Comunicación inalámbrica
La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que la comunicación (emisor/receptor) no se encuentra unida por un medio de propagación físico, sino que utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles, etc.
Ejemplos de comunicaciones inalámbricas
La definición de comunicaciones inalámbricas engloba desde una comunicación Bluetooth entre un teléfono móvil y un ordenador portátil hasta una comunicación de dos terminales de telefonía móvil GSM. Incluso la comunicación verbal entre dos personas sería una comunicación inalámbrica: utilizan el aire como un canal para el intercambio de información.Clasificación
Según la documentación que se consulte, se pueden encontrar diferentes clasificaciones de las comunicaciones inalámbricas.
Se clasificaran atendiendo a su alcance y a la manera de controlar el acceso a la red.
- Según el alcance, podemos establecer tres grandes grupos:
• Redesde áreapersonal inalámbrica (WPAN: wireless personal área networks).
• Redesdeárealocalinalámbrica (WLAN: wireless local área networks).
• Redes de área extendida inalámbrica (WWAN: wireless wide área networks). Podemos diferenciar dos tipos de WWAN, según quién controle su acceso:
Comunicaciónfija (FWWAN: fixed wireless wide area networks).
Comunicación móvil (MWWAN: mobile wireless wide area networks).
- Redes personales inalámbricas (WPAN)
Las WPAN presentan una importante limitación de alcance: los dispositivos que pretenden comunicarse han de estar poco separados. Generalmente, se acepta como límite el espacio de una habitación o un despacho.
Usos de las redes WPAN
Las redes WPAN es una tecnología que ha llegado de manera progresiva a nuestra vida cotidiana con el objetivo de hacer las comunicaciones más cómodas y más fáciles de utilizar: la tecnología Bluetooth permite comunicar una impresora y un ordenador sin ningún cable, siempre que estén a una distancia de aproximadamente diez metros; mediante la tecnología Wi-Fi la distancia puede llegar a ser de hasta cien metros.
Bluetooth
Bluetooth es una especificación regulada por el grupo de trabajo IEEE 802.15.1, que permite la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace de radiofrecuencia en la banda ISM de 2,4 GHz.
Bluetooth permite conectar inalámbricamente diferentes dispositivos electrónicos, como asistentes digitales personales (PDA), teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc., lo que facilita, abarata y garantiza la interoperabilidad entre dispositivos de diferentes fabricantes.
Bluetooth define un alcance corto (alrededor de 10 m) y, opcionalmente, un alcance medio (alrededor de 100 m).
DECT
La tecnología digital enhanced cordless telecommunicatios (DECT) aparece como una necesidad de que las comunicaciones analógicas de la telefonía de principios de la década de los ochenta evolucionaran hacia un contexto digital. La transmisión digital inalámbrica ofrece una serie de ventajas respecto a la analógica: menos interferencias, más capacidad de dispositivos en una misma zona, más seguridad (se puede cifrar la información) y más movilidad (se pueden establecer mecanismos para saltar de una red a otra, característica denominada roaming).
IrDa
La Infrared Data Association (IrDA) es una asociación que integra más de ciento sesenta compañías. El estándar IrDA utiliza el espectro de frecuencia de infrarrojo para transmitir información. Los dispositivos que utilizan la IrDA se comunican mediante el uso del diodo LED (light emitting diode). Es necesario que estos dispositivos estén alineados los unos con los otros. La desviación máxima permitida es de 30°.
NFC
La tecnología near field comnunication (NFC) permite la transmisión de datos de una manera simple entre diferentes dispositivos mediante un enlace de radiofrecuencia en la banda ISM de 13,56 MHz. Dado que la conexión se produce cuando dos dispositivos NFC están muy próximos entre sí, a menos de 20 centímetros, la comunicación es inherentemente segura.
Zigbee
Zigbee es un estándar de comunicaciones inalámbricas, regulado por el grupo de trabajo IEEE 802.15.4 en el 2004, que permite habilitar redes inalámbricas con capacidades de control, y monitorizar que sean seguras, de bajo consumo energético y de bajo coste de procesador, de manera bidireccional.
Redes locales inalámbricas (WLAN)
Una WLAN es una red de cobertura geográfica limitada, velocidad de transmisión relativamente alta, bajo nivel de errores y administrada de manera privada, que se comunica básicamente mediante microondas.
Las WLAN son una extensión y/o una alternativa a las LAN con cables. Los usuarios de una WLAN pueden acceder a los recursos que les ofrece la LAN sin tener que depender de infraestructuras de red (cableado, conectores, etc.). La gran difusión de las WLAN se debe a las importantes ventajas que presentan respecto a las LAN:
• Movilidad: los usuarios de una WLAN pueden acceder a información en tiempo real desde cualquier lugar de la organización.
• Instalaciónsimple: no hay que preocuparse por la instalación de cables dentro del radio de cobertura.
• Flexibilidad: permite acceder a lugares que una LAN cableada no alcanzaría nunca.
Zigbee CC-BY-SA • PID_00176752 15 Introducción a los sistemas de comunicación inalámbricos
• Bajocoste: aunque el coste inicial de instalación de las WLAN puede ser superior a las LAN con cable, a largo plazo puede suponer un ahorro, sobre todo en entornos con cambios frecuentes de ubicación de los dispositivos.
• Escalabilidad: las WLAN se pueden configurar con diferentes topologías de una manera sencilla según la necesidad del entorno. Podemos tener las WLAN ad hoc (donde los dispositivos se van añadiendo a la red) y las WLAN con puntos de acceso conectados a la red principal.
IEEE 802.11
El IEEE 802.11 es una familia de estándares para redes locales inalámbricas desarrollada por el IEEE, que fue definida en 1997 (en el año 1999 se definieron los estándares 802.11a y 802.11b). El estándar garantiza la interoperabilidad entre diferentes fabricantes. Es decir, por ejemplo, que una tarjeta WLAN para PC de un fabricante funcione con un punto de acceso de otro fabricante. El estándar 802.11 describe la funcionalidad de las capas y subcapas y las relaciones entre ellas, pero no especifica cómo se tienen que hacer; solo indica cómo se debe comportar el equipo y deja vía libre al fabricante en la manera de implementarlo.
HiperRLAN
El high performance radio local área network (HiperLAN) es un estándar de redes locales inalámbricas desarrollado por el ETSI. La primera versión del estándar, HiperLAN1 (HiperLAN Type 1), surgió en el año 1996 y admitía velocidades de hasta 20 Mbps. La evolución de este estándar, que apareció en el año 2000, se denomina HiperLAN2 (HiperLAN Type 2) y admite velocidades de hasta 54 Mbps. Los dos estándares operan en la banda de frecuencias de 5 GHz.
Redes de gran alcance inalámbricas (WWAN)
Las WWAN permiten la conexión de redes y usuarios de zonas geográficamente distantes. Podemos distinguir dos tipos:
• WWAN fijas, que utilizan radioenlace o satélite.
• WWAN móviles, que utilizan las compañías u otros servicios públicos en la transmisión y recepción de señales.
Sin ningún tipo de duda, las redes WWAN móviles (MWWAN) son las que han vivido una expansión más espectacular en los últimos años. Actualmente las MWWAN son el sistema de comunicación inalámbrico más utilizado, ya que es el que utilizan las operadoras de telefonía móvil y cuenta con más de 5.000 millones de usuarios en todo el mundo.
WWAN fijas (FWWAN)
Las redes WWAN fijas pueden utilizar dos tecnologías:
• Radioenlace. Utilizando radioenlaces se pueden conectar redes separadas geográficamente con diferentes bandas del espectro electromagnético (infrarrojos, microondas, láser, etc.), que pueden ser de punto a punto o de punto a multipunto.
• Satélite: Las comunicaciones por satélite cubren una gran superficie de la Tierra, tienen un gran ancho de banda y el coste de la transmisión es independiente de la distancia; presentan el inconveniente de los retardos de propagación de la señal.
WWAN móvil (MWWAN)
En las redes MWWAN el terminal que envía y recibe la información está en movimiento. En estas redes normalmente hay muchos usuarios conectados simultáneamente (acceso múltiple) que utilizan los servicios.
Ventajas de las comunicaciones inalámbricas respecto a las tradicionales
• Accesibilidad y flexibilidad. Las comunicaciones inalámbricas llegan a lugares donde los cables no tienen acceso.
• Coste. Las comunicaciones inalámbricas nos ahorran el coste asociado a la instalación del cableado y los derivados de los cambios de entorno físico, que podrían ser todavía más importantes.
• Movilidad. Las comunicaciones inalámbricas permiten tener información en tiempo real y en cualquier lugar del mundo. Esta funcionalidad puede permitir a muchas empresas mejorar su productividad y sus posibilidades de negocio.
• Comodidad. El hecho de poder prescindir de los cables que conectan los dispositivos hace que con el uso de comunicaciones inalámbricas se adquiera una importante comodidad.
• Escalabilidad. Las comunicaciones sin cables se adaptan fácilmente a los cambios de topología de la red y, además, la reubicación de los terminales se facilita enormemente.
Limitaciones de las comunicaciones inalámbricas respecto a las tradicionales
• Consumo. Los terminales móviles suelen trabajar con baterías que limitan la potencia de transmisión de los dispositivos, lo que repercute directamente en el alcance de las redes.
• Capacidad de transferencia limitada. El espectro electromagnético es un recurso limitado.
• Calidad. Las transferencias inalámbricas se ven sometidas a interferencias y ruidos.
• Seguridad. La utilización del espectro electromagnético como medio de comunicación implica que cualquier persona puede acceder a la información sin ningún tipo de limitación física.
Pasado, presente y futuro de las comunicaciones inalámbricas
El pasado de las comunicaciones inalámbricas
Si nos remontamos a miles de años atrás, comprobaremos que nuestros antepasados ya utilizaban el humo como sistema de comunicación inalámbrico para largas distancias.
Evidentemente, no empezaremos nuestro repaso desde tan lejos; nos fijaremos en acontecimientos relacionados con la electricidad y la electrónica, que son los antecedentes que más nos interesan en relación con el tema que nos ocupa:
• En el año 1896 el italiano Guglielmo Marconi transmitió y recibió la primera señal de radio local en Italia.
• En el año 1924 la NBC estableció la primera red de radio con veinticuatro estaciones.
• En el año 1925 se realizó la primera demostración de televisión.
• Desde el año 1947 se hacían pruebas del servicio de telefonía móvil, pero hasta 1983 no se comercializó el primero.
• El origen de las WLAN se remonta al año 1979, cuando se publicaron los resultados de un experimento hecho por ingenieros de IBM que crearon una red local con infrarrojos en una fábrica.
• A principios de la década de los noventa, un consorcio de empresas de primera línea (IBM, Intel, Toshiba, Ericsson y Nokia) crearon la tecnología
Bluetooth, que, posteriormente, el lEEE ha incorporado al estándar
802.15.1.
• En el año 1994 apareció el primer borrador del estándar IEEE 802.11.
• En el año 1995 MoviStar y Airtel empezaban a operar sobre GSM en España; tres años más tarde, Amena se incorporó a esta tecnología.
• En el año 2001 se proporcionó servicio sobre GPRS en Europa.
• En el año 2002 se hizo el lanzamiento comercial de 3G (UMTS) en la mayoría de los países de Europa.
• Desde el 2005 las redes UMTS evolucionan a partir de las tecnologías HSPA con el principal objetivo de aumentar la velocidad de transmisión de datos.
• En el año 2006 apareció el primer borrador de 802.11n, que soportaba velocidades próximas a 600 Mbps.
• En el año 2011 aparece el estándar Bluetooth 4.0, que destaca por la reducción significativa del consumo de batería y por una velocidad de transmisión máxima superior a 300 Mbps.
• En el año 2012 se empiezan a hacer las primeras pruebas sobre 4G.
Presente y futuro de las comunicaciones inalámbricas
Las comunicaciones inalámbricas han tenido un crecimiento espectacular en los últimos años. En este momento hay más de cinco mil millones de contratos de comunicaciones móviles MWWLAN en todo el mundo; hecho que ha permitido un aumento muy significativo de las aplicaciones y servicios que se realizan a partir de este medio de comunicación, que está al alcance de la mayoría de las personas. La tecnología móvil es, con mucha diferencia, el sector de las tecnologías de la información y las comunicaciones que más cambios está viviendo en los últimos veinte años.
Paralelamente, los dispositivos móviles, como Smartphone o tabletas, también se han beneficiado de este crecimiento y actualmente ya se pueden encontrar en el mercado una gran variedad de dispositivos móviles que permiten ejecutar y visualizar aplicaciones de altas prestaciones en red, como por ejemplo, televisión en alta definición y juegos 3D, que necesitan gran capacidad de cálculo.
De todas maneras es importante destacar que en estos momentos estamos en plena fase de evolución de esta tecnología de comunicación, ya que se espera que en el año 2020 haya alrededor de cincuenta mil contratos de comunicación móvil con unas prestaciones de ancho de banda de datos que puede llegar a 1Gbps, hecho que todavía disparará más las posibilidades de nuevas aplicaciones que permitirán generar un elevado volumen de negocio a partir de esta infraestructura.
El desarrollo de aplicaciones móviles, actualmente existen dos tendencias. La primera requiere conocimientos de programación específicos dependiendo de la plataforma nativa del dispositivo móvil, por ejemplo, Objective-C para el iOS de iPhone, Java para Android o Java para BlackBerry. La segunda tendencia es programar en HTML5, que permite el desarrollo web multi-plataforma; es decir, que el mismo código de programación se puede utilizar en iOS de iPhone, Android o BlackBerry.
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