CCNA Wireless Clase 1

Profesor Manuel Torres M.

Redes Inalmbricas de rea local

Iconos usados en la representacin de topologas inalmbricas.

Router Wireless Wireless Bridge Access Point Wireless LAN controller

Access Point Ligero

Redes Inalmbricas de rea local

Las redes inalmbricas hicieron su penetracin en el mercado en los aos 90s, Pero la tecnologa viene siendo investigada desde los aos 1800.

Sir William Herschel (1738-1822) Descubri la existencia de la luz infrarroja, lo que abri el camino a las teoras de electromagnetismo, lo que fue explorado en profundidad por James Maxwell (1831-1879)

Redes Inalmbricas de rea local

Muchos de los descubrimientos relacionados al electromagnetismo estn basados en la investigacin de Michael Faraday (1791-1867) y Andre-Marie Ampere (1775-1836).

Heinrich Hertz (1857-1894) trabaj sobre los descubrimientos de Maxwell, demostrando que las ondas electromagnticas viajan a la velocidad de la luz y que la electricidad puede ser transportada en esas ondas.

Redes Inalmbricas de rea local

Estos descubrimientos abrieron las puertas que permiten transmitir informacin a travs de seales elctricas sin cables.

Con RF la meta es enviar mucha informacin, lo ms lejos posible, el problema son las numerosas influencias en las radio frecuencias que son necesarias de superar.

Redes Inalmbricas de rea local

Para mandar datos a travs de ondas areas, la IEEE desarroll la especificacin 802.11, que define las operaciones half-duplex usando la misma frecuencia para enviar y recibir en una WLAN.

No se requiere licencia para usar los Standards 802.11, pero se requieren seguir las reglas que la FCC ha establecido.

FCC

FCC (Comisin federal de comunicaciones) regula las frecuencias que pueden ser usadas y la cantidad de energa con las que las WLAN pueden operar, adems las tcnologas de transmisin utilizadas, y las ubicaciones donde los dispositivos deben ser desplegados.

Su homlogo europeo es la ETSI

Seales de radio

Para alcanzar los anchos de banda mediante seales de RF, se requiere enviar datos a travs de algn tipo de mtodo de emisin.

Uno de los mtodos es conocido como Spread Spectrum.

1986, La FCC permitio el uso del Spread Spectrum en el mercado.

Opera en la banda de frecuencia Industrial, Cientfica y Mdica (Banda ISM).

Ancho de banda

Para colocar datos en las seales RF se requiere una Tcnica de modulacin.

Ancho de banda puede referirse al Ancho de la Onda y para cantidad de datos transmitidos.

Para referirse a Ancho de Banda la medicin es el hertz. Banda ciudadana de radio (3 Khz)

Radio FM (175 khz)

TV (4500 khz)

Modulacin

Es la adicin de datos a una seal portadora.

Por ejemplo:

Frecuencia Modulada

Amplitud Modulada

Espectro Electromagntico

La luz visible est entre los 400 NM y 700 NM

Espectro Electromagntico

Longitudes de onda

Longitudes de onda

Bandas comnmente utilizadas

900 Mhz

Comienza en los 902 Mhz y termina en 928 Mhz.

Telfonos inalmbricos

2.4 Ghz

La ms usada y est dividida en 14 canales de 22 mhz de ancho.

Algunos canales causan overlap, por lo que generan interferencia.

Los canales frecuentemente usados para que no exista overlap son 1, 6 y 11.

Utiliza modulacin DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum).

Tasas de transferencia definidos 1, 2, 5.5 y 11 Mbps.

2.4 Ghz

5 Ghz

Usado por 802.11a y 802.11n.

Para 802.11a las tasas de transferencia son de 6 a 54 Mbps.

Est dividido en canales con una separacin de 20 mhz de ancho. Posee 23 canales que no se sobreponen.

Utilizan modulacin OFDM (Orthogonal frecuency division multiplexing) para 802.11a las tasas de transferencia son 6,9,12,18,24,36,48 y 54 Mbps.

Tcnicas de modulacin y como trabajan

El proceso de modulacin es la variacin de una seal o tono llamado carrier signal (portadora). La informacin es agregada en la carrier signal en un proceso llamado Encoding Por ejemplo: Una cancin en la que se inserta un mensaje que es acompaado de una meloda. Encoding: Es el proceso de transformar informacin de un formato a otro.

Tcnicas de modulacin y como trabajan

Una seal modulada consta de 3 partes: Amplitud: Volmen de la seal

Fase: el tiempo de la seal entre peaks

Frecuencia: El tono de la seal.

Se utilizan distintos tipos de modulacin DSSS

OFDM

MIMO

Etc.

Tipos de modulacin

DSSS

Tcnica de modulacin usada por los dispositivos 802.11b para enviar informacin.

La seal transmitida es distribuida dentro del espectro de frecuencia que esta siendo utilizada. Por ejemplo, un AP que esta transmitiendo sobre el canal 1, distribuye la seal de carrier en los 22 mhz de ancho del carrier. En este caso 2.401 a 2.423 ghz.

Chipping codes

Un chip y un bit son esencialmente lo mismo. Pero un bit representa datos y un chip es usado para la codificacin.

Debido al ruido, DSSS usa una secuencia de chips para codificar informacin.

Chipping code

Barker code

Para alcanzar tasas de 1 y 2 Mbps, 802.11 usa barker code. Este codigo define el uso de 11 bits cuando codifica la informacin; El 11-chip barker code en 802.11 es 10110111000.

Los detalles matemticos de este codigo estn fuera del alcance del curso.

Complementary Code Keying

Cuando se trabaja con DSSS. El barker code trabaja bien para tasas de transferencia bajas de 1 y 2 mbps. Para alcanzar tasas de 5,5 y 11 Mbps DSSS utiliza un mtodo diferente. CCK usa una serie de cdigos llamados secuencias complementarias. Es un set de 64 words (8bit) codes. Hasta 6 bits pueden ser representados con por 1 code word, diferente al unico bit representado por un barker code.

Uno de los mtodos ms simples de entender es la modulacin por Amplitud. +5v =1 y -5v=0

Por factores externos, la amplitud es la seal que puede ser modificada. Por lo que se utiliza la frecuencia y la fase ya que no es posible de cambiar.

802.11b utiliza la fase para modular los datos, especificamente BPSK y QPSK.

Modulacin de Fase

BPSK

BPSK es un mtodo simple de PSK. En BPSK 2 fases son usadas que estn separadas en 180.

BPSK puede modular 1 bit por smbolo. Un desplazamiento de fase de 180 grados es 1, y un desplazamiento de fase de 0 grados es un 0.

BPSK

QPSK

QPSK codifica 2 bits por smbolo. Lo que permite doblar la tasa de transferencia disponible.

QPSK usa Barker code para velocidades de 5.5 Mbps y para 11 Mbps CCK-128.

OFDM

No est considerado como una tecnologa spread spectrum. Pero se usa en la modulacin en redes WLAN.

Se pueden alcanzar altas tasas de transferencia.

Define un nmero de canales en un rango de frecuencia, las cuales estn divididos en subportadoras de pequeos anchos de banda.

OFDM

Los canales son de 20 Mhz y lasportadoras de 300 khz de ancho.

52 subportadoras por canal.

Cada canal tiene una baja tasa de transferencia, pero los datos son enviados simultneamente.

802.11g y 802.11a usan OFDM

MIMO

802.11n

Usa mltiples antenas para recibir la seal. Usualmente 2 o 3 en adicion de multiples antenas para enviar seales.

100 mbps por multiplexacion de rafagas de datos simultneamente en 1 canal.

Cuando un AP usa MIMO puede hablar con dispositivo NON-MIMO. Pero se ve reducido en un 30% el performance de los estandares 802.11a/b/g.

Dynamic Rate Shifting

Todos los productos CISCO pueden realizar una funcion llamada DRS.

En 802.11 operando en 2.4 Ghz, los dispositivos pueden pasar de 11 a 5.5 Mbps y de 2 a 1 mbps dependiendo de las circunstancias.

DRS soporta multiples cliente y multiples tasas de transferencia.

CSMA/CA

En una topologa Wireless, el comportamiento de un AP es similar a la de un HUB.

Es un medio Half-Duplex (se mejora con la implementacin de MIMO)

Para evitar colisiones se usa CSMA/CA.

En medios full duplex no es necesario el acceso al medio mediante contienda.

CSMA/CA

Cuando un dispositivo va a enviar informacin primero ESCUCHA el medio. Si el canal est ocupado, el dispositivo informa enviando una seal a los dems indicando que va a enviar datos y los dems no deben enviar datos.

Para esto se utiliza el mtodo RTS/CTS. Los dispositivos que envan informacin utilizan paquetes RTS y el receptor previsto usa CTS. Esto alerta a los dems dispositivos.