Comunicaciones Comunicaciones Inalámbricas de corto Inalámbricas de corto

AlcanceAlcance

Juan Manuel Caicedo LagosJuan Manuel Caicedo Lagos

IntroducciónIntroducción

Como poder comunicar diferentes Como poder comunicar diferentes equipos de computo sin la necesidad equipos de computo sin la necesidad de utilizar redes cableadas.de utilizar redes cableadas.

Ventajas y desventajasVentajas y desventajas La principal ventaja que tienen La principal ventaja que tienen

estos sistemas es la ausencia estos sistemas es la ausencia de cables en la instalación y la de cables en la instalación y la movilidad que adquieren los movilidad que adquieren los dispositivos instalados de dispositivos instalados de forma inalámbrica.forma inalámbrica.

Las instalaciones son Las instalaciones son bastante limpias y bastante limpias y relativamente fáciles de hacer, relativamente fáciles de hacer, dependiendo esta facilidad dependiendo esta facilidad más del sistema empleado más del sistema empleado que de otra cuestión.que de otra cuestión.

Es muy útil en bastantes Es muy útil en bastantes dispositivos, como impresoras dispositivos, como impresoras para portátiles, lectores radio para portátiles, lectores radio notas, y en definitiva siempre notas, y en definitiva siempre que necesitemos colocar estos que necesitemos colocar estos dispositivos en un lugar al que dispositivos en un lugar al que sea problemático acceder sea problemático acceder mediante cableado. mediante cableado.

La movilidad está limitada por el La movilidad está limitada por el alcance del sistema empleado.alcance del sistema empleado.

El precio del dispositivo es alto El precio del dispositivo es alto pero es relativo a la hora del pero es relativo a la hora del servicio que presta.servicio que presta.

Todas las conexiones Todas las conexiones inalámbricas son menos seguras inalámbricas son menos seguras que una conexión por cable. que una conexión por cable.

Las posibilidades de Las posibilidades de desconfiguración del dispositivo desconfiguración del dispositivo son mayores en una conexión son mayores en una conexión inalámbrica, hay que sumar a las inalámbrica, hay que sumar a las del dispositivo en sí mismo las del dispositivo en sí mismo las desconfiguraciones del sistema desconfiguraciones del sistema de conexión.de conexión.

Los dispositivos inalámbricos Los dispositivos inalámbricos están expuestos a interferencias están expuestos a interferencias que pueden mermar seriamente que pueden mermar seriamente su funcionamiento.su funcionamiento.

Tipos de RedesTipos de Redes

Según su alcance:Según su alcance:• Redes de largo alcance:Redes de largo alcance:

MAN: Red de area metropilitanaMAN: Red de area metropilitana WAN: Red de area amplia.WAN: Red de area amplia.

• Redes de corto alcance:Redes de corto alcance: PAN: Red de area personal.PAN: Red de area personal. LAN: Red de area local.LAN: Red de area local.

802.11.2802.11.2 El grupo de trabajo 802.15.2 está

desarrollando un modelo de coexistencia entre las WLAN y WPAN, así como de los aparatos que las envuelven.

La FCC ha proporcionado varias bandas de licencia libre (Bandas ISM & U-NII) para que puedan ser utilizadas por la comunidad inalámbrica:

900 MHz: 902-928 MHz 2.4 GHz: 2403-2483 MHz 5 GHz: 5725-5850 MHz, 5150-5250 MHz,

5250-5350 MHz, 5725-5825 MHz

Comunicación de corto alcanceComunicación de corto alcance

FSO (Free space optic).FSO (Free space optic). IRDA (Infrared data association).IRDA (Infrared data association). Bluetooth.Bluetooth. ZigBee.ZigBee. Wi – Fi.Wi – Fi.

FSO (Free space optic)FSO (Free space optic)

Sistema de transmision optico via Sistema de transmision optico via laser o por medio de infrarrojos, laser o por medio de infrarrojos, punto a punto.punto a punto.

FSO (Free space optic)FSO (Free space optic)

VentajasVentajas• Libre de Libre de

interferencias.interferencias.• Bajo costo y fácil Bajo costo y fácil

instalación.instalación.• No necesita No necesita

licencia.licencia.

DesventajasDesventajas• Posibilidad de Posibilidad de

obstrucción en el obstrucción en el enlace.enlace.

• Vulnerable a los Vulnerable a los efectos efectos atmosféricos.atmosféricos.

• Interferencia con la Interferencia con la radiación solar.radiación solar.

• Salud pública.Salud pública.

FSO (Free space optic)FSO (Free space optic)

Esencialmente FSO ha sido implementado Esencialmente FSO ha sido implementado para conexiones puno punto aunque se para conexiones puno punto aunque se han realizado avances de conexiones han realizado avances de conexiones punto multipunto mediante una punto multipunto mediante una multiplicación del haz de luz en diferentes multiplicación del haz de luz en diferentes direcciones.direcciones.

IRDA (Infrared data association)IRDA (Infrared data association)

Estándar físico que define la Estándar físico que define la transmisión y recepción de datos por transmisión y recepción de datos por rayos infrarrojos que fueron creado rayos infrarrojos que fueron creado en 1993 entre las compañías HP, en 1993 entre las compañías HP, IBM, SHARP y otros.IBM, SHARP y otros.

IRDA (Infrared data association)IRDA (Infrared data association) Estándares:Estándares: La Infrared Data Association especifica tres La Infrared Data Association especifica tres

estándares:estándares:• IrDA-Data: Transmisión de datos tradicional.IrDA-Data: Transmisión de datos tradicional.

Bidireccional , Velocidad entre 9600bps y 4Mbps , Alcance: Bidireccional , Velocidad entre 9600bps y 4Mbps , Alcance: Entre pocos cm y un metroEntre pocos cm y un metro

• IrDA-Control: Diseñados para conectar periféricos de IrDA-Control: Diseñados para conectar periféricos de control como teclados, ratones o joysticks.control como teclados, ratones o joysticks.

Unidireccional, Velocidad hasta 75Kbps , Alcance: hasta 5 Unidireccional, Velocidad hasta 75Kbps , Alcance: hasta 5 metros.metros.

• Air. (nuevo): Advanced infrared, para redes LAN en Air. (nuevo): Advanced infrared, para redes LAN en interiores.interiores.

Varios Usuarios(Bidirecional) , o Velocidad desde 275Kbps a Varios Usuarios(Bidirecional) , o Velocidad desde 275Kbps a 16Mbps, Alcance: hasta 15 metros.16Mbps, Alcance: hasta 15 metros.

IRDA (Infrared data association)IRDA (Infrared data association) Ventajas:Ventajas: El limitado ángulo del IrDA El limitado ángulo del IrDA

permite a otros desarrollar permite a otros desarrollar una actividad similar sin una actividad similar sin interferencias.interferencias.

La frecuencia de trabajo La frecuencia de trabajo del infrarrojo es de banda del infrarrojo es de banda libre.libre.

El corto alcance y el El corto alcance y el estrecho ángulo del IrDA estrecho ángulo del IrDA proporciona una forma proporciona una forma simple de seguridad.simple de seguridad.

Sistema muy económico.Sistema muy económico.

Desventajas:Desventajas: IRDA no permite penetrar IRDA no permite penetrar

objetos sólidos ni tiene la objetos sólidos ni tiene la capacidad de movilidad capacidad de movilidad para aplicaciones de para aplicaciones de intercambio de datos.intercambio de datos.

Requiere una línea directa Requiere una línea directa entre transmisor y entre transmisor y receptor.receptor.

No se puede esperar una No se puede esperar una gran distancia de gran distancia de recepción.recepción.

BluetoothBluetooth

Es un estándar empleado en enlaces Es un estándar empleado en enlaces de radio de corto alcance. Destinado de radio de corto alcance. Destinado para reemplazar el cableado para reemplazar el cableado existente entre dispositivos existente entre dispositivos electrónicos. Permite a los usuarios electrónicos. Permite a los usuarios conexiones instantáneas de voz y conexiones instantáneas de voz y datos entre varios dispositivos en datos entre varios dispositivos en tiempo real.tiempo real.

BluetoothBluetooth CARACTERISTICAS GENERALESCARACTERISTICAS GENERALES

• Bajo costoBajo costo• Dispositivos de pequeña escalaDispositivos de pequeña escala• Permite atravesar paredes.Permite atravesar paredes.• Banda de frecuencia: 2.4 a 2.48Ghz con amplio Banda de frecuencia: 2.4 a 2.48Ghz con amplio

espectro y saltos de frecuencia con posibilidad espectro y saltos de frecuencia con posibilidad de transmitir en full dúplex. (79 canales de 1 de transmitir en full dúplex. (79 canales de 1 MHz, con saltos seudo-aleatorios)MHz, con saltos seudo-aleatorios)

• Alcance: optimo → 10 m.Alcance: optimo → 10 m. Opcional →100 m.Opcional →100 m.

• Modulación:Modulación: Utiliza modulación por desplazamiento de frecuencia Utiliza modulación por desplazamiento de frecuencia

gaussiana (GFSK Gaussian Frequency shift keying).gaussiana (GFSK Gaussian Frequency shift keying).

CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS GENERALESGENERALES

Velocidad.Velocidad.

BluetoothBluetooth

VENTAJASVENTAJAS Bajo costoBajo costo No se necesita No se necesita

configuración previa configuración previa para cada conexión.para cada conexión.

Conexiones son Conexiones son instantáneas.instantáneas.

Alta confidencialidad Alta confidencialidad en la transmisión de en la transmisión de voz y datos.voz y datos.

DESVENTAJASDESVENTAJAS BluejackingBluejacking Problemas de salud Problemas de salud

(constante contacto (constante contacto con los dispositivos).con los dispositivos).

Limitación entre la Limitación entre la cantidad de cantidad de periféricos.periféricos.

Alto consumo de Alto consumo de batería!batería!

ZigBeeZigBee

Es el nombre de la especificación de un Es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos de alto nivel de conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica de corto comunicación inalámbrica de corto alcance y bajo consumo basada en el alcance y bajo consumo basada en el estándar IEEE 802.15.4 de WPAN.estándar IEEE 802.15.4 de WPAN.

Una red ZigBee puede estar formada por Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 y con direccionamiento con hasta 255 y con direccionamiento con 65000 nodos los cuales tienen la mayor 65000 nodos los cuales tienen la mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de consumir menos dormido con objeto de consumir menos que otras tecnologías Inalámbricas.que otras tecnologías Inalámbricas.

ZigBeeZigBee Tiene un Tiene un alcance alcance de 10 a 75m, de 10 a 75m, velocidades velocidades de de

20, 40 y 250 Kbits/s dependiendo de la banda de 20, 40 y 250 Kbits/s dependiendo de la banda de operación. Es operación. Es seguro seguro pues maneja encripción.pues maneja encripción.

Puede usar las bandas libres ISM (6) de 2,4 GHz Puede usar las bandas libres ISM (6) de 2,4 GHz (Mundial), 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU).(Mundial), 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU).

Un canal entre 868M8Hz y 868.6MHz, Ch1 hasta Un canal entre 868M8Hz y 868.6MHz, Ch1 hasta Ch10.Ch10.

Diez canales entre 902.0MHz y 928.0MHz, Ch1 Diez canales entre 902.0MHz y 928.0MHz, Ch1 hasta Ch10.BPSK.hasta Ch10.BPSK.

Dieciséis canales entre 2.4GHz y 2.4835GHz, Dieciséis canales entre 2.4GHz y 2.4835GHz, Ch11 hasta Ch26.OQPSK.Ch11 hasta Ch26.OQPSK.

ZigBeeZigBee Ventajas: Ventajas: Ideal para Ideal para

conexiones punto a punto conexiones punto a punto y punto a multi-punto. y punto a multi-punto. Óptimo para redes de baja Óptimo para redes de baja tasa de transferenciatasa de transferencia

de datos. Son más baratos de datos. Son más baratos y de construcción más y de construcción más sencilla. Bajo ciclo de sencilla. Bajo ciclo de trabajo - Proporciona larga trabajo - Proporciona larga duración de laduración de la

batería. 128-bit AES de batería. 128-bit AES de cifrado - Provee cifrado - Provee conexiones seguras entre conexiones seguras entre dispositivos.dispositivos.

Desventajas: Desventajas: La tasa de La tasa de transferencia es muy baja. transferencia es muy baja. Solo manipula textos Solo manipula textos pequeños comparados con pequeños comparados con otras tecnologías.otras tecnologías.

Zigbee trabaja de manera Zigbee trabaja de manera que no puede ser que no puede ser compatible con bluetooth compatible con bluetooth en todos sus aspectos en todos sus aspectos porque no llegan a tener porque no llegan a tener laslas

mismas tasas de mismas tasas de transferencia, ni la misma transferencia, ni la misma capacidad de soporte para capacidad de soporte para nodos.nodos.

Wi – FiWi – Fi Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes

computacionales que utiliza ondas de radio en lugar de computacionales que utiliza ondas de radio en lugar de cables.cables.

Conjunto de estándares para redes inalámbricas basado Conjunto de estándares para redes inalámbricas basado en las especificaciones IEEE 802.11.en las especificaciones IEEE 802.11.

OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing. DSSS: Direct-Sequence Spread Spectrum. CCK: Complementary Code Keying

Wi – FiWi – Fi VentajasVentajas: Mayor : Mayor

comodidad porque se evita comodidad porque se evita el cableado y accesibilidad el cableado y accesibilidad pues cualquiera que tenga pues cualquiera que tenga acceso a la red puede acceso a la red puede conectarse desde distintos conectarse desde distintos puntos dentro de un rango puntos dentro de un rango suficientemente amplio de suficientemente amplio de espacioespacio

Movilidad pues el usuario Movilidad pues el usuario tiene cierta libertad de tiene cierta libertad de movimiento.movimiento.

Total compatibilidad en Total compatibilidad en cualquier parte en donde cualquier parte en donde se certifique la marca Wi-Fise certifique la marca Wi-Fi

Desventajas: Desventajas: Menores Menores velocidades que redes velocidades que redes cableadascableadas

Alcance limitado por Alcance limitado por interferencias físicasinterferencias físicas

Poca seguridadPoca seguridad No hay control del área de No hay control del área de

coberturacobertura Gasto de batería mayor al Gasto de batería mayor al

de una simple conexión de una simple conexión con cables.con cables.

TopologíasTopologías Infraestructura: cada cliente se conecta a un punto de Infraestructura: cada cliente se conecta a un punto de

acceso a través de un enlace inalámbrico.acceso a través de un enlace inalámbrico.

Ad-Hoc: un grupo de ordenadores se comunican cada uno Ad-Hoc: un grupo de ordenadores se comunican cada uno directamente con los otros a través de las señales de radio directamente con los otros a través de las señales de radio sin usar un punto de acceso.sin usar un punto de acceso.

TopologíasTopologías Mesh: Cada unidad transmite los flujos de Mesh: Cada unidad transmite los flujos de

información a otras unidades y al mismo información a otras unidades y al mismo tiempo funciona como enlace y enrutador tiempo funciona como enlace y enrutador “inteligente” capaz de enviar, a través de “inteligente” capaz de enviar, a través de la ruta óptima, los paquetes recibidos de la ruta óptima, los paquetes recibidos de otras unidades.otras unidades.

CanalesCanales Wifi utiliza las frecuencias de 5GHz y 2.4 GHz,

para la transmisión de datos, por lo que hace uso de 14 canales. Cada canal tiene un ancho de 22MHz y una separación de 5MHz. La mayoría de estos canales están solapados entre ellos, por lo que para evitar interferencias se usan canales lo suficientemente separados.

ITS: ITS: Intelligent Transportation Intelligent Transportation SystemsSystems..

ITS AmericaITS America, ", "gente usando gente usando tecnología en transportes para salvar tecnología en transportes para salvar vidas, tiempo y dinerovidas, tiempo y dinero".".

El Departamento de Transporte de El Departamento de Transporte de los los E.U.AE.U.A..: ": "Los sistemas inteligentes Los sistemas inteligentes de transporte recolectan, almacenan, de transporte recolectan, almacenan, procesan y distribuyen información procesan y distribuyen información relacionada al movimiento de relacionada al movimiento de personas y bienes.personas y bienes.

AplicacionesAplicaciones

Cobro electrónico de peajes Cobro electrónico de peajes (ETC):permite el cobro de peajes sin que (ETC):permite el cobro de peajes sin que los vehículos tengan que detenerse o los vehículos tengan que detenerse o disminuir su velocidad, evitando así las disminuir su velocidad, evitando así las filas y demoras asociadas al cobro filas y demoras asociadas al cobro tradicional por medio de casetas de peaje.tradicional por medio de casetas de peaje.

AplicacionesAplicaciones Peajes convencionales: Peajes convencionales: Entre 2004 y 2005, en Entre 2004 y 2005, en

Santiago de Chile fueron implantados los Santiago de Chile fueron implantados los primeros sistemas de cobro electrónico de peajes primeros sistemas de cobro electrónico de peajes que atraviesan por el centro comercial de la que atraviesan por el centro comercial de la ciudad y como parte de un sistema de autopistas ciudad y como parte de un sistema de autopistas urbanas concesionadas con tecnología que urbanas concesionadas con tecnología que permite controlar automáticamente todos los permite controlar automáticamente todos los ingresos a la autopista y cobrar por la distancia ingresos a la autopista y cobrar por la distancia recorrida.recorrida.

AplicacionesAplicaciones

Vigilancia automática de infracciones: Vigilancia automática de infracciones: Las soluciones ITS han sido utilizadas con Las soluciones ITS han sido utilizadas con mucho éxito en el área de seguridad vial mucho éxito en el área de seguridad vial al permitir una mayor eficiencia de la al permitir una mayor eficiencia de la vigilancia policial para controlar a los vigilancia policial para controlar a los infractores de las leyes de tránsito. Las infractores de las leyes de tránsito. Las dos principales aplicaciones son para el dos principales aplicaciones son para el control de exceso de velocidad y el control control de exceso de velocidad y el control de vehículos cruzando una intersección de vehículos cruzando una intersección durante la luz roja del semáforo.durante la luz roja del semáforo.

AplicacionesAplicaciones

Semáforos inteligentes.Semáforos inteligentes.

X - 10X - 10

X-10 es uno de los protocolos más X-10 es uno de los protocolos más antiguos que se están usando en antiguos que se están usando en aplicaciones domóticas. Fue diseñado en aplicaciones domóticas. Fue diseñado en Escocia entre los años 1976 y 1978 con el Escocia entre los años 1976 y 1978 con el objetivo de transmitir datos por las líneas objetivo de transmitir datos por las líneas de baja tensión a muy baja velocidad y de baja tensión a muy baja velocidad y costes muy bajos. Al usar las líneas de costes muy bajos. Al usar las líneas de eléctricas de la vivienda, no es necesario eléctricas de la vivienda, no es necesario tender nuevos cables para conectar tender nuevos cables para conectar dispositivos.dispositivos.

X - 10X - 10 Las señales de control de X10 se basan en la Las señales de control de X10 se basan en la

transmisión de ráfagas de pulsos de RF (120 kHz) transmisión de ráfagas de pulsos de RF (120 kHz) que representan información digital. Estos pulsos que representan información digital. Estos pulsos se sincronizan en el cruce por cero de la señal de se sincronizan en el cruce por cero de la señal de red (50 Hz ó 60 Hz). Con la presencia de un pulso red (50 Hz ó 60 Hz). Con la presencia de un pulso en un semiciclo y la ausencia del mismo en el en un semiciclo y la ausencia del mismo en el semiciclo siguiente se representa un '1' lógico y a semiciclo siguiente se representa un '1' lógico y a la inversa se representa un '0'. A su vez, cada la inversa se representa un '0'. A su vez, cada orden se transmite 2 veces, con lo cual toda la orden se transmite 2 veces, con lo cual toda la información transmitida tiene cuádruple información transmitida tiene cuádruple redundancia. Cada orden involucra 11 ciclos de redundancia. Cada orden involucra 11 ciclos de red (220 ms para 50 Hz y 183,33, para 60Hz). red (220 ms para 50 Hz y 183,33, para 60Hz).

X - 10X - 10

El protocolo X10 consta de bits de El protocolo X10 consta de bits de «direcciones» y de «órdenes».«direcciones» y de «órdenes».