Guía wireless
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Guía de estudioGuía de estudio
Redes inalámbricas Wireless
Introducción a las redes Introducción a las redes inalámbricasinalámbricas
• La tecnología wireless se desarrolla rápidamente
• Tenemos un gran cantidad de aplicaciones el acceso inalambrico
• Utilizamos señales de radiofrecuencia para enviar la información
Se utiliza una señal electromagnética Se utiliza una señal electromagnética para enviar la informaciónpara enviar la información
Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético
Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético
ISM Bandas de frecuencia sin ISM Bandas de frecuencia sin licencialicencia
ExtremelyLow
VeryLow
Low Medium High VeryHigh
UltraHigh
SuperHigh
Infrared VisibleLight
Ultra-violet
X-Rays
AudioAM Broadcast
Short Wave Radio FM BroadcastTelevision Infrared wireless LAN
Cellular (840MHz)NPCS (1.9GHz)
902-928 MHz26 MHz
5 GHz(IEEE 802.11)
HyperLANHyperLAN2
2.4 – 2.4835 GHz83.5 MHz
(IEEE 802.11)
900 900 MHz vs. 2.4 GHz vs. 5GHzMHz vs. 2.4 GHz vs. 5GHz
900 MHz 2.4 GHz
PROs
CONs
Greater Range than 2.4 GHz ( For in- Building LANs)
Maximum Data Rate 1 Mbps
Limited Bandwidth
Crowded Band
Global Market
IEEE 802.11
Higher Data Rates (10+ Mbps)
Less Range than 900 MHz (For In-Building LANs)
5 GHz
Global Market
IEEE 802.11
Higher Data Rates (20+ Mbps)
Much Less Range than 900 or 2.4GHz
Higher Cost RF Components
Large Antenna required
La frecuencia de 2.4 GHz es la La frecuencia de 2.4 GHz es la mas usada a nivel internacionalmas usada a nivel internacional
Porque es necesario reglamentar el Porque es necesario reglamentar el uso del espectrouso del espectro
Transmitiendo la señalTransmitiendo la señal
• El objetivo de enviar datos sobre RF es intercambiar información, enviándola lo mas lejos posible y lo mas rápido posible
• Múltiples datos pueden ser enviados en una sóla señal de dos maneras:
–Incrementando la frecuencia para enviar mas información
–Usar técnicas de modulación complejas que permitan comprimir los datos
ModulaciónModulación
• Modulaciones complejas requieren un señal fuerte, pero la cobertura disminuye
• Modems de alta velocidad comprimen los datos usando la misma línea, la tas de transmisión es la misma
• Los modems de 56k requieren una mejor línea telefónica para enviar tasas de transmisión mayores
• Si hay ruido en la línea el modem podría tirar la conexión o bajar la velocidad de conexión
• Más ruido, menos velocidad
Signal Strength
Strong Med Weak
Low Med High
Noise Level
•Binary Phase Shift Keyed (BPSK)
BPSK usa una fase para representar un 1 binario y otra fase para representar el 0, para un total de dos bits de datos binarios, es utilizada para transmitir datos a una tasa de 1 Mbps
•Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
Con QPSK la señal portadora identifica cuatro cambios en fase y puede representar con esto cuatro bits binarios de datos, es utilizada para transmitir hasta una tase de 2 Mbps
•Complementary Code Keying (CCK)
CCK usa un conjunto complejo de funciones conocidad como Complementary codes para envíar los datos
Una de las ventajas de CCK sobre técnicas de modulación similares es que sufre menor distorsión multipath. Es utilizada para transmitir datos 5.5 y 11 Mbps
Modulación de la señal de radioModulación de la señal de radio
IEEE 802.11 StandardIEEE 802.11 Standard
• IEEE 802.11 se estandariza en julio de 1997
• Dos tecnologías de RF son definidas:
–Direct Sequence Spread Spectrum - 2 Mbps and 11Mbps
–Frequency Hopping Spread Spectrum - 1 Mbps and 2 Mbps
• IEEE 802.11b se estandariza en Septiembre de 1999
–Sólo una teconlogía de radiofrecuencia es definida DSSS @ 11Mbps
• 802.11 define in mayor desempeño
• 802.11 Ofrece interoperabilidad entre fabricantes
802.11a 802.11a
• Estandard aprobado por la IEEE en 1999
• Trabaja en la frecuencia de los 5GHz
• Utiliza una velocidad máxima de 54Mbps.
• Puede tener interferencia con telefonos inalámbricos y otros dispositivos que trabajan en la misma banda
802.11b 802.11b
• Usa la misma banda que el 802.11, 2.4GHz, pero incrementa su tasa de transmisión a 11 Mbps
• Permite una mayor cantidad de aplicaciones para el usuario al incrementar su tasa de transmisión
802.11g 802.11g
Trabaja en la frecuencia de los 2.4GHz
Opera a una velocidad de hasta 54Mbps
Es compatible con el 802.11b.
Es actualmente el estándar mas popular
Con antenas apropiadas se pueden cubrir distancias de hasta 50 Km
Tabla comparativa de las tecnología wireless A vs B vs G
Technología Spread spectrum
• Permite enviar información de datos mediante múltiples señales de radiofrecuencia
• Trabaja en el rango de las frecuencias no licenciadas
• Ofrece seguridad para la transmisión
• Ofrece resistencia a la interferencia de otras fuentes de radio
Modulación: Direct SequenceModulación: Direct Sequence
• Cada bit de datos se envía como un string de chips (chipping sequence) transmitidos en paralelo sobre un ámplio rango de frecuencia
• El mínimo chip rate es de 10 chips para 1 y 2 Mbps (BPSK/QPSK) y 8 chips para 11Mb (CCK).
Ejemplo si los bits por transmitir son: 1001
El chipping code es: 1=00110011011 0=11001100100
Los datos se pueden transmitir como:
00110011011 11001100100 11001100100 00110011011
1 0 0 1
Rango de transmisión- DS vs FHRango de transmisión- DS vs FH
• El rango de transmisión depende de detalles en la implementación:
–Potencia de transmisión
–Tipo de antena (ganancia, perdida del cable y factores del clima y condiciones ambientales
–Sensibilidad del radio
–Procesamiento de la ganancia (depende de la técnica de DSSS para la transferencia redundante de bits)
• Por éste procesamiento de la ganancia, la tecnología DSSS ofrece un rango mayor que FHSS.
Zona de cobertura del Access Point
1 Mbps DSSS
2 Mbps DSSS
5.5 Mbps DSSS
11 Mbps DSSS
Escalabilidad- DS vs FHEscalabilidad- DS vs FH
• Escalabilidad es la habilidad para ubicar mas de un access point en la misma área, incrementando el ancho de banda para ésta área para los usuarios que usan éste acces point
Escalabilidad con DSSSEscalabilidad con DSSS
Blue= 11Mb
Green=11Mb
Red=11Mb
Total Bandwidth=33MB!!!
Características adicionales de los Características adicionales de los access pointaccess point
• Los access point incorporan muchas características adicionales para su administración
–Active scanning (verificáción de usuarios
–registering (asociación con el AP)
–Power Management
–roaming
–Seguridad
–QoS
• Es importante que los AP proporcionen opciones para el roaming
• El roaming permite cambiar de access point
Roaming Roaming
File Server
Laptop with Wireless Adapter
AP
Access Point
Proceso de asociación de usuarios a un AP
Pasos para la asociación:
El cliente evalua las respuestas de los AP y selecciona el mejor AP
AP envía un PROBE RESPONSEAccess Point A
Access Point
B
Initial connection to an Access Point
El cliente envía un señal de PROBE
El cliente envia un requerimiento de validación al AP seleccionado
El AP confirma la validación y registra al cliente
El cliente envia un association request al AP seleccionado
AP confirma la asociación y registra al cliente.
Proceso de reasociación
Pasos para la reasociación:
El usuario escucha beacons del AP
El cliente evalua los beacons del AP y selecciona al mejor AP
El cliente envía association request al AP seleccionado.
El AP confirma la asociación y registra al cliente.
Access Point A
Access Point
B
Roaming from Access Point A to Access Point B
El AP B informa al AP A de la reasociación del cliente al AP B
AP A envía los paquetes guardadosen buffer al AP B y des registra al cliente.
Distorsión MultipathDistorsión Multipath
Ceiling
Floor
TX RX
Obstruction
Time
Received signals
Combined Results
Time
Diversity y MultipathDiversity y Multipath
• En un ambiente multipath, existen puntos nulos localizados en la zona de cobertura
• Al mover ligeramente la antena permite salir de un punto nulo y recibir la señal adecuadamente
RX1
RX2
TX
Ceiling
Obstical
•Las antenas dual diversity permiten que si una antena esta un punto nulo, la segunda no, proporcionando mejor desempeño en ambientes multipath
Multipath (Cont..)Multipath (Cont..)
• Señales multipath pueden causar una señal fuerte pero con bajos niveles de calidad
• El problema se genera por que–Señales de radiofrecuencia con baja intensidadd de señal no significan una comunicación pobres
–Baja calidad de la señal significa una pobre comunicación
Otros estandares de la familia Otros estandares de la familia 802.11802.11
TEMATEMA
• Topologías para redes WLAN
Wireless Bridging
• Conectividad LAN to LAN
Dos implementaciones para la tecnología wireless
Wireless Networking
• Conectividad para usuarios móbiles
Qué es la tecnología wireless LAN?
Wireless LAN es:–Local, no área amplia
–En un edificio o campus cobertura para usuarios móbiles
–Hasta vários kilómetros para topologías point-to-point (LAN to LAN)
–Radio o infrarojo
–Licencias no requeridas
–Cliente es dueño de los equipos (no hay cargo de uso)
No es :–Telefonía celular
–Pagers
–Packet Data
•LMDS
–PCS
Local Area Network (LAN)
Hub
Server Switch
Internet
Access Point Hub
Wireless LAN (WLAN) es una extensión de la LAN cableada
Ethernet Client
Topologías típicas para una LAN wireless
Access Point
Wireless “Cell”
Canal 6
Clientes Wireless
LAN Backbone
Canal 1
Access Point
Wireless “Cell”
Clientes Wireless
Topología wireless con repetidorTopología wireless con repetidor
Canal 1
Access Point
Cliente Wireless
Canal 1
Access Point
“Celda” wireless con repetidor
LAN Backbone
Topología con sistema de redundancia
Clientes Wireless
Backbone LAN
Canal 1 Canal 6
Topologías peer to peer
Configuración Peer to Peer (Modo Ad Hoc )
Wireless Clients
Wireless “Cell”
Modem
Ejemplo de zona de cobertura con Ejemplo de zona de cobertura con 3 AP´s3 AP´s
Canal 1 Canal 11 Canal l 6
Otros factores involucrados en el Otros factores involucrados en el diseño de la WLANdiseño de la WLAN
• Identificar el estado actual de la red y las necesidades de conectividad
• Identificar la infraestructura de la red
• Definir la dirección del negocio para identificar sus expectativas de crecimiento
• Obtener ésta información dentro del site survey
Infraestructura de la redInfraestructura de la red
• Conocer la red del cliente y sus aplicaciones
• Conocer la topología
• Inspeccionar físicamente el lugar para identificar los posibles puntos de problemas
Site SurveySite Survey
• Hacer del conocimiento del cliente los posible problemas
• Ser proactivo en lugar de reactivo
• Es una oportunidad de auxiliar al cliente
RF PropagationRF Propagation
• Las ondas de radio son reflejadas igual que las de luz
• Se puede reducir el reflejo usando antenas direccionables
RF Propagation (cont.)RF Propagation (cont.)
• Ondas reflejadas, desfasadas 1800 generan un efecto nulos
• Utilizar diversidad de antena para evitar el efecto
• Cuando se una una sóla antena hay que cambiar la ubicación
Nulls
RF Propagation (cont.)RF Propagation (cont.)
• Si la señal no es capaz de atravesar un objeto se crea un efecto de difracción
• LA difracción crea RF “shadows”
Shadow
InterferenciaInterferencia
CardboardWood Paper
Electrical Transformers
Microwave Ovens
Fluorescent Lighting
Firewalls