REDES INALAMBRICASREDES INALAMBRICAS

INDEX◦ESTANDARES WIFI◦SEGURIDAD EN LAS CONEXIONES WIFI◦TIPOS DE ANTENAS◦COMPARATIVA DE ALCANCES◦WIMAX◦LOS PROBLEMAS DE LA WIFI

ESTANDARES WIFI◦Que es un estandar wifi?◦Los estandares mas comunes

802.11 802.11b 802.11g 802.11a

◦Extensiones y otros estandares 802.11e 802.11i 802.11d 802.11f

QUE ES UN ESTANDAR WIFI?◦Un estándar son una serie de normas que

definen las características de una red de area loca inalambrica (WLAN).

◦El IEEE ha sido el encargado de definir un conjunto de estándares para el entorno de la gestión de las redes inalámbricas, bajo la denominación 802.11.

◦Una red Wi-Fi es una red que cumple con el estándar 802.11.

◦A los dispositivos certificados por la Wi-Fi Alliance se les permite usar este logotipo:

LOS ESTANDARES MAS COMUNES◦EL ESTANDAR 802.11

El estándar 802.11 en realidad es el primer estándar y permite un ancho de banda de 1 a 2 Mbps.

El estándar original se ha modificado para optimizar el ancho de banda o para especificar componentes de mejor manera para por ejemplo garantizar mayor seguridad o compatibilidad.

LOS ESTANDARES MAS COMUNES◦EL ESTANDAR 802.11a

El rendimiento total máximo es de 54 Mbps aunque en la práctica es de 30 Mpbs.

El estándar 802.11a provee hasta ocho canales de radio en la banda de frecuencia de 5 GHz.

Tiene un alcanze de unos 10 metros.

LOS ESTANDARES MAS COMUNES◦EL ESTANDAR 802.11b

Ofrece un rendimiento total máximo de 11 Mpbs (6 Mpbs en la práctica).

Utiliza el rango de frecuencia de 2,4 GHz con tres canales de radio disponibles.

Tiene un alcance de hasta 300 metros en un espacio abierto.

LOS ESTANDARES MAS COMUNES◦EL ESTANDAR 802.11g

Su rendimiento total máximo es de 54 Mbps pero en la práctica solo consige los 30 Mpbs.

Esta en el rango de frecuencia de 2,4 GHz. Tiene un alcance de 300 metros Es compatible con el estándar 802.11b, lo que

significa que los dispositivos que admiten el estándar 802.11g también pueden funcionar con el 802.11b.

LOS ESTANDARES MAS COMUNES

◦EL ESTANDAR 802.11n Su rendimiento total máximo es de 600 Mbps ,

pero con 04 flujos simultaneos (MIMO) Esta en el rango de frecuencia de 2,4 GHz / 5 GHz Tiene un alcance de 370 metros Compatible con 802.11g

SEGURIDAD WIFI◦ Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de

estas redes. Las más comunes son: Utilización de protocolos de cifrado de datos para los

estándares Wi-Fi como el WEP y el WPA, encargados de la codificacion de la información transmitida para proteger su confidencialidad.

IPSEC (túneles IP), VPN y el conjunto de estándares IEEE 802.1X, permitiendo la autenticación y autorización de usuarios.

Filtrado de MAC, sólo se permite acceso a los dispositivos autorizados.

Ocultación del punto de acceso(SSID): punto de acceso (Router) invisible a otros usuarios.

El protocolo de seguridad WPA2 (estándar 802.11i). En principio es el protocolo de seguridad más seguro para Wi-Fi en este momento. Sin embargo requieren hardware y software compatibles.

No existe ninguna alternativa fiable 100%, todas se pueden burlar.

TIPOS DE ANTENAS WIFI

El tipo de la antena: el tipo de la antena determina su patrón de radiación. Tres tipos:

Omnidireccional : irradia en 360°

Direccional : Dirección puntual

Sectorial : irradia entre 90° y 180°

TIPOS DE ANTENAS WIFI

La Ganancia: Cociente entre la intensidad de campo producida por la antena y la intensidad de campo que produciría en el mismo punto un radiador isotópico que absorbiera del emisor la misma potencia de RF.

Es el grado al cual realza la señal en su dirección preferida. La ganancia de la antena se mide en el dBi, Las antenas externas simples tienen típicamente aumentos del dBi 3 a 7. Las antenas direccionales pueden tener aumentos de hasta 27 dBi.

APERTURA VERTICAL Y APERTURA HORIZONTAL

◦ El haz emitido o recibido por una antena tiene una abertura determinada verticalmente y otra apertura determinada horizontalmente.

◦ Apertura horizontal: Una antena omnidireccional trabajará horizontalmente

en todas direcciones, su apertura será de 360º. Una antena direccional oscilará entre los 4º y los 40º. Una antena sectorial oscilará entre los 90º y los 180º.

◦ Apertura vertical: Se tiene en cuenta si existe mucho desnivel entre los puntos a unir inalámbricamente. Si el desnivel es importante, la antena deberá tener mucha apertura vertical. Por lo general las antenas, a más ganancia (potencia por decirlo de algún modo) menos apertura vertical.

◦ En las antenas direccionales, por lo general, suelen tener las mismas aperturas verticales y horizontales.

Directividad :

Intensidad de radiación de una antena en la dirección del máximo y la intensidad de radiación de una antena isotrópica que radia con la misma potencia total

Ganancia : Potencia en la dirección de máxima radiación. La Ganancia (G) se produce por el efecto de la

directividad al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de radiación

Eficiencia :  Potencia radiada y la potencia entregada a la antena

OMNIDIRECCIONAL Orientan la señal en todas

direcciones con un haz amplio pero de corto alcance.

Envían la información en un radio de 360 grados Alcance menor que el de las antenas

direccionales. El alcance determinado por una combinación de

los dBi de ganancia de la antena, la potencia de emisión del punto de acceso emisor y la sensibilidad de recepción del punto de acceso receptor.

A mismos dBi, una antena sectorial o direccional dará mejor cobertura que una omnidireccional.

DIRECCIONAL Orientan la señal en una dirección

muy determinada con un haz estrecho pero de largo alcance.

Una antena direccional actúa de forma parecida a un foco que emite un haz concreto y estrecho pero de forma intensa (más alcance).

Las antenas Direccionales envían la información a una cierta zona de cobertura. A un ángulo determinado.

Alcance mayor Fuera de la zona de cobertura no se "escucha"

nada, no se puede establecer comunicación entre los interlocutores.

SECTORIALES Mezcla de antenas direccionales

y omnidireccionales. Emiten un haz más amplio que

una direccional pero no tan amplio como una omnidireccional.

La intensidad (alcance) de la antena sectorial mayor que la omnidireccional pero algo menor que la direccional.

Una antena sectorial sería como un foco de gran apertura, es decir, con un haz de luz más ancho de lo normal.

Para tener una cobertura de 360º (como una antena omnidireccional) y un largo alcance (como una antena direccional) deberemos instalar o tres antenas sectoriales de 120º ó 4 antenas sectoriales de 80º.

Las antenas sectoriales suelen ser más costosas que las antenas direccionales u omnidireccionales.

¿ QUÉ ANTENAS DEBEMOS INSTALAR ?◦ Las antenas direccionales, Union de dos puntos a largas

distancias ◦ Las antenas omnidireccionales se suelen utilizar para

dar señal extensa en los alrededores. ◦ Las antenas sectoriales utilizan cuando se necesita un

balance de las dos cosas, llegar a largas distancias y a un área extensa.

◦ Cobertura de red inalámbrica en toda un área próxima (una planta de un edificio o un parque por ejemplo) una antena omnidireccional.

◦ Cobertura de red inalámbrica en un punto muy concreto (por ejemplo un PC que está bastante lejos) utilizará una antena direccional.

◦ Si necesita dar cobertura amplia y a la vez a larga distancia, utilizará antenas sectoriales.

COMPARATIVA DE ALCANCES◦Bluetooth◦zigBEE◦Miwi◦Wifi◦Wimax…

Bluetooth◦ Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas

de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

◦ Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.

◦ Eliminar los cables y conectores entre éstos.◦ Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes

inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

Clase 1 100 metros

Clase 2 20 metros

Clase 3 1 metro

Bluetooth◦ Protocolo inalámbrico para redes de área personal

(WPAN)◦ Protocolo IEE 802.15.4◦ Tasas de tranferencia bajas aprox. 250 Kbits/s◦ Distancias cortas aprox. 100 metros sin obstaculos◦ Redes bajo coste ◦ Desarrollado por Microchip Technology, proyecto de

código abierto, con la única limitación de la obligación de utilizar microcontroladores de Microchip Technology y su transceptor MRF24J4

◦ Capaz de formar redes punto a punto, de estrella o malla. Puede tener 8 coordinadores como máximo por red, y cada uno de éstos 127 hijos, haciendo un total de 1024 de nodos por red

Bluetooth

◦ Esta probado que al conectarle una antena externa a un Adaptador BlueTooth Linksys USB podemos hacer que el alcance de este llegue hasta aproximadamente los 2km.

Bluetooth◦Con la ayuda de la antena USB Host XR

Bluetooth podemos aumentar el radio del Bluetooth hasta conseguir un radio de 30km con una instalación profesional y 2km sin esta.

WI-FI◦El alcance del wifi es muy variado y depende

de muchos factores desde la marca del transmitor (AP) hasta la antena y la potencia generada, hasta el estandar utilizado.

◦Globalizando: Una conexión wifi puede llegar hasta unos 370m

con el estandar 802.11n al aire libre y algo mas utilizando antenas direccionales.

ZIGBEE◦ Protocolo inalámbrico para redes de área personal

(WPAN)◦ Protocolo IEE 802.15.4◦ Bajo Consumo◦ Tres topologías distintas:

Estrella Árbol Redes genéricas en malla

◦ Poco componentes para su fabricación◦ Hasta 64000 nodos◦ Necesidad de un coordinador en toda red◦ Orientado a domótica◦ Seguridad con claves de 128 bits

WIMAX◦ Alternativa wireless al acceso de banda ancha DSL y cable, y

una forma de conectar nodos Wifi en una red de área metropolitana (MAN)

◦ “Worldwide Interoperability for Microwave Access” o Interoperabilidad mundial de acceso por microondas

◦ Estandar IEEE 802.16

◦ Creado por un consorcio de empresas(actualmente mas de100)

◦ Radio de accion de 50 km

La Familia 802.16

◦ 802.16 10-66 GHz, Modulación QAM

◦ 802.16ª 2-11 GHz, OFDM Y OFDMA

◦ 802.16b/c Interoperabilidad y especificación de certificaciones

◦ 802.16d Añade 2-11 GHz a especificaciones de Interoperabilidad

◦ 802.16-2004 reemplaza a 802.16, 802.16ª y 802.16d

◦ 802.16e Movilidad

La Familia 802.16e

◦ Movilidad completa (802.16e), que permite el desplazamiento del usuario de un modo similar al que se puede dar en GSM/UMTS (3G) y actualmente compite con las tecnologías LTE, (basadas en femtocélulas, conectadas mediante cable), por ser la alternativa para las operadoras de telecomunicaciones que apuestan por los servicios en movilidad, este estándar, en su variante "no licenciado", compite con el WiFi IEEE 802.11n, ya que la mayoría de los portátiles y dispositivos móviles, empiezan a estar dotados de este tipo de conectividad (principalmente de la firma Intel).

La Familia 802.16

◦ 802.16 10-66 GHz, Modulación QAM

◦ 802.16ª 2-11 GHz, OFDM Y OFDMA

◦ 802.16b/c Interoperabilidad y especificación de certificaciones

◦ 802.16d Añade 2-11 GHz a especificaciones de Interoperabilidad

◦ 802.16-2004 reemplaza a 802.16, 802.16ª y 802.16d

◦ 802.16e Movilidad

Ventajas◦ Cobertura a un área muy extensa ◦ Instalación de las antenas para transmitir y recibir,

formando estaciones base, son sencillas y rápidas de instalar.

◦ Adecuado para ciudades enteras, pudiendo formar una MAN, en lugar de un área de red local como puede proporcionar Wifi.

◦ Puede producir transmisiones de hasta 70 MB comparado con los 54 MB que puede proporcionar Wifi.

◦ Puede ser simétrico lo cual significa que puede proporcionar un flujo de datos similar tanto de subida como de bajada.

◦ Las antenas de WiMAX operan a una frecuencia de hasta 60 mHz. Las antenas no tienen que estar  directamente alineadas con sus clientes.

◦ Soporta las llamadas antenas inteligentes (smart antenas), propias de las redes celulares de 3G.

◦ Posibilidad de formas redes malla para comunicación sin vision directa

◦ Incluye medidas para la autenticación de usuarios y la encriptación mediante DES.(128 bits) y RSA (1.024 bits)

◦ Velocidades elevadas gracias a la modulación OFDM (Orthogonal Frequency División Multiplexing) técnica de modulación empleada para la TV digital, sobre cable o satélite, así como para Wi-Fi (802.11a).Muy probada. Soporta los modos FDD y TDD para facilitar su interoperabilidad con otros sistemas celulares o inalámbricos.

LOS PROBLEMAS DE LA WIFI

◦Interferencias

◦Atenuación

Interferencias◦Debido a que las redes inalámbricas operan en

un espectro de frecuencias utilizado por otras tecnologías, pueden existir interferencias que pueden afectar negativamente al rendimiento.

◦Tecnologías que pueden producir interferencias: Bluetooth Hornos Microondas Algunos telefonos inalambricos Otras redes WLAN

ATENUACIÓN

◦Las señales de radio frecuencia pueden desvanecerse o bloquearse por materiales medioambientales

◦La siguiente tabla muestra como afectan estos materiales a las señales inalambricas:

ATENUACIÓN

Material Ejemplo Interferencia

Madera Tabiques Baja

Vidrio Ventanas Baja

Amianto Techo Baja

Yeso Paredes int Baja

Ladrillo Paredes int/ext Media

Hojas Arboles Media

Agua Lluvia/niebla Alta

Ceramica Tejas Alta

Papel Royo de papel Alta

Vidrio ->plomo Ventanas Alta

Metal Vigas/Armarios Muy Alta