Cada vez es más habitual disponer de conexión WiFi en transporte público. En Monolitic disponemos de una gran variedad de soluciones para las comunicaciones WiFi entre dispositivos. En esta nota técnica presentamos los nuevos módulos de nuestra representada Compex. El WLE900X, por ejemplo, se puede configurar como punto de acceso cumpliendo con el estándar 802.11ac. Descubre los distintos modelos que presentamos y la amplia gama de antenas de la que disponemos. Contacta con nosotros para más información!

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ACCESO WIFI EN TRANSPORTE PÚBLICO
Durante el trayecto diario desde el hogar al lugar del trabajo, los usuarios de transporte
público, suelen aprovechar el tiempo para estar al día de las últimas noticias, continuar con
la lectura de la novela que dejaron a medias, escuchar aquellas canciones que mantienen
su estado ánimo satisfactorio o visionar las repeticiones de las competiciones deportivas
más candentes. Claro que, también hay quien prefiere adelantar trabajo. En cualquier caso,
entre unos y otros, en la última década se ha producido un cambio común: la prensa
escrita por la prensa digital, el libro tradicional por los pdfs on-line, el walkman por la
música on-line, y el teléfono móvil por las llamadas por Skype, entre otros.
Los proveedores de comunicaciones ofrecen variadas ofertas de comunicación internet
móvil, todas ellas con límite de descarga. Habitualmente una persona tiene contratado el
servicio en el móvil. Si bien, hace uso de más dispositivos con capacidad de conectividad
WiFi tales como tablets, e-books, etc... Es por este motivo que los usuarios valoran
cada vez más disponer de una conexión de internet WiFi a la que conectar sus
dispositivos durante sus desplazamientos y tiempos de espera en paradas y terminales.
Las compañías de transporte son conscientes y están invirtiendo en ello, ofreciendo
diferentes fórmulas tales como gratuidad, tarifas planas o servicios freemium basados en
publicidad.

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En los aeropuertos españoles, durante este año 2016, Aena está trabajando para dotar a
todos ellos de acceso a internet gratuito. Iberia ofrece acceso de pago en sus naves.
Vueling y Air Europa lo están introduciendo también este año. Norwegian y Emirates lo
ofrecen gratis. En el AVE, Renfe ya ha puesto en marcha el proceso de implantación de
WiFi en toda su flota de trenes; así como en las estaciones principales de cercanías. En los
servicios de Taxi de Madrid, Taxi Gremial ha puesto en marcha un proyecto piloto en diez
de sus vehículos que, una vez validado, se acabará extendiendo al resto de la flota. Desde
Abril de 2015, el ayuntamiento de Salamanca ofrece WiFi gratuito en toda su flota,
compuesta por 62 autobuses urbanos. En Barcelona, TMB está dotando con acceso WiFi
sus autobuses, a un ritmo de 40 autobuses semanales. Se trata de un ambicioso plan que
pretende completar toda la flota de 1050 autobuses antes de final de año. El sistema
cuenta con routers y equipos embarcados propios de TMB, ofreciendo un servicio básico de
256 kbps por usuario, que es el máximo ancho de banda permitido por la normativa, pero
suficiente para navegar, consultar el correo electrónico o mantenerse al día en las redes
sociales. Por su parte, el metro, ya dispone de 9 estaciones con WiFi, y tiene previsto
ampliar el servicio en 7 estaciones más.
Tecnología WiFi
La posibilidad de ofrecer acceso público WiFi es posible, en gran parte, gracias a la
evolución que ha sufrido esta tecnología. La aparición de nuevas técnicas está
permitiendo mejorar el rendimiento.
No sólo el incremento de las ganancias en los módems, que amplía el radio de cobertura, o
la aparición de nuevos estándares con mayores anchos de banda que permiten abastecer a
más usuarios, conceptos como la emisión simultánea en dos frecuencias o la duplicidad de
antenas han hecho también de esta tecnología la reina del acceso a internet.
La emisión simultánea de frecuencias consiste en utilizar tanto la frecuencia tradicional de
2.4 GHz como la de 5GHz. La frecuencia de 2.4GHz está más congestionada y
presenta más interferencias, mientras que la frecuencia de 5GHz presenta un
rango más corto. La combinación de ambas permite disfrutar de la cobertura
más amplia de la banda de 2.4Ghz y de la velocidad y menor saturación de la
banda de 5GHz. Actualmente no hay circuitos integrados capaces de operar
simultáneamente en ambas bandas. La simultaneidad se consigue con módulos de 5GHz
integrados en placas embebidas con chips de 2,4GHz incorporados.

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El concepto de duplicidad de antenas, MIMO (multiple inputs, multiple outputs) evita que
los obstáculos presentes en el camino de las ondas de radio acaben provocando
recepciones intermitentes, desorden en la recepción de paquetes de datos, incremento de
errores y reducción de la velocidad. Con múltiples antenas en ambas partes de la
transmisión, se implementa la propagación múltiple de ondas y datos. Esta implementación
puede darse de dos formas, o bien utilizando todas las antenas para todos los dispositivos
(Single User MIMO), o bien repartiendo las antenas entre los dispositivos (Multiple User
MIMO).
Este acopio de nuevas técnicas se especifica en los nuevos estándares Wifi. La mejora de
estos estándares ha permitido incrementar el ancho de banda progresivamente,
desde el primer estándar del año 1997 hasta el nuevo y flamante 802.11ac – conocido
como WiFi 5G - aparecido en 2013. En la siguiente tabla se muestra el resumen de los
principales estándares, junto con el año de aparición y el ancho de banda.
Resulta interesante observar los dos grandes saltos de ancho de banda que supusieron la
aparición, primero del estándar 802.11n, y posteriormente, más aún, del estándar
802.11ac.
En el caso del estándar 802.11ac, además se ha conseguido superar los Gigabit
por segundo (1300Mbps). Este hecho no es baladí, pues consigue equiparar la conexión
WiFi a la conexión por Ethernet (1000Mbps). De esta forma, la acción de conectar el cable
de red al portátil para ganar en velocidad respecto la señal WiFi, pasará a mejor vida.
Los teléfonos móviles actuales ya están dotados con el estándar 802.11ac; así como las
tablets y demás dispositivos con conectividad disponibles en el mercado.
Estándar Año Ancho de banda Características
802.11 1997 2Mbps Obsoleto
802.11b 1999 11Mbps Susceptible a interferencias.
802.11g 2002 54Mbps Alta velocidad, resistencia mayor a
interferencias. Coste alto. Compatible b.
802.11n 2009 300Mbps MIMO. Señal más intensa. Resistente a
interferencias. Compatible b/g.
802.11ac 2013 450/1300Mbps MIMO. Compatible b/g/n

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En la siguiente imagen se percibe la diferencia de velocidad de los diferentes estándares
a/b/g/n/ac y Gigabit Ethernet.
Cabe indicar también que está aprobado el estándar 802.11ad. Aunque alcanza velocidades
de 7000 Mbps, éste está pensado para distancias cortas, máximas de 10m, sin obstáculos,
ya que añadirá el uso de la frecuencia de 60GHz.
Ejemplo de aplicación
La tasa de datos y el ancho de banda requerido para facilitar el acceso a internet en
medios de transporte hace necesario utilizar productos de alta gama. En el mercado es
posible encontrar varios fabricantes. Uno de los más reconocidos y extendidos es
COMPEX, cuyo portfolio abarca tanto equipos para exterior e interior como tarjetas
MiniPCIe y placas embebidas.
Una de las tarjetas más comúnmente utilizada por las ingenierías responsables de
implementar los sistemas embarcados en los servicios públicos para dotarlos de WiFi es
el modelo industrial WLE900X.
Configurándolo como punto de acceso, se puede
ofrecer a los usuarios conexión a internet o acceso a
contenidos multimedia propios del servicio, como streaming
de video.
WLE900VX

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Se trata de una tarjeta que cumple con el estándar 802.11ac y compatible con
802.11a/b/g/n. Por tanto, es capaz de trabajar a 2,4GHz y a 5GHz, ofreciendo una
potencia de salida de señal de 21dBm y 19dBm respectivamente en cada banda por canal.
Dispone de tres antenas simultáneas (3x3 MIMO) y alcanza un ancho de banda total de
hasta 1.300 Mbps. Es configurable tanto como Punto de Acceso o como cliente.
WLE900VX está basado en el chip Qualcomm-Atheros QCA9880 y es compatible con el
driver ath10k, desarrollado por la comunidad ath10k. Ath10k es un driver para Linux de
código abierto. La mayoría de las ingenierías optan por el driver ath10k, como además
WLE900VX es muy popular, es bastante fácil encontrar documentación acerca de cómo
funciona el driver aht10k con el módulo.
El número de usuarios y, por tanto, ancho de banda de cada uno, depende de la potencia
de la placa utilizada, no del módulo en sí. Por otra parte, debemos recordar que, debido a
que no existen módulos en el mercado capaces de trabajar simultáneamente en ambas
bandas, para obtener simultaneidad de trabajo en ambas bandas (2.4GHz y 5GHz), se
debe trabajar con el módulo WiFi en 5 GHz y el WiFi propio integrado la placa a 2,4GHz.
El modelo actual más adecuado, dentro de la oferta de placas embebidas con WiFi
incorporado, es la placa WPJ344. Dispone de MIMO 2x2, WiFi en los estándares
802.11b/n/g y una potencia por canal de 23dBm.
Suponiendo 40 usuarios, acoplando la tarjeta WLE900VX, en la banda de 5GHz WPJ344
permite obtener entre 650Mbps y 900Mbps; en un autobús de línea, donde las distancias
son cortas, se debería alcanzar sin problemas el valor máximo de 900Mbps. En la banda de
2,4GHz, utilizando el modem propio de la placa, se obtiene hasta 300Mbps.
WPJ344

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Por otro lado, a falta de obtener la certificación para Europa, Compex ya dispone un
modelo superior. Es la placa WiFi embebida WPJ558. Como mejora respecto
WPJ344 presenta un canal MIMO más (3x3) y aumenta el ancho de banda en
2.4GHz a 450Mbps. De esta forma, es capaz de ofrecer 15Mbps a 50 usuarios
simultáneos.
Antenas compatibles.
Para obtener un buen rendimiento se presentan tres antenas capaces de trabajar tanto en
la banda de 2,4GHz con en la de 5GHz, de dos fabricantes distintos: Dromus y Amoris de
Antenova, y 2J662B de 2J-Antennae.
Dromus, Amoris y 2J662B
Dromus y Amoris son dos antenas flexibles que se pueden colocar en el interior de la
caja de plástico que albergue el sistema embebido. Si se tratase de una caja de metal,
convendría utilizar un latiguillo SMA-U.FL con pasamuros para situar la antena 2J662B en la
superficie. Por otro lado, se debe tener en cuenta que la ganancia de Dromus y Amoris es
del orden de 2,8dBi en la banda de 2.4GHz y de 5,1dBi en la banda de 5GHz, mientras que
2J662B presenta una ganancia de 5DBi en ambas bandas. Por ello, para un autobús
normal, sería suficiente utilizar antenas flexibles; mientras en un autobús doble o de dos
pisos, habría que recurrir al modelo de 2J-Antennae. Finalmente, para aprovechar al
máximo la técnica MIMO, se debería utilizar una antena por canal. Si no fuera así, la señal
sólo se propagaría por la antena conectada; el sistema funcionaria, pero no sin su
rendimiento óptimo.
En Monolitic somos especialistas en Sistemas de Comunicación Industrial,
disponiendo de una amplia gama de productos para todo tipo de aplicaciones y
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