Tecnologia de redes inalambricas

Universidad Iberoamericana León. México. 07/04/2003

Ing. Juan Carlos Gtz. Ayala [email protected] 1

Tecnologías de Redes Inalámbricas

Ing. Juan Carlos Gutiérrez AyalaUIA León

2Ing. Juan Carlos Gutiérrez Ayala

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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



=• 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




APAP

APAP

APAP

APAP

APAP


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Protocolo común de acceso




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 !


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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

httphttp://://bartokbartok..leonleon..uiauia..mxmx//lectureslectures//wirelesswireless

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