Redes inalámbricas

Las redes inalámbricas (wireless network) son aquellas que se comunican por un medio de transmisión no guiado (sin cables) mediante ondas electromagnéticas. La transmisión y la recepción se realiza a través de antenas

Tienen ventajas como la rápida instalación de la red sin la necesidad de usar cableado, permiten la movilidad y tienen menos costes de mantenimiento que una red convencional

Tipos

Según su cobertura, se pueden clasificar en diferentes tipos:

• WPAN (Wireless Personal Area Network)
  En este tipo de red de cobertura personal, existen distintas tecnologías:
  • HomeRF
    Estándar para conectar todos los teléfonos móviles de la casa y los ordenadores mediante un aparato central
  • Bluetooth
    Protocolo que sigue la especificación IEEE 802.15.1
  • ZigBee
    Basado en la especificación IEEE 802.15.4 y utilizado en aplicaciones como la domótica, que requieren comunicaciones seguras con tasas bajas de transmisión de datos y maximización de la vida útil de sus baterías, bajo consumo
  • RFID
    Sistema remoto de almacenamiento y recuperación de datos con el propósito de transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio
  • WLAN (Wireless Local Area Network)
    En las redes de área local podemos encontrar las tecnologías:
    • HiperLAN (High Performance Radio LAN)
      Un estándar del grupo ETSI
    • Wi-Fi
      Siguen el estándar IEEE 802.11 con diferentes variantes
    • WMAN (Wireless Metropolitan Area Network, Wireless MAN)
      Para redes de área metropolitana se encuentran las tecnologías:
      • WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
        La Interoperabilidad Mundial para Acceso con Microondas es un estándar de comunicación inalámbrica basado en la norma IEEE 802.16. WiMax es un protocolo parecido a Wi-Fi, pero con más cobertura y ancho de banda. También podemos encontrar otros sistemas de comunicación como LMDS (Local Multipoint Distribution Service)
      • WWAN (Wireless Wide Area Network, Wireless WAN)
        En estas redes encontramos las tecnologías usadas en teléfonos móviles:
        • GPRS (General Packet Radio Service)
          Cuya transmisión es digital
        • 0G
          Grupo de tecnologías usadas antes de la difusión mundial de los teléfonos móviles, normalmente militar, en los Estados Unidos, Canadá, Finlandia, Suecia, Dinamarca, España, Filipinas, Jamaica, Cuba, Chile, etc
        • 1G
          Conjunto de estándares seguidos en los años 80 para la transmisión en teléfonos móviles, entre otras incluían NMT (Nordic Mobile Telephone) usado en los países Nórdicos; AMPS en los Estados Unidos;
          TACS (Total Access Communications System) en el Reino Unido; C-450 en Alemania Oriental, Portugal y el Sur de África; TMA en España; Radiocom 2000 en Francia y RTMI en Italia. En Japón se implementaron múltiples sistemas; tres estándares, TZ-801, TZ-802, TZ-803, desarrollados por NTT, con un sistema de competencia operado por DDI usando el estándar JTACS
        • 2G
          Conjunto de estándares seguidos en los años en los años 90 para la transmisión en teléfonos móviles, se introdujeron protocolos de telefonía digital que además de permitir más enlaces simultáneos en un mismo ancho de banda, permitían integrar otros servicios, en la misma señal, como el envío de mensajes de texto o página en un servicio denominado Short Message Service (SMS) y una mayor capacidad de envío de datos desde dispositivos de fax y módem. Entre otras incluían GSM (Global System for Mobile Communications); Cellular PCS/IS-136, conocido como TDMA (conocido también como TIA/EIA136 o ANSI-136) Sistema regulado por la Telecommunications Industry Association o TIA; IS-95/cdmaONE, conocido como CDMA (Code Division Multiple Access); D-AMPS Digital Advanced Mobile Phone System; PHS (Personal Handyphon System) Sistema usado en un principio en Japón por la compañía NTT; DoCoMo con la finalidad de tener un estándar enfocado más a la transferencia de datos que el resto de los estándares 2G
        • 3G
          Conjunto de estándares que sustituyeron a la 2G añadiendo protocolos para voz y datos a través de telefonía móvil mediante UMTS (Universal Mobile Telecommunications System o servicio universal de telecomunicaciones móviles). Las tecnologías de 3G son la respuesta a la especificación IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. En Europa y Japón se seleccionó el estándar UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), basado en la tecnología W-CDMA. UMTS está gestionado por la organización 3GPP, también responsable de GSM, GPRS y EDGE. En 3G también estaba prevista la evolución de redes 2G y 2.5G. GSM y TDMA IS-136 que fueron reemplazadas por UMTS, las redes cdmaOne evolucionaron a CDMA2000
        • 4G
          Conjunto de estándares que sustituyeron a la 3G, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) creó el comité IMT-Advanced que definió sus requisitos. Entre los requisitos técnicos: las velocidades máximas de transmisión de datos deben estar entre 100 Mbit/s para una movilidad alta y 1 Gbit/s para movilidad baja. El estándar LTE (Long Term Evolution) de la norma 3GPP no es 4G porque no cumple los requisitos definidos por la IMT-Advanced en características de velocidades pico de transmisión y eficiencia espectral. Aun así la UIT declaró en 2010 que los candidatos a 4G, como era aquel, podían publicitarse como 4G. Está basado completamente en el protocolo IP, siendo un sistema y una red, que se alcanza gracias a la convergencia entre las redes de cable e inalámbricas. El WWRF (Wireless World Research Forum) pretendía que 4G fuera una fusión de tecnologías y protocolos, no sólo un único estándar, similar a 3G, que incluia tecnologías como lo son GSM y CDMA.1. La empresa NTT DoCoMo en Japón fue la primera en realizar experimentos con las tecnologías de cuarta generación, alcanzando 100 Mbit/s en un vehículo a 200 km/h. La firma lanzó los primeros servicios 4G basados en tecnología LTE en diciembre de 2010 en Tokio, Nagoya y Osaka
        • 5G
          Conjunto de estándares que se espera sustituyan a la 4G. Está previsto que su uso común sea en 2020. La compañía sueca Ericsson ha conseguido alcanzar velocidades de 5 Gbps reales, con demostraciones en directo del estándar previo a la tecnología de red (pre-estándar) 5G. En noviembre de 2014, Huawei anuncia la firma de un acuerdo con la operadora móvil rusa Megafon para estandarizar y desarrollar redes 5G de prueba, en vistas a la Copa Mundial de Fútbol de 2018

Características

Según el rango de frecuencias utilizado para transmitir, el medio de transmisión pueden ser las ondas de radio, las microondas terrestres o por satélite, y los infrarrojos, por ejemplo. Dependiendo del medio, la red inalámbrica tendrá unas características u otras:

• Ondas de radio
  Las ondas electromagnéticas son omnidireccionales, así que no son necesarias las antenas parabólicas. La transmisión no es sensible a las atenuaciones producidas por la lluvia ya que se opera en frecuencias no demasiado elevadas. En este rango se encuentran las bandas desde la ELF que va de 3 a 30 Hz, hasta la banda UHF que va de los 300 a los 3000 MHz, es decir, comprende el espectro radioeléctrico de 30 – 3000000 Hz
• Microondas terrestres
  Se utilizan antenas parabólicas con un diámetro aproximado de unos tres metros. Tienen una cobertura de kilómetros, pero con el inconveniente de que el emisor y el receptor deben estar perfectamente alineados. Por eso, se acostumbran a utilizar en enlaces punto a punto en distancias cortas. En este caso, la atenuación producida por la lluvia es más importante ya que se opera a una frecuencia más elevada. Las microondas comprenden las frecuencias desde 1 hasta 300 GHz
• Microondas por satélite
  Se hacen enlaces entre dos o más estaciones terrestres que se denominan estaciones base. El satélite recibe la señal (denominada señal ascendente) en una banda de frecuencia, la amplifica y la retransmite en otra banda (señal descendente). Cada satélite opera en unas bandas concretas. Las fronteras frecuenciales de las microondas, tanto terrestres como por satélite, con los infrarrojos y las ondas de radio de alta frecuencia se mezclan bastante, así que pueden haber interferencias con las comunicaciones en determinadas frecuencias
• Infrarrojos
  Se enlazan transmisores y receptores que modulan la luz infrarroja no coherente. Deben estar alineados directamente o con una reflexión en una superficie. No pueden atravesar las paredes. Los infrarrojos van desde 300 GHz hasta 384 THz

Aplicaciones

• Las bandas más importantes con aplicaciones inalámbricas, del rango de frecuencias que abarcan las ondas de radio, son la VLF (comunicaciones en navegación y submarinos), LF (radio AM de onda larga), MF (radio AM de onda media), HF (radio AM de onda corta), VHF (radio FM y TV), UHF (TV)
• Mediante las microondas terrestres, existen diferentes aplicaciones basadas en protocolos como Bluetooth o ZigBee para interconectar ordenadores portátiles, PDAs, teléfonos u otros aparatos. También se utilizan las microondas para comunicaciones con radares (detección de velocidad u otras características de objetos remotos) y para la TDT (televisión digital terrestre)
• Las microondas por satélite se usan para la difusión de televisión por satélite, transmisión telefónica a larga distancia y en redes privadas
• Los infrarrojos tienen aplicaciones como la comunicación a corta distancia de los ordenadores con sus periféricos. También se utilizan para mandos a distancia, ya que así no interfieren con otras señales electromagnéticas, por ejemplo la señal de televisión. Uno de los estándares más usados en estas comunicaciones es el IrDA (Infrared Data Association). Otros usos que tienen los infrarrojos son técnicas como la termografía, la cual permite determinar la temperatura de objetos a distancia