Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas interconectan computadoras y periféricos mediante ondas de radio o infrarrojos, sin cables, facilitando la movilidad de equipos y usuarios. Estas redes reducen los costos de instalación y mantenimiento al eliminar el trabajo asociado a la canalización, reparación y modificación del cableado. Sin embargo, presentan desventajas en comparación con las redes cableadas. Las interferencias son comunes debido al uso compartido de las bandas de radio, lo que reduce la velocidad del enlace. La seguridad también es un problema, ya que las ondas de radio pueden ser interceptadas. Además, la atenuación de las paredes y pisos puede afectar la velocidad o incluso impedir la conexión.

Clasificación de Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas se clasifican según su cobertura:

WPAN (Wireless Personal Area Network)

Redes de corto alcance (~10 m) para interconectar dispositivos de un mismo usuario. Ejemplos:

• HomeRF: Tecnología descontinuada para conectar teléfonos móviles y computadoras en un hogar.
• Bluetooth: Para conectar celulares, audífonos, cámaras, computadoras, etc.
• ZigBee: Usado en instrumentación, robótica y aplicaciones de baja velocidad y bajo consumo.

WLAN (Wireless Local Area Network)

Redes de área local (~30 m) para conectar computadoras, periféricos e Internet. Ejemplos:

• HiperLAN: Estándar del grupo ETSI.
• Wi-Fi: Estándar IEEE 802.11, ampliamente popular.

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)

Redes de área metropolitana. Ejemplos:

• WiMax: Similar a Wi-Fi pero con mayor cobertura.
• LMDS: Enlace fijo de microondas para internet, video, telefonía, etc.

WWAN (Wireless Wide Area Network)

Redes de gran cobertura, utilizadas en telefonía celular. Ejemplos:

• UMTS (Universal Mobile Telecommunications System): Usado en teléfonos 3G.
• GPRS (General Packet Radio Service): Para transmisión de datos y conexión a internet.

Bluetooth

Protocolo inalámbrico para intercambio de datos a corta distancia. Opera en la banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) de 2.4 GHz, dividida en 79 canales de 1 MHz. Para reducir interferencias, cambia de canal 1600 veces por segundo. Su baja potencia (1 mW) limita su alcance a 10 metros. Puede interconectar hasta 8 dispositivos simultáneamente, formando una piconet con un dispositivo master y los demás como slaves.

ZigBee

Estándar abierto para redes inalámbricas en instrumentación y control. Características:

• Bajo consumo de energía.
• Bajo costo.
• Operación en bandas libres.
• Instalación simple.
• Flexibilidad.
• Inteligencia integrada.

Aplicaciones comunes:

• Automatización de edificios y hogares.
• Seguridad en viviendas.
• Monitoreo de vehículos.
• Medicina.
• Agricultura.

Opera en bandas de 868, 915 y 2400 MHz. En 2.4 GHz, ofrece 16 canales a 250 kb/s. Su alcance es de 200 metros en espacios abiertos y 30 metros en interiores. Utiliza una topología mesh para extender el alcance y asegurar la comunicación confiable mediante selección de canales libres, confirmación de mensajes, encriptación y búsqueda de rutas alternativas.

Una implementación popular de ZigBee son los módulos XBee.

Wi-Fi

Estándar para redes inalámbricas de computadoras portátiles. Utiliza técnicas de modulación spread-spectrum (SS), expandiendo la señal para aumentar la resistencia a interferencias, dificultar la intercepción y mejorar la resistencia al fading. Dos implementaciones comunes de SS son Direct-sequence spread spectrum (DSSS) y Frequency-hopping spread spectrum (FHSS).

Wi-Fi se basa en el estándar IEEE 802.11, con varios protocolos:

• 802.11a: 5 GHz, 54 Mb/s.
• 802.11b: 2.4 GHz, 11 Mb/s.
• 802.11g: 2.4 GHz, 54 Mb/s.

Para reducir la interferencia, se puede seleccionar un canal diferente al usado por otras redes. El programa NetStumbler ayuda a determinar el uso local de los canales.

GPRS

Tecnología para enviar datos a bajo costo a grandes distancias, basada en la telefonía celular. Generaciones de telefonía celular:

• 1G: Analógica, solo voz.
• 2G: Digital, voz y SMS.
• 2.5G: Agrega GPRS para datos.
• 3G: Todos los servicios por conmutación de paquetes.

GPRS (General Packet Radio Service) es una red de datos siempre activa, compatible con GSM. Utiliza TCP/IP y ofrece velocidades de 50 a 100 kbit/s. El costo se basa en el número de paquetes transferidos.