CLASE SEIS

COMUNICACIONES INALÁMBRICAS Y SERVICIOS EN LA RED

OBJETIVO GENERAL

Estructurar el modelo, el diseño y la evaluación de los sistemas de comunicaciones inalámbricos
tanto con características de usuario estático como de usuario móvil.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Dar a conocer el proceso evolutivo de los sistemas de comunicación

Mostrar de una manera amplia las diferentes aplicaciones y servicios que ofrece Internet y sus
usos.

Ejercicio Inicial:

Haga una lista de las diferentes tecnologías inalámbricas que conozca y explique al menos un uso
de ésta.

Sistemas de Comunicación Inalámbrica

Veamos el siguiente video que nos introducirá al tema:

COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

Cuando hablamos de WIFI nos referimos a una de las tecnologías de comunicación inalámbrica

mediante ondas más utilizada hoy en día.

WIFI, también conocida como WLAN, Wireless Lan o Red inalámbrica. WIFI no es una abreviatura

de Wireless Fidelity, éste es simplemente es un nombre comercial.

Hoy podemos hablar de dos tipos de comunicación WIFI, éstos son:

802.11b, que emite a 11 Mb/seg, y

802.11g, más rápida, a 54 MB/seg.

De hecho, son su velocidad y alcance (unos 100-150 metros en hardware asequible) y esto lo

convierten en una fórmula perfecta para el acceso a internet sin cables.

Para tener una red inalámbrica en casa sólo necesitaremos un punto de acceso, que se conectaría

al módem, y un dispositivo WIFI que se conectaría en nuestro dispositivo.

Existen terminales WIFI que se conectan al PC a través del puerto USB, pero son las tarjetas PCI,

las recomendables, pues nos permite ahorrar espacio físico de trabajo y nos ofrecen mayor

rapidez. Para portátiles podemos encontrar tarjetas PCMI externas, aunque muchos de los

dispositivos ya se venden con tarjeta integrada.

En cualquiera de los casos se recomienda mantener el punto de acceso en un lugar alto para que
la recepción/emisión sea más fluida. Incluso si encontramos que nuestra velocidad no es tan alta
como debería, esto podría ser debido a que los dispositivos no se encuentren adecuadamente
situados o puedan existir barreras entre ellos (como paredes, metal o puertas).

El funcionamiento de la red es bastante sencillo, normalmente sólo se tiene que conectar los
dispositivos e instalar el correspondiente software. Muchos de los routers WIFI incorporan
herramientas de configuración para controlar el acceso a la información que se transmite por el
aire.

Pero al tratarse de conexiones inalámbricas, no es difícil que alguien interceptara nuestra
comunicación y tuviera acceso a nuestro flujo de información. Por esto, es recomendable la
encriptación de la transmisión para emitir en un entorno seguro.

En WIFI esto es posible gracias al WPA, mucho más seguro que su predecesor WEP y con nuevas
características de seguridad, como la generación dinámica de las claves de acceso.

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA

Algunos de los sistemas de comunicación inalámbrica que existen son los siguientes:

Ventana óptica

Infrarrojo

Luz visible

Radiofrecuencia

También hay algunas limitaciones para algunos tipos de medios ya que estos pueden estar sujetos
a interferencia electromagnética, atenuación, entre otros factores:

Bandas reguladas

Telefonía celular

GSM

CDPD

CDMA

Microondas

Satélites de comunicaciones

Geosíncronos

De órbita baja
Bandas no reguladas

Ethernet inalámbrico (IEEE 802.11)

Bluetooth

Telefonía Celular

Existen diferentes sistemas de telefonía celular en el mundo. Los sistemas difieren en tecnologías y
bandas de frecuencia. Además, como resultado de su evolución, estos sistemas se clasifican en
varias generaciones.

La característica común a los sistemas celulares es la división de un área geográfica en celdas o
células y la reutilización de frecuencias en celdas no adyacentes. Esto permite dar servicio a una
mayor cantidad de clientes y un mayor número de llamadas simultáneas sin requerir una mayor
porción del espectro electromagnético.

En cada una de las celdas se dispone de cierta cantidad de canales bidireccionales, lo cual limita el
número de llamadas simultáneas que pueden ocurrirse. Cuando la demanda de clientes en una
celda crece hasta saturar la capacidad del sistema, la celda debe dividirse en celdas de menor área
a fin de mantener la calidad del servicio.

Para establecer una comunicación bidireccional entre el celular y el operador base, se usan un par
de frecuencias, una para transmisión en cada dirección. Al iniciarse una llamada, el celular negocia
la selección de estas frecuencias con el operador base más cercana, aquella cuya señal detecta con
mayor intensidad. Cuando el celular se acerca a la frontera entre dos celdas ocurre un proceso
llamado handoff en el cual se negocia un nuevo par de frecuencias, se establece una conexión con
el nuevo operador base y por último se libera la conexión con el operador anterior.

Evolución de la telefonía celular

La evolución de la telefonía celular es complicada ya que distintos países establecieron esquemas
de transmisión y bandas de frecuencia diferente e incompatible entre sí.

“La primera generación de telefonía celular utiliza transmisión analógica y modulación de
frecuencia. El ancho de banda disponible se divide mediante FDMA dando origen a unos 400
canales bidireccionales, de los cuales cerca de 50 se usan en cada celda. La transmisión de datos
requiere de un MODEM similar a los que se usan en líneas telefónicas convencionales, es decir, se
debe hacer una llamada y los datos deben ser convertidos a formato analógico para su transmisión
y de nuevo a digital para ser aceptados en el destino. Las velocidades típicas son del orden de
9600 bps o menos.

El sistema Norteamericano de primera generaciones conoce como AMPS (Advanced Mobile Phone
System). En Europa se utilizan múltiples sistemas en los diversos países. Entre estos tenemos NMT
(Nordic Mobile Telephone) en los países escandinavos y TACS (Total Access Communications
System) entre otros. Los sistemas de primera generación en Japón son NTT (Nippon Telephone
and Telegraph) y JTACS (Japanese TACS).

La segunda generación de telefonía celular utiliza transmisión digital y técnicas de modulación más
avanzadas por lo que se aprovecha mejor el ancho de banda disponible por canal. El número de
canales también es mayor ya que pueden emplearse TDMA y CDMA. Al ser digitales las
transmisiones, se facilita la transmisión de datos.

Sin embargo, las velocidades de transmisión son relativamente bajas, típicamente menos
de 19.200 bps.

El sistema europeo de segunda generación se conoce por la sigla GSM (Group Special Mobile que
luego se convirtió en Global System for Mobile communications). En Norteamérica se
establecieron dos sistemas de segunda generación el IS-54 (Interim System 54) luego actualizado a
IS-136 y el IS-95. El sistema de segunda generación en Japón se conoce como PDC o JDC (Personal
Digital Cellular o Japanese Digital Cellular). IS-95 usa CDMA mientras que los demás usan TDMA.
Además de voz, los sistemas celulares se utilizan para transmitir datos. El protocolo CDPD (Cellular
Digital Packet Data) permite transmitir datos sin necesidad de realizar una llamada telefónica
celular, es decir sin necesidad de establecer un circuito.

CDPD solo usa un canal de transmisión cuando está enviando o recibiendo información. Cuando se
necesita enviar un paquete de datos CDPD comienza a escuchar los canales del sistema celular
hasta encontrar uno que este libre. Al obtener un canal CDPD envía el paquete de datos y libera el
canal hasta la próxima transmisión.

Como CDPD solo usa la capacidad ociosa del sistema, resulta muy económico y las compañías
proveedoras de servicios celulares pueden ofrecerlo a bajo precio. Por otra parte, en un sistema
congestionado puede ser difícil encontrar un canal libre lo que va en detrimento de la calidad de
servicio. El proveedor puede aliviar esta situación asignando algunos canales para uso exclusivo de
CDPD, pero estos se restarían del servicio de voz, representando un costo mayor. La principal
desventaja de CDPD es su relativamente baja velocidad de transmisión de 19.200 bps (19,2 Kbps).

La creciente demanda en el sector de transmisión de datos motiva el siguiente paso en la
evolución de los servicios celulares. El objetivo final de la tercera generación es el del servicio
universal. Es decir, un sistema que funcione de igual manera en todos los países, que pueda
transmitir tanto voz como datos, que reemplace tanto los servicios celulares de segunda
generación como servicios similares como PCS (Personal Communications Systems) y los servicios
móviles de datos. Así mismo, se espera que la tercera generación mejore la calidad de los servicios
de voz, incremente la capacidad de las redes y logre mayores tasas de transferencia de datos. Para
lograr todo esto, la tercera generación empleará transmisión por paquetes en vez de transmisión
por circuitos.

Debido a las diferencias entre los diversos sistemas celulares, no es fácil lograr los objetivos
propuestos por la tercera generación. De hecho los sistemas propuestos como “de tercera
generación”, aunque tienen similitudes, aun son incompatibles entre si. Mientras tanto, la
demanda de acceso a datos digitales, entre ellos a Internet, ha obligado a las operadoras a ofrecer
sistemas de transición y que se han denominado generación 2.5.

En Europa, el primer paso intermedio se denomina GPRS (General Packet Radio Services) que
superpone un servicio de transmisión por paquetes sobre GSM. El siguiente paso se conoce como
EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) que es un nuevo esquema de modulación que
triplica la velocidad de GPRS. El estándar europeo de tercera generación es UMTS (Universal
Mobile Telecommunications System). UMTS usa una frecuencia de 2000 Mhz distinta de la de los
sistemas de primera y segunda generación. A diferencia de GSM que usa TDMA, UMTS usa una
variante de CDMA conocida como WCDMA (Wideband CDMA) que usa un ancho de banda de 5
Mhz en vez de 1.25 Mhz.

En Norteamérica los sistemas TDMA evolucionarán hacia EDGE similar al estándar europeo
aunque a frecuencias ligeramente diferentes. Sin embargo la tercera generación no utilizará
UTMS. Por otra parte los sistemas CDMA evolucionarán hacia CDMA2000 1x y luego a CDMA2000
3x. Cada paso representa una mejora en procesamiento, ancho de banda y/o modulación.
Lamentablemente estas versiones de CDMA no son compatibles con WCDMA.

En Japón no se consideró necesaria una generación intermedia por lo que es el primer país en
implementar facilidades de tercera generación. Su sistema está basado en WCDMA y es similar al
sistema UMTS europeo.