén usando la red, se estarían usando 768
Kbps , si el flujo fuera constante la comunicación entre ellos seria optima, pero el detalle es
que esto no es así, un solo usuario puede hacer que la red se caiga es decir deje de
funcionar tal como ha sido diseñada ,por ejemplo si comenzara a usar programas que
ocupen un ancho de banda grande por ejemplo Ares, kazaa, programas de transferencia de
archivos que consumen gran cantidad de ancho de banda, vemos pues que la red puede
colapsar en el momento menos indicado, y si todos los usuarios quisieran hacer lo mismo
se agravaría el asunto, claro esta que la probabilidad que esto suceda es muy alta.
Lo que se hace para evitar o aminorar los inconvenientes descritos es limitar la carga de
los usuario, lo que se llama un balanceo de carga que lo da el router, en donde al cliente
por ejemplo se le da 1 gigabyte como carga máxima en un determinado tiempo, pasada este
valor el usuario no podrá ingresar a internet , dentro de la estadística no todos los clientes
emplean o bajan gran cantidad de datos, esto permite que la red se comporte de manera
ágil sin que la red inalámbrica deje de funcionar.
Otra manera de realizar la misma función es usando un servidor, el router quedaría a un
segundo nivel, resumiendo 5 ó 6 usuarios tendrían una comunicación con un grado de
conexión aceptable y una buena comunicación.
La potencia de la tarjeta de red es de 17 db equivaliendo a unos 50.118 mw,
característica que se sujeta a la norma de las instalaciones inalámbricas, la señal a espacio
libre llegara alrededor de 80 metros. Para el router también contribuye con 18 db, habría
que indicar que en algunos router se puede accesar a su firmware ( es un bloque de
instrucciones de programa para propósitos específicos, grabado en una memoria de tipo no
volátil que establece la lógica de mas bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de
un dispositivo de cualquier tipo) y modificarlos de tal manera que podamos incrementar el
numero de decibelios a 24, en una manera estándar a espacio libre la señal llega alrededor
de 800 metros, en el router usado hay que indicar que la velocidad de sus puertos LAN es
la misma.
En este momento la red inalámbrica esta operativa, pero con 2 puntos de acceso.
8
1.3 Futuro alcance de la red a distancia de más de 100 metros
Como la red urbana ha entusiasmado a algunos vecinos, otros que viven en zonas
cercanas me propusieron la idea de que si a ellos también podrían tener conexión a
Internet mediante la acción inalámbrica, dando una respuesta afirmativa, uno de los
problemas resulta ser el factor económico en lo que se refiere a la compra de los
dispositivos inalámbricos.
A continuación se detalla el diseño realizado para tener más cobertura inalámbrica.
Tomando como referencia el segundo punto de la red (ubicado en la esquina de la zona
en referencia) se pondrán 2 AP ( Access point ) uno que recibe la señal y el otro que la
envía ( configurado como repetidor) para llegar a un tercer punto ubicado a
aproximadamente 280 metros y de ahí a 20 mts sobre el nivel del suelo en referencia se
ubica el usuario , como se están usando AP y lo hacemos como repetidor , podemos dar
intemet a 4 ó 5 usuarios mas debido a la potencia de los AP .
En este tercer punto una vez que se tiene señal se irradiara la señal a 1 Km a la redonda
estimando que llegara a uno 5 ó 6 clientes mas, en este punto se comprara una antena
omnidireccional de 12 db profesional para irradiar a la distancia requerida , aquí en este
punto también se usaran 1 AP uno que recibe y un router que es el que va a irradiar, hay
que iridicar que los AP tienen 1 decibelio mas que las tarjetas de red es decir 19 decibelios
el metraje del cable coaxial es de un aproximado de 25 metros se adicionaran 4 conectores
hembra y machos.
Características técnicas del Access Point a usar:
• Operación en el estándar LE.E.E. 802.11 G
• 1 puerto de red RJ-45 (10/100 Mbps) para conexión con red local .
• Servicio de asignación dinámica de direcciones IP (DHCP Server ).
• Mecanismo de seguridad WP A .
• Antenas omnidireccionales de 2 decibelios.
Hay que indicar que la potencia del Access Point es 1 decibelio más que el de la tarjeta
de red usada es decir 19 decibelios que equivale a unos 79.432 watts que se rigen a las
normas establecidas.
CAPITULOII
ESTRUCTURA DE LA RED
2.1 Estructura de la red a 100 metros a la redonda.
Empecemos observando la zona escogida y que nos muestre la idea del diseño
FIGURA 2.1 FIGURA 2.2
FIGURA 2.3
Estas tres figuras 2.1, 2.2 Y 2.3 representan la ubicación en donde se aplicaran las
conexiones inalámbricas. El router se encuentra al frente de lo que representa la figura2.2.
La estructura de una red, esta en función del sitio o lugar donde se va implementar e
indicar en donde van a estar los puntos de red , es decir conocer el lugar .Se muestra con
fotos el área urbana y se observa el tipo de material del que están hecho, hay que notar que
las ondas electromagnéticas cuando atraviesan algún material se debilitan o atenúan
(absorción ) , o el rebote que la hace retroceder en la dirección de las que procede
(reflexión) o se dan fenómenos como la difracción y dispersión, al ver el lugar mostramos
el accionar de las ondas electromagnéticas en dicha área. Tener una idea como las ondas se
puedan comportar. Nuestro objetivo es proveer acceso de Internet Inalámbrico a un grupo
de 5 ó 6 personas para una cobertura determinada. La estructura la podemos calificar de
básica, con conexiones punto a multipunto cualidad que manifiestan las redes WIFI, en la
10
figura 2.4 mostramos la estructura en referencia de la red como es que esta pensado
conectar las computadoras.
PC _ 0 1 representa una computadora en la vivienda donde se encuentra el supervisor.
PC_02 representa una computadora en la vivienda al lado de la casa principal (LAN).
PC _ 03 representa la primera conexión inalámbrica.
Las demás PC son las posibles conexiones de la red, pero claro esta el diseño ha sido
realizado para que 5 ó 6 sean los clientes con una comunicación buena, los demás se irán
haciendo pruebas en el camino para determinar si es factible la conexión.
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Diagrama de Bloques del Diseno Urbano de la Red Inalambrica
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En el siguiente grafico figura2.5 mostramos parte de lo que es el distrito de Surquillo, la
zona urbana en mención es la cuadra numero 8 del jirón San Pedro, en el grafico, los
puntos representa en donde se encuentra tanto el router supervisor como maquina
principal y las otras computadoras.
El punto de forma cuadrada representa en donde se ubica el router , los otros 3 puntos
pequeños representan las instalaciones LAN que se toman en cuenta , aclarando que en el
diseño vamos a conectar por cable solo 2, estamos haciendo el diseño de una manera
hibrida por cable y por aire( LAN-WLAN), los puntos grandes representan las
instalaciones inalámbricas , vemos pues que son tres los usuarios que tendrán su tarjeta de
red , su antena, su cable coaxial y sus conectores respectivo. El diseño ha sido
implementado entre 2 puntos del área referida obteniéndose una comunicación buena,
hasta estos momentos la conexión no ha tenido problemas. El trabajo en si, es un diseño de
11
red inalámbrica elemental, en donde se tiene que tomar en cuenta los niveles de ruidos
existentes en la zona que digamos influye pero son relativamente bajas debido a las
distancias entre los usuarios.
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2.2 Estructura a mas de 100 metros de distancia
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Para explicar la estructura a más de 1 00metros vamos a hacer uso del esquema o plano
de calles realizado en donde ubicamos a los puntos de conexión, bueno hay que indicar que
los clientes son personas amigas y de confianza. Como el proyecto solo ha sido pensado
para una cobertura de alrededor de 1 00metros, no se ha buscado personas que vivan fuera
de ese alcance. Primero hay que tratar de optimizar la red urbana de 100 metros, ver que
cantidad de personas pueden conectarse de una manera amigable entre todas, por diseño
entre 4ó 5 tenemos que llegar al limite de la saturación, en la practica la experiencia
indicara el numero máximo de usuarios con conexión inalámbrica adecuada.
Se deja claro antes de empezar el comentario del diseño, que por ejemplo el estado de la
línea, (tenemos una conexión normal de ADSL, pero en ADSL según precios se modifica
el ancho de banda) va ha mejorar tenemos 1 Mbps que será cambiado a 2 Mbps, si tenemos
12
en cuenta el diseño a mas distancias tenemos que tener en cuenta, el nivel de ruido, la zona
de fresnel, los clientes prácticamente viven en edificios y esta separados distancias
relativamente lejanas para la comunicación, las avenidas de surquillo tienen un trafico muy
cargado, existen líneas de alta tensión que de alguna manera van a crear fuertes campos
electromagnéticos y desvíen la señal o la alteraran , el ruido existente en la zona es otro
factor en tomar en cuenta, con la adición de otros protocolos de transmisión podríamos
mejorar la señal inalámbrica. Todos estos detalles se combinarían con la practica para una
futura realización de la red, por lo pronto la red ya comenzó a funcionar y veremos si se
puede poblar o no.
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Empecemos con la explicación tomando como referencia la figura 2.6 , nos muestra la
cobertura de la zona en la cual se va a trabajar , se ve el mapa de surquillo en donde
encontramos ubicados a los posibles usuarios de la Red.
Describiremos los dispositivos que se van a emplearr en la zona urbana en mención.
13
En R se ubica el ROUTER modelo TL - WR642G , en la esquina se encuentra ubicado
PC_04, aquí se instalara 2 Access Point donde usaríamos antenas direccionales, el costo se
incrementa , la que va a transmitir es de 12 decibelios y la que recepciona de 14 decibelios
( estamos indagando antenas de mas decibelio como pueden afectar a la NIC ) al equipo lo
configuraríamos como repetidor, en el diseño se tomara en cuenta la zona de fresnel debido
a la distancia y la dificultad de los obstáculos, este dispositivo va a enlazar ,transmitir al
punto 3 , este punto se encuentra a una altura de 20 metros, el cliente vive en la azotea,
encima hay un tanque de agua pudiendo alcanzar una altura de 7 metros mas y de ahí
buscar una estructura segura para las antenas que van a ser ubicadas a tal distancia, pero
primero trataremos de hacer un enlace con este punto, usando 1 AP , utilizando antenas
direccionales ;si el enlace se realiza, entonces se comprara un AP (recepciona) y un router
mas para irradiar a 1 Km de distancia, esta señal irradiada llegara a los puntos 1, 2 y 4 , en
estos puntos se emplearan los mismos accesorios que se emplearon para la conexión con el
segundo punto, debemos indicar que el hecho de usar al AP como repetidor implica una
potencia mas en el cual tendremos para dar cabida a 4 O 5 usuarios mas.
Hay que aclarar algunos conceptos ya que se ha hecho uso de ellos en este capitulo es
referente al Access Point y el router. Un router es un dispositivo que permite que dos
redes diferentes en sus direcciones IP se conecten entre si, genera caminos alternos para
que sea posible que dos tipos de direcciones IP como son las de Internet y las de una red
local intercambien información, el router asigna a todas las computadoras conectadas a el
una dirección IP mediante su DHCP , siendo su labor generar rutas para que las redes se
conecten entre si , en cambio un Access Point es una extensión de la red , este dispositivo
lo que hace es convertir las señales de la LAN cableada a inalámbrica, no genera
direcciones propias , incluso este equipo depende de una dirección aceptada dentro de la
propia LAN , en este concepto no se conectan dos redes diferentes , es la misma red pero
con conexiones de distinto tipo , su uso está a permitir que un grupo de computadoras con
tarjetas de red inalámbrica usen los servicio de la red local.
Debemos tener en cuenta que la tecnología empleada es emergente y demasiada rápida
en donde constantemente todo se va mejorando, las técnicas de modulación , los diseños
electrónicos, los protocolos de comunicación, los estándares cada vez se ponen mas
rigurosos y son mas, todos estos detalles nos llevan a concluir que el diseño es factible de
realizar.
CAPITULO 111 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE LA RED
3.1 Componentes y dispositivos adicionales
Todo sistema se crea, se forma a partir de un conjunto de partes que van a interactuar
tratando de buscar integrarse tanto los cables, los dispositivos, es por eso que el cable
telefónico representa un elemento del sistema, así que empecemos por el.
El Cable Telefónico: generalmente el cable estándar viene con 2 pares de cables de
cobre, cuando se le fabrica se tiene en cuenta los niveles de atenuación que pueden
dar, la diafonía máxima resultantes, la capa aislante y otros factores.
El Microfiltro: se puede apreciar en la figura anterior Se usa en conjunto con los
módems .Estos evitan la Interferencia entre el MODEM y el aparato telefónico Reducen el
efecto del ruido generado por el servicio Telefónico.
Splitter: es el dispositivo que separa la señal de ADSL en voz y la señal de información
que son los datos. Su principal función es que separa estas señales basándose en las
frecuencias del contenido es decir discrimina las frecuencias de banda vocal (voz) y ADSL
(datos), elimina el espectro de onda sobrante de las dos señales.
Aquí también consideramos los adaptadores de RED, se recomienda comprar de calidad,
ya que ellos van a ser copados, a veces ocurre que el led esta apagado indicando la falta de
energía, pero no es así, y las fuentes de tensión continúan las cuales proporcionan energía a
los dispositivos. Son mostrados en la figura 3.1.
3.2 Componentes y dispositivos de ayuda al diseño
Para esta parte estamos considerando que nos sirvieron en el trabajo del diseño, vamos
empezar con el RJ - 45.
El RJ - 45 y LOS CABLES DE RED el RJ-45 sirve como interface fisica y se emplea
mucho en la conexión de redes de computadoras, en este apartado hacemos la referencia
por que se usa en la conexión del MODEM con el router y también en la conexión del
dispositivo hub , los cables de redes son los mas empleados entre conexiones de
computadora con dispositivos como el MODEM y como el Router, en momentos se trabaja
con LAN y en otros momentos se trabaja en forma inalámbrica debido a la antena mayor.
15
Hay que hacer notar que para que todos los cables funcionen en cualquier red, se sigue
un estándar a la hora de hacer las conexiones. La figura 3.2 nos muestra algunos
dispositivos de ayuda, como también el modem y el pigtail.
FIGURA3.1
FIGURA 3.2
HUB : es un dispositivo que reparte la señal de Internet a los puertos que tenga ,tiene 4
puertos pero se usaba tres, también nos permitió hacer pruebas de velocidad , con LAN y
WLAN , como se tenia muy cerca la antena del router de 3 decibelios debido a su energía
de buena intensidad , por cuestiones de seguridad se apagaba el router y se trabaja con el
hub, habría que estudiarla con mas tiempo si tal potencia puede hacer daño a las personas,
16
en este caso se sentía un leve bochorno cuando se tenia a menos de 1 metro a la antena de 3
dbi funcionando, pero como estamos en verano no se sabe a ciencia cierta.
PC se le puso una tarjeta inalámbrica y se hizo pruebas de velocidad, cuando estaba
conectado como una LAN y Lugo cuando estaba conectada de manera inalámbrica.
IMPRESORA: para hacer algunas pruebas cuando se trabajaba en red, se hicieron
impresiones entre las viviendas que estaban enlazadas, teniendo éxito.
USB - CAMARA FOTOGRAFICA: en el usb se iba gravando la información del
trabajo y la cámara fotográfica para las presentaciones visuales y videos demostrativos.
TELÉFONOS Y CELULARES: para comunicarse entre los puntos, trabajar si la
conexión había dado resultado o no y en la orientación de las antenas.
3.3 Componentes y dispositivos propios del sistema
TARJETA DE RED INALAMBRICA (NIC) se le conoce también como adaptadores
cliente o NIC , que vienen a ser módulos de radio, proporcionan comumcac10nes
transparentes de datos entre dispositivos inalámbricos fijos, portables o móviles y otros
dispositivos, tanto inalámbricos como cableados , compatible con la tecnología plug-and
play, como portátiles y dispositivos de computación móviles.
Su misión es transferir paquetes de datos transparentemente a través de una
infraestructura inalámbrica. En los capítulos anteriores se ha mostrado la zona urbana, en
función de tales detalles hemos escogido nuestra tarjeta de red. En el mercado existen gran
variedad de marcas de NIC, las distancias que se van a emplear son cortas (no pasan de
100 metros), el estándar elegido es de una tecnología emergente, que maneje un ancho de
banda grande ,el tipo de modulación, la potencia trasmitida, la frecuencia a usar para todos
estos detalles elegimos TP-LINK W55 l G. Esta tarjeta en ambientes interiores su señal
llega alrededor 100 m y en exteriores 300 m, tiene como estándares IEEE 802.11 g,
modulación OFDM, potencia de transmisión 18 db (típicos, el rango de frecuencias en la
cual opera es 2.4 a 2.4835 GHZ) se escogió esta tarjeta también por los costes.
Otras características de esta tarjeta son:
• IP Dinámico (dirección que puede cambiar varias veces al día).
• Soporta DHCP (protocolo de red permite a los nodos configuración automática).
• Soporta NAT (Los routers IP lo usan para intercambiar paquetes).
• Servidor dinámico DNS ( almacena información asociada a nombres de dominjo ).
• Filtro de direcciones MAC (toda tarjeta red tiene un código único llamado MAC).
• VPN (tecnología de red que permite extender la red local sobre una red pública).
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Trabaja con protocolos de transporte TCP/IP, ICMP/IP, DHCP, , reconoce tecnologías de
modulación CCK, BPSK, QPSK, OFDM. Con algoritmos de encriptación AES, 128-bit
WEP, 152-bit WEP, TKIP WPA, WPA-PSK.
Se muestra una tarjeta en la figura 3.4 y en la figura 3,5 mostramos algunos elementos de
ayuda como el USB , el celular , el MODEM , el pigtail.
FIGURA 3.4 FIGURA 3.5
MODEM: el MODEM instalado ha sido proporcionado por la compañía telefónica, sus
especificaciones son MODEM ADSL Routerl puerto Ethernet BiPAC - 5200SR3, es un
dispositivo que se encarga de gestionar el acceso de Internet, la función que realiza es la de
hacer un tratamiento a la señales convirtiendo señales analógicas a digitales y haciendo el
proceso mverso.
El MODEM tiene asignado un IP que es el que le da la compañía de teléfonos, es un
dispositivo que hay que configurarlo, básicamente lo configura el proveedor del servicio.
Se muestra un dispositivo MODEM en la figura 3.5.
FIGURA 3.5 FIGURA 3.6
ROUTER en la figura 3 .6 se muestra la foto del router y su antena además su cable, el
router escogido es el TL-WR642G 108 Mbps integra firewall, NA T y AP inalámbrica. El
18
diseño esta dedicado para pequeñas. oficinas para compartir el acceso a Internet y compartir
recursos de las PC de la red.
Proporciona múltiples medidas de protección. Se puede configurar para desactivar el
nombre de red inalámbrica (SSID) de radio fusión de manera que solamente las estaciones
que tienen el SSID se pueda conectar, seguridad WEP, y WPNWPA2 y la autenticación de
WPA-PSK/WPA2-PSK y de seguridad TKIP/AES . También es compatible con VPN pass
through para la transmisión segura de datos sensibles.
EL TL-WR642G cumple con el estándar IEEE 802g/b normas, proporciona control de
acceso flexible para que los padres o los administradores de red puedan establecer
políticas de acceso restringido a las personas en referencia. Se ha basado en servidor NAT
y DHCP, soportando distribución de direcciones IP estáticas .También soporta Virtual
Server y host DMZ para las necesidades de activación de puertos, así como la
administración remota y registro de modo que los administradores de red puedan
administrar y monitorear la red en tiempo real.
Su potencia de transmisión inalámbrica máxima es de 17dbm, rango de frecuencias de
2.4-2.4835 GAZ, tecnologías de modulación que soporta IEEE 802.11 G:
BPSK,QPSK,16QAM,64QAM,OFDM. Su modo inalámbrico como AP, modo
bridge(punto a punto o punto a multipunto ), su alcance en interiores es hasta 200 metros y
en exteriores hasta 830 metros, en seguridad filtro de dirección MAC, interfaz 4 puertos
LAN 1O/100 y 1 puerto 10/1 00M, viene con una antena de 3 dbi desmontable ( conector
SMA inverso ), fuente de alimentación de 9v ce y 0.8A.
La misión del router es el de interconectar redes, asegurando el enrutamiento de
paquetes entre estas, no es mas que un ordenador con diferentes direcciones IP una para
cada red, internamente tiene un MODEM, donde la misión que realiza es la de convertir
señal digital que se esta tratando dentro de ella, para luego ser convertida en analógica y
mandarla al exterior a cierto nivel de potencia para que esta en forma analógica sea
recibida por otra antena y nuevamente ser tratada cambiándola a digital.
ACCESS POINT Es un dispositivo que interconecta dispositivos de comunicación
inalámbrica para formar una red inalámbrica.
LA ANTENA Los dispositivos que empleamos como la tarjeta de red inalámbrica y
como el router, usan antenas bipolares Standard Rubber Duck, la antena del NIC 2 dbi y la
del router 3 dbi, son antenas omnidireccionales. La antena es un conductor eléctrico recto.
Las antenas bipolares se pueden orientar horizontalmente, verticalmente, o con una cierta
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inclinación. La antena tiene una . base articulada que puede rotar 360º e el punto de
conexión, y de Oº a 90º en su junta articulada. Como se disponía del software Netsumbler
se ·· jugo ·· con las antenas en diferentes posiciones y se aprecio, cuando los 2 se ··
apuntaban ·· se encontraba la máxima recepción en el cliente.
Se adapta a un conector RP-TNC, la energía de recepción de la antena de 2dbi es 5W,
usados en el rango de frecuencia de 2.4 a 2.484 GHZ, la antena pequeña tiene una longitud
de 10.75 cm. Y la mayor de 17 cm., impedancia característica de 500, según
especificación a 1 Mbps alcanza aproximadamente 100m.
CABLES Y ACCESORIOS Hemos usado el cable flexible para comunicaciones LMR-
200, es un tipo de cable coaxial que permite que señales eléctricas de alta frecuencia
puedan viajar a través de el, es lo que se llama un cable blindado. El apantallamiento
protege los datos que se transmiten, absorbiendo el ruido, de manera que no pasa por el
cable y no existe distorsión de datos El conductor exterior de cinta adherida del LMR
provee flexibilidad superior y facilidad de doblado comparado a otros cables, el LMR-200
tiene muy baja perdida, esto se logra mediante el uso de un dieléctrico de alta velocidad de
espuma de celda cerrada inyectada con gas y cinta de aluminio adherida como conductor
exterior. El recubrimiento de polietileno negro protegido contra los rayos UV hace el cable
duro y resjstente a un amplio rango <le ambientes exteriores.
Los conectores que se han empleado son de tipo RP-SMA, RP=polaridad inversa, SAM
= subminiatura modelo A. El tipo macho se fija al latiguillo(pigtail) y el tipo hembra viene
incorporado a las tarjetas para redes inalámbricas.
CAPITULO IV FUNCIONAMIENTO DE UNA RED INALÁMBRICA
4.1 Funcionamiento de una red inalámbrica
En toda instalación existe un dispositivo principal, ya sea un punto de acceso o un router,
en nuestro caso es el router en el se encuentra un transmisor y un receptor de radio, como
también una interface a una red por cable, como la red Ethernet, luego esta el MODEM
ADSL con el fin de proporcionar acceso a Internet.
La tecnología inalámbrica, son medios por donde se puede transportar la información de
un punto a otro de la red sin tener en cuenta un medio físico, usando un rango determinado
del espectro electromagnético, que son las ondas de radio en donde se transporta la
información. El proceso por el cual se produce esta transmisión de datos se conoce como
modulación de la portadora.
Dentro del dispositivo nos referimos al router , se genera una onda portadora de una
frecuencia alta ( del orden del rango de las ondas del radio) la cual se va a mezclar con la
señal modulada que representa la información que se va a transmitir (señal moduladora) de
menor frecuencia que la portadora. Esta técnica permite que la señal con información
alcance distancias considerables dependiendo de la frecuencia de la portadora.
En si por norma, la modulación es el proceso, o el resultado del proceso, de variar una
característica de una portadora de acuerdo con una señal que transporta información. El
propósito de la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras.
Cabe indicar que la frecuencia de la portadora es de 2.4 Ghz.
Luego la información de las ondas que llegan al receptor se produce el proceso de des
modulación. En esencia, es invertir los pasos utilizados para modular los datos. En general,
a medida que los esquemas de transmisión o modulación se hacen complejos y la velocidad
de datos aumenta, la inmunidad al ruido se reduce y la cobertura disminuye.
De esta manera se logra la comunicación entre 2 puntos distantes una distancia dada. En
lugares de una densidad de población alta, podemos llegar a encontrar un gran numero de
aparatos inalámbricos que están enviando señales al mismo tiempo utilizando un grupo
21
similar de frecuencias, por lo que podrían causar interferencias, para resolver estos
problemas se usa técnicas de modulación.
La técnica de modulación que usa el estándar 802.11 g, tiene en cuenta estas acciones,
para las redes wiki se usa la Multiplexión por división de frecuencia ortogonal(OFDM,
ortogonal Frequency Division Multiplexing ) que velocidades de datos hasta 54 Mbps.
La técnica de OFDM es: se divide una portadora de datos de alta velocidad en varias
subportadoras de velocidad más baja, que después se transmiten en paralelo. Cada
portadora de alta velocidad tiene un ancho de 20 Mhz y se divide en 52 subcanales, cada
uno de ellos con una anchura aproximada de 300Khz.
Teniendo el análisis espectral de una señal, vemos que esta técnica es eficaz por que
coloca los canales mas cerca uno de otros, todas las portadoras son ortogonales entre si,
previniéndose asi la interferencia entre portadoras estrechamente espaciadas.
CAPITULO V SOFTWARE DE COMUNICACIÓN (CONFIGURACIÓN)
5.1 Configuración de los equipos
Para tener una conexión a Internet usamos un modem que nos brinda la compañía de
teléfonos, ellos como proveedor ISP realizan la configuración y teniendo en cuenta los
siguientes criterios:
• Comprobar el estado de conexión.
• Se abre el navegador de internet y escribimos la dirección: htp://192.168. l.1 y
presionamos enter.
• Luego se introduce el usuario admin y la contraseña 1234 para acceder
directamente a la página y ver el estado de la conexión.
• Después abrimos el navegador de internet se mgresa a la dirección
www.telefonica.com.pe se espera a que se cargue la pagina si la página web es
mostrada entonces esta listo para ser usado.
Para la configuración del router se dan los siguientes criterios:
a) Reconocimiento del router
El router que se eligió vienen con su drive, su instalador, aquí se tuvo que entran a
la página web del fabricante para cambiar el IP (una serie de números que identifica
a nuestro equipo dentro de una red) del router debido al conflicto de direcciones
que habría con el IP del modem
Se reconoce los leds servidor , luego se identifica el led de encendido (power) ,el
led de estado del sistema(SYS o STA TUS), el led de estado de la conexión
inalámbrica(LAN), el led ADSL ( es un dispositivo que permite conectar uno o
varios equipos, cuando al router le llega un paquete procedente de internet, lo dirige
hacia la interfaz destino, es decir en camina paquetes IP) y el led estado de
conexión Ethernet
b) Conectando el router: tomamos un cable par trenzado con conectores RJ45 que va
desde el modem telefónico ADSL y lo conectamos al puerto W AN del router,
conectamos su alimentación y habremos efectuado dicha operación.
c) Maneras de configurar el router
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Existe 2 maneras de configurar el router, una de ellas con el programa que nos
proporciona el fabricante en esta caso TP-LINK y la segunda entrando a la página
del fabricante, hay que inducar que se tuvo problemas en la configuración en
asignar la dirección al router, se tuvo que emplear la segunda manera.
d) Acceso a la configuración
En el navegador google en la barra de direcciones tipiamos la dirección IP del
router y se accesa a la página del router, que por defecto señala la opción status y
observamos determinadas funciones, parte de ella se muestra la figura 5.1 Al tipiar
en la barra de direcciones http:/1192.168.0. l Y le damos enter, aparecerá luego una
ventana que nos pide la identificación requerida: nombre de usuario y contraseña
escribimos admin, admin y aceptamos observando la opción status por defecto en
ella vemos su firmware y versión de hardware.
e) Con la opción network LAN se ve el MAC address, el IP address y la mascara
subnet con la opción network W AN observamos que el tipo de conexión es IP
dinámico, el Gateway y con DNS primario y secundario
f) Con la opción wireless settings, mirarnos el SSID: TP-LINK-B3C4A8, el canal que
se esta usando, hay 13 canales a usar, en el modo ubicamos 4 opciones se usa / 54
Mbps (8021.1 l g) y vemos también la seguridad tipo WWEP. También podemos
habilitar la dirección de filtro MAC y ver la estadísticas de estos.
g) Ver DHCP, el de los clientes, ver el firewall, opciones de seguridad avanzada y
asignación del ancho de banda a los usuarios.
Haciendo uso del comando de red ipconfig/all en una sesión de DOS podemos ver los
datos que se han grabado en la página, mostremos la operación:
C:\> símbolo del Sistema
C:\ Documents and Settings\antonio\ipconfig/all
Configuración IP de Windows
Nombre del host ............................... : mavy-076919e45e
Sufijo DNS principal .......................... :
Tipo de nodo .................................... : desconocido
Enrutarniento habilitado ...................... : No
Proxy WINS habilitado ....................... : No
24
Adaptador Ethernet Conexión de área local
Sufijo de conexión especifica DNS
Descripción .................................... : Adaptador Fast Ethernet VIA PCI 10/100Mb
Dirección física ................................. : 00-l 1-5B-73-BE-AC
DHCP habilitada ............................... : No
Auto configuración habilitada ................. : Si
Dirección 1P .......... : 192.168.1.34
Mascara de subred .............................. : 255.255.255.0
Puerta de enlace predeterminada .............. :
Servidor DHCP .................................. : 200.48. 225.130
Servidores DNS ................................. : 200.48.225.146
Realizado todo el proceso notamos que la configuración se pudo realizar.
La figura 5.1 nos muestra parte de la página web del fabricante.
108M Wi,.eloss Router StatUS MOOol l\.o TL-vVR6'1G I TL·WR642G
Fb111w.we Ve1 skui: ,.1.1 8u1lt1 090224 Rel.37293n
H.v,tN,ll@Ve-tskm:: WR64l0/642Gv4 081520C2
LAN
MAC Atl<II ess: 00-25-86-BJ·C4-A8
1P A•klless: 192168.0 1
S.d,1101 M.tsk: 255 255.255.0
Wiretess
Wbeless R.lolM: Enable
ssar. TP-UNK._83C4A8
Ch,'\l•tet
Modo: 54MbPS (802.11 O)
MAC A,kb ess: 00-25-86-93-C4-A8
PAd,llless: 192168.01
FIFURA 5.1
5.2 Sistema Operativo WindowsXp
El sistema operativo que emplean las maquinas es el Windows XP. Cuando se configura
las redes inalámbricas se entran a muchas ventanas, por ejemplo a ··propiedades de
internef" dentro de ella a las pestañas seguridad general y otros mas, pero una de ellas que
es el de las conexiones en donde estas ventanas se muestran un gran cantidad de opciones
lo que lo hace un poco complicado. Lo que uno desea indicar es que para configurar una
red inalámbrica hay una variedad de opciones que si no se sabe usar se configuraría la red
inalámbrica de una manera inadecuada.
Dentro del software del sistema se hace uso del panel de control, luego ir a conexiones de
red se puede ver los tipos de conexiones de red que tiene el sistema, con el click derecho
25
sobre determinada conexión podemos desactivar, reparar, ver el estado de funcionamiento
como observar las propiedades de conexión de área local.
Las diferentes indicaciones referidas nos permitirán una aceptable configuración de la
red inalámbrica y en la práctica podemos descartar los diversos problemas que se dan
cuando se instala dichas redes.
Resumiendo es muy importante conocer todos los aspectos del sistema operativo en
mención; aquí es WindowsXp que tiene muchas rutas para instalar el software de redes
inalámbricas , es fácil saltearse algunas de las opciones que se muestran en la instalación,
de ahí la preocupación que hay que tener en cuenta para poder instalar este tipo de redes.
CAPITULO VI SEGURIDAD DEL SISTEMA EN CUANTO AL SOFTWARE DE LA RED
6.1 Gestión de las computadoras de la red
En Todo sistema la seguridad es un factor crítico importante en el diseño, y más aun
cuando se desea que usuarios no calificados entren a una red, para determinar que esto no
ocurra mencionaremos lo que hicimos.
Básicamente el que administra la red es el router, y una de sus funciones es la
encriptación de las maquinas que pertenecen a la red, con dicha función restringimos el
acceso a la red, ya que cuando se desee ingresar el software le pedirá una clave asignada
por el router, si es miembro de la red pondrá su clave y tendrá el acceso respectivo de no
ser así no podrá ingresar.
Veamos los pasos que se siguieron para la encriptación respectiva:
1. De intemet bajamos el programa ROCKXP, lo podemos hacer escribiendo en
google download rockxp, dicho programa genera números aleatorios de 8 bits,
este número es copiado y luego insertado en la función de encriptación del router,
claro que uno lo puede hacer manualmente.
2. Se ingresa a la web del fabricante del router TP - Link para ello en la barra de
direcciones se escribir: http: 192.168.0.1
3. Seleccionar la opción wireless, luego escribimos el SSID (Nombre con el que se
identifica a una red WI - FI) elegimos el canal en donde vamos a trabajar, la
elección que se hizo fue la del canal 1.
4. Se elige la opción enable gireles securite, todas las PC se desconectan y el sistema
le va a pedir un password para poder ingresar al router y ser parte de la red, a cada
cliente se le ingresa un numero generador sirviendo como clave, luego nos pide el
DHCP (tecnología utilizada en redes que permite que los equipos que se conecten a
una red auto - configuren los datos dirección IP, mascara de subred, puerta de
enlace y servidor DNS, de forma que no haya que introducir estos datos
manualmente.
5. Se graba la dirección fisica de la tarjeta MAC.
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6. Si se desea ingresar a un usuario este le pedirá el número asignado como clave, se
escribe dicha clave y se ingresara a la red, de no ser así no se podrá tener acceso a
la red.
6.2 Usando el netstumbler
Netstumbler es un programa para WindowsXp el cual detecta redes inalámbricas 802.11 g
cuyas características son:
a) Detecta la señal que ingresa a un punto.
b) Verifica la configuración de la red.
c) Detecta otras redes que causan interferencia a la red.
d) Útil para la orientación de antenas direccionales.
e) Detecta puntos de acceso no autorizados.
Se descarga de htpp:/ /www.stumbler.net en la figura 6.1 podemos apreciar una operación
usando dicho software.
En la vivienda donde esta el router, se hicieron pruebas para determinar el nivel de la
señal, las antenas la poníamos en diferentes direcciones cambiando de esta manera su
polarización ( es la orientación física del elemento de la antena que realmente emite la
energía de RF) y sirviendo por que cualesquiera dos antenas que forman un enlace entre si
deben fijarse a la misma polarización. La polarización se puede ajustar por lo general
durante o después de la instalación de la antena.
También nos ayuda a resolver problemas de interferencia, por ejemplo s1 estamos
trabajando con el canal 1, y otra red también estaría en el mismo canal 1 con una señal de
mayor intensidad podría ocurrir que la señal de nuestro usuario no tendría una buena
recepción, por lo que se tendría que cambiar de canal.
A r, ....... , .
. ·4·Q '4!l)n11•,·, 1 .... ,.u U 002"!i8'-0:JC.V,,Q
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. y, ......
Figura 6.1
Mencionaremos cuando la red se consolide iremos usando herramientas como el Iperf
que nos permite medir el ancho de banda.
CAPITULO VII INSTALACIÓN FÍSICA Y COSTOS DE LOS COMPONENTES USADOS
7.1 Instalación física de los dispositivos inalámbricos.
La instalación de la antena del router se realizo de la siguiente manera: la vivienda en
donde se encuentra el router tiene una ventana hacia el exterior, a través de ella y por la
pared se ubican canaletas de plástico por done el cable coaxial va a pasar llegando a una
altura de 6 metros sobre el piso, luego con una estructura de fierro perpendicular a la pared
se pone en un extremo una base circular por donde el cable coaxial va a llegar con su
conector para que la antena vaya encima , la antena es desmontable, se enrosca al conector
y quede así instalada la antena del router.
Se ha buscado 6 metros, por que en el segundo punto de conexión la antena también la
ubicamos aproximadamente a 6 metros del piso, de tal manera que podemos orientar a las
antenas con una buena polarización.
Los conectores hembra y macho RP - SPM que van en los cables coaxiales tienen una
perdida de 0.4 db/m (el par), se están empleando 3 metros de cable coaxial LMR -200
cuya perdida es 0.524db/metro . La antena usada es omnidireccional de 3 db que la
colocamos de forma recta apuntando hacia arriba.
Se hará lo mismo a una casa ubicada al lado de la vivienda, aquí la instalación
emplearemos bases y mástiles de plásticos y estructuras metálicas como se usaron en los
dos puntos anteriores.
Frente a la vivienda donde se encuentra el supervisor se ubica una quinta, en el segundo
piso se instalara otra antena pero con 6 metros de cable coaxial LRM-200.
Hasta estos momentos la inversión que se ha hecho en la instalación inalámbrica la
podemos mostrar en el siguiente cuadro, tabla 7 .1:
Se debe de indicar que se averiguo el precio tanto de las tarjetas de red inalámbricas como
la del router inalámbrico, los factores principales y en ese orden que escogimos fueron los
siguientes: el costo, el alcance de la tarjeta que escogimos para el diseño de una cobertura a
100 metros es de 200 a espacio libre, la potencia 17 decibelios suficiente para distancias en
mención y además el router como es de la mismo fabricante se compatibilizan es decir
29
se adaptan, el router llega a 800 metros en espacio libre, su potencia también es de 17 db y
además lleva incluido determinadas funciones de seguridad y encriptación.
Veamos los cuadros que representan los costos de la instalación.
COSTOS
Expresado en dólares
Al: 10/02/2010 Tasa de cambio:
COSTOS PARA EL PRIMER PUNTO
1 Router (marca TP - LINK)
1 Tarjeta de red (NIC) (marca TP - LINK)
1 Pigtail (ya preparado) 3 mtrs. LRM 200
2 Canaletas
6 Tirafones
5 Tarugos de 1/4"
10 Tornillos de 1/2"
Base metálica
Cinta Negra
COSTO PARA EL SEGUNDO PUNTO
1 Tarjeta de Red (NIC) TP-LINK
1 Pigtail {ya preparado) 5 mtrs.
Instalación de los dos puntos
TOTAL: 1 TABLA 7.1
La mano de obra del operario esta estimada en 25 soles, se empleo casi un día.
Sigamos teniendo en cuenta consideraciones, operaciones y diagnósticos.
Consideraciones:
La casa ubicada en la esquina, puesta a la calle. Distancia de 50 metros.
Operación 1 :
1.-Router prendido con la antena al interior de la casa
2.-La PC Pentium IV (cliente), esta prendida y la tarjeta de red conectada.
Diagnostico 1: Se conecta, la señal se va, regresa, señal baja
Operación 2:
! .-Supervisor prendido con la antena en el interior de la casa
2.-La PC cliente prendida con la antena en el techo a 5 metros del piso
Diagnostico 2: buena señal
Operación 3:
! .-Supervisor prendido su antena puesta en el exterior
$ 2,86
$40,00
$20,00
$8,74
$1,57
$0,69
$0,21
$0,35
$0,70
$0,35
$20,00
$13,98
$28,00
$134,59
2.-PC cliente antena en el techo
Diagnostico 3: Señal excelente.
30
Hasta el momento falta probar a los vecinos cercanos y ver hasta que punto se le coloca
su antena (2db ), por diseño y teoría practica debería captar señal y tener Internet.
Aquí se muestran fotos de la instalación.
FIGURA 7.1 ANTENA DEL CLIENTE FIGURA 7.2 INSTALANDO LA ANTENA
FIGURA 7.3 SALIDA DEL ROUTER FIGURA 7.4 TRABAJO TERMINADO
FIGURA7.5 LA ANTENA DEL ROUTER
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Las figuras 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 y 7.5 nos muestran como ha sido hecha las instalaciones en
la parte externa, es decir en el área urbana, todavía falta adicionarle la alarma que permitirá
una mayor seguridad de la antena. La altura de la antena es de aproximadamente de 6
metros sobre el piso, esta altura la tratamos de mantener en el cliente como una forma de
principio de adaptar mejor las señales, para una mejor recepción, con otras instalaciones
definiremos la forma de hacer la demás.
7 .2 Instalación física de los dispositivos electrónicos
Para la seguridad de la antena del router , se ha tenido en cuenta el circuito detector de
proximidad mostrado en la figura 7.6. Cuando una persona se aproxime a la antena el
sensor activara el circuito y la alarma comenzara a funcionar.
La explicación del circuito en mención es la siguiente: al conectar una placa metálica al
gate del transistor mosfet mediante un cable blindado, la placa hace la función de antena,
cuando la persona se acerca su carga estática hará que la corriente del mosfet entre el
drenaje y la fuente se incremente, debido a que incurre la inducción de una pequeña
tensión eléctrica que es suficiente para alterar la corriente. Dicha tensión será amplificada
por el amplificador operacional, a la salida del operacional encontramos un diodo l n4148 y
un zener , la idea es que cuando ocurra una tensión de 2 voltios aproximados en R4 , Q3 se
sature y haga saturar a Ql de tai forma que los 9 voltios de la batería caerán sobre la
bocina haciéndola funcionar. También se disparara el relé RL 1, comandado por el
transistor Q4 , el relé se dispara y actúa para que se mantenga activa la alarma a pesar de
que haya desaparecido las cargas estáticas.
En las pruebas realizadas se ha ido probando con diferentes diodos zener para 1r
calibrando la caída de tensión en la resistencia R4.
La potencia desarrollada en la bocina es, P= V2/R = 921708K = 0.114 mw
Consideraciones que se deben tener en cuenta a la hora de realizar el diseño:
• El sensor puede ser un pedazo de metal, conectado al circuito con cable coaxial, el
blindaje del coaxial se conectara una malla formando una especie de antena
parabólica rectangular de malla, formando una especie de capacitor. La malla se
conectara a tierra fisica para una mayor área de detección.
• El ajuste de la sensibilidad se hace en el trimpot VRl que va con el operacional.
• El capacitor C l es optativo pudiendo usárselo si hubiera tendencia al disparo
errático, cargas pequeñas estáticas podrían hacer esta acción.
• El zener de 2. 7 v no es critico, y se puede experimentar con otros valores.
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• El diseño se ha implementado en un 60% tanto en materiales como en las pruebas
realizadas para su funcionamiento.
Se tiene pensados varios diseños, una es con fotodiodos y el LM567, pero en estos
momentos se está implementando con lo previsto y haciendo las pruebas respectivas.
El siguiente grafico figura 7.6 muestra el diseño de la alarma de proximidad
-- JlJ.1 BS170
C1 Q2 R1
3.9K 10nF
RJ 47K
•
+·R2
47K
VR1 80K ,--
-•
821 L J:
3
RL1 � �
----�--=--=--.tN4148r ! ) _.1 1
1 _h
R8 t
1K
� f BC>�
-·BC5
1
48 , j
1 1K � B1 ;
1N4148
� � -w
D2 D1 R5 1
BZX55C,2V7
0.180K
-----'VV--47K
R4 822
---'--T
FIGURA 7.6 ALARMA DETECTORA DE INTRUSOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
[1] La infraestructura desplegada aun es insuficiente.
[2] Se realizo pruebas de velocidad, tanto de subida de datos como de bajada de datos,
notándose una diferencia pequeña.
[3] La antena del supervisor debe estar colocada la distancia mas distante de las personas
ubicadas en la vivienda en donde se encuentra.
[4] Por norma general la conexión por cable baja mas rápido que las inalámbricas.
[5] Cuanto mas saturada se encuentra la red menos ancho de banda tiene cada PC debido a
que el router proporciona conexión a cada computadora que se la pide.
(6] La finalidad u objetivo de la red es repartir dinámicamente y equitativamente el ancho
de banda disponible entre los usuarios que se ha estimado.
[7] Parte del material usado en la instalación del punto 2 deberá ser cambiado
[8] Es recomendable que la red sea encriptado.
[9] Cuando se va ha configurar el router es preferible formatear las maquinas del cliente,
Todo esto si alguna clase de virus podría por ahí impedir la conexión.
(10] Poner una antena casera y probar que tan buenas pueden ser emitiendo la señal.
(11] Como la tecnología inalámbrica avanza muy rápida , hay que hacer notar que ya se
están aplicando otros estándar por ejemplo el 802.11 n con velocidades muy superiores
a la 802.11 g, se tienen que aprovechar lo que se ha comprado, 5 O 6 años estos
dispositivos que sirvieron para el proyecto serán anticuados , ya que las técnicas de
modulación mejoran , el ancho de banda será mucho mayor que el actual, todo esto se
traduce en mejores dispositivos y si uno no le saca provecho en estos momentos se
habrá perdido oportunidades económicas no desestimables.
ANEXO INFORMACION DE LOS DISPOSITIVOS
Información de los dispositivos
Información sobre el MODEM
MAC Address : 00-04-ED-97-A5-65
LAN
IP Adress : 192.168.1.1
Subnet Mask : 255.255.255.0
DHCP Server : habilitado
Status : conectado
Default Gateway : 192.168.78.1
DNS Server : 200.48.225.130
NAT : habilitado
Indicador luminoso Modo
ppp
ADSL
LAN
SYS
PWR
Fijo
Fijo
Fijo
Intermitente
" u
e, e e, .:; o..
Fijo
Fijo
"'· rroric
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Significado
Existe una conexión PPPoA/PPPoE
Existe conexión con éxito a un ADSL DSLAM
Se conecta un dispositivo Ethernet. Verde para 100 Mbps; Naranja para 10 Mbps
Se están transmitiendo o recibiendo datos
El equipo está listo para su uso
El equipo tiene alimentación eléctrica
Ethcrnc1 Ci!blc
I_ ,,�--· Phnno Cable
Información del ROUTER
Descripción
36
El TL-WR642G 108Mbps Wireless Router integra firewall, NAT-router y AP inalámbrica.
El diseño está dedicado a Small Office / Home Office (SOHO), solución de red
inalámbrica. El TL-WR642G 108Mbps Wireless Router le permitirá conectar su red
inalámbrica mejor que nunca, compartiendo acceso a Internet, archivos y diversión, fácil y
segura.
Con la seguridad inalámbrica más atento, el TL-WR642G 108Mbps Wireless Router
proporciona múltiples medidas de protección. Se puede configurar para desactivar el
nombre de red inalámbrica (SSID) de radiodifusión de manera que solamente las
estaciones que tienen el SSID se puede conectar. El router provee LAN 64/128/152-bit de
cifrado de seguridad WEP, y WPNWPA2 y la autenticación de WPA-PSK/WPA2-PSK y
de seguridad TKIP / AES. También es compatible con VPN pass-through para la
transmisión segura de datos sensibles.
El TL-WR642G 108Mbps Wireless Router cumple con el estándar IEEE 802.11 g / b
normas y adopta 108M Super G ? tecnología de transmisión WLAN de modo que los
datos de tasa es de hasta 108Mbps. Adopta 2x a 3x eXtended Range ? tecnología de
transmisión WLAN de modo que la distancia de transmisión es de 2-3 veces mayor que la
tradicional l l g / b soluciones, hasta 855.36m probado en China. El rango de transmisión se
extiende a 4-9 veces. Es compatible con todos los estándares IEEE 802.11 gy IEEE 802.11 b
productos.
El TL-WR642G 108Mbps Wireless Router proporciona control de acceso flexible para
que los padres o los administradores de red pueden establecer políticas de acceso
restringido para los niños o personal. Se ha basado en servidor NAT y DHCP, soportando
distribución de direcciones IP estáticas. También soporta Virtual Server y host DMZ para
las necesidades de activación de puertos, así como la administración remota y registro de
modo que los administradores de red pueden administrar y monitorear la red en tiempo
real.
El dispositivo viene con un CD con una instalación fácil Asistente que le ayuda paso a
paso para completar su conexión a Internet, configuración de red inalámbrica y las
configuraciones de seguridad. Esta característica permite que incluso los usuarios
principiantes configurar el router productos sin sacrificar las características clave, sólo
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jugar la función de ejecución CD suministrado para tener su red creada con rapidez y libre
de problemas.
Características
• Adopta 2x a 3x eXtended Range ? y 108M Super G ? tecnologías
• Comparte datos y acceso a Internet para los usuarios, el apoyo a PPPoE, Dynamic
IP, Static IP, L2TP, BigPond cable Acceso a internet
• Puente inalámbrico WDS proporciona sin puente para expandir su red
inalámbrica
• Soporta datos de LAN inalámbrica de 108/54/48/36/24/18/12/9/6/l 1/5.5/3/2/lMbps
tasas de transferencia de
• Admite WEP de 64/128/152-bit, cumple con 128 bits estándar WPA (TKIP / AES),
apoya MIC, IV Expansión, autenticación de clave compartida, IEEE 802.1 X,
• Proporciona wireless LAN ACL (Access Control List) de filtrado
• Proporciona autenticación 802. 1 x para puerto W AN
• NAT incorporado y servidor DHCP, soportando distribución de direcciones lP
estáticas
• Soporta Servidor Virtual, Aplicaciones Especiales y host DMZ
• Cortafuegos integrado de apoyo filtrado de direcciones IP, nombres de dominio de
filtrado, y filtrado de direcciones MAC
• Soporta conexión / desconexión de Internet en un momento determinado del día
• Soporta control de acceso, padres y administradores de red pueden establecer
políticas de acceso restringido según la hora del día para los niños o personal de
• Soporta TCP / IP, PPPoE, DHCP, ICMP, NAT
• Soporta UPnP, Dynamic DNS, Static Routing, VPN pass-through
• Soporta flujo de estática
• Soporta ICMP-FLOOD, UDP-FLOOD, TCP-SYN-FLOOD filter
• Ignora paquetes ping de puertos W AN o LAN
• Soporta actualización de firmware
• Soporta control remoto y gestión Web
Especificaciones
Especificación de Software
Normas Tarifas de señal inalámbrica con
recuperación automática Rango de Frecuencia
Potencia de transmisión inalámbrica (MAX)
Tecnología de modulación
Sensibilidad del receptor
Modo inalámbrico
Alcance inalámbrico
Wireless Security
Especificación de hardware
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IEEE 802.11 g, IEEE 802.11 b l lg: Up to 108Mbps (dinámico)l lb: hasta l lMbps (dinámico)2.4-2.4835GHz
17dBm
IEEE 802.11 b: DQPSK, DBPSK, DSSS, y la CCC IEEE 802.1 1 g: BPSK, QPSK, l 6QAM, 64QAM, OFDM, PER 108M:-68dBm@ 10% J>ER 54M:-68dBm@ 10% l lM:-85dBm @8% PERPER 6M:-88dBm@ 10% 1M:-90dBm@8% PER 256K:-l 05dBm @ 8% PER AP Router Mode Modo Bridge (punto a punto o punto a multipunto) Interior hasta 200m, Exterior, 830m.
.. ·-
SSID Activar / Desactivar Filtro de dirección MAC 64/128/152-bit WEP Encryption WP A/WPA2/WPA-PSK/WPA2-PSK (AES / TKIP) Encryption
Interfaz 4 puertos LAN 10/ l 00
Antena
1 puerto W AN 10/1 00M 3dBi desmontable Antena Omnidireccional (Conector SMA inverso) Entrada: localizado a País de Venta
Fuente de alimentación Salida: 9VAC ¡ 0.8A Linear PSU
Temperatura de funcionamiento Temperatura de almacenamiento
Humedad relativa Humedad de
almacenamiento Dimensiones
0ºC - 40°C (32°F - 1 ºF)
-40°C - 70°C (-40°F - 158°F)
10% - 90%, sin condensación
5% - 95% sin condensación
·6,9 x 4,4 x l,2 pulgadas (174 x 111 x 30 mm)
MAC Address
LAN
: 00-25-86-B3-C4-A8
IP Address : 192.168.0.1
La (jgµta 1-2 nos muestra la parte de atrás del router.
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1.4.2 The Rear Panel
; _..,_ '
..J
1 _1�1 ., / ' , __ ____,
-----;l POYIER J 'NAN RESE!
Figure ·J-2 Rear Panel sketch
Caracteristicas Tecnicas de la Tarjeta de Red
- - -- - -� - . -
l ':_�otocol an�Standa��s _IEEE 802.11g; IEEE 802.11b; CSMA/CA w_i!h ACK
Interface 32-bit PCI¡-- Fr�quency 2.4"'2
_.4_8_3 _5-GHz - - ·- ---·- --- ·- ·- -·· ·
-- - ·-·-- ------- -- - .
l_Racl_io gata �ate _ _54!4�/36/?4/18/��9/6�11 !5-�13!211 M_bps (�u�o Rate �en_sing)1 Spread �pe�trum °-�SS __ __ _ _ _ _ _ _ _ __
¡ Modulation 1M DBPSK; 2M DQPSK; 5.5M, 11M CCK; 6M, 9M, 12M, 18M, 24M,
. ;
¡__ -- --· . - ... 36M, 48M, 54M OFDM; --- ·- -·· 1
1 Transmission Distance lndoor up to 1 00m, outdoor up to 300m (Standard transmission distance,, it is limited in an environment). lndoor up to 200m, Outdoor up to 830m (Adopt 2x to 3x extended Range WLAN transmission technology, it is limited in an environment)
Transmit Po�er J1?dB�C!Vpical) __ ---- ·---_·- -· - -
�-- -- -- -- . -·
t---__ A_nt_e_n_na_:-___ pd Bi _Q_a_!§I _Securi!_y ___ [w_P_AIWPA2.; 64/128/152 BIT WEP; TKIP/AES _____ .. _ LEO lndicator Status
-- -- - ·· - - 7·--· --- -- - --· -------- --- -- -- - -- -Power Consumption_ Typically_685mA in full Transmit (TX), 515mA_ in full Receive (RX) __Safety � Emissiol:!_ FCC, CE ··--------·--- ____
Dimensions
Environment
5.2 x 4.8 x 0.9 in.(133 x 121 x 22 mm) _ ·-·Operating Temperature: 0ºC-40ºC (32ºF-104ºF) Storage Temperature: -40-?0ºC (-40ºF-158ºF)Operating Humidity: 10%-90% non-condensing
_ �!�rage Humidity: 5%-95º(�_r:i-���ondensin9._ Operating System Windows 98SE/ME/2000/XP
BIBLIOGRAFÍA
[1] Fundamentos de Redes Inalámbricas
Academia de Networking de cisco Systems 2006
[2] Manual de Redes inalámbricas
Neil Reid - Ron Seide 2003
[3] Como funcionan las redes inalámbricas
Preston Gralla - Editorial ANA Y A 2007
[4] [PDF] Redes Inalámbricas en los Países en Desarrollo, en google
[5] [PDF] guía rápida de configuración de redes inalámbricas en windows vista
[6] www.sandetel.es/Libro_Blanco_Redes_lnalambricas_Municipales.pdf
libro blanco de buenas prácticas para el despliegue.