INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE SAN ANDRES TUXTLA

CARRERA: ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

604-A

MATERIA: FUNDAMENTOS DE DESARROLLO PARA APLICACIONES DE DISPOSITIVOS MÓVILES

DOCENTE: MTI. MONTSERRAT MASDEFIOL SUÁREZ

INTEGRANTES:

ACULTECO SOSME ISAMAR ANOTA QUINO EDWIN

CISNEROS PRADO DANIEL GARCÍA ACOSTA EDGAR FRANCISCO

GATICA QUINO NARCISO PUCHETA SANTIAGO JOSÉ DE JESÚS

INTRODUCCIÓN

En estos tiempos la red de comunicación inalámbrica es algo que sin duda a diario se utiliza en cualquier parte, la señal de WiFi que se utiliza ya sea en una computadora, un celular, una Tablet, etc. en los distintos dispositivos que existen hoy en día, y que ha facilitado muchas cosas como lo es la transferencias de datos, archivos, imágenes, etc. Para que se lleve a cabo lo ya mencionado se necesita de los protocolos de comunicación, que permiten que dos o más entidades se comuniquen entre sí, cada dispositivo necesita de diferentes protocolos y estándares de comunicación debido a su arquitectura y en este caso su tarjeta de red inalámbrica.

DEFINICIÓN DE PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN

En informática y telecomunicación, un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física.

Llamamos protocolo de comunicaciones a una serie de normas que usan los equipos informáticos para gestionar sus diálogos en los intercambios de información.

HISTORIA

La familia de protocolos de Internet fueron el resultado del trabajo llevado a cabo por la “Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa”: DARPA, por sus siglas en inglés, a principios de los años 1970.

Después de la construcción de la pionera ARPANET en 1969, DARPA comenzó a trabajar en un gran número de tecnologías de transmisión de datos.

En la primavera de 1973, Vint Cerf, desarrollador del protocolo de ARPANET, Network Control Program se unió a Kahn con el objetivo de crear una arquitectura abierta de interconexión y diseñar así la nueva generación de protocolos de ARPANET.

En 1985, la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos resolvió dejar la banda de radiofrecuencias llamada ISM (industrial, scientific, medical) para uso sin licencia.

A Vic Hayes se le reconoce como el padre de Wi-Fi porque estuvo dedicado al diseño de los protocolos iniciales 802.11a y 802.11b dentro de la IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos).

LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN SE DIVIDEN EN 2 TIPOS

Alámbricos: Se utiliza un soporte físico para enviar una señal. Usualmente se ha empleado un cable de cobre, pero también se transmite la información por fibra óptica.

Inalámbricos: No se necesita soporte físico para transmitir la información, que viaja en forma de ondas.

PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA

Protocolo IP Móvil

Cellular IP

HAWWAII.

PROTOCOLO IP MÓVIL

Móvil IP define dos nuevas entidades conocidas genéricamente como agentes: el Home Agent (HA) y el Foreign Agent (FA), que no son más que dos encaminadores, uno en la red de origen del nodo móvil y otro en la que visita y que realizan funciones de gestión de datos similares a las del HLR (Home Location Register) y del VLR (Visitor Location Register) de las red celular GSM (Global System for Mobile Communications).

FUNCIONAMIENTO

Cuando un nodo móvil se mueve hasta otra red recibe un aviso del FA de la red visitada para que se registre. De esta manera detecta su cambio de localización, ya sea respecto al HA o a un FA anterior. Entonces adquiere la dirección del FA (careofaddres) que queda registrada en su HA. A partir de aquí cualquier datagrama enviada al nodo móvil pasa por su HA que lo envía al FA mediante un túnel, que se encarga de hacerlo llegar al nodo móvil. En sentido contrario, el nodo móvil envía directamente los datagramas a su nodo destino.

LIMITACIONES

La simplicidad del protocolo Mobile IP tiene su precio: el soporte de la micro movilidad.

En entornos de alta movilidad como los celulares en los que el nodo móvil cambia de punto de acceso con gran frecuencia el rendimiento del protocolo puede no ser el adecuado según el tipo de servicio que se quiera soportar.

Cada cambio, aunque sea dentro de una misma red, requiere de un intercambio de señalización con él HA lo que retarda el proceso de actualización con la posterior pérdida de paquetes que esto supone.

CONCEPTO DE MICRO-MOVILIDAD

Uno de los campos de investigación más interesante actualmente es la movilidad en redes IP. Aunque existen distintas soluciones para abordar el problema, la mayoría de las contribuciones giran en torno al protocolo Mobile IP [RFC 3344].

Sin esconder las ventajas que aporta, y que lo han convertido en la referencia básica para toda la investigación actual, hay que indicar que Mobile IP tiene importantes limitaciones.

Se han realizado diversas propuestas de mejora que, en general, se basan en la división espacial en zonas o dominios. Este concepto es denominado micro-movilidad y permite que el handover (Traspaso) pueda ser tratado de manera local.

CELLULAR IP

Al tratarse de un sistema celular, Cellular IP ofrece una serie de ventajas, que aplicadas correctamente, pueden mejorar las prestaciones de las futuras redes IP inalámbricas, sin perder ninguna de las propiedades que caracterizan a las redes IP, como la flexibilidad, la escalabilidad y la robustez.

De los sistemas celulares hereda los principios de administración de la movilidad, control de traspasos y localización de nodos inactivos.

FUNCIONAMIENTO

El encaminamiento IP se sustituye por el encaminamiento propio de Cellular IP, donde se integra localización y soporte a los traspasos sin alterar la pila de protocolos IP.

Además, una estación base puede configurarse para desarrollar las funciones de gateway. El gateway es el nodo que se encargara de conectar la red de acceso Cellular IP con Internet.

Cuando se da servicio a un nodo móvil originario de una red externa, el gateway ejerce de agente de movilidad (Foreign Agent) del protocolo Mobile IP.

Las estaciones base emiten periódicamente unas señales llamadas señales faro (beacon signals). Estas señales incorporan información sobre la estación base y sobre la red CIP.

Los nodos móviles las utilizan para detectar cual es la estación base más cercana. Un nodo móvil transmite sus paquetes a través de la estación base de la que recibe una señal de mayor calidad. Para el nodo móvil, esa estación base funciona como su router por defecto.

Un nodo móvil actualizan los datos de estas tablas en todos los nodos por los que pasan. Una entrada en esta cache guarda la dirección IP del nodo móvil que generó el paquete, la interfaz de red por donde llegó y la dirección física del último vecino de bajada por donde pasó.

VENTAJAS

Aunque un nodo móvil cambie el punto de acceso a la red, las route caches apuntan a la nueva localización del nodo, ya que éste se encarga de generar nuevas entradas mediante el envío de paquetes de control (paquete route-update). Estos paquetes también sirven para evitar que las entradas referentes a un nodo móvil caduquen, ya que tienen un tiempo de vida limitado dentro de las route caches.

Cellular IP también incorpora un mecanismo de paging que permite a un nodo móvil inactivo mantenerse localizable dentro de la red.

Consultando estas tablas se consigue encaminar los paquetes hacia nodos inactivos de los que no se dispone de información en las routing caches.

PROTOCOLO HAWWAII

El protocolo HAWAII (Handover-Aware Wireless Access Internet Infrastructure) [RAM99] fue propuesto por los investigadores de los laboratorios Lucent Bell en 1999. Al igual que Cellular IP, HAWAII es un protocolo de micro-movilidad que se implementa dentro de un dominio, basándose en Mobile IP para soportar macro-movilidad.

FUNCIONAMIENTO

Utilizando esquemas de establecimiento de rutas que actualizan las tablas de enrutamiento basadas en host de los routers del dominio. Sin embargo Cellular IP se basa en una pasarela que actúa como FA (Foreign Agent) desencapsulando los paquetes antes de entregarlos al Dominio mientras que en HAWAII el móvil obtiene una Co-located Address, que mantiene durante toda su estancia en el dominio, y los paquetes son enrutados directamente hasta el nodo móvil.

La arquitectura de red está formada por dominios, cada uno de los cuales consta de estaciones base con capacidad de encaminamiento. Estas estaciones están organizadas en un esquema jerárquico y en la parte superior de la jerarquía existe un router raíz (denominado DRR, Domain Root Router) que actúa como pasarela hacia la Internet.

La arquitectura de red está formada por dominios, cada uno de los cuales consta de estaciones base con capacidad de encaminamiento. Estas estaciones están organizadas en un esquema jerárquico y en la parte superior de la jerarquía existe un router raíz (denominado DRR, Domain Root Router) que actúa como pasarela hacia la Internet.

Cada nodo móvil consta de una dirección permanente (Home Address). Mientras el nodo se encuentra en su dominio los paquetes son encaminados hasta el DRR utilizando el identificativo de subred del dominio.

Evidentemente el nodo móvil puede cambiar de dominio. Cuando el nodo se sitúa en un dominio HAWAII diferente al suyo obtiene una Colocated Care-of Address perteneciente al rango de direcciones de este dominio que utilizará el HA (Home Agent) para enviar los paquetes utilizando un túnel, exactamente igual que en Mobile IP. El nodo móvil no necesita cambiar esta nueva dirección que acaba de adquirir mientras se mueve dentro del dominio y la conectividad se mantendrá utilizando rutas establecidas dinámicamente.

Para mantener la conectividad extremo-extremo mientras el nodo móvil se mueve libremente por el dominio se utiliza el mensaje de Actualización que se traducirá en la modificación de las entradas de las tablas de las estaciones base.

Existen diversos esquemas de actualización que especifican cuando y a quién se envían estos mensajes.

El primer mecanismo se denomina Dirigido (Forwarding) y se utiliza cuando el nodo móvil sólo tiene capacidad para comunicarse con un transceiver (por ejemplo terminales en redes GPRS).

El segundo, denominado No Dirigido(Non-Forwarding), suele preferirse en casos en las que el nodo tiene capacidad para comunicarse con más de un transceiver (por ejemplo redes basadas en CDMA como UMTS).

ESTANDARES DE RED

DEFINICIÓN

Un estándar es un acuerdo común que se estableció para que la comunicación se llevara a cabo y para que los diferentes fabricantes o desarrolladores de tecnologías se fundamentaran en esto para sus trabajos y de esta forma se garantizara la operatividad de la red.

IEEE

Es una asociación mundial de técnicos e ingenieros dedicada a la estandarización y el desarrollo en áreas técnicas.

IEEE produce más del 30% de la literatura publicada en el mundo sobre ingeniería eléctrica de potencia, electrónica, en computación, telecomunicaciones, telemática, mecatrónica y tecnología de control y robótica, biomédica y biónica, procesamiento digital de señales, sistemas energéticos, entre otras ramas derivadas y correspondientes a la Ingeniería Eléctrica.

(Institute of Electrical and Electronics Engineers)

802

Es un estudio de estándares elaborado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) que actúa sobre Redes de ordenadores. Concretamente y según su propia definición sobre redes de área local (RAL, en inglés LAN) y redes de área metropolitana (MAN en inglés). También se usa el nombre IEEE 802 para referirse a los estándares que proponen, algunos de los cuales son muy conocidos: Ethernet (IEEE 802.3), o Wi-Fi (IEEE 802.11). Está, incluso, intentando estandarizar Bluetooth en el 802.15 (IEEE 802.15).

802.1

La norma 802.1 describe la interrelación entre las partes del documento y su relación con el Modelo de Referencia OSI. También contiene información sobre normas de gestión de red e interconexión de redes. Establece los estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes.

802.11

802.11-1997

El protocolo original se le conoce como 802.11-1997 y hoy en día está obsoleto. Permitía velocidades de 1 o 2 Mbit/s, podía utilizar tres tipos de tecnología de radio-comunicación: infrarrojo difuso a 1 Mbit/s, radio-espectro disperso con salto aleatorio de frecuencia a 1 o 2 Mbit/s y radio-espectro disperso con secuencia de frecuencia a 1 o 2 Mbit/s. Las últimas dos usan la banda de 2.4GHz.

802.11b

La máxima velocidad que se puede obtener con este protocolo es 11 Mbit/s. Este protocolo utiliza el mismo tipo de modulación del original y la banda de 2.4 GHz. Se volvió muy popular debido a lo económico de los dispositivos. Este puede sufrir de interferencias producidas por hornos de microondas, teléfonos inalámbricos, dispositivos Bluetooh y otros dispositivos de radio-aficionados.

802.11g

En 2003 se ratificó el esquema de modulación para la banda de 2.4 GHz. En esta versión, la velocidad máxima es de 54 Mbit/s. Los dispositivos 802.11g por lo general coexisten con los 802.11b debido a que utilizan el mismo hardware. Por tal razón se han hecho muy populares y encontramos dispositivos 802.11b/g en el mercado.

802.11-2007 En 2007 se aprobó la fusión de las 8 enmiendas aprobadas hasta

el momento en el protocolo 802.11 (a,b,d,e,g,h,i,j) y se le denominó 802.11-2007 y pasó a ser el estándar base para el Wi-Fi.

802.11n

Esta enmienda mejora los protocolos anteriores mediante la utilización de múltiples antenas de entrada y salida (MIMO). Puede funcionar en las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz lo cual posibilita velocidades de 54 Mbit/s hasta 600 Mbit/s.

802.11-2012 Esta es otra fusión de enmiendas subsiguientes al documento de

2007. Este es ahora el protocolo base de Wi-Fi.

802.11ac y ad

Son estándares que todavía están en desarrollo con el propósito de aumentar la velocidad de transmisión de datos. Pretenden operar en la banda de 5 GHz y 60 GHz y obtener velocidades de hasta 7 Gbit/s.

802.18

El estándar IEEE 802.18 está siendo desarrollado por el "RR-TAG" (Radio Regulatory Technical Advisory Group, del inglés grupo asesor técnico de regulación de radio). Este grupo de trabajo tiene asignados 6 proyectos sobre estándares para sistemas basados en radio.

802.20

IEEE 802.20 o Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) es una especificación de la asociación estándar del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) para redes de acceso a Internet para redes móviles. El estándar fue publicado en 2008. Actualmente, MBWA ha dejado de desarrollarse.

802.22

IEEE 802.22 es un estándar para la Wireless Regional Area Network (WRAN) que utiliza espacios blancos en el espectro de frecuencia de los canales de TV. El desarrollo del estándar IEEE 802.22 WRAN está enfocado al empleo de técnicas de Radio cognitiva (CR) para permitir el uso compartido del espectro geográfico no utilizado asignado al servicio de difusión de televisión. La idea es utilizar ese espectro de frecuencia, en base de no-interferencia, para ofrecer acceso de banda ancha a zonas en las que difícilmente se podría proporcionar este servicio como zonas de baja densidad de población, ambientes rurales, etc. Por tanto, tiene un gran potencial y una amplia aplicación en todo el mundo. Es el primer esfuerzo a nivel mundial para definir una interfaz de aire estándar basado en las técnica s de CR para el uso oportunista de las bandas de TV en una base no-interferencia.

CONCLUSIÓN

Como se pudo observar los protocolos de comunicación inalámbrica juegan un rol importante en la actualidad, ya que hoy en día se usa tecnología inalámbrica debido a la comodidad que tienen los usuarios al evitar un cableado, se hace mención a los estándares de comunicación debido a que es el derivado de los protocolos y según la arquitectura del dispositivo, se usa un estándar adecuado para un mejor rendimiento.

El protocolo ip móvil es la base de la comunicación inalámbrica, pero como tenia defectos se creó el protocolo cellular IP y HAWWAII para mejorar errores y obtener mejores resultados en la comunicación.

Como se apreció la tecnología es vital en nuestra vida diaria y más aún si contamos con un dispositivo móvil, ya que facilita la comunicación, compartimiento de información ya sea imágenes, videos, audios, etc. Y los protocolos de comunicación son la base para gozar de estas comodidades.

¡GRACIAS!