CAPÍTULO 1 Wireless LAN: Conceptos Generales

Capítulo 1. Wireless LAN: Conceptos Generales
CAPÍTULO 1
Wireless LAN:
Conceptos Generales
1.1 Introducción
Con el término wireless (inalámbrico, sin cables) se entiende un conjunto de
tecnologías con capacidad de dialogar e interactuar entre sus dispositivos diversos
(teléfonos, impresoras, portátiles, PDA, instalaciones HiFi, televisión, ordenadores,
móviles, electrodomésticos, etc.) sin la necesidad de conexiones por cable.
La tecnología sin cables, que actualmente ha obtenido gran importancia en las
redes de comunicaciones, se remonta a los años ‘70. Hasta entonces, la posibilidad de
conectar dispositivos, sin el uso de hilos, ha captado la atención de investigadores y
empresarios. En el 1970, en particular, surge la necesidad de conectar con las Islas
Hawai y en tal circunstancia, un grupo de investigadores da vida a AlohaNet, una de las
primeras redes inalámbricas [3]. En los años ’90, cuando la capacidad de cálculo de los
procesadores resultó suficiente para dirigir la retransmisión por radio, comenzó a tomar
pie. Las primeras implementaciones resultaron costosas y no permitían comunicar con
ningún otro sistema [3]. Pero, a continuación, en el 1994, la “comodidad” de conectar
entre teléfonos móviles sin el uso de hilos, induce a sociedades como Ericsson, IBM,
Intel, Nokia y Toshiba a poner a punto una nueva tecnología sin cables denominada
Bluetooth [1]. También la telefonía móvil que desde hace tiempo utiliza el sistema GSM
(Global System for Mobile communications) [2], hace uso de la tecnología wireless.
1
Capítulo 1. Wireless LAN: Conceptos Generales
En particular, las WLAN (Wireless Local Area Network: Wireless LAN) son una
extensión de las tradicionales LAN donde las transmisiones de información suceden por
radiofrecuencia (RF) o mediante infrarrojos (IR). La WLAN actúa como red de acceso.
Su medio de propagación es el aire. El sistema está compuesto por un conjunto de Basic
Service Set (BSS), es decir, un grupo de estaciones (STA) en la misma área geográfica
en grado de comunicar recíprocamente
bajo el control de una única función de
coordinación. Estas BSS están interconectadas con un sistema de distribución
(Distribution System: DS) que conecta los diversos puntos de acceso (Access Point: AP).
Todo el tráfico generado/recibido por las estaciones es transferido a través de estos
puntos de acceso.
1.2 Ventajas de las redes WLAN
La importancia de las redes wireless LAN viene dada, además de por las
continuas difusiones de los dispositivos portátiles, por las principales ofertas aportadas a
esta tipología de red [1]:
¾ Movilidad
¾ Velocidad y facilidad de instalación
¾ Escalabilidad y flexibilidad
¾ Reducción de los costes de mantenimiento e instalación
¾ Ausencia de cableado
Por movilidad se entiende la posibilidad de proporcionar un servicio fiable
independientemente de la localización del usuario, capaz de acceder a la información en
cualquier parte donde se encuentre. Es decir, las redes sin cables ofrecen a los usuarios
tanto la posibilidad de moverse utilizando los dispositivos dentro de un área en la que
viene garantizada la conectividad a la red, como la de pasar de una red a otra gracias al
roaming.
La velocidad y simplicidad de instalación derivan del hecho que la tecnología
wireless permite la realización de una red en los más disparatados lugares, incluso en
muchos casos en los que sería imposible realizar una red clásica cableada, como la
necesidad de cablear edificios y, sobretodo, en edificios históricos donde tales
2
Capítulo 1. Wireless LAN: Conceptos Generales
operaciones pueden resultar muy costosa si no imposible e incluso dañosa. Además, las
labores de realización pueden ser llevadas a cabo en poco tiempo, dado que se reduce
drásticamente la necesidad de colocar cables.
Las WLAN pueden ser configuradas en una gran variedad de topologías para
satisfacer la necesidad de aplicaciones específicas y de particulares instalaciones. Las
configuraciones pueden ser modificadas fácilmente y el número de nodos puede variar
hasta obtener redes de miles de usuarios que pueden operar sobre vastas áreas gracias al
roaming. Además, las operaciones de añadir o retirar nodos necesitan de menos tiempo
y se actúa con mayor simplicidad respecto a una red cableada, sin implicar ninguna
alteración de la red ya presente.
Los costes de gestión resultan generalmente reducidos ya que, si por una parte es
verdad que la inversión inicial solicitada por el hardware de las WLAN puede ser más
alto que el coste del hardware de las LAN cableadas, es necesario tener en cuenta el
hecho que en el tiempo los mayores costes de instalación vienen ampliamente
compensadas por los menores costes de gestión calculados sobre el ciclo de vida de la
red. En los mayores costes para las LAN cableadas van enumerados los gastos del
posicionamiento de los cables y el control de su estado, así como aquellos previstos para
las reparaciones de los cables dañados que resultan, más bien, relevantes. Este factor es
muy importante en ámbitos empresariales, donde se busca reducir los costes de gestión,
para aumentar la competitividad de la corporación. Se tiene en cuenta, de hecho, la
notable reducción de gasto para la mano de obra especializada para instalar cables y la
disminución de los costes de mantenimiento y de los controles periódicos de estado de
la red.
1.3 Desventajas de las redes WLAN
La tecnología inalámbrica incurre, sin embargo, en algunos problemas no
indiferentes [1]:
¾ Caminos múltiples: atenuación de la señal
¾ La no inmunidad a las interferencias
¾ Seguridad de la red
¾ Área de cobertura
3
Capítulo 1. Wireless LAN: Conceptos Generales
¾ Riesgos para la salud
¾ La gestión del consumo energético para estaciones móviles
¾ La interoperabilidad y compatibilidad de equipamientos sin
cables
¾ Disponibilidad de banda limitada
En cuanto atañe a los caminos múltiples, la desventaja deriva del hecho que, en
un enlace radio, la potencia de las señales a radiofrecuencia (RF) provenientes del
transmisor se degrada durante la propagación de las radiaciones emitidas. Esto produce
atenuaciones distintas y desfases casuales que hacen difícil la recomposición de la señal
en recepción, pero es inevitable a causa de la heterogeneidad de la atmósfera y de los
obstáculos que se pueden encontrar a lo largo del camino, así como árboles, colinas,
edificios, vehículos, etc., que impiden la visibilidad entre transmisores y receptores.
La no inmunidad a las interferencias puede dar lugar temporáneamente a
problemas de comunicación debido a otros campos generados por fuentes cercanas. La
particular tecnología RF, de hecho, es muy sensible a las interferencias: el aire, como
todos los medios de propagación material, introduce ruido que se suma a la señal. La
señal transmitida viene, por tanto, reflejada de los objetos circundantes, difractada
pasando a través de hendiduras y refractada a través de medios no homogéneos,
completando así numerosos caminos diversos al directo (caminos múltiples). Por lo
tanto, la señal recibida es una combinación de réplicas atenuadas, reflejadas, refractadas
y difractadas de la señal transmitida, y su amplitud puede fluctuar muy fuertemente. En
las señales digitales, ya que a causa de los caminos múltiples las réplicas del impulso
transmitido vienen recibidas en instantes distintos, se puede incurrir en la superposición
de símbolos sucesivos que dan lugar a la interferencia intersimbólica.
Siendo el medio físico utilizado accesible a todos, la seguridad de la red sin
cables debe ser bien tomada en consideración. Se ha buscado siempre evitar que alguien
pueda acceder de manera ilícita (técnicas de autentificación y encriptación, como por
ejemplo el WEP Wired Equivalent Privacy o el 802.1X).
Entre los aspectos negativos de las redes WLAN se considera el hecho que sea
fácilmente alterable la modalidad de propagación de las señales, y por tanto, el área de
cobertura del producto. Éste varia desde los 30metros a los 250metros, pero tal área de
cobertura puede ser expandida a través de una estructura celular [1].
4
Capítulo 1. Wireless LAN: Conceptos Generales
Además si las antenas irradian muy cercanas al usuario y las potencias
distribuidas son ilimitadas, hace falta tener presente los riesgos para la salud humana
ligadas a las radiaciones electromagnéticas.
Se hace necesario, también, considerar el hecho que los productos inalámbricos
son proyectados para funcionar, en el caso de ordenadores portátiles o de PDAs, con
baterías de autonomía obviamente limitadas. Por esa razón, los productos de WLAN
habitualmente emplean técnicas para minimizar el uso de energía de los servidores y
para aumentar la vida de las baterías.
Otra problemática aparece en la incompatibilidad que a menudo existe entre las
partes de diferentes aparatos sin hilos, debido al hecho que los distintos productores
utilizan distintas tecnologías de fabricación.
Las redes wireless son redes de telecomunicación que permiten una
interconexión más flexible respecto a las redes cableadas (wired), pero la comunicación
entre los mismos es realizada a nivel físico mediante el aire como medio de transmisión
[1]. El posible uso indiscriminado del aire como medio compartido ha hecho necesario
regular la banda de frecuencia utilizable para comunicaciones de este género. Por tanto,
fue establecida la banda ISM (Industrial Scientific Medical) en torno a 2.4GHz y la
UNII (Unlicenced National Information Infrastucture) entorno a 5GHz, de uso libre
para la conectividad inalámbrica que opera a nivel mundial (figura 1.1) [1]. Fue
regulado, además de la banda de frecuencia, la potencia máxima radiada limitándola a
valores razonablemente bajos, con el fin de proteger la salud humana, y a esto se han
acogido los gobiernos de varias naciones [1].
Figura 1.1: Banda ISM e UNII
5