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WLAN y Bluetooth




Enviado por jmhuidobro



    Wi-Fi

    1. Introducción a las
      Wlan
    2. Redes locales inalámbricas
      802.11
    3. Normalización
      IEEE
    4. Compatibilidad y seguridad.
      Wi-fi y Wep
    5. Evolución del
      mercado

    INTRODUCCIÓN A
    LAS WLAN

    Una WLAN es un sistema de
    comunicaciones
    de datos que
    transmite y recibe datos utilizando
    ondas
    electromagnéticas, en lugar del par trenzado, coaxial o
    fibra
    óptica utilizado en las LAN
    convencionales, y que proporciona conectividad inalámbrica
    de igual a igual (peer to peer), dentro de un edificio, de
    una pequeña área residencial/urbana o de un campus
    universitario. En EEUU proliferan estas redes para acceso a Internet, en donde hay
    más de 4.000 zonas de acceso, y en Europa es
    previsible que pronto se extiendan.

    Las WLAN se encuadran dentro de los estándares
    desarrollados por el IEEE (Instituto de Ingenieros
    Eléctricos y Electrónicos) para redes locales
    inalámbricas. Otras tecnologías como HyperLAN
    apoyada por el ETSI, y el nuevo estándar HomeRF para el
    hogar, también pretenden acercarnos a un mundo sin cables
    y, en algunos casos, son capaces de operar en conjunción y
    sin interferirse entre sí. Otro aspecto a destacar es la
    integración de las WLAN en entornos de
    redes móviles de 3G (UMTS) para cubrir las zonas de alta
    concentración de usuarios (los denominados hot
    spots
    ), como solución de acceso público a la
    red de comunicaciones
    móviles.

    Como todos los estándares 802 para redes locales
    del IEEE, en el caso de las WLAN, también se centran en
    los dos niveles inferiores del modelo OSI, el
    físico y el de enlace, por lo que es posible correr por
    encima cualquier protocolo
    (TCP/IP o cualquier
    otro) o aplicación, soportando los sistemas
    operativos de red habituales, lo que
    supone una gran ventaja para los usuarios que pueden seguir
    utilizando sus aplicaciones habituales, con independencia
    del medio empleado, sea por red de cable o por radio.

    Otra tecnología de acceso
    inalámbrico en áreas de pequeña
    extensión (WPAN/WLAN Personal Area
    Network) es la denominada Bluetooth, que aunque pueda parecer
    competencia
    directa de las WLAN, es más bien complementaria a ella.
    Bluetooth pretende la eliminación de cables, como por
    ejemplo todos los que se utilizan para conectar el PC con sus
    periféricos, o proporcionar un medio de
    enlace entre dispositivos situados a muy pocos metros, sirviendo
    también como mando a distancia.

    Las WLAN tienen su campo de aplicación
    específico, igual que Bluetooth, y ambas
    tecnologías pueden coexistir en un mismo entorno sin
    interferirse gracias a los métodos de
    salto de frecuencia que emplean, Sus aplicaciones van en aumento
    y, conforme su precio se vaya
    reduciendo, serán más y más los usuarios que
    las utilicen, por las innegables ventajas que supone su
    rápida implantación y la libertad de
    movimientos que permiten.

    REDES LOCALES
    INALÁMBRICAS 802.11

    El origen de las LAN
    inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en
    1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros
    de IBM en Suiza, consistente en utilizar enlaces infrarrojos para
    crear una red local en
    una fábrica. Estos resultados, publicados por el IEEE,
    pueden considerarse como el punto de partida en la línea
    evolutiva de esta tecnología.

    Las investigaciones
    siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas,
    donde se utilizaba el esquema de espectro expandido (spread
    spectrum). En mayo de 1985, y tras cuatro años de
    estudios, la FCC (Federal Communications Comission), la agencia
    federal del Gobierno de
    Estados Unidos
    encargada de regular y administrar en materia de
    telecomunicaciones, asignó las bandas ISM
    (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835
    GHz, 5,725-5,850 GHz para uso en las redes
    inalámbricas basadas en Spread Spectrum (SS), con las
    opciones DS (Direct Sequence) y FH (Frequency Hopping). La
    técnica de espectro ensanchado es una técnica de
    modulación que resulta ideal para las
    comunicaciones de datos, ya que es muy poco susceptible al
    ruido y crea
    muy pocas interferencias. La asignación de esta banda de
    frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la
    industria y
    ese respaldo hizo que las WLAN empezaran a dejar ya el entorno
    del laboratorio
    para iniciar el camino hacia el mercado.

    Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya
    más en la fase de desarrollo,
    hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos
    referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1
    Mbit/s, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la
    red sea considerada realmente una LAN, con aplicación
    empresarial.

    Las redes WLAN se componen fundamentalmente de dos tipos
    de elementos, los puntos de acceso y los dispositivos de cliente. Los
    puntos de acceso actúan como un concentrador o hub que
    reciben y envían información vía radio a los
    dispositivos de clientes, que
    pueden ser de cualquier tipo, habitualmente, un PC o PDA con una
    tarjeta de red
    inalámbrica, con o sin antena, que se instala en uno de
    los slots libres o bien se enlazan a los puertos USB de los
    equipos.

    La principal ventaja de este tipo de redes (WLAN), que
    no necesitan licencia para su instalación, es la libertad de
    movimientos que permite a sus usuarios, ya que la posibilidad de
    conexión sin hilos entre diferentes dispositivos elimina
    la necesidad de compartir un espacio físico común y
    soluciona las necesidades de los usuarios que requieren tener
    disponible la información en todos los lugares por donde
    puedan estar trabajando. Además, a esto se añade la
    ventaja de que son mucho más sencillas de instalar que las
    redes de cable y permiten la fácil reubicación de
    los terminales en caso necesario.

    También, presentan alguna desventaja, o
    más bien inconveniente, que es el hecho de la "baja"
    velocidad que
    alcanzan, por lo que su éxito
    comercial es más bien escaso y, hasta que los nuevos
    estándares no permitan un incremento significativo, no es
    de prever su uso masivo, ya que por ahora no pueden competir con
    las LAN basadas en cable.

    El uso más popular de las WLAN implica la
    utilización de tarjetas de red
    inalámbricas, cuya función es
    permitir al usuario conectarse a la LAN empresarial sin la
    necesidad de una interfaz física.

    NORMALIZACIÓN
    IEEE

    La historia de las WLAN es
    bastante reciente, de poco más de una década. En
    1989, en el seno de IEEE 802, se forma el comité IEEE
    802.11, que empieza a trabajar para tratar de generar una norma
    para las WLAN, pero no es hasta 1994 cuando aparece el primer
    borrador, y habría que esperar hasta el año 1999
    para dar por finalizada la norma.

    En 1992 se crea Winforum, consorcio liderado por Apple y
    formado por empresas del
    sector de las telecomunicaciones y de la informática para conseguir bandas de
    frecuencia para los sistemas PCS
    (Personal
    Communications Systems). En 1993 también se constituye la
    IrDA (Infrared Data Association) para promover el desarrollo de
    las WLAN basadas en enlaces por infrarrojos. En 1996, finalmente,
    un grupo de
    empresas del
    sector de informática móvil (mobile computing)
    y de servicios
    forman el Wireless LAN
    Interoperability Forum (WLI Forum) para potenciar este mercado mediante
    la creación de un amplio abanico de productos y
    servicios
    interoperativos.Por otra parte, WLANA (Wireless LAN
    Association) es una asociación de industrias y
    empresas cuya misión es
    ayudar y fomentar el crecimiento de la industria WLAN
    a través de la educación y
    promoción.

    Actualmente son cuatro los estándares reconocidos
    dentro de esta familia; en
    concreto, la
    especificación 802.11 original; 802.11a (evolución a 802.11 e/h), que define una
    conexión de alta velocidad basada en ATM; 802.11b, el que goza de
    una más amplia aceptación y que aumenta la tasa de
    transmisión de datos propia de 802.11 original, y 802.11g,
    compatible con él, pero que proporciona aún mayores
    velocidades.

    • WLAN 802.11

    En junio del año 1997 el IEEE ratificó el
    estándar para WLAN IEEE 802.11, que alcanzaba una
    velocidad de 2 Mbit/s, con una modulación
    de señal de espectro expandido por secuencia directa
    (DSSS), aunque también contempla la opción de
    espectro expandido por salto de frecuencia, FHSS en la banda de
    2,4 GHz, y se definió el funcionamiento y la
    interoperabilidad entre redes
    inalámbricas.

    El 802.11 es una red local
    inalámbrica que usa la transmisión por radio en la
    banda de 2.4 GHz, o infrarroja, con regímenes binarios de
    1 a 2 Mbit/s. El método de
    acceso al medio MAC (Medium Access Mechanism)
    es mediante escucha pero sin detección de colisión,
    CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Avoidance).

    La dificultad en detectar la portadora en el acceso WLAN
    consiste básicamente en que la tecnología utilizada
    es Spread-Spectrum y con acceso por división de código
    (CDMA), lo que conlleva a que el medio radioeléctrico es
    compartido, ya sea por secuencia directa DSSS o por saltos de
    frecuencia en FHSS. El acceso por código
    CDMA implica que pueden coexistir dos señales en el mismo
    espectro utilizando códigos diferentes, y eso para un
    receptor de radio implicara que detectaría la portadora
    inclusive con señales distintas de las de la propia red
    WLAN. Hay que mencionar que la banda de 2,4 GHz está
    reglamentada como banda de acceso publica y en ella funcionan
    gran cantidad de sistemas, entre
    los que se incluyen los teléfonos inalámbricos
    Bluetooth.

    Un poco más tarde, en el año 1999, se
    aprobó el estándar 802.11b, una extensión
    del 802.11 para WLAN empresariales, con una velocidad de 11
    Mbit/s (otras velocidades normalizadas a nivel físico son:
    5,5 – 2 y 1 Mbit/s) y un alcance de 100 metros, que al igual que
    Bluetooth y Home RF, también emplea la banda de ISM de 2,4
    GHz, pero en lugar de una simple modulación de radio
    digital y salto de frecuencia (FH/Frequency Hopping), utiliza una
    la modulación linear compleja (DSSS). Permite mayor
    velocidad, pero presenta una menor seguridad, y el
    alcance puede llegar a los 100 metros, suficientes para un
    entorno de oficina o
    residencial.

    • WLAN 802.11g

    El IEEE también ha aprobado en el año 2003
    en el estándar 802.11g, compatible con el 802.11b, capaz
    de alcanzar una velocidad doble, es decir hasta 22 Mbit/s o
    llegar, incluso a 54 Mbit/s, para competir con los otros
    estándares que prometen velocidades mucho más
    elevadas pero que son incompatibles con los equipos 802.11b ya
    instalados, aunque pueden coexistir en el mismo entorno debido a
    que las bandas de frecuencias que emplean son distintas. Por
    extensión, también se le llama Wi-Fi.

    • WLAN 802.11a (Wi-Fi 5)

    El IEEE ratificó en julio de 1999 el
    estándar en 802.11a (los productos
    comerciales comienzan a aparecer a mediados del 2002), que con
    una modulación QAM-64 y la codificación OFDM
    (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) alcanza una
    velocidad de hasta 54 Mbit/s en la banda de 5 GHz, menos
    congestionada y, por ahora, con menos interferencias, pero con un
    alcance limitado a 50 metros, lo que implica tener que montar
    más puntos de acceso (Access Points)
    que si se utilizase 802.11b para cubrir el mismo área, con
    el coste adicional que ello supone.

    La banda de 5 GHz que utiliza se denomina UNII
    (Infraestructura de Información Nacional sin Licencia),
    que en los Estados Unidos
    está regulada por la FCC, el cual ha asignado un total de
    300 MHz, cuatro veces más de lo que tiene la banda ISM,
    para uso sin licencia, en tres bloques de 100 MHz, siendo en el
    primero la potencia
    máxima de 50 mW, en el segundo de 250 mW, y en el tercero
    puede llegar hasta 1W, por lo que se reserva para aplicaciones en
    el exterior.

     COMPATIBILIDAD
    Y SEGURIDAD. Wi-Fi
    y WEP

    A finales de la década de los 90, los
    líderes de la industria inalámbrica (3Com, Aironet,
    Lucent, Nokia, etc.) crean la WECA (Wireless Ethernet
    Compatibility Alliance), una alianza para la Compatibilidad
    Ethernet
    Inalámbrica, cuya misión es
    la de certificar la interfuncionalidad y compatibilidad de los
    productos de redes inalámbricas 802.11b y promover este
    estándar para la empresa y el
    hogar. Para indicar la compatibilidad entre dispositivos
    inalámbricos, tarjetas de red o
    puntos de acceso de cualquier fabricantes, se les incorpora el
    logo "Wi-Fi" (estándar de Fidelidad Inalámbrica), y
    así los equipos con esta marca, soportada
    por más de 150 empresas, se pueden incorporar en las redes
    sin ningún problema, siendo incluso posible la
    incorporación de terminales telefónicos Wi-Fi a
    estas redes para establecer llamadas de voz.

    Las redes inalámbricas son inseguras aunque
    sólo sea porque el medio de transporte que
    emplean es el aire; por tanto,
    un elemento esencial a tener en cuenta en este tipo de redes al
    utilizarse la radio, es la
    encriptación. En general se utiliza WEP (Wired Equivalent
    Privacy), que es un mecanismo de encriptación y
    autenticación especificado en el estándar IEEE
    802.11 para garantizar la seguridad de las comunicaciones entre
    los usuarios y los puntos de acceso. La clave de acceso
    estándar es de 40 bits, pero existe otra opcional de 128
    bits, y se asigna de forma estática o
    manual (no
    dinámica), tanto para los clientes, que
    comparten todos el mismo conjunto de cuatro claves
    predeterminadas, como para los puntos de acceso a la red, lo que
    genera algunas dudas sobre su eficacia. WEP
    utiliza un esquema de cifrado simétrico en el que la misma
    clave y algoritmo se
    utilizan tanto para el cifrado de los datos como para su
    descifrado

    Con el retraso del nuevo estándar 802.11i y con
    el fin de resolver el tema de la seguridad, se ha lanzado la
    certificación WPA, aunque algunos expertos consideran que
    esta es sólo una solución momentánea que
    puede llevar a error ya que puede crear en el usuario una
    sensación de seguridad que este estándar no
    ofrece.

    Otro mecanismo de seguridad definido en el
    estándar IEE 802.11 es el conocido como SSID (Service Set
    Identifiers) o identificadores del conjunto de servicios, que es
    como un gestor de asignación de nombres, que proporciona
    un control de acceso
    muy rudimentario, razón por la que apenas se utiliza en
    las implementaciones comerciales.

    Otros usuarios han preferido adquirir soluciones
    wireless convencionales y potenciar la seguridad con
    tecnología de otros fabricantes especializados en
    seguridad móvil en lugar de soluciones que
    incluyan la certificación WPA

    EVOLUCIÓN DEL
    MERCADO

    El mercado de las soluciones inalámbricas
    alcanzó en el año 2002 un volumen de
    negocio de unos 1.600 millones de dólares y según
    todas las previsiones, se espera que experimente un crecimiento
    anual del 20%, a pesar de algunos factores en su contra que
    frenan este desarrollo como los problemas de
    seguridad y la diversidad de estándares.

    Y es que la preocupación por la seguridad es uno
    de los problemas que
    más tienen en cuenta las compañías, junto
    con las restricciones presupuestarias. A medida que la economía se vaya
    recuperando y los nuevos estándares incluyan características de seguridad mejorada, el
    mercado crecerá, por lo que se espera que en el año
    2006 se alcance un volumen de 2.600
    millones de dólares.

    Otro de los factores negativos es que en este momento se
    está produciendo un retraso en el proceso de
    ratificación de los nuevos estándares. Este
    proceso, en el
    caso del 802.11i está siendo más caro y lento de lo
    que los fabricantes calcularon, por lo que hasta finales de 2003
    o principios de
    2004 este estándar no se lanzará al
    mercado.

    Por otro lado, muchas compañías se han
    lanzado ya a comercializar soluciones que soportan el
    estándar 802.11g, aunque todavía no está
    definido del todo. Las primeras pruebas con
    este tipo de equipos han demostrado que la interoperabilidad
    presenta lagunas, y que en redes híbridas, las prestaciones
    tienden a caer a los niveles del estándar
    anterior.

    Se espera que el crecimiento venga impulsado por la
    tecnología Wi-Fi, así como por la mayor presencia
    de las tarjetas
    multiprotocolo, capaces de operar en estándares diversos
    como el 802.11b a, b y g. De hecho, en Estados Unidos esto ya se
    está produciendo ya que el protocolo
    802.11b, convive con el 802.11a, que ofrece un mayor ancho de
    banda. Además, esta opción tiene la ventaja de
    proteger las inversiones de
    la obsolescencia y permite administrar el ancho de banda en
    función
    del uso o localizaciones.

    La evolución del mercado de la movilidad
    vendrá dada sin lugar a dudas por tres "actores"
    fundamentales en este mercado: los dispositivos
    móviles, las redes wireless y las aplicaciones
    móviles
    . De los primeros podemos decir que cada vez
    son más potentes y para los próximos años se
    espera que los PC incorporen plataformas y tecnologías
    móviles y los portátiles se acerquen cada vez
    más al PC, hasta que compartan la misma tecnología.
    Se espera que esto mismo ocurra con el resto de dispositivos
    móviles, que converjan poco a poco hacia la compatibilidad
    total con el PC, a medida que su capacidad vaya
    incrementándose. Y por otro lado aparecerán nuevos
    dispositivos móviles que se adaptarán mejor a las
    necesidades de cada tipo de empresa.

    Por su parte, según la consultora Ciga Group, las
    redes wireless van a evolucionar de diferente manera: a
    través de la consolidación de redes de tercera
    generación, gracias a los cambios en el ancho de banda y
    la cobertura de las redes, etc. Sin embargo existe la amenaza de
    la interrelación de los diferentes estándares y
    tecnologías, lo que podría hacer que las empresas
    tuvieran que elegir entre una tecnología concreta o
    tecnologías que permitan utilizar diferentes redes, a
    costa de una mayor complejidad y precios.
    Además, la posible aparición de la
    tecnología UWB (Ultra Wide Band), no ayudará a
    clarificar el mercado.

    Por último podemos decir que tanto la mejora de
    las redes como una mayor capacidad permitirán montar redes
    con dispositivos-clientes móviles siempre conectados, de
    igual manera a como sucede en las redes móviles de 2.5G
    GSM/GPRS, al
    tiempo que
    habrá un despliegue de Web Services para
    aplicaciones móviles.

    El informe
    también apunta que una serie de facilidades y ventajas de
    estas tecnologías van a hacer posible la rápida
    expansión de estas aplicaciones móviles como por
    ejemplo la ubicuidad, la incorporación a los PC de
    tecnología Wi-Fi de serie, la mejora de los
    estándares de seguridad, etc. Y una tendencia importante
    sería la aparición de una plataforma de
    conmutación centralizada que integra capacidades para
    gestionar la seguridad, la
    administración de la red y la calidad de
    servicio.

    En cuanto a las tendencias tecnológicas se
    está trabajando con el fin de ofrecer soluciones
    inalámbricas con puntos de acceso más ligeros y
    económicos y con una plataforma que permita controlarlos
    de forma centralizada, además de incorporar otras
    funcionalidades.

    José Manuel Huidobro

    Ing. de Telecomunicación

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