introduccion
Una de las tecnologías más prometedoras y discutidas en esta década es
la de poder comunicar computadoras mediante tecnología inalámbrica. La conexión
de computadoras mediante Ondas de Radio o Luz Infrarroja, actualmente está
siendo ampliamente investigada. Las Redes Inalámbricas facilitan la operación
en lugares donde la computadora no puede permanecer en un solo lugar, como en
almacenes o en oficinas que se encuentren en varios pisos.
También es útil para hacer posibles sistemas basados en plumas. Pero la
realidad es que esta tecnología está todavía en pañales y se deben de resolver
varios obstáculos técnicos y de regulación antes de que las redes inalámbricas
sean utilizadas de una manera general en
los sistemas de cómputo de la actualidad.
No se espera que las redes inalámbricas lleguen a remplazar a las redes
cableadas. Estas ofrecen velocidades de transmisión mayores que las logradas
con la tecnología inalámbrica. Mientras que las redes inalámbricas actuales
ofrecen velocidades de 2 Mbps[1], las redes cableadas
ofrecen velocidades de 10 Mbps y se espera que
alcancen velocidades de hasta 100 Mbps. Los sistemas
de Cable de Fibra Optica logran velocidades aún
mayores, y pensando futuristamente se espera que las redes inalámbricas
alcancen velocidades de solo 10 Mbps.
Sin embargo se pueden mezclar las redes cableadas y las inalámbricas, y
de esta manera generar una “Red Híbrida” y poder resolver los últimos metros
hacia la estación. Se puede considerar que el sistema cableado sea la parte
principal y la inalámbrica le proporcione movilidad adicional al equipo y el
operador se pueda desplazar con facilidad dentro de un almacén o una oficina.
Existen dos amplias categorías de Redes Inalámbricas:
1.
De Larga Distancia.-
Estas son utilizadas para transmitir la información en espacios que
pueden variar desde una misma ciudad o hasta varios países circunvecinos (mejor
conocido como Redes de Area Metropolitana MAN); sus
velocidades de transmisión son relativamente bajas, de 4.8 a 19.2 Kbps.
2.
De Corta Distancia.- Estas son utilizadas principalmente en
redes corporativas cuyas oficinas se encuentran en uno o varios edificios que
no se encuentran muy retirados entre si, con velocidades del orden de 280 Kbps hasta los 2 Mbps.
Existen dos tipos de redes de larga distancia: Redes de Conmutación de
Paquetes (públicas y privadas) y Redes Telefónicas Celulares. Estas últimas son
un medio para transmitir información de alto precio. Debido a que los módems
celulares actualmente son más caros y delicados que los convencionales, ya que
requieren circuiteria especial, que permite mantener
la pérdida de señal cuando el circuito se alterna entre una célula y otra. Esta
pérdida de señal no es problema para la comunicación de voz debido a que el
retraso en la conmutación dura unos cuantos cientos de milisegundos, lo cual no
se nota, pero en la transmisión de información puede hacer estragos.
Otras desventajas de la
transmisión celular son:
La carga de los teléfonos se termina fácilmente.
La transmisión celular se intercepta fácilmente (factor importante en
lo relacionado con la seguridad).
Las velocidades de transmisión son bajas.
Todas estas desventajas hacen que la comunicación celular se utilice
poco, o únicamente para archivos muy pequeños como cartas, planos, etc.. Pero se espera que con los avances en la compresión de
datos, seguridad y algoritmos de verificación de errores se permita que las
redes celulares sean una opción redituable en algunas situaciones.
La otra opción que existe en redes de
larga distancia son las denominadas: Red Pública De Conmutación De Paquetes Por
Radio. Estas redes no tienen problemas de pérdida de señal debido a que su
arquitectura está diseñada para soportar paquetes de datos en lugar de
comunicaciones de voz. Las redes privadas
de conmutación de paquetes utilizan la misma tecnología que las
públicas, pero bajo bandas de radio frecuencia restringidas
por la propia organización de sus sistemas de cómputo.
Las redes públicas tienen dos protagonistas principales: “ARDIS” (una asociación de Motorola e IBM) y “Ram Mobile Data” (desarrollado por Ericcson
AB, denominado MOBITEX). Este ultimo es el más utilizado en Europa. Estas Redes
proporcionan canales de radio en áreas metropolitanas, las cuales permiten la
transmisión a través del país y que mediante una tarifa pueden ser utilizadas
como redes de larga distancia. La compañía proporciona la infraestructura de la
red, se incluye controladores de áreas y Estaciones Base, sistemas de cómputo tolerantes
a fallas, estos sistemas soportan el estándar de conmutación de paquetes X.25,
así como su propia estructura de paquetes. Estas redes se encuentran de acuerdo
al modelo de referencia OSI. ARDIS especifica las tres primeras capas de la red
y proporciona flexibilidad en las capas de aplicación, permitiendo al cliente
desarrollar aplicaciones de software
(por ej. una compañía llamada RF Data,
desarrollo una rutina de compresión de datos para utilizarla en estas redes
públicas).
Los fabricantes de equipos de computo venden periféricos para estas
redes (IBM desarrollo su “PCRadio” para utilizarla con ARDIS y otras redes, públicas y
privadas). La PCRadio
es un dispositivo manual con un microprocesador 80C186 que corre DOS, un radio/fax/módem incluido
y una ranura para una tarjeta de
memoria y 640 Kb de RAM.
Estas redes operan en un rango de 800 a 900 Mhz.
ARDIS ofrece una velocidad de transmisión de 4.8 Kbps.
Motorola Introdujo una versión de red pública en
Estados Unidos que opera a 19.2 Kbps; y a 9.6 Kbps en Europa (debido a una banda de frecuencia más
angosta). Las redes públicas de radio como ARDIS
y MOBITEX jugaran un papel
significativo en el mercado de redes de área local (LAN´s)
especialmente para corporaciones de gran tamaño. Por ejemplo, elevadores OTIS utiliza ARDIS para su organización de servicios.
Las redes inalámbricas se diferencian de las convencionales
principalmente en la “Capa Física” y la “Capa de Enlace de Datos”, según el
modelo de referencia OSI. La capa física indica como son enviados los bits de
una estación a otra. La capa de Enlace
de Datos (denominada MAC), se encarga de describir como se empacan y verifican
los bits de modo que no tengan errores. Las demás capas forman los protocolos o
utilizan puentes, ruteadores o compuertas para
conectarse. Los dos métodos para remplazar la capa física en una red
inalámbrica son la transmisión de Radio Frecuencia y la Luz Infrarroja.
Las redes de luz infrarroja están limitadas por el espacio y casi
generalmente la utilizan redes en las que las estaciones se encuentran en un
solo cuarto o piso, algunas compañías que tienen sus oficinas en varios
edificios realizan la comunicación colocando los receptores/emisores en las
ventanas de los edificios. Las transmisiones de radio frecuencia tienen una
desventaja: que los países están tratando de ponerse de acuerdo en cuanto a las
bandas que cada uno puede utilizar, al momento de realizar este trabajo ya se
han reunido varios países para tratar de organizarse en cuanto a que
frecuencias pueden utilizar cada uno.
La transmisión Infrarroja no tiene este inconveniente por lo tanto es
actualmente una alternativa para las Redes Inalámbricas. El principio de la
comunicación de datos es una tecnología que se ha estudiado desde los 70´s, Hewlett-Packard
desarrolló su calculadora HP-41 que utilizaba un transmisor infrarrojo para
enviar la información a una impresora térmica portátil, actualmente esta
tecnología es la que utilizan los controles remotos de las televisiones o
aparatos eléctricos que se usan en el hogar.
El mismo principio se usa para la comunicación de Redes, se utiliza un
“transreceptor”
que envía un haz de Luz Infrarroja, hacia otro que la recibe. La transmisión de
luz se codifica y decodifica en el envío y recepción en un protocolo de
red existente. Uno de los pioneros en
esta área es Richard Allen, que fundó Photonics Corp., en 1985 y
desarrolló un “Transreceptor Infrarrojo”. Las
primeros transreceptores dirigían el haz infrarrojo
de luz a una superficie pasiva, generalmente el techo, donde otro transreceptor recibía la señal. Se pueden instalar varias
estaciones en una sola habitación utilizando un área pasiva para cada transreceptor. La FIG 1.1 muestra un transreceptor.
En la actualidad Photonics a desarrollado una
versión AppleTalk/LocalTalk del transreceptor que
opera a 230 Kbps. El sistema tiene un rango de 200 mts. Además la tecnología se ha mejorado utilizando un transreceptor que difunde el haz en todo el cuarto y es
recogido mediante otros transreceptores. El grupo de
trabajo de Red Inalámbrica IEEE 802.11 está trabajando en una capa estándar MAC
para Redes Infrarrojas.
Por el otro lado para las Redes Inalámbricas de RadioFrecuencia , la FCC
permitió la operación sin licencia de dispositivos que utilizan 1 Watt de energía o menos, en tres bandas de frecuencia : 902
a 928 MHz, 2,400 a 2,483.5 MHz
y 5,725 a 5,850 Mhz. Esta bandas de frecuencia, llamadas bandas
ISM, estaban anteriormente limitadas a instrumentos científicos, médicos e
industriales. Esta banda, a diferencia de la ARDIS y MOBITEX, está abierta para
cualquiera. Para minimizar la interferencia, las regulaciones de FCC estipulan
que una técnica de señal de transmisión
llamada spread-spectrum modulation, la cual tiene
potencia de transmisión máxima de 1 Watt. deberá ser utilizada en la banda ISM. Esta técnica a sido utilizada en aplicaciones militares. La idea es tomar
una señal de banda convencional y distribuir su energía en un dominio más amplio
de frecuencia. Así, la densidad promedio de energía es menor en el espectro
equivalente de la señal original. En aplicaciones militares el objetivo es
reducir la densidad de energía abajo del nivel de ruido ambiental de tal manera
que la señal no sea detectable. La idea en las redes es que la señal sea
transmitida y recibida con un mínimo de interferencia. Existen dos técnicas
para distribuir la señal convencional en un espectro de propagación equivalente :
·
La secuencia directa: En este método el flujo de bits de entrada se multiplica por
una señal de frecuencia mayor, basada en una función de propagación
determinada. El flujo de datos original puede ser entonces recobrado en el
extremo receptor correlacionándolo con la función de propagación conocida. Este
método requiere un procesador de señal digital
para correlacionar la señal de entrada.
·
El salto de frecuencia: Este método es una técnica en la cual
los dispositivos receptores y emisores se mueven sincrónicamente en un patrón
determinado de una frecuencia a otra, brincando ambos al mismo tiempo y en la
misma frecuencia predeterminada. Como en el método de secuencia directa, los
datos deben ser reconstruidos en base del patrón de salto de frecuencia. Este método es viable para las redes inalámbricas, pero la
asignación actual de las bandas ISM no es adecuada, debido a la competencia con
otros dispositivos, como por ejemplo las bandas de 2.4 y 5.8 Mhz que son
utilizadas por hornos de Microondas.