Historia del Wi-Fi
El científico australiano, John
o´Sullivan, ha ganado un premio por su trabajo con las señales inalámbricas. El
llamado “padre del WiFi” ha visto
reconocida su labor por el Primer Ministro de su país, Kevin Rudd. Gracias a su
trabajo en el CSIRO, Commonwealth Scientific and Industrial Research
Organization, hoy podemos disfrutar de banda ancha inalámbrica en casi todo el
mundo.
En 1992 el Dr. O´Sullivan
descubrió el método para incrementar la velocidad de las señales Wireless, algo
en lo que todos los cientificos anteriores se habían estancado. Ahora y tras 20
años de historia el WiFi tiene un enfoque más comercial y es aplicado en
multitud de modelos de negocio innovadores.
Al principio, la señal WiFi era
demasiado lenta para ser usada de forma masiva, despues de una patente y mucho
desarrollo por parte del Dr. O´Sullivan y su equipo, podemos disfrutar de una
señal más potente y rapida.
El Dr. O´Sullivan ha confesado
que, en un primer momento, su intención no era la de descubrir el WiFi, sino
que estaba buscando una forma de localizar mini-agujeros negros en el
universero. De hecho, O´Sullivan es en realidad un técnico de radio astronomía.
Es curioso como uno de los descubrimientos más significativos del siglo XX podemos
atribuirlo a un accidente, como suele pasar con estas cosas.
Historia y actualidad
del Wi-Fi
La tecnología inalámbrica está
conviviendo con nosotros desde hace muchos años, nada menos que desde
principios de los 90, aunque de manera desordenada, debido a que cada
fabricante desarrollaba sus propios modelos, generando por ende dificultades a
los otros.
A finales de los años 90,
compañías como Lucent, Nokia o Symbol Technologies, se reunieron para crear una
asociación conocida como WECA (Wireless Ethernet Compatibility), que en 2003
pasó a llamarse Wi-Fi Alliance, cuyo objetivo, era no sólo el fomento de la
tecnología Wifi, sino establecer estándares para que los equipos dotados de
esta tecnología inalámbrica fueran compatibles entre sí.
wi-fimemberlogo1
En abril de 2000 se establece la
primera norma: Wifi 802.11b, que utilizaba la banda de los 2.4Ghz y que
alcanzaba una velocidad de 11Mbps. Tras esta especificación llegó 802.11a, que
generó algunos problemas entre Estados Unidos y Europa por la banda que se
utilizaba (5 Ghz). Mientras que en Estados Unidos esta banda estaba libre, en
Europa estaba reservada para fines militares, situación que paralizó un tanto
esta tecnología inalámbrica, sobre todo teniendo en cuenta que la mayoría de
los fabricantes de dispositivos (norteamericanos en su mayor parte), tardaron
en reaccionar ante la imposibilidad de vender sus productos en el viejo
continente.
Tras muchos debates se aprobó una
nueva especificación, 802.11g, que al igual que la “b” utilizaba la banda de
los 2,4GHz pero multiplicaba la velocidad hasta los 54Mbps.
Llegado el momento en que tres
especificaciones diferentes conviven en el mercado, se da el caso de que son
incompatibles, por lo que el siguiente paso fue crear equipos capaces de
trabajar con las tres, saltando “en caliente” de unas a otras, y lanzado
soluciones que se etiquetaban como “multipunto”
Cuando se da este caso la banda
de los 5GHz, anteriormente reservada para usos militares, se habilitó para usos
civiles, lo que fue un gran adelanto no sólo porque es ese momento ofrecía la
mayor velocidad, sino porque no existían otras tecnologías inalámbricas, como
Bluetooth, Wireless USB o ZigBee que utilizan la misma frecuencia.
Hoy estamos inmersos en la
especificación 802.11n, que trabaja a 2,4GHz a una velocidad de 108 Mbps, una
velocidad que gracias a diferentes técnicas de aceleración, es capaz de
alcanzar 802.11g.
wifi-abgn1
Una de las curiosidades de la
especificación 802.11n es que los productos han llegado al mercado antes de
aprobarse el estándar, denominándose Draft-N, lo que hace referencia a que
están sujetos al borrador y no al estándar definitivo
Definicion Wi-Fi
La WECA tiene como misión
certificar la interoperatividad y compatibilidad entre diferentes fabricantes
de productos wireless bajo el estándar IEEE802.11.
La WECA fue fundada por 3Com,
Cisco, Intersil, Agere, Nokia y Symbol en Agosto de1999, con el compromiso de
impulsar el desarrollo a nivel mundial de la tecnología de LAN inalámbrica bajo
el estándar IEEE 802.11. La lista de miembros se ha incrementado hasta los 170.
Desde entonces, Intermec, Microsoft e Intel han formado el comité de dirección
de WECA.
WECA establece un procedimiento
de certificación para garantizar la interoperatividad de los dispositivos entre
fabricantes. Aquellos dispositivos con el logo WiFi gozan de esa garantía de interoperatividad.
El Wi-Fi fue creado para ser
utilizado en redes locales inalámbricas.
Conceptos básicos a
la hora de hablar del Wi-Fi
-Punto de acceso (AP/PA): Se
trata de un dispositivo que ejerce básicamente funciones de puente entre una
red Ethernet cableada y una red con Wi-Fi sin cables
-Clientes Wi-Fi: Equipos
portátiles (PDAs, Portatiles) con tarjetas Wi-Fi (PCMCIA, USB o MINI-PCI), y
equipos de sobremesa con tarjetas Wi-Fi (PCI, USB o internas en la placa)
-SSID (Service Set
Identification): Este identificador suele emplearse en las redes wireless
creadas con infraestructura. Se trata de un conjunto de servicios que agrupan
todas las conexiones de los clientes en un solo canal.
-Roaming: Propiedad de las redes
Wi-Fi por la cual los clientes pueden estar en movimiento e ir cambiando de
punto de acceso de acuerdo a la potencia de la señal.
Tendencias del Wi-Fi
En breve aparecerán nuevos
estándares de tecnología inalámbrica. El 802.11 está pensado para ámbito y
cobertura local: interior y corto alcance
Nuevos estándares:
• IEEE802.16 Alternativa
Wireless al Cable, xDSL, Tx, Ex, y OCx para construir accesos fijos
inalámbricos a la banda ancha. Ámbito metropolitano, hasta 5 millas, necesita
línea de visión directa (LOS), con una capacidad de hasta 134Mbps en celdas de
1 a 6 kms. Es un estándar ya aprobado, que utiliza especto licenciado, y
soporta calidad de servicio.
• IEEE 802.16a es un estándar
ya aprobado e interoperable, su principal ventaja es la de no necesitar visión
directa para las antenas, trabajando en celdas de 8 a 13 kms, con alcances de
hasta 55 kms, y soporta calidad de servicio.
• IEEE 802.16e soporta roaming
entre células y movilidad urbana (baja velocidad).
• IEEE 802.20 aún no es un
estándar aprobado, que esta pensado para soportar movilidad, con velocidades de
hasta 250 Km/H, roaming y cobertura WAN (Wide Area Network).
Componentes de una
Red Inalámbrica
La puesta en marcha de una red
inalámbrica involucra varios desafíos tecnológicos, no siempre al alcance de
aquellos no relacionados con el mundo de la informática y las
telecomunicaciones. Los componentes
básicos de una WLAN son los puntos de acceso (AP) y los adaptadores de cliente
WLAN:
• Un Punto de Acceso actúa como
puerta de enlace entre la parte cableada de la red y la parte inalámbrica
• Los adaptadores WLAN
proporcionan la conexión inalámbrica a equipos terminales como Laptops, PDAs,
etc.
Topología de Red Wi-Fi
Modo Infraestructura:
La configuración típica requiere
de un punto de acceso conectado a un segmento cableado de red, bien sea
Ethernet, token ring, coaxial, cable óptico… A veces la conexión acaba en un
módem router para conexión con un operador de cable o ADSL.
Modo Ad Hoc:
Las redes “Ad hoc”, no requieren
un punto de acceso. En este modo de funcionamiento los dispositivos interactúan
unos con otros, permitiéndose una comunicación directa entre dispositivos. En
algunas ocasiones se las denomina redes “peer to peer” inalámbricas
Otras topologías:
La tecnología WiFi permite la
conexión entre segmentos de red remotos. Estos segmentos pueden pertenecer a
edificios diferentes. Para conseguir estas conexiones se utilizan los
denominados Wireless Bridges. Estos dispositivos pueden ser utilizados en
configuraciones punto a punto así como punto multipunto, consiguiéndose
alcances de decenas de kilómetros mediante antenas direccionales, en campo
abierto, y con visión directa.
Redes “Mess” es otra alternativa
propietaria que ofrecen algunos fabricantes. Se trata de una evolución del modo
ad-hoc que permite encaminar paquetes a través de diferentes alternativas. Cada
elemento de la red se comporta a su vez como un nodo capaz de encaminar
paquetes a lo largo de la red. Ejemplo de esta aplicacion, son las XO y aqui en Uruguay se aplica al
“Plan Ceibal“.
¿Cómo sería la seguridad en una red Wi-Fi?
Las redes inalámbricas no
disponen de barreras físicas que impidan la conexión ya que su carácter
inalámbrico hace que inicialmente las ondas de radio se reciban desde cualquier
punto dentro de la zona de alcance. Los diversos dispositivos que se han ido
desarrollando han incorporado en estos últimos años una serie de mecanismos que
permiten garantizar niveles de seguridad variable en función de la solución o
soluciones adoptadas. Las actualmente disponibles son las siguientes:
- Direcciones MAC, filtrado de
direcciones de red
-Encriptación WEP (Wired Equivalent Privacy).
- Estándar IEEE802.1x
- WPA v1.
- Estándar IEEE802.11i
Que es el estándar 802.11 que exige el Wi-Fi?
El estándar 802.11 es, en
realidad, un conjunto de especificaciones que abarcan todos los aspectos de una
red WLAN Las especificaciones de nivel físico (802.11a, 802.11b y 802.11g)
definen las técnicas de modulación y el procesamiento de la señal a bajo nivel.
Por su parte, la calidad de servicio (QoS) es tratada por 802.11e y en 802.11i
se describen robustos mecanismos de seguridad. Además, 802.11h y 802.11j
procuran la interoperabilidad entre los productos de diferentes continentes. Finalmente,
802.1X soporta la autenticación de usuarios.
Wi-Fi es un conjunto de
estándares para redes inalámbricas basado en las especificaciones IEEE 802.11.
Wi-Fi se creó para ser utilizada en redes locales inalámbricas, pero es
frecuente que en la actualidad también se utilice para acceder a Internet.
Wi-Fi es una marca de la Wi-Fi
Alliance (anteriormente la Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la
organización comercial que prueba y certifica que los equipos cumplen los
estándares IEEE 802.11x.
Wi-Fi técnicamente tiene el mismo
significado que WLAN (Wireless Local Area Network), red local sin hilos. Una
red Wi-Fi, es una red de datos flexible, sin hilos, usada como extensión o
alternativa a una red de datos convencional.
Los estándares utilizados hasta
ahora son el 802.11, 802.11a, 802.11b y el 802.11g. Actualmente, el mercado
potencia el 802.11g, el estándar más rápido, que además es compatible con el
802.11b que todavía es el más extendido. Se mueven dentro de una cobertura de
más o menos 100 metros. La verdadera diferencia entre ellos la marca la
velocidad de transmisión, en el caso del 802.11b es de 11 Mbps, el 802.11g
puede llegar a 54 Mbps.
Otra Definición de
WIFI
WiFi, es la sigla para Wireless
Fidelity (Wi-Fi), que literalmente significa Fidelidad inalámbrica. Es un
conjunto de redes que no requieren de cables y que funcionan en base a ciertos
protocolos previamente establecidos. Si bien fue creado para acceder a redes
locales inalámbricas, hoy es muy frecuente que sea utilizado para establecer
conexiones a Internet.
WiFi es una marca de la compañía
Wi-Fi Alliance que está a cargo de certificar que los equipos cumplan con la
normativa vigente (que en el caso de esta tecnología es la IEEE 802.11).
Esta nueva tecnología surgió por
la necesidad de establecer un mecanismo de conexión inalámbrica que fuera
compatible entre los distintos aparatos. En busca de esa compatibilidad fue que
en 1999 las empresas 3com, Airones, Intersil, Lucent Technologies, Nokia y Symbol
Technologies se reunieron para crear la Wireless Ethernet Compability Aliance
(WECA), actualmente llamada Wi-Fi Alliance.
Beneficios de las
redes Wi-Fi
El Wi-Fi, debido a la eliminación
de los cables, ofrece claras ventajas en las comunicaciones:
Movilidad:
desde cualquier sitio dentro de su cobertura, incluso en movimiento.
Fácil
instalación: más rapidez y simplicidad que la extensión de cables.
Flexibilidad: permite
el acceso a una red en entornos de difícil cableado.
Facilidad: permite incorporar
redes en lugares históricos sin necesidad de extender cable.
Adaptabilidad:
permite frecuentes cambios de la topología de la red y facilita su
escalabilidad.
Facilita
la ampliación de nuevos usuarios a la red, sin necesidad de
nuevos cables y permite la organización de redes en sitios cambiantes o
situaciones no estables (lugares de emergencia, congresos, sedes temporales,
etc.).
Características de las
rede Wi-Fi
El
Punto de Acceso: Dispositivo que nos permite comunicar todos los
elementos de la red con el Router. Cada punto de acceso tiene un alcance máximo
de 90 metros en entornos cerrados. En lugares abiertos puede ser hasta tres
veces superior.
Tarjeta
de Red Wireless: Permite al usuario conectarse en su punto de acceso
más próximo.
Router:
Permite conectarse un Punto de Acceso a Internet
En la actualidad Wi-Fi utiliza
los estándares 802.11a, 802.11b y 802.11g, siendo éste último compatible con el
802.11b; pero ahora, según las nuevas investigaciones, podremos ver en una
próxima oportunidad la implementación del estándar 802.11n.
El estándar 802.11n está basado
en una tecnología que podría ofrecer velocidades de transmisión de datos de
hasta 300 Mbps.
El estándar 802.11n, en el que
está trabajando el Task Group 'n' Synchronization (TGn Sync), solo alcanzó el
49 por ciento de los votos. Boyd Bangerter, director del laboratorio de
radiocomunicaciones de Intel, dijo que esperaba que esto sucediera. “Es el
riesgo que se corre cuando se tiene que contar con un estándar que necesita una
aprobación en consenso”.
Desde hace un año, más de 30
propuestas se han escuchado para definir las especificaciones del estándar
802.11n. Actualmente, la industria se ha dividido en dos sectores: por un lado
se encuentra el grupo Wyse, liderado por Airgo Networks, y que incluye otras
compañías como Broadcom, Motorola, Nokia, France Telecom y Texas Instruments;
en el otro grupo está el TGn Sync, apoyado por Intel, Atheros Communications,
Nortel, Samsung, Sony, Qualcomm, Philips y Panasonic.
Sin embargo, las dos ideas están
basadas en una tecnología llamada Múltiple Entrada/Múltiple Salida (MIMO, por
sus siglas en inglés), que podría alcanzar velocidades en redes inalámbricas de
hasta 300 megabits por segundo, aunque el estándar proyecta un mínimo de 100
Mbps. Con las tecnologías 802.11a y 11g, que se utilizan hoy en día, las
velocidades son de entre 20 y 24 Mbps.
Ventajas de Wi-Fi
Ø Le
permite a las LANs ser desplegadas sin cablear, reduciendo potencialmente los
costos de despliegue de la red y expansión de la misma. Espacios dónde los
cables no pueden instalarse, como las áreas al aire libre y los edificios
históricos, pueden organizarse LANs inalámbricas.
Ø Los
productos de Wi-Fi están extensamente disponibles en el mercado. Las diferentes
marcas de puntos de acceso e interfases de red de cliente son interoperables en
un servicio de nivel básico.
Ø La
competencia entre vendedores ha bajado los precios considerablemente desde que
empezó la tecnología.
Ø Las
redes Wi-Fi soportan Roaming (Cambio de Cobertura) en donde una estación móvil
como por ejemplo un computador portátil puede moverse de un punto de acceso a
otro en donde el usuario se mueve alrededor de un edificio o área.
Ø Muchos
puntos de acceso e interfaces de red soportan varios grados de encriptación
para proteger el tráfico de intercepciones.
Ø Wi-Fi
es un conjunto global de estándares. Al contrario que los celulares, el mismo
cliente de Wi-Fi trabaja en los diferentes países alrededor del mundo.
Ø Permite
al usuario utilizar la red en cualquier punto dentro de los límites de alcance
de la transmisión
Ø Permite
la incorporación rápida de otras computadoras y dispositivos en la red
Evita que las paredes sean
taladradas o adaptadas para pasar los cables necesarios para conectarse a banda
ancha por ejemplo.
La flexibilidad del Wifi es tan
grande, que hizo viable la implementación de redes que hacen uso de esa
tecnología en muchos lugares, principalmente por las ventajas citadas. De esta
forma, es común encontrar redes Wifi disponibles en hoteles, aeropuertos,
estaciones de colectivos, bares, restaurantes, centros comerciales, escuelas,
universidades, oficinas, hospitales, etc, que ofrecen acceso a internet, muchas
veces de manera gratuita. Para utilizar estas redes, basta con tener una notebook,
un smartphone o cualquier dispositivo compatible con la tecnología Wi-fi.
Desventajas de Wi-Fi
Ø Usa
la banda 2.4 GHz que no requiere de licencia en la mayoría del mundo con tal de
que se esté por debajo de los 100 mW, además uno acepta la interferencia de
otras fuentes; interferencia que causa que los dispositivos no funcionen.
Ø Las
asignaciones del espectro y las limitaciones operacionales no son consistentes
mundialmente; la mayoría de Europa permite 2 cauces adicionales más allá de
aquéllos permitidos en Estados Unidos; Japón tiene uno más encima de esos, y
algunos países como España, prohíben el uso de los cauces de baja numeración.
Además algunos países, como Italia, requieren una “autorización general” para
cualquier uso de WiFi fuera de las propias premisas de un operador, o requiere
algo semejante a un registro de operador.
Ø Los
estándares 802.11b y 802.11g usan la banda Wi-Fi 2.4GHz que no necesita
licencia, que esta atestada con otros dispositivos inalámbricos que usan la
misma banda como Bluetooth, los hornos de microondas, los teléfonos
inalámbricos.
Ø El
consumo de electricidad es bastante alto comparado con otros estándares,
haciendo la vida de la batería corta y calentándola también.
Ø El
estándar de encriptación inalámbrico más común, el WEP (Wired Equivalent
Privacy) es reconocido por que se ha violado su seguridad. Aunque los más
nuevos productos inalámbricos mejoraron su seguridad con el protocolo Wi-Fi
Protect Access (WPA).
Ø Las
redes Wi-Fi tienen limitado el rango de alcance. Un típico router Wi-Fi casero
usa los estándares 802.11b o 802.11g podría tener un rango de 45 m (150 pies)
entre paredes y 90 m (300 pies) en campo abierto.
Ø Interferencia
de puntos de acceso cerrados o encriptados con otros puntos de acceso abiertos
con el misma banda o siendo vecino puede prevenir el acceso a los puntos de
acceso abiertos por otros en el área. Esto puede proponer un problema en las
áreas de alto-densidad como edificios de apartamentos grandes dónde muchos
residentes tienen puntos de acceso de Wi-Fi operando.
Ø Los
puntos de acceso gratis podrían ser usados para robar información personal por
usuarios maliciosos de la red Wi-Fi.
Ø La
interoperabilidad entre marcas o desviaciones en los estándares puede causar
limitar las conexiones o bajar las velocidades de transmisión.
Ø Los
puntos de acceso gratuitos (o puntos de acceso mal configurados) pueden usarse
por usuarios maliciosos que anónimamente comienzan un ataque que sería
imposible de rastrear más allá del dueño del punto de acceso.
FUNCIONAMIENTO DEL WIFI
Un módem es un
dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra
señal llamada portadora. Se han usado módems desde los años 60, principalmente
debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a
largas distancias, no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de
audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos
de metros) para su correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems
de red conmutada la facilidad de respuesta y marcación automática, que les
permiten conectarse cuando reciben una llamada de la RTPC (Red Telefónica
Pública Conmutada) y proceder a la marcación de cualquier número previamente
grabado por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar
automáticamente todas las operaciones de establecimiento de la comunicación
Funcionamiento de un
Modem wi-fi
El modulador emite una señal denominada portadora. Generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sinusoidal de mucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye la información que se prepara para una transmisión (un módem prepara la información para ser transmitida, pero no realiza la transmisión). La moduladora modifica alguna característica de la portadora (que es la acción de modular), de manera que se obtiene una señal, que incluye la información de la moduladora. Así el de modulador puede recuperar la señal moduladora original, quitando la portadora. Las características que se pueden modificar de la señal portadora son:
El modulador emite una señal denominada portadora. Generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sinusoidal de mucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye la información que se prepara para una transmisión (un módem prepara la información para ser transmitida, pero no realiza la transmisión). La moduladora modifica alguna característica de la portadora (que es la acción de modular), de manera que se obtiene una señal, que incluye la información de la moduladora. Así el de modulador puede recuperar la señal moduladora original, quitando la portadora. Las características que se pueden modificar de la señal portadora son:
* Amplitud, dando lugar a una modulación de
amplitud (AM/ASK).
*Frecuencia, dando lugar a una modulación de
frecuencia (FM/FSK).
* Fase, dando lugar a una modulación de fase
(PM/PSK)
También es posible una combinación de
modulaciones o modulaciones más complejas como la modulación de amplitud en
cuadratura.
¿Como se logra la
conexión a Internet?
La conexión se logra mediante un punto de acceso de la red inalámbrica, dicho punto de acceso tiene un alcance de unos 20 metros en interiores y al aire libre una distancia mayor, pueden cubrir grandes áreas la superposición de múltiples puntos de acceso.
1.- Mediante el cableado de la empresa proveedora del servicio de internet, llega a un adaptador inalámbrico.
2. El adaptador inalámbrico del ordenador traduce los datos en una señal de radio y los transmite por medio de una antena.
3.- El router inalámbrico recibe la señal, la decodifica y envía la información a Internet a través de un enlace físico.
El proceso funciona también a la inversa: el router recibe la información de Internet, la traduce en una señal de radio y el adaptador inalámbrico del ordenador decodifica la señal recibida
El adaptador inalámbrico del ordenador traduce los datos en
una señal de radio y los transmite por medio de una antena.
El router inalámbrico recibe la señal, la decodifica y envía
la información a Internet a través de un enlace físico.
El proceso funciona también a la inversa: el router recibe
la información de Internet, la traduce en una señal de radio y el adaptador
inalámbrico del ordenador decodifica la señal recibida.
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BIBLIOGRAFÍA:
