¿Para qué inalámbrico?

¿Para qué
inalámbrico?
Materiales de entrenamiento para
instructores de redes inalámbricas
Esta clase es una introducción general para motivar a los participantes de este
curso de 5 días sobre redes inalámbricas de bajo costo.
Está pensada para ser la primera clase, con una duración de unos 15 mintos.
Version 1.0 by Ermanno, @2010-06-16
Version 1.4 by Rob, @2010-6-17
Metas
‣ decir cómo
‣ mostrar cómo
‣ hacer preguntas
‣ no dar respuestas (todavía)
2
¿Qué es inalámbrico?
Longitud de onda
ciudad
(metros)
1000
10000
(hercios) 104
Frecuencia
the radio
spectrum
105
106
100
casa
107
hombre
10
gato
1
108
0,1
109
insecto
0,01
1010
semilla
0,001
1011
AM radio
microwaves
shortwaves FM radio GPS WiFi telecom links
mobile phones satellite TV
radars
links with
submarines
radiohams
TV
3
La gráfica muestra algunos de los muchos usos del espectro
electromagnético, desde radio de baja frecuencia hasta microondas.
Posteriormente se explicará en mayor detalle
Por ahora se quiere transmitir este mensaje: inalámbrico, -en nuestro
contexto-, NO se refiere a telefonía móvil, NI a a radioenlces de
microondas de los que usan la empresas de telecomunicaciones,
sino al WiFi en las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz exclusivamente ;-)
Inalámbrico de bajo costo: historia
‣ Disponible comercialmente desde inicios de los 90
(“Spread Spectrum” . espectro esparcido ~10k$ por enlace)
‣ Estándar ratificado (802.11, ➔ “WiFi”) finales de los 90
‣ Después de la estandarización: gran “boom”, reducción de
costos
‣ Ampliamente adoptado para uso interior, en la industria, la
academia, etc.
‣ Algunas soluciones comerciales disponibles para distancias entre
1 y 20 km
‣ Hoy: y mañana ???
costo por enlace:
>10.000 US$ en 1992
<100 US$ en 2010
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Hablar sobre los precios promedio y las prestaciones de los equipos de hoy
en día comparados de los de hace 5 años. Especular sobre lo que depara el
futuro.
Aunque los enlaces de microondas han sido desplegados en muchos países
desde los 50, es en los 90 cuando las tecnologías de bajo costo empezaron a
impactar fuertemente en los costos.
Dado que la tecnología cambia tan rápidamente, se deja al instructor la tarea
de investigar algunos ejemplos actuales, preferiblemente con equipos
disponibles en el país.
Inalámbrico de bajo costo: límites
‣ 1-5 km: fácil, confiable
‣ 5-20 km: difícil, requiere LOS (Línea de Vista),
limitaciones en QoS (Calidad de Servicio)
‣ 20-100 km: experimentación
‣ >100 km: muy difícil (pero posible)
‣ interferencia y co-ubicación ➔ necesidad de planificación
‣ regulaciones (banda ISM) ➔ necesidad de planificación
‣ Costos variables (de acuerdo a las prestaciones y a la
confiabilidad)
5
LoS (Line of Sight): Los requerimientos de línea de vista para ondas de radio
son más exigentes que para línea de vista óptica.
QoS (Quality of Service): Se refiere a los valores máximos de latencia (retardo
de propagación), fluctuación de retardo (jitter), y paquetes erróneos, los
parámetros más importantes que afectan la calidad de las comunicaciones.
Inalámbrico de bajo costo:
algunos números
‣ Tasa de transmisión: 1-54 Mbps (estándar “viejo”, ahora se
puede superar)
‣ En 2.4 GHz: solo se dispone de 3 canales sin solapamiento. A
5 GHz hay muchos más (donde esta banda está disponible)
‣ Potencia de TX: < 800 mW
‣ Consumo de potencia: 0.3-10W (usualmente a 12 volts, PoE)
‣ El costo varía entre 100 y 500 USD por enlace
‣ Número de usuarios por Estación Base: entre 20 y 50
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PoE: Power over Ethernet. La provisión de energía sobre el mismo cable que
transporta los datos.
Estos son números gruesos. Los vendedores reportarán prestaciones muy
superiores, pero tengan cuidado!
Inalámbrico de bajo costo:
ejemplos
‣ LAN inalámbrica:
‣ redes de distribución interiores/exteriores para muchos
clientes
‣ distancias típicas: 10 - 100 m
‣ Estructura Punto-Multipunto:
‣ estación maestra (access point, AP)
‣ estación cliente (miniPCI empotrado, PC card, dispositivo
USB, puente inalámbrico)
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La mayoría de las computadoras portátiles y de los PDA (Personal Digital
Assistant) tienen clientes WiFi incorporados, lo mismo que muchos teléfonos
celulares e inclusive algunas cámaras digitales.
Inalámbrico de bajo costo:
ejemplos
‣ MAN (Redes Metropolitanas) inalámbricas:
‣ usadas por ISP (Punto a Multipunto)
‣ distancias típicas 1-10 km
‣ de mediano a gran número de clientes
‣ problemas de coexistencia (max. 3 canales sin solapamiento)
‣ consideraciones de línea de vista, seguridad, gestión remota
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MAN: Metropolitan Area Network. Una red que abarca varios kilómetros.
ISP: Internet Service Provider, provedor de servicio Internet
WISP: Wireless Internet Service Provider, proveedor de servico Internet
inalámbrico
Inalámbrico de bajo costo:
ejemplos
‣ MAN inalámbrica:
‣ Para instituciones o compañías privadas:
‣ Punto a Multipunto:
‣ Punto a punto (mayores distancias, menos problemas de
coexistencia)
‣ Consideraciones de línea de vista y seguridad
‣ planificación y diseño del enlace de radio
-1)31>#4?"4#%31@ABB1(
9
La red de este ejemplo se inició en 1996 usando espectro esparcido, antes de
que se aprobara el estándar 802.11 y fue adoptando diferentes tecnologías a
lo largo del tiempo incrementando así sus prestaciones.
Inalámbrico de bajo costo:
Red Metropolitana
‣ Punto a Multipunto
‣ Topología en estrella, un AP, muchas estaciones
‣ Antena omnidireccional para el AP
‣ Antenas directivas en las estaciones
AP
STA
10
STA
STA
AP: Access Point. Interviene en todas las comunicaciones.
STA: Station. Es el cliente que puede conectarse a otros clientes solo a través
del AP.
Esta es la topología más común. El AP usa una antena omnidireccional de
limitada ganancia pero cobertura amplia.
La STA puede utilizar antenas directivas para aumentar la ganancia y por
consiguiente el alcance.
Inalámbrico de bajo costo:
planificación
‣ Distancia, obstáculos, presupuesto de
potencia
‣ Inspección del sitio, instalación de
antenas
‣ Detección y mitigación de
interferencia
‣ Energía y Protección
‣ Puesta a tierra
‣ Seguridad (robo/vandalismo)
Es posible construir un
enlace de radio de larga
distancia de bajo costo
con componentes
disponibles
comercialmente y
antenas de bajo costo
11
Site Survey: prospección de sitio. Inspección del lugar donde se instalará la
red.
Un conocimiento profundo de todos estos aspectos es primordial para una
instalación exitosa.
Inalámbrico de bajo costo:
enlaces de larga distancia
‣ ¿Qué es posible? Según nuestra propia experiencia:
‣ 2006: (Venezuela, 279km, récord mundial para una red WiFi)
‣ 2007-8: Instalación de un enlace de prueba: 130km @2.4 +
5GHz (para estudiar y comparar tecnologías)
‣ 2006-8: Malawi (50+100 km @5GHz, rendimiento de
20Mbps full dúplex, enlaces dobles para redundancia)
¡Analicemos este último caso para ver lo que es posible!
12
Enlace largo en Malawi
5 GHz mikrotik
HOSP
2,4/5 GHz ubiquity
MANGOCHI RPT.
panel
D
LL
FU
X
LE
UP
panel
CHANCOL
ZOMBA PEAK
HOSPITAL
MALAWI
MANEB
FULL DUPLEX
32dBi
29dBi
BLANTYRE POLY
13
FULL DUPLEX
MPINGWE
panel
/omni
Enlace largo en Malawi: objetivo
‣ Instalar un sistema de comunicaciones moderno para
apoyar la prestación de servicios de salud en
hospitales y universidades de Malawi
14
Enlace largo en Malawi: dónde
‣ 3 hospitales en 3 ciudades diferentes
(distancia por carretera ~200 km)
15
Enlace largo en Malawi: planificación
‣ diseño de la red, planificación de las actividades inspección
de los sitios, instalación y pruebas
MedCol
Mpingwe
Zomba
Mangochi
bridged 192.168.1.0
1
?
1
routed subnet
2
2
1
1
routed subnet
routed subnet
2
2
bridged 192.168.99.0
medcol net
16
1
1
routed subnet
2
routed subnet
2
Enlace largo en Malawi: torres
‣ gracias al operador local, pudimos usar sus torres
17
Enlace largo en Malawi: equipos
‣ bajo costo!
18
Enlace largo en Malawi:
resultados
‣ >20Mbps full dúplex en cada enlace
‣ (y teníamos dos enlaces en paralelo)
MedCol
Mpingwe
Zomba
Mangochi
bridged 192.168.1.0
1
?
1
routed subnet
2
2
1
1
routed subnet
routed subnet
2
2
1
1
routed subnet
2
routed subnet
2
bridged 192.168.99.0
medcol net
19
Gracias por su atención
Para más detalles sobre los tópicos
presentados en esta charla, vaya al libro
Redes Inalámbricas en los Países en
Desarrollo, de descarga gratuita en varios
idiomas en:
http://wndw.net/