Redes Inalmbricas Alumna Melani Sarasti Mero ID UB

Redes Inalámbricas Alumna: Melani Sarasti Mero ID: UB 65846 SSY 74903 Atlantic International University Tutora: Dirvia Montilla Año: 09/2020

Introducción Antiguamente en la sociedad la principal manera de comunicarse era a través del dialogo de manera presencial; pero con el transcurso del tiempo y avance de las tecnologías la humanidad comenzó a implementar maneras de comunicarse a por medio de otros elementos y dispositivos. Gracias a estas tecnologías se necesitaron personas que pudiesen manejarlas de una forma más profesional para cubrir necesidades y problemas que se presentaban con la creación de estas. Surgieron carreras y cursos para poder preparar a estos futuros profesionales; y uno de ellos es las redes inalámbricas, el cual es un tema muy fundamental para comprender el manejo estas nuevas tecnologías. Las redes inalámbricas son las que nos conectan a otros usuarios por una serie de elementos y técnicas preparadas para el funcionamiento de este. Los temas que abarcan son muy extensos y su complejidad cada vez aumenta. Los temas mencionados a continuación nos permitirán conocer un poco de este mundo.

A principios del siglo XIX , entre Suecia y Francia se intento por primera vez crear un sistema de redes aparece el telégrafo óptico. Fueron sustituidas por el telégrafo que se conoce a mediados del siglo XIX. En 1876 se crea el teléfono y con eso la red telegráfica y telefónica se vuelve de uso común. En 1888 el Físico alemán Rudolf Hertz realizo una transmisión con ondas electromagnéticas mediante un oscilador y resonador. Esto dio paso a utilizar ondas de radio como medio de comunicación. En 1899 Guillermo Marconi consiguió establecer comunicaciones inalámbricas a través del canal de la Mancha, entre Dover y Wilmereux y, en 1907, se transmitían los primeros mensajes completos a través del Atlántico

A principios de los 60 aparece la red de conexión tipo cliente- servidor. En 1967 ARPA crea ARPANET, el ancestro del internet. 1971: Se creo el primer sistema de comunicación de paquetes que utilizaba una red de comunicación por radio. Esta fue la primera red WLAN creada en la universidad de Hawái y se la llamó ALOHA. Era conformado por 7 ordenadores que se comunicaban con uno central en diferentes islas. 1997: El estándar 802. 11 aparece como un mecanismo universal de conexión inalámbrica. Ofrecía una velocidad de 1ª 2 Mbps con una frecuencia de 2. 4 GHz. Funcionaba con un espectro de difusión de saltos de frecuencia. 1999: Se crea una organización llamada WECA 2003: WECA Pasó a llamarse WIFI

Redes Inalámbricas Concepto: Son un conjunto de redes de computadoras que se interconectan entre si por medio de ondas electromagnéticas sin necesidad de utilizar cables físicos. Su velocidad de transmisión puede ser hasta 15 Mbps. Ventajas: v. Tiene una fácil y rápida instalación. v. Sin restricción de movilidad; en todo lugar al que vayas y exista cobertura se tendrá internet. v. El acceso a la red por lo general es instantáneo. v. Se evitan cierto tipos de contratiempos y accidentes inesperados como lo son el tropezar con cables en el piso. v Distribuye internet en área donde la red por cable no sea ventajosa como por ejemplo las oficinas de trabajo que se encuentren en diferentes pisos de un edificio sin necesidad de que el internet sea más lento por la larga extensión de los cables. Desventajas: v. Costo superior al servicio por cables. v. Calidad de servicio de cobertura insuficiente. La velocidad de navegación por lo general no supera los 15 Mbps; dando ventaja a la conexión por cable que puede llegar hasta 1 Gbps. v. Su señal puede ser interferida, interceptada o es debilitada por ciertos factores como lo son: v. Cambios atmosféricos v. Personas no deseadas (terceros) v. Zonas geográficas, etc.

¿Cómo funciona? ES cuando la información de un transmisor enviada por medio de una onda electromagnética viaja por medio del aire o espacio y llega a una antena mediante o como una señal eléctrica y pasa al receptor. Ondas Electromagnéticas : Tienen forma senoidal. Se Expresa en Hertzios. Su frecuencia es igual al número de repeticiones de una onda producida en un segundo. Longitud de onda: Es la distancia que existe entre dos crestas de una onda electromagnética. A mayor longitud de onda, menor frecuencia de vibración.

Elementos de una red inalámbrica MODO DE INFRAESTRUCTURA HOST INALÁMBRICO Puede ser inmóvil o portátil. Por medio de este se ejecutan aplicaciones. ESTACION BASE Suele estar conectada a una red cableada. Se encarga de enviar y recibir los paquetes de datos que suelen ir desde la red cableada y el dispositivo inalámbrico. Ej: Zonas wifi de una ciudad. ENLACE INALÁMBRICO Dícese así al proceso que conecta los equipos móviles por medio de un acceso a una estación base. Puede transmitir en distintas velocidades y distancias. Dependiendo de la cobertura que posea un móvil, puede variar de estación. Estas estaciones permiten a los móviles conectarse a una red cableada. REDES AND HOC Los nodos presentes forman una estructura que permita comunicarse entre ellos en donde no es necesario poseer un enlace.

Tipos de redes según su alcance 1. - PAN o WPAN (Wireless Personal Area Network) Es una red de área personal de alcance muy limitado en donde los equipos estan conectados a un aparato central. Su alcance varia entre 4 a 10 m max. Es utilizado por tecnologías como bluetooth, home. RF, etc. 2. - WLAN ( Wireless Local Area Network) Es una red de área local. Su alcance de cobertura puede extenderse en todo el espacio de un edificio. Operen con velocidades de 10 y 100 Mbps. 3. - WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) Es una red de alta velocidad que brinda más cobertura y ancho de banda que el anterior. Se utiliza tecnologías como Wimax que es un protocolo parecido al Wifi pero con cobertura y bancho de anda superior. 4. - LATA (Red de área de campus) Su extensión abarca el área que se encuentre dentro de un campus universitario, una zona militar, un centro comercial de zona muy amplia ; o un parque industrial. 5. - WWAN (Wireless Wide Area Network) Permite una conexión entre países y continentes. Red que es usada en teléfonos móviles de segunda y tercera generación (UMTS) y los móviles de tecnología digital (GPRS).

Clasificación De larga distancia: De corta distancia: Cuentan con velocidades de transmisión de 4. 8 a 19. 2 Kbps. Pueden abarcar desde zonas del tamaño de una ciudad y llegar hasta otros países. Se dividen en: Cuentan con velocidades de 280 Kbps a 2 Mbps. Son usadas en el sector empresarial cuyas edificios de un conglomerado se encuentran en un mismo sector. Redes de conmutación de paquete y Redes de telefonía celulares Red pública de conmutación de paquetes por radio ü Tienen un alto costo por el tipo de módem y cableado especial que poseen; estos suelen ser mas frágiles que los convencionales. ü Las transmisiones por este medio pueden ser interceptadas con mayor facilidad. ü Las cargas de los teléfono no duran mucho tiempo. üNo tienen pérdida de señal ya que fueron creadas para soportar paquetes de redes de datos en lugar de comunicaciones por voz. üLas redes privadas utilizan las misma tecnología que las redes públicas pero cuenta con ciertas restricciones.

Medios de comunicación inalámbrico Estos medios de comunicación no utilizan cables. Se crearon estándares para que lo que hoy conocemos por redes inalámbricas pueda expandirse sin ningún inconveniente. La IEEE (Institute of Electronics and Electrical Engineers) Es una de las organizaciones sin fines de lucro que se encarga en establecer estándares para redes inalámbricas y cableadas. Existe un marco de reglas dadas por la FCC (Federal Comunications Comission) en el que se basan los estándares de estos medios para regular y administrar las telecomunicaciones. Tenemos : Ondas de radio: Son ondas fáciles de generar. Son omnidireccionales (emiten y reciben los 360°), es decir que no necesita de parabólicas y no es sensible a los cambios climáticos como la lluvia. Hay varios tipos de banda, se puede transmitir con una frecuencia de 3 Hz a 3000 MHz. Microondas terrestres: como su palabra lo dice se basan en utilizar la tierra para transmitir y emitir señales o utilizan las antenas parabólicas las cuales se envían la información a una distancia de kilómetros, pero para que funcione correctamente el emisor y el receptor deben alinear de manera perfecta. Su frecuencia es de 1 a 300 Ghz. Microondas por satélite: los datos son enviados desde un satélite artificial donde se los amplifica y se reenvían a otra banda, es de las ondas más flexibles pero es fácil que sufra interferencias. Sus frecuencias oscilan de 1 a 10 GHz. Infrarrojos: El emisor y receptor deben estar alineados directamente, no atraviesan paredes y tienen una frecuencia de 300 GHz a 384 THz, permitiendo una comunicación bidireccional. No exceden los 15 m.

Ejemplo de redes inalámbricas móviles Redes inalámbricas personales Bluetooth (802. 15. 1): Están en pequeños dispositivos como los PDA´s y teléfonos. Operan con una banda de 2. 4 GHz. Se pueden transmitir información y sonidos entre sus dispositivos de forma segura. Redes estándar 802. 16 Complementan las redes CDMA y GSM instauran redes inalámbricas metropolitanas (MAN) con 2 y 11 GHz. Infrarrojos: son de corto alcance y entre estos tenemos: PDA´s , teléfonos de ultima generación , laptops y algunas impresoras. Las Redes CDMA (estándar de telefonía de consumo estadounidense) y GSM (estándar de telefonía móvil europeo y asiático) son estándares que se utilizan alrededor del mundo con diferentes variantes. Redes inalámbricas de consumo

Redes inalámbricas 802. 11 IEEE 802. 11 b y IEEE 802. 11 g Estos dos estándares cuentan con una banda de 2. 4 GHz , donde el 802. 11 b obtiene una velocidad de 11 Mbps y el 802. 11 g una de 54 Mbps. Son de los estándares más extendidos lo que les brinda una gran aceptación internacional. IEEE 802. 11 n Utiliza una banda de 2. 4 GHz y alcanza una velocidad más alta que sus antiguas versiones, 108 Mbps. Originalmente se creó el estándar 802. 11, pero al paso del tiempo con el avance de la tecnología se fue actualizando y creando estándares que derivan de este y utilizan diferentes velocidades. Algunas de estas variantes son: IEEE 802. 11ª Es también conocido como wifi 5 por su banda de 5 GHz, comparado a los mencionado anteriormente, este con menor alcance pero tiene una frecuencia más; alrededor de un -10%. Es poco utilizado, esto se debe a que es una tecnología de poco tiempo en el mercado; gracias a esto su conexión desde internet hacia un equipo es muy limpia y sin interferencias.

Conjunto de reglas que se encargan de realizar diferentes actividades y los envían a través de un canal de comunicación. Especificaciones Síntesis : Especifica una descripción y formación de este. Semántica: realiza un análisis de cada comando o respuesta de los parámetros o datos. La comunicación digital por medio de redes Aseguran el intercambio de datos de forma segura por medio de un canal de comunicación. Nota: Actualmente existen diferentes tipos de familias de protocolos, pero el más universal es TCP/IP.

En las redes inalámbricas como base las computadoras u ordenadores se interconectan a través de una radiofrecuencia la cual utiliza la IEEE 802. 11 b Dicha frecuencia se encuentra en una banda libre con 2. 4 GHZ No necesita ningún tipo de licencia para emitir o recibir.

Fenómeno de propagación Es como las ondas radiales o infrarrojas que utilizan en los radios para transmitir información. En las radios se utiliza la transmisión de banda estrecha que conectan a través de diferentes canales las múltiples señales de comunicación existentes. Existen limitaciones dentro de estos canales como estaciones diferentes dentro de la misma célula que comparte banda estrecha de manera involuntaria. Propagación por ondas múltiples en distintos ondas radiales. En ocasiones las ondas pueden reflejarse en objetos tangentes y eso a su vez genera que hayan muchas repeticiones de información.

Tipos de técnicas Técnica de banda estrecha Recibe y transmite información a través de una frecuencia. Estándar 802. 11: Utiliza diferentes técnicas de propagación: §Espectro ensanchado §Tecnología infrarroja Permite dos técnicas de modulación: §Por saltos de frecuencia §Por secuencia directa Entre más diminuta evitara encontrarse con otras bandas.

v Espectro ensanchado - Por saltos de frecuencia Fue desarrollado para que los militares puedan comunicarse entre ellos de manera segura. Divide su frecuencia en varios canales alcanzando un máximo de 75 canales para luego ser transmitida a una estación. Las frecuencias son utilizadas en un periodo muy corto de tiempo. Estándar 802. 11: La banda de frecuencia 2. 48 GHz puede introducirse hasta 79 canales discretos de un GHz de ancho. A pesar de que este fenómeno de propagación ya no es tan seguro, en este estándar es utilizado para que no exista mucha interferencia con las células. v Espectro ensanchado - Por secuencia directa Por medio de una antena su secuencia va de un punto directo hacia otro. Usa la tecnología DSSS (Direct Sequence Spread- Spectrum) para codificar los datos transmitidos. E n este espectro se presentan dos tipos de modulación: DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) y DQPSK ( Differencial Quadrature Phase Shift Keying) Las cuales proporcionan una velocidad de transferencia de 1 Mbps y 2 Mbps.

Modelos de propagación en espacio libre Se dividen en Modo Ad- hoc ( punto a punto) Se conectan dos o mas ordenadores entre sí en donde mantienen una comunicación segura por medio de una frecuencia y una serie de parámetros establecidos. En este modelo todos los equipos pueden compartir información de manera simultanea, en donde se requiere congeniar con los demás para tomar un turno en el cual les permita tener un orden. Por ejemplo la transferencia de información de un ordenador a otro utilizando una tarjeta de comunicación inalámbrica. Modo Infraestructura (Access Point) Se requiere un numero mayor de dispositivos. Un ordenador A (que es el que hace de arbitro y da orden) por medio de un punto de acceso en donde se pueden conectar otros equipos, envía información a otro ordenador. El punto de acceso (entrada única a la red) debe de contar con una tecnología mucho mayor a una simple red inalámbrica para brindar contar con la capacidad de mantener en el servicio los demás equipos que se conecten.

Modelo de fluctuaciones En este modelo Ethernet y wifi tienen similitudes en la capa dos; pero presentan variaciones enormes en la capa física, esto se debe a que wifi opera en zonas en donde algún fenómeno ambiental suele interrumpir la señal. Variables que aumentan las fluctuaciones en una red » El medio ambiente » El tipo de conexión » Fallas. » Estado de los elementos » Etc. Utilizan la “modulación” que es una técnica que transforma señales digitales de un equipo en señales análogas de radiofrecuencia. Nota: Dentro de una transmisión las fluctuaciones aumentan cuando haya mayor velocidad y existan muchas obstrucciones ambientales.

3. MODULACIÓN DIGITAL EN SISTEMAS INALÁMBRICOS. Sistema de comunicación inalámbrico Abarca muchos tipos de transmisiones, entre esos están: Trasmisión digital. Transmite pulsos digitales entre dos o mas puntos de un sistema de comunicación. Para su transmisión es necesario contar con un cable coaxial, cable de fibra óptica, etc. Radio digital. Transmisión de ondas analógicas moduladas en forma digital entre dos o mas puntos de sistema de comunicación. Su medio de transmisión es la atmosfera terrestre que cuenta con un gran espacio libre. Su señal modulada son pulsos digitales. Existen algunas técnicas que suelen usarse en la transmisión de radio digital: ASK: (Modulación en amplitud) FSK (transmisión de modulación por desplazamiento de frecuencia) PSK (transmisión por desplazamiento de fase) QAM (modulación de amplitud en cuadratura)

Modulación analógica y digital Módem: Es donde se efectúan estas acciones. Modulación Es el que intercepta la señal digital la cual es enviada por el emisor y la convierte a una señal analógica la cual llega al receptor o viceversa. Se presentan diferentes tipos de modulación: v. Modulación lineal o de onda continua v. Modulación analógica con portadora analógica v. Modulación digital con portadora analógica v. Modulación analógica con portadora digital Modulador: Realiza la modulación

Interferencia entre símbolos(ISI) Es un sistema de transmisión digital en donde los símbolos llegan sin ninguna complicación; pero algunas veces una señal se distorsiona temporalmente al agrandarse , el receptor llega a tener problemas en diferenciar la señal. En donde se pueden comprometer la información enviada por el emisor. Técnicas aplicadas para disminuir interferencias Otros elementos distorsionan la señal ØModulación PSK ØSistema OFDM ØCompensación de las ISI´s

DIAGRAMAS DE OJO E INTERFERENCIA ENTRE SÍMBOLOS

Tipo de modulación en sistemas Sistema 2 G (GSM) Sistema de telefonía digital Se basa en un estándar Europeo. Utiliza una variación de acceso múltiple por división del tiempo Opera de 900 a 1800 MHz de banda. Se transmitían mensajes de voz. No se usan SLOTS Sistema 3 G (UMTS) Sistema de acceso múltiple por código de división de banda ancha. Se adapta a las variables y requisitos que se presenten. Su flexibilidad se debe a su banda ancha de 5 MHz y su servicio de 3 era generación.

Sistema 4 G En el 2010 fue introducida en la operadoras de telefonia móviles. Contaban con mejor seguridad, velocidad y calidad de servicio. Dio paso a aplicacaciones como whapsapp, google chrome, videojuegos, etc. Sistema 5 G Contará con una tecnologia superior a sus versiones anteriores; más versatil, útil y entretenida.

Sistemas celulares Concepto celular Reutiliza recursos que era una banda en una frecuencia portadora. 1947: APMT propuso a la EFCC la identificación de una banda espectral del tamaño que permita desplegar un sistema a gran escala el cual seria clave para llevar el concepto celular a la realidad Con el tiempo se implementaron más funciones de servicio en los celulares. 1968: EFCC decidio amplear asignacion de espectro para servicio de telefonia movil. Japón fue el primer país en introducir la tecnología celular comercial 1977: Se construyo un modelo de prototipo telefónico celular

Automatas celulares John Von Neuman creó un modelo matemático que tenia una serie de reglas muy complejas sobre una red rectangular. espacio regular Límite o frontera del espacio Algunas de ellas son frontera abierta, frontera periódica, frontera reflectora o no fronteras. Función de Transición Local El comportamiento de AC es calculado a partir de la célula y lo que lo rodea. Se denomina célula a las divisiones homogéneas de una zona o espacio. Elementos de un Autómata Celular Vecindades Es el conjunto de célula que se adhieren a una en específico Conjunto de Estados Es limitado el espacio en donde están las células y toman un valor Configuración Inicial Es la tarea que se da a cada célula.

Sistemas celulares en una dimensión Existe una retícula de células que es unidirecional, donde presenta dos estados 0 o 1. Sistemas celulares en dos dimensiones Presenta dos tipos de vecindades: la de Neumann y la de Moore Su tabla es Capacidad de sistemas celulares Su capacidad se mide por varios factores, entre esos: Variabilidad de la carga en la multiplicidad de servicios Control de la potencia Asignación celular Detección de multiusuario y capacidad Control de admisiones

Control de errores Concepto Existe un intercambio de datos al momento de comunicarse los ordenadores entre si. Muchas veces utilizan canales no adecuados que suelen introducir sonidos externos los cuales producen errores. Existen métodos para detectar y corregir estos errores: Uno de ellos es introducir mas bits adicionales denominados redundancia en los paquetes de información.

ESTRATEGIAS DE CONTROL DE ERRORES Existen 2 estrategias básicas: Para poder detectar y corregir errores, se debe incluir suficiente redundancia en los bloque de datos enviados. Son usados los códigos de corrección de errores Solo se deberá incluir la información que es fundamental en los bloques para hallar fallas. Emplean códigos de detención de errores

Significa Forward Error Correction y es un instrumento que permite corregir sus errores en el receptor sin que exista una retransmisión de los datos originales Se emplea en sistemas sin retorno o en tiempo real. Ejemplo comunicaciones por satélites, retransmisiones en vivo, grabadores en dvd o cd Los FEC existen para corregir errores que aparecen junto al mensaje original.

Códigos Se generan a partir de los bits añadidos a la información fuente después de salir por el codificador. Para obtener la información original se aplican algoritmos que corrigen los errores generados en el traspaso de información. Existen varios tipos que se emplean de codificación, pero los más usados son: Códigos de bloque Transforman datos binarios N de un grupo por medio de técnicas en otros K con mayor longitud al que se le agrega unos bits para dar redundancia la código saliente K, donde (K<N). Códigos Convolusionales Son códigos lineales en donde su información se genera de los dígitos de información ya sean antiguos o actuales. Se necesita una gran cantidad de memoria para estimar una frecuencia de datos que sea la más acertada para los bits que son recibidos

Técnicas ARQ Existen tres tipos de protocolo ARQ: Protocolo empleado en el control de errores para transmisión de la información. Intentan convertir enlaces no fiables en fiables. Y usados en sistemas que no funcionan en tiempo real. ARQ con parada y espera: controlan los errores de comunicación entre dos host, estos suelen basarse en envió de trampas o paquetes. Esto hace que una vez enviado un paquete, no se envía otro hasta que se reciba su antecesor.

ARQ con vuelta atrás N : Se parece al método anterior y cuenta con una ventana deslizante. El emisor puede comunicarle al receptor de algún error que detecte por medio de un mensaje. ARQ con rechazo selectivo : Si ocurre un error en las precedentes, el receptor envía un SREJ (select rejet) que comanda una retransmisión. El emisor lo capta y continua la comunicación en el punto en donde se quedó.

Conclusión Las redes inalámbricas son instrumentos que nos ayudan a comunicarnos con personas que no tenemos cerca de nosotros y que para su manejo y funcionamiento es necesario tener conocimiento de los temas que se mencionaron en este curso. Existe una gran variedad de redes inalámbricas, junto con sus elementos y protocolos a seguir en donde se pueden presentar problemas e interferencias, es aquí donde se implementaran diferentes técnicas y códigos para disminuir estos posibles inconvenientes y que la información llegue sin ningún daño y de ser necesario de manera segura al receptor. Los medios de comunicación que están relacionados con las redes seguirán pasando por una etapa de evolución en donde muchas veces el contenido que se dio en este cuso, nos servirá como una guía para entender las futuras tecnologías relacionadas con las redes.

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