TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS PARA LA COMUNICACIÓN.

Transcripción

1 TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS PARA LA COMUNICACIÓN. 1. INTRODUCCIÓN Actualmente, para establecer una comunicación entre dos puntos se pueden emplear, en primera instancia, dos alternativas: una conexión mediante cable o bien una tecnología inalámbrica. Cada opción tiene sus ventajas y sus inconvenientes y la elección depende de la aplicación concreta. Sin embargo, desde hace tiempo, la alternativa más común para realizar una comunicación entre un origen y un destino ha sido el cable; ejemplos como el hilo de cobre, la línea de transmisión, el coaxial o la fibra óptica resultan familiares. Aunque actualmente la transmisión por cable sigue siendo muy usada, la alternativa de la transmisión inalámbrica va ganando terreno y es una solución cada vez más utilizada. 2. EXPANSIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS. CAUSAS. Es un hecho constatado, como se ha expresado anteriormente, que las tecnologías inalámbricas han experimentado un gran auge en los últimos años. Algunas de las causas de este fenómeno se citan a continuación: El desarrollo masivo de Internet de alta velocidad ha propiciado la introducción de nuevos servicios como vídeo, audio, juegos y comercio electrónico. Antes, los usuarios se encontraban restringidos a una conexión por cable, como por ejemplo ADSL, que necesita una infraestructura más costosa en tiempo y dinero que una alternativa inalámbrica. Además, la disponibilidad, hoy en día, de dispositivos portables como PDA, portátiles o teléfonos inteligentes demandan servicios similares en condiciones de movilidad, lo cual es imposible mediante transmisión por cable. En las zonas rurales o países en vías de desarrollo, existe un déficit de infraestructuras de hilo de cobre o fibra óptica para proveer servicios de banda ancha. A esto se une a la actitud reacia a su instalación por parte de los proveedores debido al escaso beneficio que obtienen de ello. En este caso, la alternativa inalámbrica es la única posible. 1

2 En base a ello, las tecnologías inalámbricas están siendo cada vez más empleadas en multitud de aplicaciones que cada vez nos parecen más comunes. 3. VENTAJAS DE LAS TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS. Una de las muchas aplicaciones de la tecnología inalámbrica es que permite conectar nodos mediante enlaces inalámbricos, también llamados wireless, y formar redes de muy diversa naturaleza. Esto, obviamente, posibilita que una red inalámbrica presente ventajas sobre una red por cable. Las más importantes son las siguientes: Movilidad. Estas redes proporcionan, a los usuarios de las mismas, información en tiempo real desde cualquier punto del entorno en el que se encuentran desplegadas. Esto constituye una mejora considerable respecto a las redes por cable en las que el usuario debe permanecer en una posición fija. Conviene destacar que, en las redes con movilidad, se producen cambios en la posición relativa entre los nodos, por lo que hay que tener en cuenta factores como: calidad del enlace, pérdidas de propagación, atenuación, interferencias, consumo energético o cambios de topología. Escalabilidad. En estas redes resulta muy sencillo la incorporación de otros usuarios a la red, al contrario de lo que ocurre en las redes cableadas donde dicha labor resulta más tediosa. En definitiva, estas redes se pueden configurar en muy diversas topologías adaptándose más eficientemente a la aplicación para la que se la requiere, con el beneficio que ello conlleva. La combinación de estas dos características permite desarrollar un amplio abanico de redes en función del número de nodos, de la mayor o menor movilidad y de la topología. El rango de aplicaciones que se puede desarrollar es muy extenso. De la misma manera, la diversidad de escenarios en los que se pueden utilizar también es amplia (militar, particular, empresarial, sanitario, etc.). Dependiendo del escenario, otros factores cobran importancia: privacidad, tasa de transferencia de información, latencia o fiabilidad, entre otros. 4. CLASIFICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS. Debido al creciente desarrollo de las comunicaciones inalámbricas y la reducción en el coste de los dispositivos que incorporan esta tecnología, han surgido, en un corto intervalo de tiempo, una gran cantidad de iniciativas. Esto ha dado lugar a la aparición de multitud de tecnologías cuyo principal objetivo es permitir el intercambio de información entre dispositivos inalámbricos y que se diferencian unas de otras por la tasa de transmisión y el rango de alcance. A continuación se detallan las diferentes tecnologías inalámbricas clasificadas según el rango de alcance. WPAN (Wireless Personal Area Network) Permiten a los usuarios establecer comunicaciones inalámbricas entre dispositivos (PDA, portátiles, teléfonos móviles, etc) en un área reducida. 2

3 Las tecnologías inalámbricas cuyas características permiten la construcción de redes WPAN son las siguientes: Bluetooth Presenta características interesantes: bajo consumo, velocidad adecuada para gran parte de las aplicaciones, soporta cifrado, económica, no es necesario visibilidad directa entre los dispositivos y tiene baja interferencia. Permite velocidades de transmisión de hasta 3 Mbps y rango de hasta 100 metros. Sus aplicaciones son sustitución de enlaces punto a punto o interconexión de dispositivos (PDAs, portátiles, etc.) UWB (Ultra Wide Band) Tiene la característica principal de no resultar afectada por interferencias externas. Permite tasas de transmisión de centenares de Mbps y rangos de alcance decenas de metros. Es una tecnología apropiada para aplicaciones que trabajen en entornos ruidosos por su robustez frente a las interferencias. Zigbee Es una tecnología de muy bajo coste y de consumo y velocidad reducidos. Permite velocidades de transmisión de decenas de Kbps y rangos de alcance de decenas de metros. Es la tecnología que se utiliza en domótica. RFID (Radio Frequency IDentification) Es una tecnología de bajo coste y de funcionamiento simple. Presenta velocidades y rangos de alcance bastante reducidos. Se emplea fundamentalmente en los lectores de códigos de barras de comercios y empresas. WLAN (Wireless Local Area Network) Permiten a los usuarios establecer conexiones inalámbricas dentro de un área local (edificio corporativo, campus empresarial, aeropuerto, etc.). Se pueden utilizar en lugares donde la instalación de un cableado extenso es prohibitiva, o bien para complementar a una red local de cable existente de manera que los usuarios puedan trabajar en diferentes lugares dentro de un edificio. Las tecnologías principales WLAN son: WiFi Es la tecnología inalámbrica más conocida. Presenta elevadas tasas de transmisión (hasta 54 Mbps), alcances adecuados (hasta 100 metros), privacidad, sencillez y coste reducido. Se emplea como sustitutivo de cables en una red local y permite la conexión desde diferentes lugares dentro del rango de alcance y movilidad. HIPERLAN 2 Es la alternativa europea WiFi. Presenta características similares aunque con mayor rendimiento. Sin embargo, su penetración comercial ha sido menor. WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) Permite a los usuarios establecer conexiones inalámbricas entre varias ubicaciones dentro de un área metropolitana (entre varios edificios de oficinas 3

4 de una ciudad o en un campus universitario), evitando el coste de instalación de cables de cobre o fibra y el alquiler de las líneas. Se pueden destacar tres familias de tecnologías WMAN: WiMAX (World Interoperability for Microwave Access) Es una tecnología incipiente que incorpora mayor alcance que WiFi (hasta 50 Km), mejor robustez frente a las interferencias y tasas de transmisión similares. Sus aplicaciones se enmarcan en el establecimiento de conectividad en una región extensa como puede ser una ciudad. MBWA (Mobile Broadband Wireless Access) Es una solución optimizada para la transmisión móvil de voz y datos sobre IP, además de estar preparada para el empleo de tecnologías tales como antenas adaptativas y modulación OFDM. Permite tasas de transmisión en torno a 1 Mbps y alcances de unos 100 metros aunque su mayor ventaja es su funcionamiento a altas velocidades de desplazamiento. Es por tanto, una tecnología adaptada a una comunicación móvil. WWAN (Wireless Wide Area Network) Permiten a los usuarios establecer conexiones inalámbricas a través de redes remotas públicas o privadas. Estas conexiones se pueden mantener a través de zonas geográficas extensas, como ciudades o países, mediante el uso de antenas en varias ubicaciones o sistemas satélite. En función de la altitud del satélite, se pueden definir varias redes: Satélites geoestacionarios (GEO, Geostacionary Earth Orbit) Estos satélites permanecen en la misma posición en el cielo. Se usa para la transmisión de datos y televisión digital a unas velocidades ligeramente inferiores a 50 Mbps. Satélites de baja órbita (LEO, Low Earth Orbit) Se requiere enviar un número considerable de satélites para alcanzar una completa cobertura. Aplicaciones como la telefonía móvil se encuadran en este tipo. En este caso, conviene destacar dos tipos: los sistemas de 2ª generación (2G) como GSM, que permite servicios de voz y datos a una velocidad en torno a la decena de Kbps, y los sistemas de 3ª generación (3G) como UMTS, con una tasa en torno a los 2 Mbps y que permite servicios como la videollamada, el envío de mensajes multimedia, o la conexión a Internet, servicios cada vez más comunes en nuestros teléfonos móviles. Satélites de órbita media (MEO, Medium Earth Orbit) Permiten alcanzar un compromiso entre el número reducido de satélites y la proximidad a la superficie, es decir entre el coste y los tiempos de latencia. A modo de resumen, se adjunta el siguiente gráfico en el que se pueden apreciar las tecnologías inalámbricas explicadas con sus características principales. 4

5 WWAN WMAN WLAN WPAN WPAN WLAN WMAN WWAN Estándares Bluetooth, UWB, Zigbee, RFID a, 11b, 11g, HIPERLAN 2 WiMAX, MBWA GSM, GPRS, UMTS, EDGE Velocidad Reducido Me dio -alto Alto Reducido Rango Reducido Me dio Medio-alto Alto Aplicaciones sustitución de cables, interconexión de dispositivos conexiones inalámbricas en una LAN (empresa. aeropuerto,...) conexiones inalámbricas en una MAN (campus universitario,...) conexiones inalámbricas entre zonas geográficas extensas (ciudades, países,...) 5. CONCLUSIONES Es una evidencia la proliferación de dispositivos inalámbricos en nuestras vidas. Nos resultan cada día más familiares dispositivos como portátiles, PDA o teléfonos móviles entre otros. Estos aparatos proporcionan muchas ventajas frente a los dispositivos por cables los cuales, aunque se siguen usando actualmente, poco a poco van siendo reemplazados. En base a ello, es interesante conocer las tecnologías inalámbricas en las que basan su funcionamiento los citados dispositivos. Así, el objetivo de este artículo ha sido detallar las tecnologías inalámbricas más conocidas, clasificadas por rango de alcance, e incidiendo en las velocidades de transmisión de cada una. Ambos parámetros determinan las aplicaciones más reseñables de cada tecnología. 6. BIBLIOGRAFÍA Santos, F.J. (2007). Modelado y simulación de redes basado en el estándar IEEE Proyecto Fin de Carrera (Universidad de Málaga). Fernández, P.E. (2005). Acceso radio a Internet basado en Utra-TDD. Tesis Doctoral (Universidad de Málaga). Engst, Adam (2005). Introducción a las redes inalámbricas. Ed. Anaya. Gagliardi, R.M. (1991). Satellite Communications. Ed. Van Nostrand Reinhold. Wesolowski, K. (2002) Mobile Communications Systems. Ed. Addison Wesley. 5

6 REFERENCIAS WEB Francisco Javier Santos Macías 6