REDES LOCALES INALÁMBRICAS

1
REDES LOCALES INALÁMBRICAS
Hasta ahora más promesa que realidad, las redes locales
inalámbricas no han sabido o podido conquistar el mercado.
Aunque con un gran nivel de aplicabilidad a distintos
escenarios donde el cable resulta inadecuado o imposible, la
falta de estándares y sus reducidas prestaciones en cuanto a
velocidad han limitado tanto el interés de la industria como de
los usuarios. La aparición, sin embargo, de la norma IEEE
802.11 podría suponer una reactivación del mercado, al
introducir un necesario factor de estabilidad e inter-operatividad
imprescindible para su desarrollo. Y ya se trabaja para
conseguir LAN inalámbricas a 10 Mbps.
Una red de área local por radio frecuencia o WLAN (Wireless
LAN) puede definirse como una red local que utiliza tecnología
de radiofrecuencia para enlazar los equipos conectados a la red,
en lugar de los cables coaxiales o de fibra óptica que se utilizan
en las LAN convencionales cableadas, o se puede definir de la
siguiente manera: cuando los medios de unión entre sus
terminales no son los cables antes mencionados, sino un medio
inalámbrico, como por ejemplo la radio, los infrarrojos o el láser.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
2
La tecnología basada en microondas se puede considerar como
la más madura, dado que es donde se han conseguido los
resultados más claros. La basada en infrarrojos, por el
contrario, se encuentra de momento menos desarrollada, las
distancias que se cubren son sensiblemente más cortas y
existen aún una importante serie de problemas técnicos por
resolver. Pese a ello, presenta la ventaja frente a las microondas
de que no existe el problema de la saturación del espectro de
frecuencias, lo que la hace tremendamente atractiva ya que se
basa
en
un
"espacio
libre"
de
actuación.
Las WLAN han surgido como una opción dentro de la corriente
hacia la movilidad universal en base a una filosofía "seamless"
o sin discontinuidades, es decir, que permita el paso a través de
diferentes entornos de una manera transparente. Para ser
considerada como WLAN, la red tiene que tener una velocidad
de transmisión de tipo medio (el mínimo establecido por el IEEE
802.11 es de 1 Mbps, aunque las actuales tienen una velocidad
del orden de 2 Mbps), y además deben trabajar en el entorno de
frecuencias de 2,45 GHz.
La aparición en el mercado de los laptops y los PDA (Personal
Digital Assistant), y en general de sistemas y equipos de
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
3
informática portátiles es lo que ha generado realmente la
necesidad de una red que los pueda acoger, o sea, de la WLAN.
De esta manera, la WLAN hace posible que los usuarios de
ordenadores portátiles puedan estar en continuo movimiento, al
mismo tiempo que están en contacto con los servidores y con
los otros ordenadores de la red, es decir, la WLAN permite
movilidad y acceso simultáneo a la red.
En una LAN convencional, cableada, si una aplicación necesita
información de una base de datos central tiene que conectarse a
la red mediante una estación de acogida o "docking station",
pero no puede estar en movimiento continuo y libre. La WLAN
puede ser autocontenida o bien puede actuar como una
extensión de la red de cable Ethernet o Token-Ring.
Ventajas y Desventajas
Las principales ventajas que presentan las redes de este tipo
son su libertad de movimientos, sencillez en la reubicación de
terminales y la rapidez consecuente de instalación. La solución
inalámbrica resuelve la instalación de una red en aquellos
lugares donde el cableado resulta inviable, por ejemplo en
edificios históricos o en grandes naves industriales, donde la
realización de canaletas para cableado podría dificultar el paso
de transportes, así como en situaciones que impliquen una gran
movilidad de los terminales del usuario o la necesidad de
disponer de vías alternativas por motivos de seguridad.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
4
Los inconvenientes que tienen las redes de este tipo se derivan
fundamentalmente de encontrarnos en un periodo transitorio de
introducción, donde faltan estándares, hay dudas que algunos
sistemas pueden llegar a afectar a la salud de los usuarios, no
está clara la obtención de licencias para las que utilizan el
espectro radioeléctrico y son muy pocas las que presentan
compatibilidad con los estándares de las redes fijas.
LENTA EVOLUCIÓN
A pesar de su importancia, desde un punto de vista tecnológico
y estratégico (el paso de la telefonía móvil a la computación
móvil, las perspectivas de un multimedia móvil o la banda ancha
en el contexto móvil), el mercado de WLAN ha evolucionado
muy lentamente, sin obedecer a las expectativas generadas en
los últimos años, que hablaban de importantes crecimientos de
negocio. Esto se ha debido, entre otros motivos, a los propios
problemas que siempre conlleva el nacimiento de una
tecnología: los desequilibrios entre la oferta y la demanda y la
debilidad del modelo de relaciones, asociado, los problemas de
excelencia de la propia tecnología (las prestaciones de los
productos o servicios), los precios, normalmente elevados, y la
ausencia de normas.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
5
Sin embargo, parece que ahora el panorama podría cambiar
realmente. Se finalizaron los trabajos relativos a la norma IEEE
802.11 para redes locales inalámbricas, con lo cual se tiene ya
una norma que introduce un factor de estabilidad e
interoperatividad. En este sentido es de presumir que la actitud
de espera mantenida por la industria hasta ahora respecto a
estas tecnologías, que genera un retraimiento general tanto de
la oferta como de la demanda, quedará considerablemente
debilitada. Además, la existencia de una normativa coherente
constituye un factor importante para su desarrollo debido a la
gran cantidad de técnicas, tecnologías y normas existentes en
el ámbito de las comunicaciones móviles y la consiguiente
complejidad inherente a la universalidad en las comunicaciones.
En este contexto, la norma ayuda a la tecnología a encontrar su
posición en el mercado, pues se trata de tecnologías
fuertemente sensibles a la estandarización y la regulación.
La norma recientemente publicada IEEE 802.11 no está exenta
de cierta polémica. Algunos sectores argumentan que el
enfoque de esta norma limita las prestaciones y las
posibilidades de mejora de la tecnología, limitaciones que
impiden la generación de soluciones potentes en ancho de
banda como el soporte a multiaplicaciones concurrentes.
Otros argumentos se refieren a la ausencia de esquemas de
modulación avanzados como QAM (Quadrature Amplitude
Modulation) o a problemas de interoperatividad entre sistemas
basados en esquemas DS (Direct Sequence) y en FH (Frequency
Hopping). En cualquier caso, es realmente previsible una mejora
notable de las prestaciones y de los precios, lo que unido a
actuaciones como las del recientemente constituido Wireless
LAN Interoperability Forum para promover y ayudar a verificar y
certificar la inter-operatividad de productos, ha generado
predicciones en torno a crecimientos anuales del 45 por ciento,
hasta alcanzar 500 millones de dólares en el año 2000. De todas
formas, lo que sí es indudable es que el mercado WLAN, aunque
con sus propias peculiaridades, va a seguir la misma línea que
el mercado de las comunicaciones móviles en general,
fundamentalmente porque se tiende a la unificación de los
sistemas para obtener un sistema universal en el que la WLAN
es un importante eslabón. En este sentido se puede decir que,
en términos generales, se espera un crecimiento más bien
importante para las comunicaciones móviles o "wireless",
desde un punto de vista global para los próximos cinco años. La
situación frente al cable se puede estimar más bien de
complemento, apoyo o cooperación que de pura competencia,
por lo menos a medio plazo. Esto es debido fundamentalmente
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
6
a que, desde un punto de vista puramente técnico y de
momento, parece difícil conseguir la velocidad/ancho de banda
que proporcionan las soluciones basadas en cable. A esto hay
que añadir los importantes movimientos que se están
produciendo en la industria del cable para hacerse con parcelas
importantes de mercado hacia una tecnología multimedia
interactiva. Aparece la TV por cable con sus servicios asociados
conocidos como la banda ancha residencial que está dando
lugar a que se hable ya de las autopistas del cable, un mercado
también emergente y, por tanto, no exento de riesgos pero que
ofrece perspectivas realmente importantes.
Los esfuerzos en el ámbito de la radiofrecuencia también se
orientan a conseguir este multimedia interactivo al que se
asociaría, lógicamente, la ventaja inherente a este tipo de
comunicaciones es la movilidad. Es interesante citar un
proyecto en esta línea, Teledesic, un sistema basado en una
constelación de satélites LEO para proporcionar servicios de
banda ancha. El hacer un estudio para la predicción de la
evolución de estas tecnologías cae, obviamente, fuera del
contexto de este informe por su magnitud y complejidad, pero,
sin embargo, sí se puede apuntar como una realidad fuera de
discusión que la tecnología basada en radiofrecuencia, aunque
sea realmente atractiva por el factor de la movilidad asociada,
por otra parte es más compleja que la tecnología del cable,
porque el entorno en el que se desarrolla la radiofrecuencia, es
decir, el espacio libre, es cambiante, sujeto a factores externos
al
propio
sistema
de
transmisión,
vulnerable
y,
consecuentemente, difícil de predecir y controlar lo que genera
un factor de incertidumbre en este contexto que no existe en el
cable.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
7
Además la tecnología radio no tiene el "background" histórico
del cable, lo que también ayuda a aumentar las dificultades. Sin
embargo, la existencia de dificultades no constituye un factor
absolutamente decisivo para predecir la evolución de un
proyecto o tecnología, sino que estos factores se apoyan más
bien en la excelencia de la planificación, estrategia y gestión de
los trabajos, así como del equipo humano asociado.
18 AÑOS DE HISTORIA
El origen de las LAN inalámbricas (WLAN) se remonta a la
publicación en 1979 de los resultados de un experimento
realizado por ingenieros de IBM en Suiza, consistía en utilizar
enlaces infrarrojos para crear una red local en una fábrica.
Estos resultados, publicados en el volumen 67 de los
Proceeding del IEEE, puede considerarse como el punto de
partida en la línea evolutiva de esta tecnología.
Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos
como con microondas, donde se utilizaba el esquema del
"spread-spectrum"(frecuencias altas), siempre a nivel de
laboratorio. En mayo de 1985, y tras cuatro años de estudios, el
FCC (Federal Communications Comission), la agencia federal
del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y
administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las
bandas IMS (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz,
2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz a las redes inalámbricas
basadas en "spread-spectrum". IMS es una banda para uso
comercial sin licencia: es decir, el FCC simplemente asigna la
banda y establece las directrices de utilización, pero no se
involucra ni decide sobre quién debe transmitir en esa banda.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
8
La asignación de una banda de frecuencias propició una mayor
actividad en el seno de la industria: ese respaldo hizo que las
WLAN empezara a dejar ya el laboratorio para iniciar el camino
hacia el mercado. Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando
ya más en la fase de desarrollo, hasta que en mayo de 1991 se
publicaron varios trabajos referentes a WLAN operativas que
superaban la velocidad de 1 Mbps, el mínimo establecido por el
IEEE 802 para que la red sea considerada realmente una LAN.
CONFLUENCIA TECNOLÓGICA
En este contexto, la previsión más realista, que también podría
ser tachada de conservadora, apunta a una confluencia de
ambas tecnologías: una red en la que coexistirá la radio y el
cable y que, incluso la dualidad/antagonismo entre cable y radio
aparecerá como algo transparente al usuario en el sentido de
que sólo percibirá "la red", una red sin costuras en la que el
cable y el radio convivirán para proporcionar cada una de las
partes sus puntos fuertes, complementándose para conseguir
soluciones
óptimas
en
cada
entorno.
En definitiva, precio, prestaciones y normas son los tres
factores que, combinados, determinarán realmente la evolución
del mercado de las WLAN: para que estos productos tengan el
éxito necesario o lo que es lo mismo, para hablar de
crecimientos desde una posición realista. Las WLAN tienen que
presentar la misma capacidad y calidad de servicio al usuario
que sus homólogas cableadas o, por lo menos, si no la misma,
comparable. Se requiere además un precio accesible y unas
normas claras y operativas que no supongan una barrera a la
innovación y que contribuyan a favorecer la interoperatividad.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
9
De momento, las prestaciones de las WLAN se encuentran
bastante por debajo de sus homólogas cableadas. Las WLAN
trabajan a una décima parte de la velocidad de las LAN
convencionales, entre 1,5 y 2 Mbps. En particular, la mayor parte
de fabricantes afirman haber conseguido velocidades de 2 Mbps
en la banda de 2,45 GHz con una filosofía Ethernet. El próximo
hito lo sitúan en 10 Mbps en base a mejoras de carácter
incremental.
En lo que se refiere a este aspecto de una evolución de carácter
incremental es importante destacar que se está observando
actualmente una tendencia que, en algún momento, podría
suponer una ruptura de la evolución de la tecnología de redes
locales inalámbricas.
Cuando el modelo evolutivo de la tecnología está fuertemente
marcado por el "technology push", es decir, cuando son los
avances tecnológicos los que generan mercados, el modelo
puede presentar discontinuidades y producirse rupturas con las
secuencias tecnológicas anteriores correspondientes a un
modelo
evolutivo
lineal,
caracterizado
por
avances
incrementales motivados por una preponderancia del "market
pull". Esta ruptura vendría dada por la tecnología ATM, con la
que se podrían llegar a conseguir, según parece, hasta 20 Mbps.
Actualmente, existen ya proyectos en curso sobre ATM por
radio todavía en el estadio de investigación.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
10
NORMALIZACIÓN
En 1990, en el seno de IEEE 802, se forma el comité IEEE 802.11,
que empieza a trabajar para tratar de generar una norma para
las WLAN. Pero no es hasta 1994 cuando aparece el primer
borrador.
En 1992 se crea Winforum, consorcio liderado por Apple y
formado por empresas del sector de las telecomunicaciones y
de la informática para conseguir bandas de frecuencia para los
sistemas PCS (Personal Communications Systems). En ese
mismo año, la ETSI (European Telecommunications Standards
Institute), a través del comité ETSI-RES 10, inicia actuaciones
para crear una norma a la que denomina HiperLAN (High
Performance LAN) para, en 1993, asignar las bandas de 5,2 y
17,1 GHz. En 1993 también se constituye la IRDA (Infrared Data
Association) para promover el desarrollo de las WLAN basadas
en enlaces por infrarrojos.
En 1996, finalmente, un grupo de empresas del sector de
informática móvil (mobile computing) y de servicios forman el
Wireless LAN Interoperability Forum (WLI Forum) para potenciar
este mercado mediante la creación de un amplio abanico de
productos y servicios interoperativos. Entre los miembros
fundadores de WLI Forum se encuentran empresas como ALPS
Electronic, AMP, Data General, Contron, Seiko Epson y Zenith
Data Systems.
Del Comité de Normalización de Redes Locales (IEEE 802) del
Instituto de Ingenieros Eléctricos, IEEE de Estados Unidos se
puede entonces destacar las normas siguientes: · 802.3
CSMA/CD (ETHERNET) · 802.4 TOKEN BUS · 802.5 TOKEN RING
·
REDES
METROPOLITANAS
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
11
Por otro lado, el Instituto Americano de Normalización, (ANSI),
ha desarrollado unas especificaciones para redes locales con
fibra óptica, las cuales se conocen con el nombre de FDDI, y es
obre del Comité X3T9.5 del ANSI. La última revisión del estándar
FDDI, llamada FDDI-II, ha adecuado la norma para soportar no
sólo comunicaciones de datos, sino también de voz y video.
Para las aplicaciones de las redes locales en el entorno de la
automatización industrial, ha surgido el MAP (Manufacturing
Automation Protocol), apoyado en la recomendación 802.4 y
para las aplicaciones en el entorno de oficina surgió el TOP
(Technical and Office Protocol), basado en la norma 802.3
APLICACIONES
Actualmente, las redes locales inalámbricas (WLAN) se
encuentran instaladas mayoritariamente en algunos entornos
específicos, como almacenes, bancos, restaurantes, fábricas,
hospitales y transporte. Las limitaciones que, de momento,
presenta esta tecnología ha hecho que sus mercados iniciales
hayan sido los que utilizan información tipo "bursty" (períodos
cortos de transmisión de información muy intensos seguidos de
períodos de baja o nula actividad) y donde la exigencia clave
consiste en que los trabajadores en desplazamiento puedan
acceder de forma inmediata a la información a lo largo de un
área concreta, como un almacén, un hospital, la planta de una
fábrica o un entorno de distribución o de comercio al por
menor; en general, en mercados verticales.
Otras aplicaciones, las primeras que se vislumbraron, más bien
de un carácter marginal debido a que en un principio no se
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
12
captaba el potencial y la capacidad real de las WLAN, se refieren
a la instalación de redes en lugares donde es difícil o compleja
la instalación de una LAN cableada, como museos o edificios
históricos, o bien en lugares o sedes temporales donde podría
no compensar la instalación de cableado.
El previsible aumento del ancho de banda asociado a las redes
inalámbricas y, consecuentemente, la posibilidad del multimedia
móvil, permitirá atraer a mercados de carácter horizontal que
surgirán en nuevos sectores, al mismo tiempo que se reforzarán
los mercados verticales ya existentes. La aparición de estos
nuevos mercados horizontales está fuertemente ligada a la
evolución de los sistemas PCS (Personal Communications
Systems), en el sentido de que la base instalada de sistemas
PCS ha creado una infraestructura de usuarios con una cultura
tecnológica y hábito de utilización de equipos de
comunicaciones móviles en prácticamente todos los sectores
de la industria y de la sociedad.
Esa cultura constituye el caldo de cultivo para generar una
demanda de más y más sofisticados servicios y prestaciones,
muchos de los cuales han de ser proporcionados por las WLAN.
De hecho, según datos de la CTIA (Celular Telephone Industry
Associations), los clientes de los proveedores de servicios por
radio se muestran en general satisfechos con los servicios
recibidos, pero esperan más tanto en términos de servicio como
de precio, tanto en el contexto celular como PCS.
SOLUCIONES PROPIETARIAS
Otro de los factores que ha podido influir de forma negativa en
la introducción de estas tecnologías ha sido la falta de un
estándar que determine su implementación. Así, durante los
últimos años los diferentes fabricantes han ido desarrollando
sus propias soluciones, utilizando frecuencias y tecnologías
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
13
muy distintas y normalmente incompatibles. Por último, y
aunque no se deben comparar entre sí uno y otro tipo de redes
dado su diferente nivel de prestaciones, es inevitable que se
tienda a comparar sus precios, por lo que si a todo lo anterior
unimos el mayor coste inicial de una red inalámbrica respecto al
equivalente de una red de cable, tendremos una idea más clara
de cuáles han sido las principales razones por las que la
introducción de este tipo de productos no ha sido tan rápida
como en un principio se esperaba.
A pesar de todo esto, el crecimiento del mercado de redes
inalámbricas, tanto mundial como europeo, ha sido realmente
espectacular durante los últimos cuatro años, en los que ha
experimentado crecimientos anuales superiores al cien por cien,
tanto en volumen de facturación como en número de
conexiones. Este crecimiento ha sido paralelo, y se debe, en su
mayor parte, al auge experimentado por el mercado de los PC
portátiles, para los que el empleo de una red inalámbrica cobra
pleno sentido.
Resulta curioso observar que mientras el crecimiento en países
como Francia, Reino Unido, Portugal o los países Nórdicos
supera incluso los porcentajes anteriormente citados, el
desarrollo de este mercado en España ha sido hasta la fecha
mucho más lento. La causa habría que buscarla quizá en la falta
de conocimiento de este tipo de tecnologías; quizá en que los
presupuestos para tecnologías de información, al ser inferiores
a la media europea, hacen al mercado español más sensible a
los precios; o quizá en que en España siempre han sido más
conservadores a la hora de emplear tecnologías de radio.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
14
SÍNTESIS DE CUATRO TÉCNICAS EXISTENTES
INFRARROJO
Los infrarrojos son ondas electromagnéticas que se propagan
en línea recta, siendo susceptibles de ser interrumpidas por
cuerpos opacos. Su uso no precisa licencias administrativas y
no se ve afectado por interferencias radioeléctricas externas,
pudiendo alcanzar distancias de hasta 200 metros entre cada
emisor
y
receptor.
InfraLAN es una red basada en infrarrojos compatible con las
redes
Token
Ring
a
4Mbps,
pudiendo
utilizarse
independientemente o combinada con una red de área local
convencional.
RADIO UHF
Las redes basadas en equipos de radio en UHF necesitan para
su instalación y uso una licencia administrativa. Tienen la
ventaja de no verse interrumpida por cuerpos opacos, pudiendo
salvar obstáculos físicos gracias a su cualidad de difracción.
WaveLAN es una red inalámbrica de NCR que utiliza las
frecuencias de 902-928 Mhz en Estados Unidos, aunque en
Europa ha solicitado la concesión de otras frecuencias, ya que
esta banda está siendo utilizada por la telefonía móvil. Esta red
va a 2 Mbps, y tiene una cobertura de 335 metros. Puede
utilizarse de forma independiente o conectada a una red Novell
convencional
(Arcnet,
Token
Ring
o
Ethernet)
PureLAN es otra red de este tipo compatible con Novell
Netware, LAN Manager, LAN Server y TCP/IP. Va a 2 Mbps y
tiene una cobertura de 240 metros.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
15
MICROONDAS
Las microondas son ondas electromagnéticas cuyas
frecuencias se encuentran dentro del espectro de las super
altas frecuencias, SHF, utilizándose para las redes inalámbricas
la banda de los 18-19 Ghz. Estas redes tienen una propagación
muy localizada y un ancho de banda que permite alcanzar los 15
Mbps.
La red Rialta de Motorola es una red de este tipo, la cual va a 10
Mbps y tiene un área de cobertura de 500 metros.
LASER
La tecnología láser tiene todavía que resolver importantes
cuestiones en el terreno de las redes inalámbricas antes de
consolidar
su
gran
potencial
de
aplicación.
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]
16
Hoy en día resulta muy útil para conexiones punto a punto con
visibilidad
directa,
utilizándose
fundamentalmente
en
interconectar
segmentos
distantes
de
redes
locales
convencionales (Ethernet y Token Ring). Es de resaltar el hecho
de que esta técnica se encuentre en observación debido al
posible perjuicio para la salud que supone la visión directa del
haz. Como circuitos punto a punto se llegan a cubrir distancias
de hasta 1000 metros, operando con una longitud de onda de
820 nanómetros.
Alan Freedman. Diccionario de Computación
Steve Rigney. PC Magazine.
José A. Carballar. El libro de las Comunicaciones del PC,
Técnica, Programa y Aplicaciones
Internet
www.aironet.com
www.wirelesslan.com
www.breezo.com
www.teleport.com
www.networks.digital.com
www.speedlan.com
www.internetwk.com
www.nortech.com
www.wilinx.com
www.rdccom.com
www.karlnet.com
ING. MAURICIO CARBONELL OSPINA CEL. 3162569798 [email protected]