INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

ACTIVIDAD:

INVESTIGACION DE TECNOLOGIAS INALAMBRICAS.

DOCENTE:

M.C. SUSANA MÓNICA ROMÁN NÁJERA.

MATERIA:

REDES EMERGENTES.

NOMBRE DEL ALUMNO:

SANCHEZ SANTIAGO NOE.

CARRERA:

INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES.

SEMESTRE: VII. GRUPO: “E”.

PUERTO DE SALINA CRUZ OAXACA, 7 DE SEPTIEMBRE DEL 2015.

Contenido INTRODUCCION. ............................................................................................................................ 1

WIFI ............................................................................................................................................... 2

802.11A ......................................................................................................................................... 2

802.11B ......................................................................................................................................... 3

802.11G ......................................................................................................................................... 3

WIFI 802.11N ................................................................................................................................. 3

ZIGBEE ........................................................................................................................................... 4

ESTÁNDAR IEEE 802.15.4 .............................................................................................................. 5

VENTAJAS: ..................................................................................................................................... 6

DESVENTAJAS: ............................................................................................................................... 7

ESTRUCTURA ................................................................................................................................. 7

HOMERF ........................................................................................................................................ 7

BLUETOOTH (IEEE 802.15)............................................................................................................. 9

INFRARROJO .................................................................................................................................. 9

WIMAX ........................................................................................................................................ 10

El principio operativo de wimax .............................................................................................. 10

WIMAX FIJO Y WIMAX PORTÁTIL ................................................................................................ 10

LAS APLICACIONES DE WIMAX ................................................................................................ 11

WIMAX Y LA CALIDAD DE SERVICIO ............................................................................................ 11

LOS ESTÁNDARES WIMAX ........................................................................................................... 12

CONCLUSION ............................................................................................................................... 13

FUENTES CONSULTADAS ............................................................................................................. 14

1

INTRODUCCION.

Las tecnologías inalámbricas están complementadas por hardware, software y estándares

que rigen el modo de operación de estas tecnologías que se caracterizan principalmente

por permitir la interconexión de varios dispositivos sin el uso de cables o algún medio

físico.

En este presente trabajo de investigación nos enfocaremos en las distintas tecnologías

inalámbricas que hacen posible la transmisión de información, así como sus ventajas,

desventajas, características como velocidad, frecuencias de transmisión, el estándar que

la rige, a qué tipo de red pertenece, entre otras cuestiones.

Entre estas tecnologías tenemos, el wifi, bluetooth, infrarrojo, zigbee, wimax, HomeRF

aclarando que estos nombres mencionados son los nombres comerciales que reciben las

tecnologías o estándares como el 802.11n 802.15, IRDA, 802.15.4, 802.16, SWAP.

Estas tecnologías suelen clasificarse en varios tipos de redes como lo son de tipo wpan

(de área personal), wlan (de área local), wman (de área metropolitana) de acuerdo al

alcance que tienen su señal de transmisión.

El objetivo de conocer estos aspectos de las tecnologías inalámbricas es que como futuros

ingenieros en tecnologías de la información y comunicación adquiéranos las capacidades

y destrezas necesarias para poder dar soluciones a problemas que requieran del diseño e

implementación de una red que satisfaga las necesidades de una organización de manera

eficiente, eficaz y además asegure la integridad de los datos que se transmiten.

2

El término "inalámbrico" hace referencia a la tecnología sin cables que permite conectar

varias máquinas entre sí. Las conexiones inalámbricas que se establecen entre los

empleados remotos y una red confieren a las empresas flexibilidad y prestaciones muy

avanzadas.

La tecnología inalámbrica le permitirá:

Aumentar la flexibilidad del espacio de su oficina, ya que elimina cables,

enchufes, etc.

Mejorar la gestión de sus productos con el uso de etiquetas con radiofrecuencia

(RF) que le permitirán localizar cualquier producto por oscuro que sea el almacén.

Mejorar la eficacia y la movilidad, mientras sigue trabajando en cualquier lugar.

Ofrecer un mejor servicio a los clientes que posean dispositivos inalámbricos.

WIFI

El estándar 802.11 en realidad es el primer estándar y permite un ancho de banda de 1 a

2 Mbps. El estándar original se ha modificado para optimizar el ancho de banda (incluidos

los estándares 802.11a, 802.11b y 802.11g, denominados estándares físicos 802.11) o

para especificar componentes de mejor manera con el fin de garantizar mayor seguridad

o compatibilidad.

802.11A

El estándar 802.11 tiene en teoría un flujo de datos máximo de 54 Mbps, cinco veces el

del 802.11b y sólo a un rango de treinta metros aproximadamente. El estándar 802.11a se

basa en la tecnología llamada OFDM (multiplexación por división de frecuencias

ortogonales). Transmite en un rango de frecuencia de 5 GHz y utiliza 8 canales no

superpuestos.

Es por esto que los dispositivos 802.11a son incompatibles con los dispositivos 802.11b.

Sin embargo, existen dispositivos que incorporan ambos chips, los 802.11a y los 802.11b

y se llaman dispositivos de "banda dual".

3

802.11B

El estándar 802.11b permite un máximo de transferencia de datos de 11 Mbps en un rango

de 100 metros aproximadamente en ambientes cerrados y de más de 200 metros al aire

libre (o incluso más que eso con el uso de antenas direccionales).

Velocidad hipotética Rango

(en ambientes cerrados)

Rango

(al aire libre)

11 Mbit/s 50 m 200 m

5,5 Mbit/s 75 m 300 m

2 Mbit/s 100 m 400 m

1 Mbit/s 150 m 500 m

802.11G

El estándar 802.11g permite un máximo de transferencia de datos de 54 Mbps en rangos

comparables a los del estándar 802.11b. Además, y debido a que el estándar 802.11g

utiliza el rango de frecuencia de 2.4 GHz con codificación OFDM, es compatible con los

dispositivos 802.11b con excepción de algunos dispositivos más antiguos.

Velocidad hipotética Rango

(en ambientes cerrados)

Rango

(al aire libre)

54 Mbit/s 27 m 75 m

48 Mbit/s 29 m 100 m

36 Mbit/s 30 m 120 m

24 Mbit/s 42 m 140 m

18 Mbit/s 55 m 180 m

12 Mbit/s 64 m 250 m

9 Mbit/s 75 m 350 m

6 Mbit/s 90 m 400 m

WIFI 802.11N

Cuenta con una velocidad de modulación cerca de seis veces más rápida y una tasa de

transferencia de datos de 2 a 5 veces que una antena WiFi 802.11 a/g, mejoras sustanciales

en cobertura y calidad de conexión. El WiFi 802.11n fue diseñado para reemplazar por

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completo la actual tecnología alámbrica (Ethernet) y convertirse en la tecnología

dominante en redes de área local.

Las antenas WiFi 802.11n introducen varias mejoras a las capas 802.11 PHY (radio) y

MAC que resultan en mejor throughput y confiabilidad para redes inalámbricas.

Entre estas mejoras se incluye:

OFDM Mejorado - Modulación OFDM (Multiplexaje por División de Frecuencias

Ortogonales) nueva y más eficiente que provee anchos de banda más amplios y mayores

velocidades de datos.

Canales de 40 MHz - 802.11n duplica las velocidades de datos mediante el incremento

del ancho de canal de transmisión. En 802.11 a/g el ancho de canal estándar es de 20 MHz

y este se ha ampliado a 40 MHz en 802.11n.

Múltiple-Entrada / Múltiple-Salida - Un sistema de radio (transreceptor) con múltiples

entradas al receptor y múltiples salidas del transmisor capaz de enviar o recibir múltiples

cadenas de datos simultáneamente (los radios 802.11 actuales solo pueden enviar/recibir

una cadena de datos en una sola antena usada en configuración de diversidad

Primaria/Secundaria)

Agregación de Tramas - 802.11n mejora la capa MAC y reduce la transmisión de

encabezados ya que permite que varias tramas de datos sean enviadas como parte de una

sola transmisión. Adicionalmente reduce el espaciado entre tramas lo cual permite que la

transmisión sea completada en menor tiempo, liberando el medio para su uso por otras

transmisiones, y así incrementando la eficiencia y throughput de la red.

El estándar 802.11n existe tanto en la banda de 2.4 GHz: 802.11 b/g/n, así como en la de

5 GHz: 802.11 a/n. El modo de operación PCO (Phased Co-existence Operation) le

permite a 802.11n cambiar dinámicamente el canal de operación de 40 MHz a 20 MHz

mientras se comunica con una antena WiFi 802.11 a/b/g o un dispositivo 802.11n, lo cual

se traduce en compatibilidad retroactiva a 802.11 a/b/g.

ZIGBEE

Es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos de alto nivel de

comunicación inalámbrica para su utilización con radios digitales de bajo consumo,

basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (Wireless

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personal área network, WPAN). Su objetivo son las aplicaciones para redes Wireless que

requieran comunicaciones seguras y fiables con baja tasa de envío de datos y

maximización de la vida útil de sus baterías.

ESTÁNDAR IEEE 802.15.4

IEEE 802.15.4 es un estándar que define el nivel físico y el control de acceso al medio de

redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (low-rate

Wireless personal área network, LR-WPAN). La actual revisión del estándar se aprobó

en 2006. El grupo de trabajo IEEE 802.15 es el responsable de su desarrollo.

También es la base sobre la que se define la especificación de ZigBee, cuyo propósito es

ofrecer una solución completa para este tipo de redes construyendo los niveles superiores

de la pila de protocolos que el estándar no cubre.

Características

ZigBee, también conocido como "HomeRF Lite", es una tecnología

inalámbrica con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s.

Los rangos de alcance son de 10 m a 75 m.

Puede usar las bandas libres ISM (6) de 2,4 GHz (Mundial), 868 MHz

(Europa) y 915 MHz (EEUU).

Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cuales tienen la

mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de consumir

menos que otras tecnologías inalámbricas.

Un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado con dos

pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 años.

La fabricación de un transmisor ZigBee consta de menos circuitos analógicos

de los que se necesitan habitualmente.

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Diferentes tipos de topologías como estrella, punto a punto, malla, árbol.

Acceso de canal mediante CSMA/CA (acceso múltiple por detección de

portadora con evasión de colisiones).

Escalabilidad de red -- Un mejor soporte para las redes más grandes,

ofreciendo más opciones de gestión, flexibilidad y desempeño.

Fragmentación -- Nueva capacidad para dividir mensajes más largos y permitir

la interacción con otros protocolos y sistemas.

Agilidad de frecuencia -- Redes cambian los canales en forma dinámica en

caso que ocurran interferencias.

Gestión automatizada de direcciones de dispositivos - El conjunto fue

optimizado para grandes redes con gestión de red agregada y herramientas de

configuración.

Localización grupal -- Ofrece una optimización adicional de tráfico necesaria

para las grandes redes.

Puesta de servicio inalámbrico -- El conjunto fue mejorado con capacidades

seguras para poner en marcha el servicio inalámbrico.

Recolección centralizada de datos -- El conjunto fue sintonizado

específicamente para optimizar el flujo de información en las grandes redes.

VENTAJAS:

Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto

Diseñado para el direccionamiento de información y el refrescamiento de la red.

Opera en la banda libre de ISM 2.4 Ghz para conexiones inalámbricas.

Óptimo para redes de baja tasa de transferencia de datos.

Alojamiento de 16 bits a 64 bits de dirección extendida.

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Reduce tiempos de espera en el envío y recepción de paquetes.

Detección de Energía (ED).

Baja ciclo de trabajo - Proporciona larga duración de la batería.

Soporte para múltiples topologías de red: Estática, dinámica, estrella y malla.

Hasta 65.000 nodos en una red.

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

Son más baratos y de construcción más sencilla.

DESVENTAJAS:

La tasa de transferencia es muy baja.

Solo manipula textos pequeños comparados con otras tecnologías.

Zigbee trabaja de manera que no puede ser compatible con bluetooth en todos sus

aspectos porque no llegan a tener las mismas tasas de transferencia, ni la misma

capacidad de soporte para nodos.

Tiene menor cobertura porque pertenece a redes inalámbricas de tipo WPAN.

ESTRUCTURA

HOMERF

HomeRF es la tecnología que compite directamente con los productos de la IEEE

802.11b y Bluetooth en la banda de 2.4 GHz. La velocidad máxima de HomeRF es 10

8

Mbps, ideal para las aplicaciones caseras, aunque se manejan otras velocidades de 5, 1.6

y 0.8 Mbps. Según el grupo de trabajo, Home RF es más ofrece más seguridad, los

dispositivos consumen menos potencia que los productos de las tecnologías

contrincantes, además de permitir aplicaciones para telefonía y video.

Los creadores de este estándar pretendían diseñar un aparato central en cada casa que

conectara los teléfonos y además proporcionar un ancho de banda de datos entre las

computadoras.

La idea de éste estándar se basa en el Teléfono inalámbrico digital mejorado (Digital

Enhaced Cordless Telephone, DECT) que es un equivalente al estándar de los teléfonos

celulares GSM. Transporta voz y datos por separado. Al contrario que protocolos como

el WiFi que transporta la voz como una forma de datos.

Esta técnica permite la transmisión de voz, datos e imágenes de vídeo en la vivienda o en

empresas pequeñas. Su costo es bajo ya que se sirve de frecuencias de radio en vez de

cableado

En la actualidad existen el HomeRF y el HomeRF2.

Las prestaciones de este sistema son: HomeRF Modulación FSK (Modulación en

frecuencia). Velocidad de datos variables de entre 800 Kbps y 1.6Mbps. Utiliza la banda

de 2.4 Ghz. 75 canales de 1 Mhz para voz.

El HomeRF2: Velocidad de entre 5 y 10 Mbps. 15 canales de 5 MHz para voz Cabe

resaltar que el estándar HomeRF posee multitud de capacidades de voz (identificador de

llamadas, llamadas en espera, regreso de llamadas e intercomunicación dentro del hogar).

Igual que sucede con el estándar 802.11, HomeRF basa su operación sin cables en ondas

de radio y emplea un dispositivo también con radio para gestionar las comunicaciones

entre ordenadores, así como la comunicación con su ISP. Pero el estándar HomeRF ha

sido diseñado para ser compatible con otros dispositivos inalámbricos

Existen aspectos a favor y en contra de dicha tecnología, resaltamos los más importantes:

A FAVOR: La tecnología HomeRF permite hacer más cosas además de conectar sus

ordenadores en red, ya que abarca a otros dispositivos de su casa. Al igual que sucede con

HomePNA, existe un nuevo estándar HomeRF 2.0 que permitirá en breve realizar

transferencias de 10 Mega bits por segundo.

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EN CONTRA: Los productos HomeRF existentes en la actualidad son diez veces más

lentos que los basados en el estándar 802.11 y aunque estas velocidades sean válidas para

la mayor parte de los usos personales, la diferencia será apreciable si mucha gente utiliza

la red.

BLUETOOTH (IEEE 802.15)

Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área

Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes

dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los

principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles.

Eliminar los cables y conectores entre éstos.

Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la

sincronización de datos entre equipos personales.

Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores

de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos

móviles, computadoras portátiles, ordenadores personales, impresoras o cámaras

digitales.

Define un canal de comunicación a un máximo 720 kbit/s (1 Mbit/s de capacidad bruta)

con rango óptimo de 10 m (opcionalmente 100 m con repetidores).

Opera en la frecuencia de radio de 2,4 a 2,48 GHz con amplio espectro y saltos de

frecuencia con posibilidad de transmitir en Full Dúplex con un máximo de 1600 saltos

por segundo. Los saltos de frecuencia se dan entre un total de 79 frecuencias con

intervalos de 1 MHz; esto permite dar seguridad y robustez.

INFRARROJO

La radiación infrarroja, o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética y térmica,

de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas.

Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.

Su rango de longitudes de onda va desde unos 0,7 hasta los 1000 micrómetros.

Los infrarrojos son clasificados, de acuerdo a su longitud de onda, de este modo

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Infrarrojo cercano (de 800 nm a 2500 nm)

Infrarrojo medio (de 2.5 µm a 50 µm)

Infrarrojo lejano (de 50 µm a 1000 µm)

Los estándares IrDA soportan una amplia gama de dispositivos eléctricos, informáticos y

de comunicaciones, permite la comunicación bidireccional entre dos extremos a

velocidades que oscilan entre los 9.600 bps y los 4 Mbps.

WIMAX

El objetivo de WiMAX es proporcionar acceso a Internet de alta velocidad en un rango

de cobertura de varios kilómetros de radio. En teoría, WiMAX proporciona velocidades

de aproximadamente 70 Mbps en un rango de 50 kilómetros. El estándar WiMAX tiene

la ventaja de permitir conexiones inalámbricas entre un transceptor de la estación

base (BTS) y miles de abonados sin que éstos tengan que estar en línea de visibilidad

(LOS) directa con esa estación. Esta tecnología se denomina NLOS que significa sin línea

de visibilidad. En realidad, wimax sólo puede eludir obstáculos pequeños, como árboles

o una casa y no puede atravesar montañas ni edificios altos. Cuando se presentan

obstáculos, el rendimiento total real puede ser inferior a 20 Mbps.

El principio operativo de wimax

Lo más importante de la tecnología wimax es el transceptor de la estación base, una

antena central que se comunica con las antenas de los abonados. El término enlace punto

a multipunto se utiliza para describir el método de comunicación de wimax.

WIMAX FIJO Y WIMAX PORTÁTIL

Las revisiones del estándar IEEE 802.16 se dividen en dos categorías:

WiMAX fijo, también denominado IEEE 802.16-2004, determina las conexiones

de línea fija a través de una antena en el techo, similar a una antena de televisión.

wimax fijo funciona en las bandas de frecuencia 2.5 GHz y 3.5 GHz, para las que

se necesita una licencia, y en la banda 5.8 GHz para la que no se necesita tenerla.

WiMAX móvil, que también se denomina IEEE 802.16e, permite que los equipos

móviles de los clientes se conecten a Internet. La tecnología WiMAX móvil abre

11

las puertas para el uso de teléfonos móviles por IP e incluso para servicios móviles

de alta velocidad.

Estándar Frecuencia Velocidad Rango

WiMAX fijo (802.16-2004) 2-11 GHz (3.5 GHz en Europa) 75 Mbps 10 km

WiMAX móvil (802.16e) 2-6 GHz 30 Mbps 3,5 km

LAS APLICACIONES DE WIMAX

Uno de los usos posibles de WiMAX consiste en brindar cobertura en la llamada área de

"última milla" (o "último kilómetro"), es decir, proveer acceso a Internet de alta velocidad

en áreas que las tecnologías por cable normales no cubren (como ser DSL, cable o líneas

T1 dedicadas).

Otra posibilidad es utilizar WiMAX como una red de retorno entre dos redes inalámbricas

locales, como aquellas que usan el estándar wifi. En última instancia, wimax permitirá

que dos puntos de acceso se conecten para crear una red en malla.

WIMAX Y LA CALIDAD DE SERVICIO

El estándar WiMAX apoya en forma nativa la calidad de servicio (abreviada con

frecuencia QoS), es decir, la capacidad de garantizar que un servicio funcione cuando se

lo utiliza. En la práctica, WiMAX permite que el ancho de banda se reserve para un

propósito determinado. Algunas aplicaciones no pueden funcionar cuando se produce un

cuello de botella. Éste es el caso de Voz sobre IP (VOIP) ya que la comunicación por voz

es ineficaz si se introducen vacíos de segundos.

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LOS ESTÁNDARES WIMAX

Estándar Frecuencia Estado Rango

IEEE std

802.16

Delimita redes de área

metropolitana inalámbricas

(WMAN) en bandas de frecuencia

superiores a 10 GHz.

Octubre de

2002

Obsoleto

IEEE std

802.16ª

Delimita redes de área

metropolitana inalámbricas en

bandas de frecuencia desde 2 a 11

GHz inclusive.

9 de

octubre de

2003

Obsoleto

IEEE 802.16b Delimita redes de área

metropolitana inalámbricas en

bandas de frecuencia desde 10 a 60

GHz inclusive.

Anexado a

802.16a

(obsoleto)

IEEE std

802.16c

Delimita opciones (perfiles) para

redes de área metropolitana

inalámbricas en bandas de

frecuencia sin licencia.

Julio de 2003

IEEE 802.16d

(IEEE std

802.16-2004)

Revisión que incorporó los

estándares 802,16, 802,16a y

802.16c.

1 de

octubre de

2004

Activo

IEEE std

802.16e

Permite que los clientes de

tecnología móvil utilicen redes de

área metropolitana inalámbricas.

Sin ratificar

IEEE std

802.16f

Permite que se usen las redes en

malla.

Sin ratificar

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CONCLUSION

Las tecnologías inalámbricas están avanzando a un ritmo vertiginoso y sus aplicaciones

son infinitas, tanto a nivel de usuario como para las empresas, incluidas las Pymes: control

de transporte, navegación en carretera, banca on-line.

Sin duda el desarrollo de las Tecnologías Inalámbricas en el mundo actual ha impactado

favorablemente a las organizaciones que han decidido cambiar los cables por los nuevos

productos inalámbricos, los cuales proporcionan a las empresas un valor competitivo y

permite un importante avance en la forma de hacer negocios, como también la ventaja

que adquieren las compañías que han incorporado las Tecnologías Inalámbricas a sus

procesos, ventajas que van desde la eliminación de cables, la movilidad de los

dispositivos.

Sin embargo no todo es color de rosas pues estas redes también tienen algunas desventajas

como lo es el limitado alcance, la velocidad, la poca seguridad, perdidas de conectividad

entre otros costos.

Hoy en día instalar una red inalámbrica es un procedimiento bastante económico y al

alcance de cualquiera, si lo comparamos con la multiplicidad de beneficios que genera

esta inversión.

Es por esto que podemos concluir que las Tecnologías Inalámbricas han alcanzado en la

actualidad un auge que nadie puede negar ya que responde a diversas necesidades de

oportunidad, rapidez que las empresas, el entorno y los clientes exigen.

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FUENTES CONSULTADAS

Entendiendo el 802.11n. (s/f). Recuperado el 7 de septiembre de 2015, a partir de

http://www.wni.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=63:80211n&catid=31:g

eneral&Itemid=79

HomeRF - Proyecto2 grupo5.pdf. (s/f). Recuperado a partir de

http://clusterfie.epn.edu.ec/ibernal/html/CURSOS/Oct06Marzo07/ComInalam/TRabajos/Trab

ajo2/Proyecto2%20grupo5.pdf

Redes WiMAX | Redes WiMAX. (S/f). Recuperado el 7 de septiembre de 2015, a partir de

http://www.redeswimax.info/

TECNOLOGIA INALAMBRICA. (s/f). Recuperado el 7 de septiembre de 2015, a partir de

http://tecinal.blogspot.mx/

WiMAX - 802.16 - Interoperabilidad mundial para acceso por micro. (s/f). Recuperado el 7 de

septiembre de 2015, a partir de http://es.ccm.net/contents/795-wimax-802-16-

interoperabilidad-mundial-para-acceso-por-micro

Zigbee: El nuevo estándar global para la domótica e inmótica (página 2) - Monografias.com. (s/f).

Recuperado el 7 de septiembre de 2015, a partir de

http://www.monografias.com/trabajos61/zigbee-estandar-domotico-inmotica/zigbee-

estandar-domotico-inmotica2.shtml