FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) 2Mbps

 El espectro disperso por salto de frecuencia fue la primera implementación de espectro extendido y consiste en lo siguiente:

Los datos son divididos en paquetes enviados a  frecuencias distintas de forma que sólo el que conoce el patrón de frecuencias (Hopping Pattern) a la que son enviados, pueda recibir la información. Para ello el receptor debe cambiar de frecuencia de forma síncrona con el transmisor de modo que se establecerá un canal lógico. Las reglas del FCC exigen usar 75  o más frecuencias por canal de transmisión con un tiempo  máximo de permanencia de un salto en la misma frecuencia de 400 ms.

Esta técnica reduce la interferencia porque una señal de un sistema de banda estrecha sólo afectará al espectro extendido si ambos están transmitiendo a la misma frecuencia al mismo tiempo, por tanto hace posible la transmisión de varios transmisores y receptores en la misma banda de frecuencia sin interferir entre ellos. Para un usuario externo la recepción de una señal FHSS es como ruido de corta duración. 

FHSS se utiliza en distancias cortas, normalmente en aplicaciones punto a multipunto, donde se tienen una cantidad de receptores repartidos en un área relativamente cercana al punto de acceso. El estándar 802.11 lo utiliza, pero sobretodo es utilizado en la tecnología Bluetooth(capaz de transmitir a velocidades de hasta 1Mbps).

Tecnologías de Transmisión de redes inalámbricas

Hay varias tecnologías de transmisión en cuanto a redes inalámbricas se refiere como por ejemplo la transmisión por ondas de luz (utilizadas para conectar dos LANs que están en edificios distintos), los infrarrojos y los basados en radio frecuencia. Estos dos últimos son los que tienen su aplicación más directa en LANs  por lo que hablaremos de ellos.

Sin duda, las tecnologías basadas en radio frecuencia son las más utilizadas, pero también los infrarrojos tienen su aplicación en zonas cerradas que por tanto podría ser útil para conectar ordenadores en una misma habitación.

Infrarrojos

Además de que la zona del espectro que ocupan es diferente a la de las microondas, se diferencias de ellas en que no son capaces de atravesar paredes u objetos por lo que con infrarrojos no existen los problemas de seguridad e interferencia que hay en las microondas, además, no hay problemas de asignación de frecuencias puesto que en esa banda no se necesitan permisos. 

Pero la desventaja estriba en que por eso mismo, no es práctico para usuarios móviles ya que cualquier objeto que se interpusiera impediría  la transmisión y por eso mismo también es útil para las conexiones locales punto a punto y para las multipunto dentro de áreas limitadas (por ejemplo una habitación). La cobertura de esta tecnología está limitada a LAN o campus si se utilizan repetidores inalámbricos o puentes.

Pueden utilizarse tanto directamente (en línea de vista) como indirectamente (tecnología difundida/reflectiva). Esta última está limitada a cuartos individuales en zonas cercanas.

Ondas de radio

Son fáciles de generar, pueden viajar distancias muy largas, penetrar edificios sin problemas y se utilizan tanto en interiores como en exteriores.

El transmisor y el receptor no tienen la necesidad de alinearse físicamente debido a que las ondas de radio son omnidireccionales, es decir que viajan en todas direcciones desde la fuente.

Aún así, hay dos tipos de transmisión dentro de lo que a ondas de radio concierne.

Direccional

Estos sistemas también son llamados de Banda Angosta (Narrow Band)

La antena de transmisión emite la energía electromagnética en un haz por lo que transmisor y receptor deben estar alineados.

A mayor frecuencia, más factible es concentrar la energía en un haz direccional por lo que la frecuencia de la transmisión debe ser mucho mayor que la utilizada en transmisiones omnidireccionales.

Se transmite y recibe la información en una radio frecuencia determinada. El receptor filtra aquellas frecuencias que no son para él.

El cruzamiento entre canales es evitado al situar diferentes usuarios en diferente canal de frecuencia, por lo que si se tienen muchos usuarios no es viable.

En un sistema de radio, cuanto más separadas están las frecuencias unas de otras, mayor privacidad y ausencia de interferencia se logra.

Omnidireccional

Son los llamados sistemas de espectro extendido. 

Seguridad de las redes inalámbricas

 El algoritmo WEP (Privacidad Alámbrica Equivalente) es una característica opcional específica de la norma IEEE 802.11 que proporciona seguridad de datos.

El cifrado de datos estandarizado de WEP se utiliza:

• Para prevenir el acceso a la red por parte de intrusos que utilizan equipo de red inalámbrica similar.
• Para evitar la captura del tráfico a través de una recepción de señal no autorizada.

WEP emplea el algoritmo RC4 mediante una clave de 40 o 128 bits.

Cada estación tiene una clave que se utiliza para cifrar los datos antes de transmitirlos. Si una estación recibe un paquete no cifrado con la clave apropiada, lo deshecha y no se entrega al host.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Berkeley han presentado un trabajo en el que demuestran que se puede interceptar las transmisiones de datos y descubrir su contenido e incluso modificarlas para que la información que reciba el destinatario sea diferente a la que el emisor envió.

Configuraciones de la red inalámbrica

 - Red ad-hoc (también llamada peer to peer): Es aquella en la que todos los ordenadores provistos de tarjetas de red inalámbrica pueden comunicarse entre sí directamente. Las estaciones deben verse mutuamente. La desventaja es que tienen el área de cobertura limitada.

Un ejemplo de utilización sería para formar una LAN autónoma, por ejemplo en una sala de conferencias durante una reunión. 

- Red de infraestructura: Los ordenadores provistos de tarjeta de red inalámbrica se comunican con el punto de acceso (Access Point) que conecta entre sí una red inalámbrica y una red cableada. Además, el Access Point:

• Controla el tráfico ya que dirige los datos de la red.
• Aumenta el alcance de la red inalámbrica puesto que ahora la distancia máxima no es entre estaciones sino entre cada estación y punto de acceso.

Para dar cobertura a una zona hay que instalar varios puntos de acceso de forma que las áreas que          abarquen (llamadas celdas) se solapen parcialmente para que el usuario se pueda mover con libertad sin perder la conexión. Pueden utilizarse hasta tres coberturas superpuestas simultáneamente y sin interferencia, pero hay que tener en cuenta que deben tener frecuencias distintas, es decir, deben utilizar distintos canales. Debe existir una separación de 25 MHz (5 canales) entre celdas con superposición de señales.

Se produce diafonía cuando los puntos de acceso detectan las señales de otros puntos adyacentes. En ese caso, el tráfico de la información proveniente de los distintos ordenadores colisiona en los puntos de acceso y ocurre una mezcla de información. Como los puntos de acceso necesitan un tiempo para clasificar la información combinada, hay una reducción considerable del rendimiento.

El número de usuarios en una WLAN es prácticamente ilimitado y puede ampliarse añadiendo más puntos de acceso. El ancho de banda es compartido por los usuarios como en las redes alámbricas, por lo que cuantos más usuarios hayan para el Access Point, más lento irá el tráfico.

Para que un cliente y un Access Point puedan comunicarse, requieren tener el mismo SSID, que es el nombre de la red compartida por las computadoras. Este nombre debe ponerse en un campo que aparece cuando se ejecuta el software de configuración.

El cliente localiza el punto de acceso con la señal más intensa, se asocia a él y configura el anal correspondiente a ese punto de acceso.

LAS REDES INALAMBRICAS

Dentro de las redes inalámbricas podemos distinguir entre 3 tipos dependiendo de la distancia a la que transmiten:

• WAN/MAN (Wide Area Network/Metropolitan Area Network)  Desde decenas a miles de Km

• LAN (Local Area Network)  Varios metros hasta decenas de metros

• PAN (Personal Area Network)  Hasta 30 metros

WAN/MAN

El acceso a Internet es mediante  el protocolo CDPD (el cual emplea CDMA o TDMA ) o el protocolo WAP. 

Se utilizan enlaces de microondas terrestres y comunicaciones vía satélite entre otros.

LAN

En cuanto a este tipo de redes, la IEEE ha desarrollado varios estándares. El 802.11 (aceptado en junio de 1997) se refiere a una familia de especificaciones, las especificaciones se muestran a continuación con las características que las definen:

- 802.11 : Velocidad de transmisión de  1 o 2 Mbps. Trabaja en la banda de 2.4 GHz y utiliza FHSS o DSSS.

- 802.11a : Velocidad de transmisión de 54 Mbps. Trabaja en la banda de 5 GHz y usa OFDM.

- 802.11b : Velocidad de transmisión de 11 Mbps. Trabaja en la banda de 2.4 GHz y usa DSSS. Aceptado en el año 1999.

- 802.11g : Velocidad de transmisión de mas de 20 Mbps. Trabaja en la banda de 2.4 Ghz.

NOTA: El 802.11 y el 802.11b no son interoperables porque el 802.11b no puede interoperar con los que utilizan otras técnicas de modulación.

También existe otra especificación desarrollada por el ETSI (European Telecommunications Standars Institute) llamada HiperLAN (High performance radio Local Area Network) y es un estándar de comunicaciones utilizado en paises Europeos. Es similar a los estándares del IEEE. 

Hay dos tipos de HiperLAN: 

- HiperLAN/1: Velocidad de transmisión de 20 Mbps en la banda de 5 GHz.

- HiperLAN/2: Velocidad de transmisión de 54 Mbps en la banda de 5 GHz.

Debido a que HiperLAN/2 es orientado a conexión, posee características de calidad de servicio que,  combinado con las altas velocidades que aporta, facilita la transmisión de diferentes tipos de ráfagas de datos como vídeo, voz y datos.

PAN

Utiliza Bluetooth, 802.15 y HomeRF, todas ellas trabajan en la banda de frecuencias de 2.4 GHz.

Bluetooth permite el intercambio de vídeo, voz y datos y al igual que el 802.15 permite que dispositivos inalámbricos portátiles como PCs. PDAs, teléfonos... puedan comunicarse el uno con el otro. Se creó la 802.15 debido a que Bluetooth no puede coexistir con una red inalámbrica 802.11x.