redes inalambricas

Redes Inal√°mbricas

En los primeros días de la Web, la mayoría de los hogares no necesitaban una red de conexión entre aparatos.

Una familia solo tenía un ordenador, que se usaba para revisar el correo electrónico o navegar por la Web. Hoy todo esto ha cambiado mucho.

Ordenadores, ordenadores portátiles, tablets, Smartphone, dispositivos de juegos, televisores, decodificadores, e incluso aparatos de cocina, todos necesitan conectarse a Internet y entre sí.

Hoy en día, una red de cualquier tipo que sea capaz de conectar muchos aparatos se ha convertido en una necesidad, y para esto, las redes inalámbricas se han convertido en las más utilizadas y se están volviendo cada vez más populares debido a su fácil configuración y que no requiere cableado.

¬ŅQu√© es una Red Inal√°mbrica?

Una red inal√°mbrica es una red configurada para utilizar una se√Īal de radio (onda), a una determinada frecuencia, para comunicarse entre varios dispositivos que tengan acceso a la red y sin necesidad de utilizar cables.

Son redes que utilizan radiofrecuencia o infrarrojos para transmitir la información. También pueden utilizar ondas de microondas, pero no es lo más habitual.

En las Redes Inalámbricas no hay una conexión física por cable entre el remitente y el receptor de la información, sino que la red está conectada por ondas de radio o de microondas para mantener las comunicaciones.

B√°sicamente est√°n compuestas por un AP (punto de acceso inal√°mbrico) al que se conectan todos los dem√°s dispositivos inal√°mbricos de la red.El AP suele ser un router. Luego veremos todos los componentes necesarios.

Hace ya much√≠simos a√Īos que se utilizan las ondas de radio para comunicarse, el truco est√° en usarlas para comunicar aparatos en lugar de personas, como ocurre en la radio tradicional.

Las ondas de radio son unas ondas llamadas ondas electromagnéticas, capaces de viajar por el espacio y atravesar muros o paredes. Si quieres profundizar más en este tipo de ondas visita el enlace anterior.

Funcionamiento de Una Red Inal√°mbrica

Podemos explicar el funcionamiento de una red inal√°mbrica para conectar varios ordenadores de la siguiente forma.

El ordenador utiliza datos binarios, es decir información codificada con 2 dígitos, ceros y unos. Estos datos binarios se codificarán (transformaran) a la frecuencia de una onda de radio y se transmitirán a través de una antena.

La conversi√≥n de los datos binarios a datos en forma de se√Īal de radio la realiza una tarjeta llamada Tarjeta Ethernet, tarjeta que ya llevan incorporados casi todos los ordenadores modernos.

tarjeta ethernet

En un puerto de la tarjeta Ethernet se conecta la antena para el envío de la información. El conector del puerto es del tipo RJ45.

Una vez enviado los datos como una se√Īal de radio por la antena, el ordenador receptor los recoger√° con su antena y su tarjeta Ethernet decodificar√° la se√Īal a datos binarios de nuevo para que el ordenador receptor los entienda.

Tanto el ordenador que env√≠a la informaci√≥n, como los ordenadores que la reciban, deban tener una antena receptora de la informaci√≥n y una tarjeta Ethernet para la descodificaci√≥n de se√Īal de radio a datos binarios.

También necesitamos tener en los ordenadores instalado un programa que gestione el envío y recibo de información por la red.

Ya tenemos nuestra red inalámbrica operativa para enviar y recibir información por el aire, sin necesidad de cables.

Si queremos conectar nuestra red o otra red, por ejemplo a Internet, necesitaremos un aparato llamado Router Inal√°mbrico.

El router debe estar conectado a la nueva red con la que queremos conectar. Imaginemos que es Internet. Puede ser conexión inalámbrica o por cable.

Si queremos enviar información a otro aparato de la otra red, la información le llegará al router desde nuestra red, y lo que hace el router es recibir la información en forma de ondas de radio por su antena y la codifica en otros datos que sean capaces de navegar por la red de unión entre las dos redes. Esta unión puedes ser por cable o incluso también inalámbrica.

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Si la otra red es Internet, codifica los datos de la se√Īal de radio que le llegan procedentes de nuestra red, en datos que sean capaces de viajar por el cableado de Internet y los env√≠a a la direcci√≥n de la otra red especificada por nosotros con el programa de env√≠o de datos.

Adem√°s, el router inal√°mbrico tambi√©n es capaz de recibir informaci√≥n de Internet (la otra red) y convertirlos en se√Īales de radio (codifica) para enviarla a la antena de uno de los ordenadores de nuestra red.

El router es capaz de codificar la información que le llega de nuestra red y descodificar los datos que le llegan de la otra red (internet), además de saber a qué ordenador o aparato le tiene que enviar la información, y por supuesto enviársela.

Nota: Router es lo mismo que Enrutador.

En las redes inal√°mbricas basadas en Wi-Fi, todos los dispositivos se conectan a un solo enrutador, en lugar de estar directamente conectados uno con otro.

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Los ordenadores, tablets y otros dispositivos se conectan a un solo router, llamado «punto de acceso inal√°mbrico» que trabaja como un conmutador, ya que lo que hace es enviar la informaci√≥n recibida desde uno de los aparatos de nuestra red, hacia el dispositivo concreto de nuestra red que los tiene que recibir. Muchas veces este tipo de router se llama switch inal√°mbrico (interruptor en ingles).

Como ves, los router conectan los dispositivos de la red y adem√°s tienen la capacidad de conectar la propia red a otra red, como ya vimos.

¬°OJO!, un dispositivo solo podr√° conectarse a la red inal√°mbrica cuando est√° dentro del alcance de las se√Īal (ondas) que emite el router inal√°mbrico u otro dispositivo que emita la se√Īal.

Adem√°s, si se tiene habilitada la seguridad inal√°mbrica en la red, deber√°s ingresar la contrase√Īa de la red en cada dispositivo que desee conectar a esa red.

¬ŅQu√© se Necesita para Construir una Red Inal√°mbrica?

  1. Ordenadores, Smartphones, TV, etc, es decir aparatos que se quieran y puedan conectarse a la red.
  2. Dispositivos con capacidades de red inal√°mbrica: la mayor√≠a de los dispositivos m√°s nuevos de hoy tendr√°n capacidades inal√°mbricas integradas, ya sea 802.11b / g, 802.11b / g / n, o incluso 802.11ac (luego veremos todo esto m√°s detalladamente en los tipos de se√Īales inal√°mbricas).
  3. Una tarjeta Ethernet que normalmente ya llevan incorporada todos los ordenadores.
  4. Programas o Software para el envío de los datos y gestión de la red
  5. Si queremos conectarnos a Internet, necesitamos también un router inalámbrico o punto de acceso conectado al puerto de la tarjeta Ethernet de uno de los ordenadores, llamado servidor, mediante conectores del Tipo RJ 45. Lógicamente necesitaremos contratar una conexión a internet.

Como ves en el esquema anterior hay un ordenador que gestiona la red y se llama servidor de red, al resto de aparatos se les llama clientes.

Modos de Funcionamiento Inal√°mbrico

Los estándares IEEE 802.11 especifican dos modos de funcionamiento o modos de operación: Modo de Infraestructura y Modo Ad-Hoc .

La mayor√≠a de las redes funcionan en modo infraestructura, ya que es la forma de trabajo de las redes Wi-Fi. Todos los dispositivos en la red se comunican a trav√©s de un √ļnico punto de acceso, que generalmente es el enrutador inal√°mbrico.

Por ejemplo, supongamos que tenemos dos ordenadores portátiles una al lado del otro, los dos conectados a la misma red inalámbrica. Incluso cuando están muy cerca, no se están comunicando directamente el uno con el otro, los dos portátiles se comunican indirectamente a través del punto de acceso inalámbrico de la red a la que pertenecen.

Envían paquetes al punto de acceso, probablemente el punto de acceso sea un router inalámbrico, y desde este punto de acceso envía los paquetes de datos al otro portátil. El modo de infraestructura requiere un punto de acceso central al que todos los dispositivos se conectan.

El modo Ad-hoc tambi√©n se conoce como modo «punto a punto«. Las redes ad-hoc NO requieren un punto de acceso centralizado. En cambio, los dispositivos en la red inal√°mbrica se conectan directamente entre s√≠. Si configura las dos ordenadores port√°tiles anteriores en modo inal√°mbrico ad-hoc, se conectar√°n directamente entre s√≠ sin la necesidad de un punto de acceso centralizado.

Por ejemplo, supongamos que tiene dos ordenadores portátiles y estás sentado en una habitación de hotel sin Wi-Fi. Puedes conectarlos directamente con el modo ad-hoc para formar una red Wi-Fi temporal sin necesidad de un enrutador.

modos inalambricos

El modo de infraestructura es ideal si est√° configurando una red m√°s permanente. Los enrutadores inal√°mbricos que funcionan como puntos de acceso generalmente tienen radios y antenas inal√°mbricas de mayor potencia para que puedan cubrir un √°rea m√°s amplia.

El modo Ad-hoc se suele utilizar en redes temporales.

La Importancia de la Intensidad de la Se√Īal Inal√°mbrica

El rendimiento de una conexi√≥n de red inal√°mbrica depende en gran medida de la intensidad de la se√Īal de radio que se env√≠a.

La intensidad de la se√Īal de una red inal√°mbrica se utiliza para medir el nivel de potencia de las se√Īales recibidas por un dispositivo en las redes inal√°mbricas

Esta intensidad para un rendimiento óptimo varía en función de muchos factores, como el ruido de fondo en el entorno, la cantidad de clientes en la red, las tasas de datos deseadas y las aplicaciones que se utilizarán.

Por ejemplo, un sistema de telefonía por VoIP necesitará una cobertura mucho mejor que un sistema de escáner de código de barras en un almacén.

Expresar la intensidad de la se√Īal en una red es complicado. La forma m√°s precisa de expresarlo es con milivatios (mW), pero terminas con un mont√≥n decimales debido a la potencia de transmisi√≥n que suele ser s√ļperbaja medida de esta forma, lo que dificulta su lectura.

Por ejemplo, -40 dBm (que es la que us√°remos y veremos despu√©s) son 0.0001 mW, y los ceros se vuelven m√°s intensos a medida que disminuye la intensidad de la se√Īal.

El RSSI (Indicador de intensidad de se√Īal recibida) es una medida com√ļn, pero la mayor√≠a de los proveedores de adaptadores WiFi lo manejan de manera diferente, ya que no est√° estandarizado. Algunos adaptadores usan una escala de 0-60, y otros 0-255.

La forma m√°s f√°cil y m√°s consistente de expresar la intensidad de la se√Īal es con dBm , que significa decibelios en relaci√≥n con un milivatio de potencia.

Como la mayoría de los adaptadores WiFi manejan el RSSI de manera diferente, generalmente se convierte a dBm para que sea coherente y legible.

mW – milivatios (1 mW = 0 dBm)
RSSI – Indicador de intensidad de se√Īal recibida (generalmente 0-60 o 0-255)
dBm РDecibelios en relación con un milivatio (generalmente de -30 a -100)

¬°OJO! Lo primero que hay que entender acerca de dBm es que estamos trabajando en n√ļmeros negativos.

-30 es una se√Īal m√°s alta que -80, porque -80 es un n√ļmero mucho m√°s bajo.

Entonces, ¬ŅC√≥mo podemos considerar si una intensidad de se√Īal es buena, aceptable o pobre? Pues a continuaci√≥n tienes una tabla orientativa en dBm.

intensidad de una se√Īal inalambrica

Tipos de Se√Īales

Hay dos tipos de se√Īales de Wi-Fi, seg√ļn las frecuencias que utilizan:

2.4GHz : Esta es la frecuencia de las se√Īales inal√°mbricas mas utilizada y con la frecuencia m√°s baja de transmisi√≥n. Muchos dispositivos lo utilizan, por lo que las se√Īales pueden volverse m√°s concurridas e interferir entre s√≠. Puede atravesar paredes y ventanas bastante bien.

5 GHz : esta tecnolog√≠a de mayor frecuencia es utilizada por menos dispositivos y, a veces, puede alcanzar velocidades m√°s altas debido a que las frecuencias est√°n menos llenas. Pero NO puede atravesar paredes y ventanas, as√≠ como las se√Īales de banda de 2.4GHz, por lo que el rango de la tecnolog√≠a de 5GHz a menudo es m√°s corto.

Tipos de Redes Inal√°mbricas

Las redes inal√°mbricas se pueden clasificar en cuatro grupos espec√≠ficos seg√ļn el √°rea de aplicaci√≥n y el alcance de la se√Īal :

  • Redes inal√°mbricas de √°rea personal (Wireless Personal- WPAN): Es una red para interconectar dispositivos centrados alrededor del √°rea de trabajo de una persona. Por lo general, una red de √°rea personal inal√°mbrica utiliza alguna tecnolog√≠a que permite la comunicaci√≥n dentro de unos 10 metros, es decir, un alcance muy corto, de 1m a 10m aunque a veces puede llegar hasta los 50m.
  • Redes inal√°mbricas de √°rea local (Wireless Local-WLAN): Las redes WLAN permiten a los usuarios conectarse dentro de un √°rea local, como un campus universitario o una biblioteca, formar una red u obtener acceso a Internet. Son lasw m√°s utilizadas y conocidas. Tienen alcance desde los 10 metros hasta los 100 metros m√°s o menos. Tambi√©n pueden llamarse Wireless LAN o LAN inal√°mbricas. Son las m√°s utilizadas y las m√°s conocidas, ya que entre ellas se encuentran las famosas Wi-Fi. Si quieres saber todo sobre este tipo de redes visita: Wireless LAN.
  • Redes inal√°mbricas de √°rea metropolitana (Wireless Metropolitan- WMAN): Esta tecnolog√≠a permite la conexi√≥n de m√ļltiples redes en un √°rea metropolitana, como diferentes edificios en una ciudad, lo que puede ser una alternativa al cableado de cobre o fibra. Tienen alcances desde los 100m hasta los 35Km o incluso algo m√°s.
tipos de redes inalambricas
  • Redes inal√°mbricas de √°rea amplia (Wireless Wide- WWAN): Estos tipos de redes se pueden mantener en grandes √°reas, como ciudades o pa√≠ses, a trav√©s de m√ļltiples sistemas de sat√©lites o sitios de antena atendidos por un ISP. Estos tipos de sistemas se conocen como sistemas 2G (2¬™ generaci√≥n). Alcances de miles de Kil√≥metros.

Los Est√°ndares de las Redes Inal√°mbricas

Los estándares regulan la velocidad y el tipo de transmisión de datos por ondas de radio, es decir de las ondas de transmisión de las redes inalámbricas.

El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE es una organización internacional sin fines de lucro, líder en el campo de la promoción de estándares internacionales.

IEEE tiene en su haber 900 est√°ndares activos y otros 400 en desarrollo. Algunos de los productos del IEEE m√°s conocidos son el grupo de est√°ndares IEEE 802 que incluye el de Ethernet (IEEE 802.3) y el de redes inal√°mbricas.

En la actualidad, el estándar IEEE 802.11n es ampliamente aceptado y utilizado en toda la industria y proporciona el equilibrio necesario de alcance, rendimiento de la red y soporte para la movilidad de dispositivos para atender efectivamente la mayoría de las necesidades de las transmisiones inalámbricas.

El IEEE 802.11n tiene velocidades de entre 150 y 600 Mbps, pero la nueva tecnología ac (802.11ac) aumenta la velocidad teórica hasta los 1.300 Mbps. Usa simultáneamente las bandas de frecuencias de 2,5 y 5GHz (gigahertzios)

Los aparatos conectados a una red casi siempre tienen compatibilidad con los est√°ndares anteriores y un adaptador inal√°mbrico aunque admita varios est√°ndares, siempre va a escoger y usar de ser posible el que m√°s velocidad permita.

Pero veamos todos los estándares de transmisión que existen.

WPA
Abreviatura de acceso protegido a Wi-Fi, un est√°ndar de Wi-Fi que fue dise√Īado para mejorar las caracter√≠sticas de seguridad de WEP. Esta tecnolog√≠a presenta un mejor cifrado de datos a trav√©s del protocolo de integridad de clave temporal (TKIP) y la autenticaci√≥n del usuario a trav√©s del protocolo de autenticaci√≥n extensible (EAP), PEAP – MSChapV2. Wireless PittNet utiliza el protocolo WPA.

802.1x
Este estándar mejora la seguridad de las redes de área local al proporcionar un marco de autenticación que permite a los usuarios autenticarse ante una autoridad central, como LDAP o Active Directory. Junto con las tecnologías de acceso 802.11, proporciona un mecanismo eficaz para controlar el acceso a la red de área local inalámbrica.

802.11a
Una extensión del estándar 802.11 desarrollado por IEEE para la tecnología de red inalámbrica. 802.11a se aplica a redes de área local inalámbricas y admite una velocidad máxima de conexión de 54 Mbps en la banda de 5 GHz. Esta especificación no es compatible con 802.11b / g y requiere adaptadores inalámbricos especiales.

802.11b
Una extensión del estándar 802.11 desarrollado por IEEE para la tecnología de red inalámbrica. 802.11b se aplica a redes de área local inalámbricas y admite una velocidad de conexión máxima de 11 Mbps con retroceso a 5,5, 2 y 1 Mbps en la banda ISM de 2,4 GHz. Esta norma fue ratificada en 1999.

802.11g
Una extensión del estándar 802.11 que permite una velocidad de conexión máxima de 54 Mbps mientras se mantiene la compatibilidad con el estándar 802.11b en la banda de 2.4GHz Esta especificación es compatible y complementaria al estándar 802.11b.

802.11i
Una extensión del estándar 802.11 para proporcionar seguridad mejorada que la que está disponible en las extensiones 802.11. Esta extensión proporciona métodos mejorados de encriptación y la integración del protocolo de autenticación IEEE 802.1x, así como mecanismos de encriptación avanzados como AES (Advanced Encryption Standard), para una implementación opcional y totalmente compatible con 802.11i.

802.11n
El m√°s utilizado actualmente. Utiliza m√ļltiples antenas transmisoras y receptoras (tambi√©n conocidas como entrada m√ļltiple y salida m√ļltiple, o MIMO) para permitir un mayor rendimiento y rango de datos. Este est√°ndar fue ratificado en 2009. El hardware est√°ndar est√° disponible comercialmente y no es compatible con Wireless PittNet.

Tipos de Tecnologías de Redes Inalámbricas

Se ha desarrollado una gran cantidad de tecnologías para soportar redes inalámbricas en diferentes escenarios.Las principales tecnologías inalámbricas son:

  • Wi-Fi: especialmente popular en redes dom√©sticas y como tecnolog√≠a de punto de acceso inal√°mbrico.
  • WiMax: parecida a la Wi-Fi pero con transmisi√≥n por ondas de microondas. Para saber m√°s WiMax. Tienen mayor amplitud y repidez que las Wi-Fi.
  • Bluetooth: para aplicaciones de baja potencia y con poca distancia entre los componentes de la red (por ejemplo 2 m√≥viles cercanos). La tecnolog√≠a Bluetooth ha mejorado con la Bluetooth LE tambi√©n llamada Low Energy. Para saber m√°s Bluetooth LE.
  • Est√°ndares inal√°mbricos de automatizaci√≥n del hogar como ZigBee y Z-Wave.
  • Otras tecnolog√≠as a√ļn en desarrollo, pero que probablemente desempe√Īar√°n un papel en las redes inal√°mbricas del futuro, incluyen internet celular 5G y comunicaci√≥n de luz visible de Li-Fi .

Si quieres ver todas las tecnologías, también llamadas Conexiones Inalámbricas, pincha en el enlace siguiente: Conexiones Inalámbricas.

Ventajas e Inconvenientes de las Redes Inal√°mbricas

Las redes inal√°mbricas ofrecen varias ventajas en comparaci√≥n con las redes cableadas, pero tambi√©n tienen alg√ļn inconveniente.

La principal y más obvia ventaja de utilizar la tecnología inalámbrica es la gran movilidad que ofrece (portabilidad y libertad de movimiento).

La tecnología inalámbrica no solo le permite usar dispositivos sin ataduras por culpa de barreras como las paredes, sino que también elimina los cables antiestéticos que inevitablemente deben ser tratados en redes cableadas.

La principal desventaja de la conexión inalámbrica está referida a la seguridad .

En este tipo de redes los hackers lo tienen m√°s f√°cil para acceder, incluso en edificios alejados del punto de acceso inal√°mbrico.

Otra desventaja de usar tecnolog√≠as inal√°mbricas son las posibles interferencias en las se√Īales por otras se√Īales de radio, por el clima, por otros dispositivos inal√°mbricos o por las obstrucciones como paredes.

De hecho, hay varios otros factores a considerar al comparar redes cableadas e inal√°mbricas , como el costo, el rendimiento y la confiabilidad.

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