Este documento resume los principales estándares y conceptos relacionados con las redes inalámbricas. Explica los estándares Wi-Fi más comunes como 802.11b, 802.11g y 802.11a, así como conceptos como la seguridad Wi-Fi, los tipos de antenas y su ganancia y apertura, y compara el alcance de tecnologías como Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi y WiMAX. Finalmente, identifica las interferencias y la atenuación como problemas potenciales de las redes Wi-Fi.

1. REDES INALAMBRICAS
Felix Mellado Sanchez de Medina
Jonathan Tomás Robres

2.  INDEX
◦ ESTANDARES WIFI
◦ SEGURIDAD EN LAS CONEXIONES WIFI
◦ TIPOS DE ANTENAS
◦ COMPARATIVA DE ALCANCES
◦ WIMAX
◦ LOS PROBLEMAS DE LA WIFI

3.  ESTANDARES WIFI
◦ Que es un estandar wifi?
◦ Los estandares mas comunes
 802.11
 802.11b
 802.11g
 802.11a
◦ Extensiones y otros estandares
 802.11e
 802.11i
 802.11d
 802.11f

4.  QUE ES UN ESTANDAR WIFI?
◦ Un estándar son una serie de normas que
definen las características de una red de area
loca inalambrica (WLAN).
◦ El IEEE ha sido el encargado de definir un
conjunto de estándares para el entorno de la
gestión de las redes inalámbricas, bajo la
denominación 802.11.
◦ Una red Wi-Fi es una red que cumple con el
estándar 802.11.
◦ A los dispositivos certificados por la Wi-Fi
Alliance se les permite usar este logotipo:

5.  LOS ESTANDARES MAS COMUNES
◦ EL ESTANDAR 802.11
 El estándar 802.11 en realidad es el primer
estándar y permite un ancho de banda de 1 a 2
Mbps.
 El estándar original se ha modificado para
optimizar el ancho de banda o para especificar
componentes de mejor manera para por ejemplo
garantizar mayor seguridad o compatibilidad.

6.  LOS ESTANDARES MAS COMUNES
◦ EL ESTANDAR 802.11a
 El rendimiento total máximo es de 54 Mbps
aunque en la práctica es de 30 Mpbs.
 El estándar 802.11a provee hasta ocho canales de
radio en la banda de frecuencia de 5 GHz.
 Tiene un alcanze de unos 10 metros.

7.  LOS ESTANDARES MAS COMUNES
◦ EL ESTANDAR 802.11b
 Ofrece un rendimiento total máximo de 11 Mpbs
(6 Mpbs en la práctica).
 Utiliza el rango de frecuencia de 2,4 GHz con tres
canales de radio disponibles.
 Tiene un alcance de hasta 300 metros en un
espacio abierto.

8.  LOS ESTANDARES MAS COMUNES
◦ EL ESTANDAR 802.11g
 Su rendimiento total máximo es de 54 Mbps pero
en la práctica solo consige los 30 Mpbs.
 Esta en el rango de frecuencia de 2,4 GHz.
 Tiene un alcance de 300 metros
 Es compatible con el estándar 802.11b, lo que
significa que los dispositivos que admiten el
estándar 802.11g también pueden funcionar con
el 802.11b.

9.  LOS ESTANDARES MAS COMUNES
◦ EL ESTANDAR 802.11ª
 El rendimiento total máximo es de 54 Mbps
aunque en la práctica es de 30 Mpbs.
 El estándar 802.11a provee hasta ocho canales de
radio en la banda de frecuencia de 5 GHz.
 Tiene un alcanze de unos 10 metros.

10.  SEGURIDAD WIFI
◦ Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de
estas redes. Las más comunes son:
 Utilización de protocolos de cifrado de datos para los
estándares Wi-Fi como el WEP y el WPA, encargados de la
codificacion de la información transmitida para proteger su
confidencialidad.
 IPSEC (túneles IP), VPN y el conjunto de estándares IEEE
802.1X, permitiendo la autenticación y autorización de
usuarios.
 Filtrado de MAC, sólo se permite acceso a los dispositivos
autorizados.
 Ocultación del punto de acceso(SSID): punto de acceso
(Router) invisible a otros usuarios.
 El protocolo de seguridad WPA2 (estándar 802.11i). En
principio es el protocolo de seguridad más seguro para Wi-Fi
en este momento. Sin embargo requieren hardware y
software compatibles.
 No existe ninguna alternativa fiable 100%, todas se pueden
burlar.

11.  TIPOS DE ANTENAS WIFI
 El tipo de la antena: el tipo de la antena
determina su patrón de radiación. Tres tipos:
 Omnidireccional
 Bidireccional
 Unidireccional

12.  La Ganancia: Cociente entre la intensidad
de campo producida por la antena y la
intensidad de campo que produciría en el
mismo punto un radiador isotópico que
absorbiera del emisor la misma potencia
de RF.
 Es el grado al cual realza la señal en su
dirección preferida. La ganancia de la
antena se mide en el dBi, Las antenas
externas simples tienen típicamente
aumentos del dBi 3 a 7. Las antenas
direccionales pueden tener aumentos de
hasta 27 dBi.

13.  APERTURA VERTICAL Y APERTURA HORIZONTAL
◦ El haz emitido o recibido por una antena tiene una
abertura determinada verticalmente y otra apertura
determinada horizontalmente.
◦ Apertura horizontal:
 Una antena omnidireccional trabajará horizontalmente
en todas direcciones, su apertura será de 360º.
 Una antena direccional oscilará entre los 4º y los 40º.
 Una antena sectorial oscilará entre los 90º y los 180º.
◦ Apertura vertical: Se tiene en cuenta si existe mucho
desnivel entre los puntos a unir inalámbricamente. Si el
desnivel es importante, la antena deberá tener mucha
apertura vertical. Por lo general las antenas, a más
ganancia (potencia por decirlo de algún modo) menos
apertura vertical.
◦ En las antenas direccionales, por lo general, suelen tener
las mismas aperturas verticales y horizontales.

14.  UNIDIRECCIONAL
 Orientan la señal en una dirección
muy determinada con un haz
estrecho pero de largo alcance.
 Una antena direccional actúa de forma parecida a
un foco que emite un haz concreto y estrecho
pero de forma intensa (más alcance).
 Las antenas Direccionales envían la información a
una cierta zona de cobertura. A un ángulo
determinado.
 Alcance mayor
 Fuera de la zona de cobertura no se "escucha"
nada, no se puede establecer comunicación entre
los interlocutores.

15.  OMNIDIRECCIONAL
 Orientan la señal en todas
direcciones con un haz amplio
pero de corto alcance.
 Envían la información en un radio de 360 grados
 Alcance menor que el de las antenas
direccionales.
 El alcance determinado por una combinación de
los dBi de ganancia de la antena, la potencia de
emisión del punto de acceso emisor y la
sensibilidad de recepción del punto de acceso
receptor.
 A mismos dBi, una antena sectorial o direccional
dará mejor cobertura que una omnidireccional.

16.  SECTORIALES
 Mezcla de antenas direccionales
y omnidireccionales.
 Emiten un haz más amplio que
una direccional pero no tan
amplio como una omnidireccional.
 La intensidad (alcance) de la antena
sectorial mayor que la omnidireccional
pero algo menor que la direccional.
 Una antena sectorial sería como un foco de gran
apertura, es decir, con un haz de luz más ancho de lo
normal.
 Para tener una cobertura de 360º (como una antena
omnidireccional) y un largo alcance (como una antena
direccional) deberemos instalar o tres antenas
sectoriales de 120º ó 4 antenas sectoriales de 80º.
 Las antenas sectoriales suelen ser más costosas que
las antenas direccionales u omnidireccionales.

17.  ¿ QUÉ ANTENAS DEBEMOS INSTALAR ?
◦ Las antenas direccionales, Union de dos puntos a largas
distancias
◦ Las antenas omnidireccionales se suelen utilizar para
dar señal extensa en los alrededores.
◦ Las antenas sectoriales utilizan cuando se necesita un
balance de las dos cosas, llegar a largas distancias y a
un área extensa.
◦ Cobertura de red inalámbrica en toda un área próxima
(una planta de un edificio o un parque por ejemplo) una
antena omnidireccional.
◦ Cobertura de red inalámbrica en un punto muy concreto
(por ejemplo un PC que está bastante lejos) utilizará una
antena direccional.
◦ Si necesita dar cobertura amplia y a la vez a larga
distancia, utilizará antenas sectoriales.

18.  COMPARATIVA DE ALCANCES
◦ Bluetooth
◦ zigBEE
◦ Miwi
◦ Wifi
◦ Wimax…

19.  Bluetooth
◦ La tecnología inalámbrica Bluetooth te permite
conectar tu teléfono móvil a distintos
dispositivos como auriculares, ordenadores
portátiles… sin preocuparse de cables o de la
posición de los dispositivos.
◦ Teniendo en cuenta su alcance podemos
distinguir tres clases de bluetooth:
Clase 1 100 metros
Clase 2 20 metros
Clase 3 1 metro

20.  Bluetooth
◦ Esta provado que al conectarle una antena
externa a un Adaptador BlueTooth Linksys USB
podemos hacer que el alcance de este llege
hasta aproximadament los 2km.

21.  Bluetooth
◦ Con la ayuda de la antena USB Host XR
Bluetooth podemos aumentar el radio del
Bluetooth hasta conseguir un radio de 30km
con una instalacion profesional y 2km sin esta.

22.  Wifi
◦ El alcance del wifi es muy variado y depende de
muchos factores desde la marca del router
hasta el estandar utilizado.
◦ Globalizando:
 Una conexión wifi puede llegar hasta unos 200m
con el estandar 802.11b al aire libre y algo mas
utilizando antenas direccionales.

23.  MIWI
◦ Protocolo inalámbrico para redes de área personal
(WPAN)
◦ Protocolo IEE 802.15.4
◦ Tasas de tranferencia bajas aprox. 250 Kbits/s
◦ Distancias cortas aprox. 100 metros sin obstaculos
◦ Redes bajo coste
◦ Desarrollado por Microchip Technology, proyecto de
código abierto, con la única limitación de la obligación de
utilizar microcontroladores de Microchip Technology y su
transceptor MRF24J4
◦ Capaz de formar redes punto a punto, de estrella o
malla. Puede tener 8 coordinadores como máximo por
red, y cada uno de éstos 127 hijos, haciendo un total de
1024 de nodos por red

24.  ZIGBEE
◦ Protocolo inalámbrico para redes de área personal
(WPAN)
◦ Protocolo IEE 802.15.4
◦ Bajo Consumo
◦ Tres topologías distintas:
 Estrella
 Árbol
 Redes genéricas en malla
◦ Poco componentes para su fabricación
◦ Hasta 64000 nodos
◦ Necesidad de un coordinador en toda red
◦ Orientado a domótica
◦ Seguridad con claves de 128 bits

25.  WIMAX
◦ Alternativa wireless al acceso de banda ancha DSL y cable, y
una forma de conectar nodos Wifi en una red de área
metropolitana (MAN)
◦ “Worldwide Interoperability for Microwave Access” o
Interoperabilidad mundial de acceso por microondas
◦ Estandar IEEE 802.16
◦ Creado por un consorcio
de empresas
(actualmente mas de
100)
◦ Radio de accion de
50 km

26.  La Familia 802.16
◦ 802.16 10-66 GHz, Modulación QAM
◦ 802.16ª 2-11 GHz, OFDM Y OFDMA
◦ 802.16b/c Interoperabilidad y especificación de
certificaciones
◦ 802.16d Añade 2-11 GHz a especificaciones de
Interoperabilidad
◦ 802.16-2004 reemplaza a 802.16, 802.16ª y 802.16d
◦ 802.16e Movilidad

27.  Ventajas
◦ Cobertura a un área muy extensa
◦ Instalación de las antenas para transmitir y recibir,
formando estaciones base, son sencillas y rápidas de
instalar.
◦ Adecuado para ciudades enteras, pudiendo formar una
MAN, en lugar de un área de red local como puede
proporcionar Wifi.
◦ Puede producir transmisiones de hasta 70 MB
comparado con los 54 MB que puede proporcionar Wifi.
◦ Puede ser simétrico lo cual significa que puede
proporcionar un flujo de datos similar tanto de subida
como de bajada.
◦ Las antenas de WiMAX operan a una frecuencia de hasta
60 mHz. Las antenas no tienen que estar directamente
alineadas con sus clientes.

28. ◦ Soporta las llamadas antenas inteligentes (smart
antenas), propias de las redes celulares de 3G.
◦ Posibilidad de formas redes malla para comunicación sin
vision directa
◦ Incluye medidas para la autenticación de usuarios y la
encriptación mediante DES.(128 bits) y RSA (1.024 bits)
◦ Velocidades elevadas gracias a la modulación OFDM
(Orthogonal Frequency División Multiplexing) técnica de
modulación empleada para la TV digital, sobre cable o
satélite, así como para Wi-Fi (802.11a).Muy probada.
Soporta los modos FDD y TDD para facilitar su
interoperabilidad con otros sistemas celulares o
inalámbricos.

29.  LOS PROBLEMAS DE LA WIFI
◦ Interferencias
◦ Atenuación

30.  Interferencias
◦ Debido a que las redes inalámbricas operan en
un espectro de frecuencias utilizado por otras
tecnologías, pueden existir interferencias que
pueden afectar negativamente al rendimiento.
◦ Tecnologías que pueden producir
interferencias:
 Bluetooth
 Hornos Microondas
 Algunos telefonos inalambricos
 Otras redes WLAN

31.  ATENUACIÓN
◦ Las señales de radio frecuencia pueden
desvanecerse o bloquearse por materiales
medioambientales
◦ La siguiente tabla muestra como afectan estos
materiales a las señales inalambricas:

32. ATENUACIÓN
Material Ejemplo Interferencia
Madera Tabiques Baja
Vidrio Ventanas Baja
Amianto Techo Baja
Yeso Paredes int Baja
Ladrillo Paredes int/ext Media
Hojas Arboles Media
Agua Lluvia/niebla Alta
Ceramica Tejas Alta
Papel Royo de papel Alta
Vidrio ->plomo Ventanas Alta
Metal Vigas/Armarios Muy Alta