Universidad Magister

Ingeniería en Sistemas

Trabajo de Investigación sobre

REDES INALÁMBRICAS

Introducción.

En el mundo de la informática, no hay que esperar que pase un año para estar desactualizado, basta que pase un solo día para estarlo.

Los programas de computo son los responsables a que hoy en día tengamos una Pentium en nuestras casas. El desarrollo del Software es el que a obligado siempre a los diseñadores de PC´s, a que busquen la soluciónes para que sus programas corran lo más obtimos posibles.

Así pues y en una forma análoga, el crecimiento de las redes obligan a las grandes casas diseñadoras a producir los medios que logren permitir accesar, lo más eficiente posible, computadores a la redun tráfico concurrente dentro de una determinada red.

Principios de la Radio Frecuencia.

Cuando aplicamos una corriente eléctrica a un conductor, se genera un campo magnético a lo largo del cable. Si la corriente que estamos aplicando tuviese cierta frecuencia de resonancia con el conductor, el campo electromagnético que originaría el conductor se desplazaría cubriendo aún más de su perímetro original. Las antenas de transmisión cumplen con este principio.

Si colocamos cerca del primer conductor, un segundo conductor con las mismas características del primero; este recibiría una inducción magnética pudiéndose incluso medir la intensidad de captación, este cumpliría las funciones del receptor.

Las antenas transmisoras de radio son elementos de los sistemas de comunicación; que transforman mediante un fenómeno de resonancia, la potencia de los equipos a los que están conectados, en ondas electromagnéticas.

Por lo contrario las antenas receptoras, transforman las ondas electromagnéticas que resuenan sobre ella, en potencia eléctrica que luego es amplificada por el equipo receptor.

Es sabido además, que las antenas de equipos radioeléctricos tienen una buena eficiencia, cuando su longitud física es aproximadamente al mitad de la longitud de la onda de la señal electromagnética que por su intermedio se desea irradiar.

Espectro de frecuencia

El hombre, a partir del conocimiento de la forma en que se propagan las ondas electromagnéticas, ha ido usando cada una de las frecuencias para distintas aplicaciones.

La clasificación de las frecuencias en segmentos según las características que presenta cada uno de ellos, es lo que se denomina espectro de frecuencias.

GRAFICA DEL ESPECTRO DE FRECUENCIAS

Longitud de onda 10 Km 1 Km 100 mts 10 mts 1 mts 10 cms 1cms 1 mm .1 mm

Frecuencia 30 Khs 300 Khz 3 Mhz 30 Mhz 300 Mhz 3 Ghz 30 Ghz 300 Ghz 3000 Ghz

Designación VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF SEHF

Banda 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Aplicaciones Audio ....Radio A.M.... Radio F.M

.......Television...

.................Radar............

....Microndas

Satelite

......Infrarojo.....

Cada banda de frecuencias poseen características propias de propagación así como también tienen diferentes costos de fabricación de los equipos. En la bandas 4, 5, 6 y 7, la señal transmitida tienen más cobertura por la facultad de rebotar en cualquier cuerpo sin perder potencia; no obstante no son inmunes al ruido. Las bandas 4 y 5 son muy usadas en comunicación interoceánicas; y las bandas 6 y 7 en la comunicación internacionales. El consumo de potencia en estos equipos son los mayores de toda la gama.

En la banda de 8, 9, 10, 11 y 12 comunicación se hace más efectiva si hay contacto visual entre el transmisor y el receptor; en caso contrario, si la señal rebota en algún cuerpo, esta se debilita. Son las más utilizadas para transmitir señales en que se precisa la calidad y fidelidad, esto se debe a su inmunidad al ruido. Por su frecuencias tan altas, se logra un ancho de banda muy amplio, ocupado para la transmisión de diferentes canales

Generalidades de Redes.

En las primeras generaciones de la computación, la información se alojaba en un solo computador principal. Esta información podía ser ****** desde las terminales ubicadas en diferentes puntos del edificio.

Al nacer el PC, nace una nueva generación computadoras. Esta era se caracteriza por la descentralización de la información. Con los años, se fueron madurando tecnologías abiertas, la cual tiene la facultad de entablar diálogos entre equipos que por si solos son incompatibles; incluso se pueden consolidar redes de diferentes topologías como una sola red local pudiéndose compartir los recursos informáticos.

El aumento de los elementos a una red obliga ampliar el cableado; el cual al realizar su respectiva instalación, no se toman en cuenta los elementos externos que producirán averías a un determinado plazo. Un 80 % de las averías en redes se deben a la mala instalación del cable. Por esta razón surgen normas internacionales que proponen reestructurar el cableado de una red; exigiendo que los tipos de material a usarse sea de alta eficiencia; también considerando medidas de prevención para posible daños.

Dentro del amplio campo de las comunicaciones de datos locales, existen diferentes topologías que se puede implementar en una red. Estas topologías usan diferentes medios físicos para entablar la comunicación.

Las topologías de mayor uso comercial están:

Topología Ethernet, la cual incorpora elementos de hardware como concentradores o HUB´s , cableado coaxial (10 base 2) o bien cable UTP ( 100 base T o 1000 base T) y tarjetas de Ethernet instaladas en los computadores a conecterizar . Todos estos elementos obedecen a los standares de la IEEE 802.3. En esta topología , los equipos se conectan en estrella al concentrador.

La topología Token Ring originario por IBM. Sus elementos físicos a usarse son los MAU´s, cable STP o bien UTP, y tarjetas de Token Ring. El estándar el cual pertenece es de la IEEE 802.5. La forma en que se conectan los equipos es en anillo, en donde el MAU es el elemento central que conecta todas las terminales al anillo.

Comunicación En Redes Inalámbricas.

Hoy en día se abren nuevas propuestas en el mercado para que el acceso a la información se logre por medios inalámbricos, facilitando tiempos de respuesta en la instalación.

Actualmente hay en el mercado elementos de la comunicación inalámbricas, que permiten ser adaptadas a cualquiera de las anteriores topologías ya mencionadas: Ethernet y Token Ring..

Estas conexiones inalámbricas aportan grandes ventajas según la necesidad que se desea satisfacer, a continuación se hace mención en los casos en que se pueden implementar.

• Por el tipo de trabajo del usuario el cual requiere desplazarse dentro de un campus laboral.

En las grandes bodegas, en donde se tienen que efectuar inventarios y auditorías, en este caso los usuarios pueden movilizarse libremente con una PC portátil. En ella puede realizar consultas, actualizar la base de datos, recibir y enviar correos al instante.

En un hospital, el Doctor puede movilizarse libremente por los pasillos con la PC conectada al sistema, atendiendo a sus pacientes y verificando sus antecedentes en ese o en otro hospital, ordenar recetas médicas, poseer un sistema experto; incluso puede tener participación en una video conferencia.

• Cuando el costo para enlazar inalámbricamente es menor al convencional.

Varios edificios pueden comunicarse entre sí, al poseer conexiones inalámbricas sin necesidad de desembolsar dinero en la construcción e instalación para el montaje de la fibra óptica.

• Expansiones de la red de uso temporal.

Tales como kioscos ambulantes de información, instalados en los pasillos de grandes negocios tales como bancos, supermercados o bien en ferias comerciales.

Características de las Comunicaciones Inalámbricas

La comunicación inalámbrica se sujeta al estándar IEEE 802.11.

Para establecer una red inalámbrica, es necesario instalar un concentrador ubicado en alguna zona central en espacio físico de trabajo. Este concentrador puede adaptarse para trabajar en topologías Ethernet o bien en Token Ring. Este concentrador puede conectar hasta 64 computadores en forma inalámbrica; siempre y cuando que estas se ubiquen en un área 100 mts cuadrados.

La red inalámbrica puede trabajar a una velocidad de comunicación de 2 Mbts o 10 Mbts en ambientes de topología Ethernet. Cuando el módulo se programa para trabajar en ambientes de Token Ring, la velocidad es de 4 a 16 Mbts en Token Ring.

El concentrador posee un puerto de salida RJ-45, para conectarse a la red local. Es por medio de este puerto como puede incorporar los PC´s conectados inalambricamente, a la red general. Si la red a conectarse es Ethernet, el módulo incorpora los standares IEEE 802.3. En caso que el ambiente a servir es Token Ring el módulo adopta los standares IEEE 802.5.

Para la comunicación inalámbrica ya establecida entre el concentrador y los computadores, los equipos trabajan en los standares IEEE 802.11, el cual son los standares de la comunicación inalámbrica.

Incorporando antenas de alta ganancia, se puede establecer enlaces a 3 Kms. Su radio frecuencia de transmisión esta en la banda de U.H.F con una frecuencia de trabajo de 2.45 Giga Hz con una potencia de .06 watts. .

Sistemas para la inmunidad del ruido.

En oficinas, salas de cómputo y aún en el medio ambiente externos, se encuentran con generadores de radio frecuencia que pueden interferir con la comunicación, aún cuando la banda de transmisión de los equipos son altas.

El standar IEE 802.11, cubre con normas que ayudan a proteger los datos de cualquier interferencia de ruido. Para reconocer la potencia de señal y la potencia de ruido, se encriptan los datos tanto en la salida de antena principal como las salidas de los usuarios.

Estos equipos transmiten 11 veces el mismo paquete de datos; mientras, los receptores se encargan de comparar estas tramas. Si fuese detectado algún error en los datos, los equipos asumen que es por ruido entre el computador y el concentrador. En ese instante todos las frecuencias de las tarjetas de los computadores, el concentrador y el enlace externo ( si existiera) cambian a una frecuencia más estable.

Costos de los equipos

La distribución de estos equipos en el mercado nacional se encuentran reducidos. Sin embargo; hay proveedores que estudian la posibilidad de inportar y vender este tipo de equipos. Los costos de los equipos de la marca Lucent Technologies, fueron los más accesibles a conocer y son los siguientes:

Concentrador con capacidad de 16 usuarios...... $1700

Tarjeta para PC.................................................. $300 -$400

Antenas 2 Mbps en caso de

enlaces externos ................................................$600

Próximamente estarán presentando una nueva antena a 10 Mbps de alta ganancia, por lo tanto se espera que las actuales antenas a 2 Mbps bajen unos $100 y las nuevas costarán unos $400 a $500.

Experiencia con los Equipos

Se está en periódo de prueba un enlace y red inalámbrica entre dos Edificios ( A y B ). En el Edificio A, se encuentra un HUB de Ethernet alimentando a un concentrador inalámbrico. Este concentrador se enlaza con su homólogo ubicado en el Edificio B, separados unos 250 mts. En el Edificio B, en este segundo concentrador se conectaron inalambricamente, dos computadores. Los informes sobre la eficiencia de los equipos han sido positivos visualizando una transparencia en la velocidad de trabajo.