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Fundamentos de una red WALN
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Informtica Aplicada: Unidad 7 Tecsup
Dpto. de Informtica 1
Copyright septiembre de 2014 por TECSUP
Fundamentos de Wireless
Introduccin
En general, la tecnologa inalmbrica utiliza ondas deradiofrecuencia de baja potencia y una banda especfica, deuso libre para transmitir, entre dispositivos.
Estas condiciones de libertad de utilizacin, sin necesidad delicencia, ha propiciado que el nmero de equipos,especialmente computadoras, que utilizan las ondas paraconectarse, a travs de redes inalmbricas haya crecidonotablemente.
La tendencia a la movilidad y la ubicuidad hacen cada vezms utilizados los sistemas inalmbricos.
Es por ello que se estudiar los conceptos bsicos de estatecnologa.
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Objetivos
Describir la comunicacin inalmbrica en red entre doscomputadoras.
Describir los componentes utilizados en una comunicacininalmbrica.
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ndice
WLAN: Wireless LAN Estndares Wireless Mtodo de Acceso WLAN con 802.11b/g Modos de Operacin Implementacin Ejemplos
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Definicin WLAN
WLAN significa Wireless Local Area Network, y es un sistemade comunicacin de datos inalmbrico, que es utilizado comouna muy buena alternativa de la red LAN cableada o comouna extensin de la red LAN.
Utiliza tecnologa de radiofrecuencia, lo que permite a losusuarios contar con la movilidad necesarias y minimizar lasconexiones cableadas.
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WLAN: Wireless LAN
Es una red que en lugar de cable, utilizan las ondas de radiopara enviar y recibir datos.
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Wireless
Comunicacin que utiliza ondas electromagnticas. Existen diversos tipos dependiendo del alcance:
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WPANWPAN
Blueetooth(IEEE 802.15.3)
< 1Mbps
WLANWLAN
IEEE 802.11a/b/g/n,HiperLAN
De 1 a540Mbps
WMANWMAN
IEEE 802.16 De 10 a 100+Mbps
WWANWWAN
GSM, GPRS,CDMA
De 10 a 2000Kbps
Estndares Wireless
WLAN gira alrededor de varios estndares: IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11g HiperLAN IEEE 802.11n
8Ver: http://standards.ieee.org/wireless/Ver: http://standards.ieee.org/getieee802/802.11.html
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Medios inalmbricosEstndares de Wi-Fi 802.11
Estndar Velocidadmxima FrecuenciaCompatibilidadcon versiones
anteriores
802.11a 54 Mbps 5 GHz No
802.11b 11 Mbps 2,4 GHz No
802.11g 54 Mbps 2,4 GHz 802.11b
802.11n 600 Mbps 2,4 GHz o 5 GHz 802.11b/g
802.11ac 1,3 Gbps(1300 Mbps) 2,4 GHz y 5,5 GHz 802.11b/g/n
802.11ad 7 Gbps(7000 Mbps)2,4 GHz, 5 GHz
y 60 GHz 802.11b/g/n/ac
Estndares Wireless
Logo Wi-Fi En agosto de 1999 los principales lderes de la industria inalmbrica
formaron Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). La misin de WECA es certificar la compatibilidad de los productos
basados en 802.11 y promover la adopcin del estndar en empresas,pequeos negocios y el hogar.
Hoy en da la WECA ha pasado a ser la Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org).
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Mtodo de Acceso
Utiliza una variante de Ethernet llamada CSMA/CA (CarrierSense Multiple Access/Colision Avoidance)
Al identificar el fin de una transmisin, espera un tiempoaleatorio antes de transmitir.
Se puede producir una colisin cuando dos estaciones eligenel mismo intervalo.
Se utilizan mensajes RTS/CTS, para que una estacinreserve el uso del medio, ha esta solucin se ha denominadoMACA (MultiAccess Collision Avoidance). Introduce una cargaadicional.
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WLAN con 802.11b/g
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Elementos
Para implementar una WLAN se necesita los siguienteselementos: Los puntos de acceso (Access Point) Los dispositivos clientes Antenas
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Puntos de acceso
Access Point, son los que actan como hubs oconcentradores que envan y reciben informacin va radio.
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DLINK - AirCisco - Aironet
Apple - Airport3COM LAN Access Point
Linksys con MIMO
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Punto de Acceso Access Point
Es el encargado de proporcionar la comunicacin entre dispositivos inalmbricosWLAN, permitiendo el acceso a la LAN cableada. Est diseado para soportar soloun pequeo grupo de usuarios.
El nmero de usuarios simultneos soportados por un Access Point dependeprincipalmente de la cantidad de trfico de datos utilizado (cargas y descargas dealto o bajo volumen). El ancho de banda es compartido por todos los usuarios de lared WLAN, tal como en las redes almbricas o cableadas.
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Punto de Acceso Access Point
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El rendimiento de la red, medido segn el nmero de usuariossimultneos, depende del tipo de actividad que stos lleven a cabo.
Se deben ubicar en un lugar que permita obtener la cobertura deradio deseada.
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Access Point
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El rango de alcance de la seal es entre treinta a cien metros. Aunque conuna antena de mayor potencia se puede aumentar la cobertura. Pero sihay una pared de por medio disminuye el alcance.
Access Point: Configuracin
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Para configurar un Access Point se puede utilizar su propio programa deadministracin o desde un navegador web.
Para acceder a travs del navegador web, se deber utilizar la URLasignada por defecto cada vez que se resetea el dispositivo.
192.168.0.50
Se podr configurar : SSID: Es un nombre incluido en todos los paquetes de una red inalmbrica para
identificarlos como parte de esa red. Ejemplo: AP_G01 SSID Broadcast: Permite que los nuevos equipos que quieran conectarse a la red Wi-Fi
identifiquen automticamente los datos de la red inalmbrica, evitando as la tarea deconfiguracin manual.
Canal de frecuencia: Para evitar interferencias en presencia de varios puntos de accesocercanos, estos deberan estar en canales no solapables.
Encryption: Para proteger la privacidad de los usuarios que utilizan la red.
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Fabricantes de Access Point
Entre los fabricantes tenemos: Cisco D-Link TP-Link
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Puntos de acceso
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Cobertura
Switch
Dispositivos Fijos
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Dispositivos clientes
Son aquellos que disponen de una tarjeta inalmbrica. Las computadoras pueden utilizar diferentes tipos de
interfaces: PCI, PCMCIA, USB, etc.
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PCMCIA PCIPCI
USBMIMOPCI
Antenas
El radio de cobertura de las WLAN es maximizada con laseleccin apropiada de una Antena.
En general, las antenas se caracterizan por: Los patrones (Paterns) de radiacin: omnidireccional o direccional. La ganancia medida en decibelios.
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Antena Parablica exterior (20 dBi)Alcance: 10 Km a 2 Mb/s
4,5 Km a 11 Mb/s
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Antenas: Omnidireccional
Provee un patrn de radiacin de 360. Este tipo de antenaes utilizado cuando el rea de cobertura es en todas lasdirecciones.
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Antenas Direccionales
Una antena Direccional proporciona un patrn de radiacinmuy fuerte en una direccin especfica.
Pueden ser: Antenas Yagi, de Patch y Parablica.
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Antenas vs Distancia
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MODOS DE OPERACIN
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Modos de Operacin Wi-Fi
Se establecen dos modos de operacin: In-door
Modo Ad-Hoc Modo de Infraestructura
Out-door Modo Punto a punto Modo Punto a Multipunto
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In-door
Utilizadas dentro de una habitacin. Estn limitadas por las estructuras de la habitacin: Concreto,
fierro, madera, etc. Se puede utilizar en 2 modos:
Modo Ad-Hoc Modo de Infraestructura
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Modo Ad Hoc
Tambin conocido como Peer-to-peer o Independent basicService Set IBSS.
Define simplemente un conjunto de estaciones inalmbricasque se comunican directamente entre s, sin utilizar puntos deacceso (Access Point).
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Modo Infraestructura
Utiliza un punto de acceso conectado a la infraestructura dered cableada y un conjunto de dispositivos inalmbricos.
Esta configuracin es conocida como Basic Service Set (BSS)
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Access Point
Hub
Dispositivos FijosPDA Notebook
DesktopClientesMviles
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Out-door
Utilizadas fuera de una habitacin, para unir 2 msedificaciones y extender la red inalmbrica.
Es necesario la lnea de vista entre las antenas. Se puede utilizar en 2 modos:
Modo Punto a punto Modo Punto a Multipunto
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Punto a Punto
Es una conexin exclusiva entre 2 puntos de acceso (accesspoint).
El Punto de Acceso trabaja en modo Bridge y se utilizanantenas direccionales.
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Lnea devista
Switch
Bridge
Switch
Bridge
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Punto a Multipunto
Es una conexin exclusiva entre un Punto de Acceso y otrosPuntos de Acceso.
Todos los Puntos de Acceso trabajan en modo Bridge, elprincipal utiliza antena omnidireccional y el resto antenasdireccionales.
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Omnidireccional
DireccionalDireccional
Implementacin
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Velocidad vs Distancia
La velocidad de transmisin depende de la distancia a laantena, a mayor distancia menor ser la velocidad.
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125.511 Mbps
Canal de frecuencia
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2400 MHz Banda ISM
2401 1 2423
2412
2426 6 2448
2437
2451 11 2473
2462
2406 2 2428
2417
2431 7 2453
2442
2436 8 2458
2447
2411 3 2433
2422
2416 4 2438
2427
2441 9 2463
2452
2421 5 2443
2432
2446 10 2468
2457
Lmite Inferior Lmite SuperiorNmero del CanalFrecuencia Central
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SSID (Service Set ID)
Cada WLAN deber de tener un identificador conocido comoSSID (Service Set ID).
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AP1 C1 C2IP IP11 IP12 IP13SSID Ventas Ventas VentasChannel 6 - -
SSID = Ventas
C1 C2
AP1
Red cableada
Ejemplos
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Dos WLAN separadas
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IP= IP1
SSID= RED1
Canal= 1
IP= IP2
SSID= RED2
Canal= 6
Roaming
Permite a un cliente desplazarse sin perder comunicacin.
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C1 C3
AP1 AP2C2
AP1 AP2 C1 C2 C3IP IP11 IP21 IP12 IP13 IP14SSID Ventas Ventas Ventas Ventas VentasChannel 6 11 - -
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Tres WLAN con Roaming
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IP= IP1
SSID= RED1
Canal= 1
IP= IP2
SSID= RED1
Canal= 6
IP= IP3
SSID= RED1
Canal= 11
Tres WLAN con Roaming
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11 1
1 1
6
66
6 6
1111
1111
11
11
6 6
11
6
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Preguntas
Qu elementos se requiere para implementar una conexininalmbrica en una casa?
Cul es el alcance mximo de una conexin inalmbrica? Qu se requiere para implementar una comunicacin
inalmbrica entre tres edificios ubicadas alrededor de unparque?
Cmo influye el nmero de clientes inalmbricos al disearuna red inalmbrica?
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Enlaces
http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless http://en.wikipedia.org/wiki/802.11 http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11g-2003 http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n-2009
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