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Universidad Iberoamericana León. México. 07/04/2003
Ing. Juan Carlos Gtz. Ayala jc.gutierrez@leon.uia.mx 1
Tecnologías de Redes Inalámbricas
Ing. Juan Carlos Gutiérrez AyalaUIA León
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Agenda! Introducción
!Características Técnicas
!Middleware y Aplicaciones
!Conclusiones y futuro
Introducción
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Introducción!Computadoras Portátiles
!Comunicaciones Inalámbricas
!Sistemas Satelitales
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Introducción
Varios tipos de Redes
Unificación
LANInternet
PCSSatélite
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Introdución - Sistemas Inalámbricos!Su ancho de banda (BB) es menor que en
los sistemas cableados! Espectro limitado! Potencia limitada! Nivel de ruido alto
!El ruido y la interferencia les afectan más!Necesitan cierta asignación de
frecuencias! Importancia de la seguridad
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Introducción
Los usuarios móviles no necesariamente requieren
interfaces inalámbricas, y las interfaces inalámbricas no necesariamente soportan
movilidad.
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Introducción - ¿Qué necesitan?
Uso óptimo del ancho de banda, administración de grandes tasas
de error debido al ruido e interferencias, calidad de servicio
a nivel de las aplicaciones y seguridad.
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Introducción - EjemplosEstados Unidos:FDMA (AMPS)TDMA (PCS)CDMA (IS-95)
Europa:GSM (TDMA/FDMA)
3G
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Redes Inalámbricas
!WLAN´s!WLL!Sistemas Satelitales! IP móvil!WATM
Características Técnicas
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WLAN!Reemplazo/Coexistencia con redes
alambradas (Ethernet, por ejemplo)
!Flexibilidad y Movilidad (BB es secundaria)
!Compartición de Frecuencias (colisiones)
!Problema de la Terminal Oculta
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=• 10BASET• 10BASE 5• 10BASE 2
Red Inalámbrica Red Alambrada Ethernet
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WLAN: opciones de frecuencias
!Microondas
! Infrarrojo
!Spread Spectrum
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WLAN: estándares! IEEE 802.11
!HIPERLAN
!BlueTooth
!Home RF
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IEEE 802.11!Dos esquemas: IEEE 802.11a (2 Mbps) e
IEEE 802.11b (11 Mbps) en la banda de 2.4 Ghz
!Selección entre canal infrarrojo y canal de radio
!Soporta prioridad!Ahorro en batería para equipos móviles
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HIPERLAN!23.5 Mbps
!Soporta Prioridad
!HIPERLAN2 administra Calidad de Servicio (QoS), banda de los 5 Ghz
!Poco impacto comercial ... aún
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BlueTooth!Conecta equipos habilitados como PC´s,
teléfonos, impresoras, PDA´s etc., enminiredesminiredes de radio a 2.4 Ghz
!Enfoque en distancias cortas (10-100 m.), más que en redes de voz o datos
!721 Kbps upstream, 56 Kbps downstream!Se empaca en un chip que puede
añadirse a computadoras, teléfonos, etc.
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Home RF!Basado en el Shared Wireless Access
Protocol (SWAP)!Soporta hasta 127 equipos conectados
(teléfonos, hornos, videocasseteras, PC´s, etc.)
!Topología AD HOC o vía “infraestructura” con un Equipo Central de ACCESO
!10 Mbps, hasta 45 m.
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Tendencias del Mercado WLAN
!La tendencia es: movilidad y flexibilidad.! Incremento considerable en los dispositivos
móviles (laptops, agendas, scaners, etc.).! Incremento en ventas de computadoras
portátiles (1997 - 2002).!En total: 19.5 %!En notebooks: 18%!En organizadores y portátiles: 26.6%
! 3 de 5 laptops están equipadas con tarjetas PC (el 48% con tarjetas Ethernet).
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WECA Wireless Ethernet Compatibility AllianceAsociación cuya misión es certificarAsociación cuya misión es certificar la la interoperabilidadinteroperabilidad de de productosproductos Wireless LAN Wireless LAN que ostentanque ostentan el logo el logo WiWi--FiFiTMTM y y que cuentanque cuentancon la con la normanorma IEEE 802.11 HR (High Rate) IEEE 802.11 HR (High Rate) como estándarcomo estándar. .
3Com LucentTechnologies
Dell Apple Zomm Siemens
Symbol Intermec Fujitsu Aironet Breezecom Compaq
Alantro Cabletron ARtem Intersil MobileStar Telxon
Nokia NoWiresNeeded Samsung Elsa ShareWave Wayport
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! Fundada en Marzo de 1996.
! Sus 11 miembros representan el 95% de los ingresos de la industria de wireless LAN. +
! Miembros:Lucent Technologies, Cabletron Systems, Proxim, Symbol Technologies, 3Com, Bay Networks, BreezeCOM, Harris Semiconductor, Aironet, Intermec Technologies, Raytheon Wireless Solutions.
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WLL (Wireless Local Loops)!Acceso fijo inalámbrico para acceso a
Internet o servicio telefónico!No es móvil como en el caso de sistemas
celulares o de PCS!Celdas y Microceldas (900, 1800 y 1900
Mhz, 10-100 usuarios)!Areas pequeñas con usuarios
demandantes de ancho de banda
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WLL!LMDS (Local Multipoint Distribution
Systems), para mayor ancho de banda!Tecnología emergente!28-31 Ghz!Basada en Spread Spectrum!Velocidad en el rango de los Mbps!Requiere línea de vistalínea de vista
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Sistemas Satelitales!Broadcasting, telefonía, datos, radio,
radiolocalización
!Orbita Alta
!Orbita Media!Orbita Baja
MóvilesMóviles
FijosFijos
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Sistemas Satelitales!Teledesic
! 840 a 288 satélites móviles! Capacidad desde tierra: 155.52 Mbps! Capacidad entre ellos: 622.08 Mbps
!Una terminal Teledesic:! 64 Mbps downlink! 2 Mbps uplink
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Sistemas Satelitales
Nombre del Sistema
Órbita (altitud)
Satélites (canales)
Frecuencia de Operación Aplicaciones Cobertura Precios Inicio
GlobalstarLEO
1400 km48
(130,000)1.6, 2.4 Ghz 5 Ghz up voz/datos
Mundial (excepto polos)
U$ 1000 ter U$ 0.5 aire 1999
ICOMEO
10355 Km10
(45,000)7 Ghz down 5 Ghz up voz/datos Mundial
U$ 1000 ter U$ 1.0 aire 2000
TeledesicLEO
1400 km288
(no espec.)7 Ghz down 28 Ghz up
video/voz/ datos Mundial (no espec.) 2003
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IP Móvil!No depender de la red originadora, para
equipos que se mueven entre varias (edificios, aviones, barcos, etc.)
!Se maneja en base a agentes de Base y Foráneos
!Los foráneos negocian con la Base el reenvío y autenticación del usuario móvil que los visita
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IP Móvil
Red Localbase
Red Localforánea
CeldasInalábricas
Agente Base
Agente Foráneo
ComputadoraMóvil
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WATM!ATM tradicional: celdas de 53 bytes,
soporta tráfico en tiempo real y no-tiempo real, maneja tráfico que requiere diversas especificaciones de calidad de servicio
!Escalable
!Circuitos virtuales Orientado a conexiónconexión
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WATM!Celdas transmitidas en canales
inalámbricos, y algunas de sus conexiones se realizan en estos medios
!Calidad de Servicio
!Mantener la conexión entre extremos, sin importar su localización
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WATM!Esquemas para el mantenimiento de la
conexión inalámbrica:
! Establecer una nueva cada vez! Proveer múltiples rutas de conexión! Reenvío de celdas! Enrutamiento dinámico de la conexión
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WATMLocalización
Continua
ActualizaciónContinua
Aviso deCelda
Localizaciónde Area
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Consolidado
Wlan WLL Celular/PCS IP Móvil WATM SatélitesCobertura área local local/ciudad ciudad área amplia área amplia área amplia
Ancho de banda 1-20 Mbps 1-20 Mbps 19.2 Kbps depende la red 1-20 Mbps19-2 Kbps a varios Mbps
Aplicación datos/voz datos/voz voz/datos datos/voz todas voz/datosDesventaja área limitada interferencia ancho de banda aplic. Limitadas costo costo inicial
Status en uso emergiendo en uso emergiendo emergiendo emergiendo
Middleware y Aplicaciones
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Middleware
Una capa de software que permite conectar Una capa de software que permite conectar las aplicaciones con redes inalámbricas y las aplicaciones con redes inalámbricas y
sistemas operativos sin introducir sistemas operativos sin introducir condiciones de movilidad en las condiciones de movilidad en las
aplicaciones.aplicaciones.
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Middleware!Mejor ejecución de aplicaciones
!Usa técnicas de optimización para reducir la cantidad de tráfico en la red inalámbrica
! Introduce complejidad adicional
!Mayor costo inicial
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WAP!Wireless Access Protocol!Adapta contenido Web para ser
transmitidos sobre enlaces inalámbricos hacia dispositivos móviles
! Interoperabilidad de diferentes redes inalámbricas, equipos y aplicaciones
!WML!Uso de gateways (transcoders) para
traducir y optimizar el flujo de información
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WAP
ClienteClientemóvilmóvil ServerServer
Red InalámbricaRed Inalámbrica Red AlambradaRed Alambrada
GatewayGateway((transcodertranscoder))
PeticiónPeticióncodificadacodificada
RespuestaRespuestacodificadacodificada
PeticiónPetición
RespuestaRespuesta
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Sistemas Operativos Móviles!Un SOSO de propósito general no es
adecuado para manejar:! Tiempo real! Bajo poder de procesamiento! Poca memoria! Tamaño de pantalla reducido! Voz
!Tamaño pequeño, almacenamiento reducido
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Sistemas Operativos Móviles!Palm OS
!Windows CE
!GEOS
!¿Cómo lograr acceso a varias redes inalámbricas?
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Dispositivos multifuncionales
Red InalámbricaRed Inalámbrica
Acceso fijoAcceso fijocon radiocon radio SistemasSistemas
celulares ycelulares yPCSPCS
InterfazInterfazde redde red
AdaptadorAdaptadorde radiode radio
AdaptadorAdaptadorsatelitalsatelital
EnlaceEnlaceCelular /PCSCelular /PCS
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Red de Acceso
Red InalámbricaRed Inalámbrica
Acceso fijoAcceso fijocon radiocon radio SistemasSistemas
celulares ycelulares yPCSPCS
APAP
APAP
APAP
APAP
APAP
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Protocolo común de acceso
Red InalámbricaRed Inalámbrica
Acceso fijoAcceso fijocon radiocon radio SistemasSistemas
celulares ycelulares yPCSPCS
UnidadUnidadinterinter--redred
UnidadUnidadinterinter--redred
Protocolo deProtocolo deacceso satelitalacceso satelital
AdaptadorAdaptadorsintonizablesintonizable
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Aplicaciones
Wireless Wireless LANsLANs
Alternativa paraAplicaciones de Cable
FlexibilidadFlexibilidad
Aplicaciones de Campus
EdificioEdificio--aa--EdificioEdificio
Aplicaciones Móviles/Portátiles
MovilidadMovilidad
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¿Qué puedo hacer con WLAN?
=
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Aplicaciones “Wireless LAN”OficinaEducaciónSaludAlmacenesTransporte
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OficinaFácil instalación, si perforar, cablear, etc.! Cambio inmediato de lugar de una PC! Ahorro en la expansión de una red! Espacios más eficientes! Alta productividad por conexión inmediata en
cualquier lugar, a cualquier hora! Instalar redes temporales
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Educación
! Acceso a la red delsistema en cualquier lugar del campus
! Servicios de consulta inmediata y en tiempo real a la base de datos de la escuela
! Acceso a Internet! Aprendizaje práctico
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Salud! Estaciones de enfermeras
móviles! Acceso móvil a
expedientes, tratamientos y medicinas para cada paciente
! Récord de medicamentos suministrados al alcance del doctor
! Consulta inmediata a centros de información externos
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Almacenes y Puntos de Venta
! Scanners portátiles para toma de inventarios
! Vehículos de carga y descarga de embarques enlazados a la red
! Terminales punto de venta
! Introducción de órdenesde compra, embarques, guías
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Ejemplos de equipos
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Tarjetas PC! Versiones:! Tarjeta Plata (Silver).
! IEEE 802.11b.! Velocidad 11 Mbps.! “Fall back” a 5.5, 2 y 1
Mbps.! Encripción estándar:
64 WEP (40 bits).
! Tarjeta Oro (Gold).! Igual a Silver.! Encripción mejorada:
128 RC4 (103 bits).
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Características:! Capacidad para 2
tarjetas PC.! Puente entre Ethernet e
inalámbrico! Crea células
inalámbricas.! Soporta migración a
futuras tecnologías de mayor velocidad.
Punto de Acceso
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Adaptador ISA y PCI
! Para PCs de escritorio
! Misma tarjeta
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Convertidores WLAN / Ethernet! Proporciona conexión inalámbrica
a dispositivos con puerto Ethernet o serial.! Sin puerto para tarjeta PC o
ISA.! Dispositivos “Plug and play” para
impresoras, POS´s, terminales, scaners, copiadoras…
! Un puerto PCMCIA para tarjetasIEEE 11 Mbps.
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Tecnología Turbo 11 MbpsDSSS con CCK (Complementary Code keying).
! Técnica de modulación definida por IEEE 802.11b.! Velocidades:
" 11 Mbps CCK" 5.5 Mbps CCK" 2 Mbps DQPSK" 1 Mbps BPSK
! Banda de frecuencia de 2.4 GHz (2400 a 2483.5 MHz)
! Compatible con tecnología DS IEEEde menor velocidad.
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Desempeño! Desempeño equivalente a Ethernet y desempeño
medido en tiempo de respuesta de punto a punto.
High (11 Mb)
Standard (2 Mb)
3Com Ethernet 8.4 Mbps
Medium (5.5 Mb)
Turbo 11 Mb
Velocidad de datos
Standard Low (1Mb)
Throughput(Punto a punto)
5.1 Mbps
3.4 Mbps
1.6 Mbps
0.8 Mbps
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Rango de Cobertura
High
Medium 270 m(855 ft)
160 m(525 ft)
70 m(230 ft)
50 m(165 ft)
Standard
Standard low 550 m(1750 ft)
400 m(1300 ft)
90 m(300 ft)115 m(375 ft)
Area abierta Semi-abiertaTurbo 11Mbps
Velocidad Distancia
Cerrada
35 m(115 ft)40 m
(130 ft)50 m
(165 ft)
25 m(80 ft)
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Relación Alcance - Desempeño
Alcance
DesempeñoAlta Alta velocidadvelocidad
VelocidadVelocidad mediamedia
Velocidad estándarVelocidad estándar
BajaBaja velocidadvelocidad
Alto
AltoBueno
Bueno
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Selección automática de velocidad! Selecciona
automáticamente la velocidad con mejor calidad de enlace.
! Velocidades preestablecidas:
! alta velocidad.! velocidad media.! velocidad estándar.! baja velocidad.
IEEE Turbo 11 Mb
IEEE
WP-IIBaja
EstándarMedia
Alta
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Enlace Punto-Punto
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Enlace Multipunto
Satélite oSistema Wireless
Sistema Multi-Segmentado
POP Local
MúltiplesopcionesBackbone
Teléfonoó ISDN
ATM óFrame Relay
Hasta 60 usuarioscon 3.2 Mbpspor segmento
y muchos otros ...
Alcance dehasta 10 millas
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Enlace Multipunto
ISP's Data Center Interconnect
PCWirelessModem
PCWirelessModem
PCWirelessModem
PCWirelessModem
Base Station/Wireless POP
Base Station/Wireless POP
ISP's IP Net
Router
T3,FT3
The Internet
DNSServers
Web/MailServers
Acctg,Billing
Reg.Servers
Remote Access Wireless Network(Owned & Operated By Wireless Service Provider)
Owned & Operated ByISP
Servers forvalue added
services
Router
Corp. Remote Access Server(Modem Bank, PPP Server)
Router
Corp.Intranet
Owned & OperatedBy Corp. MIS Organization
E1/T1,
E1/T1
E1/T1
Acceso Inalámbrico a Internet
Conclusiones y Futuro
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Conclusiones y futuro!Los sistemas inalámbricos representan el
siguiente salto en tecnología de redes!Todavía hay muchos retos por resolver!Se habilitarán arquitecturas para clientes,
proxies, servers, agentes móviles!Áreas emergentes: modelos de datos
centralizados, detección de localización, transacciones móviles, flujos de trabajo móvil
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Conclusiones y futuro!Dispositivos móviles con capacidad de
acceso selectivo a redes inalámbricas
!Direccionamiento uniforme
!Serán una fuerte competencia para las redes alambradas en aplicaciones de baja a mediana necesidad de ancho de banda
¡Muchas Gracias !
69Ing. Juan Carlos Gutiérrez Ayala
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Ing. Juan Carlos Gutiérrez AyalaIng. Juan Carlos Gutiérrez Ayala
juancarlosjuancarlos..gutierrezgutierrez@@leonleon..uiauia..mxmx
TelTel.: +52.: +52--(477)(477)--710710--0606--3434
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