Comienza el boom del Internet inalámbrico

Por Evelio Martinez
Publicado en la Revista RED Enero 2001.

Introducción

El boom de Internet se ha expandido en la actualidad a otros mercados en un principio inimaginables como la telefoni­a celular. Dentro de muy poco tiempo el mismo monto de informacion que se accesa por una computadora personal se podrá hacer con un teléfono celular u algún otro dispositivo portátil. Por otro lado, la globalización de las comunicaciones inalámbricas ha permitido el desarrollo de nuevos estándares y productos que muy pronto brindaron cambios en nuestras actividades. Nuevos y emergentes estándares inalámbricos tales como IEEE 802.11, IEEE 802.15, Bluetooth, HiperLAN/2, HomeRF en combinación con otras tecnologías no tan nuevas como la telefoní­a celular aunado con nuevos protocolos como el WAP permitirán la interconexión de las redes actuales e Internet a dispositivos móviles como teléfonos celulares, PDAs, radiolocalizadores (pagers) de dos ví­as y otros dispositivos portátiles.

Estas tecnologías inalámbricas utilizan técnicas avanzadas de modulación que permiten un gran nivel de seguridad así como resistencia a la interferencia de dispositivos electrónicos y a otros usuarios. Además, la mayoría de los usuarios podrán compartir una banda de frecuencia sin interferencia. Mas aún, estas nuevas tecnologías utilizan bandas de frecuencias sin licencia, que permiten el uso libre para el uso de la frecuencia.

En este artículo vamos a describir cada una de las tecnologías de acceso a Internet en sus diversas categorías WAN/MAN, LAN y una última categoría en redes inalámbricas conocida como PAN (Personal Area Network). Al final del presente artículo se describirán las tendencias en el acceso a Internet sin alambres.

Porqué redes inalámbricas para accesar a Internet

Son muchas las ventajas que ofrecen las tecnologías inalámbricas para el acceso a Internet. En un principio las únicas tecnologías inalámbricas que existían eran la satelital y a través de enlaces de microondas. A partir de ahí los proveedores de servicios a Internet brindaban a sus usuarios el acceso a los servicios a través de medios cableados tales como cobre, cable, fibra óptica entre otros. Es decir el usuario no accesaba directamente inalámbricamente la supercarretera de la información. Los pocos dispositivos que existían en esa época eran lentos, limitados y no eran ampliamente operables debido a que no existían estándares y sólo estaban disponibles por unos pocos fabricantes. El mercado estaba muy segmentado y los precios de los equipos eran elevadísimos que era imposible su expansión en el mercado y limitaba el desarrollo de nuevas tecnologías inalámbricas en las redes de computadoras.

Hoy en día gracias a la creación de nuevos estándares en el área inalámbrica se está permitiendo la fabricación de nuevos productos, a un precio cada vez más accesibles a los usuarios y con más ancho de banda. A continuación se describen otros factores que han influido en la selección de la opción inalámbrica para el acceso a redes e Internet.

  • Se han abierto frecuencias que no necesitan permisos para transmisión en las bandas de 2.4 a 2.4835 GHz y 5 GHz, conocidas como bandas de frecuencia de espectro esparcido, que habían estado reservadas para equipos industriales, científicos y médicos.
  • Se han incrementado la velocidad de las dorsales de Internet que enlazan las redes inalámbricas.
  • Están cambiando los patrones de trabajo, más gente de negocios necesita accesar a Internet desde cualquier lugar.
  • Es más fácil para el proveedor de servicios de telecomunicaciones e Internet brindar a sus usuarios acceso sin alambres que cablear a cada uno de ellos.
  • Es más fácil la incorporación de un nuevo usuario a una red inalámbrica

Con los nuevos productos y tecnologías inalámbricas los usuarios podrán accesar a las redes corporativas e Internet desde su casa, de camino al trabajo o en la carretera sin una conexión física. Con teléfonos inteligentes será posible recibir Internet y enlazase directamente a computadoras, máquinas de fax y otros dispositivos de oficina. Las computadoras estarán interconectadas entre sí sin alambres y se enlazaran a la red alámbrica a través de un dispositivo de acceso. A su vez, las conexiones entre las redes alámbricas podrán ser inalámbricas.

En un futuro no muy cercano, la velocidad de los dispositivos inalámbricos se incrementará dramáticamente debido en gran medida a las nuevas tecnologías inalámbricas y a los nuevos estándares, los cuales permitirán la interoperatibilidad entre los equipos y compatibilidad de las redes. Con esto los fabricantes de equipos inalámbricos incrementarán sus ventas y al mismo tiempo se decrementarán poco a poco los precios de los productos inalámbricos. Con la estandarización de los sistemas ganaremos todos.

Tipos de redes inalámbricas

Al igual que las redes tradicionales alámbricas vamos a clasificar a las redes inalámbricas en tres categorías.

  • WAN/MAN (Wide Area Network/Metropolitan Area Network)
  • LAN (Local Area Network)
  • PAN (Personal Area Network)

En la primer categoría WAN/MAN, pondremos a las redes que cubren desde decenas hasta miles de kilómetros. En la segunda categoría LAN, pondremos las redes que comprenden de varios metros hasta decenas de metros. Y en la última y nueva categoría PAN, pondremos a las redes que comprenden desde metros hasta 30 metros.

A continuación describiremos brevemente cada una de estas categorías:

Redes inálambricas tipo WAN/MAN

  • Telefonía celular analógica y celular
  • Radiolocalización de dos vías (pagers)
  • Radio enlaces terrestres de microondas
  • Laser/infrarrojo
  • WLL (Wireless Local Loop)
  • LMDS/MMDS
  • Comunicaciones por satélite

En la categoría MAN/WAN tenemos primeramente al acceso a Internet por medio de telefonía celular. Aunque originalmente la telefonía celular fue utilizada para la transferencia de voz, muy pronto se desarrollaron protocolos para poder transferir datos a través de esta tecnología inalámbrica. La primera de ellas fue CDPD (Celullar Digital Packet Data), desarrollada a mediados de los 90s por AT&T. CDPD provee la transmisión inalámbrica de datos digitales como Internet a través de la telefonía celular. Actualmente provee transferencias hasta 14.4 Kbps si se emplea la técnica de acceso múltiple CDMA (Code Division Multiple Access), mientras que en TDMA (Time Division Multiple Access) está limitada a 9.6 Kbps. CDPD se utiliza actualmente para transmitir mensajes breves a PDAs y correo electrónico a teléfonos celulares. Es posible el acceso limitado a Internet debido a que CDPD está basado en el protocolo de Internet TCP/IP. Con CDPD es posible transferir datos a través de redes públicas basadas en circuitos como en paquetes. En un futuro cercano aparecerán nuevos servicios con más alta velocidad basados en CDPD a través de redes basadas en paquetes.

Otro protocolo que provee acceso a Internet es WAP (Wireless Access Protocol). Con WAP son posibles las comunicaciones de datos entre redes inalámbricas a celulares y otros dispositivos portátiles como PDAs, radiolocalizadores, teléfonos inteligentes, etc. Las especificaciones de WAP soportan la mayoría de los servicios y protocolos de las redes celulares de hoy en día tales como GSM, PDC, TDMA, CDMA y CDPD. Uno de los principales objetivos de la especificación WAP es permitir que dispositivos portátiles se interconecten con las redes inalámbricas independientemente de sistemas operativos y protocolos. Es por eso que WAP utiliza un lenguaje conocido como WML (Wireless Markup Language) que permite la conexión entre las redes y los dispositivos portátiles. Con WAP y WML el contenido de Internet puede ser formateado para uso en una pequeña pantalla de un dispositivo portátil. Aunque WAP no es aún un estándar oficial, es ampliamente aceptado y es de hecho un estándar de facto.

Con el advenimiento de la tercera (3G) y cuarta generación (4G) de la telefonía celular será posible el acceso a Internet a más altas velocidades en el orden de cientos de Kbps e inclusive hasta Mbps.

Otras tecnologías WAN/MAN que permiten el acceso a Internet a altas velocidades son MMDS, LMDS, WLL, enlaces de microondas terrestres, vía laser infrarrojo y comunicaciones vía satélite.

Con MMDS es posible la provisión de Internet a altas velocidades en el rango de decenas de Mbps a distancias de mas de 40 kilómetros, limitándola únicamente la curvatura de la tierra y la línea de vista. Con LMDS se puede transferir información hasta en el rango de Gbps, debido a que trabaja en una banda de frecuencia mayor [20-30 GHz] y con mas capacidad de canal, pero funciona en celdas con cobertura de 5 a 8 kilómetros.

Por último en esta categoría el acceso a Internet vía satélite ha jugado un papel preponderante hoy en día. La ventaja más importante de las comunicaciones vía satélite en el acceso a Internet es la gran cobertura que tiene, alta capacidad en el orden de decenas de Mbps, provee accesos más directos a las dorsales satelitales, las comunicaciones vía satélite pueden penetrar áreas remotas donde otros medios de transmisión serían imposibles de llegar. En otras palabras la comunicación vía satélite es capaz de dar acceso a Internet hasta en una isla a miles de kilómetros de distancia. Quizá este sea el medio inalámbrico más caro al principio debido a que hay que comprar infraestructura costosa como las estaciones terrenas y pagar las altas mensualidades de ancho de banda a un proveedor satelital. Existen opciones satelitales mucho más económicas para usuarios residenciales o para pequeñas oficinas. Estos sistemas que operan de manera híbrida y asimétrica utilizan pequeños platos reflectores para la recepción de la información de Internet y empleando otro medio alternativo para el regreso de la información, ya sea mediante una línea privada de menos ancho de banda o mediante un módem casero. Este sistema permite la recepción de Internet a velocidades de hasta 400 Kbps, un ejemplo de este servicio es DirecPC. Existen también sistemas satelitales económicos pero que operan de manera bidireccional para pequeños negocios o para proveedores de Internet mediante pequeñas estaciones terrenas transmisoras/receptoras.

Redes inalámbricas tipo LAN

  • IEEE 802.11x
  • HiperLAN/2

Las redes locales inalámbricas se han vuelto bien populares hoy en día, éstas pueden proveer acceso a Internet por ejemplo a estudiantes alrededor de un campus universitario utilizando una computadora portátil provista con una tarjeta con acceso inalámbrico. En este sentido la IEEE ha desarrollado varios estándares en que lo que LAN se refiere. La especificación IEEE 802.11 define redes locales inalámbricas que emplean ondas de radio en la banda de 2.4 GHz y 5 GHz conocido como espectro esparcido. Las velocidades típicas de esta tecnología son 11 Mbps en la especificación IEEE 802.11b y está en desarrollo la especificación IEEE 802.11a en la banda de 5 GHz que alcanzará velocidades de hasta 54 Mbps.

Por otro lado el foro global HiperLAN2 definió una especificación que opera en la banda de 5 GHz y que permite la transferencia de datos de hasta 54 Mbps que utiliza una técnica de modulación conocida como OFDM (Orthogonal Digital Multiplexing) para transmitir señales analógicas. OFDM es muy eficiente en ambientes dispersos en el tiempo, como oficinas, donde las señales de radio son reflejadas desde muchos puntos, donde la señal llega a diferentes tiempos de propagación antes de que llegue al receptor. Debido a que HiperLAN es orientado a conexión posee características de Calidad de Servicio (QoS). El soporte de QoS en combinación con las altas velocidades de HiperLAN facilita la transmisión de diferentes tipos de ráfagas de datos como video, voz y datos.

Comparación entre las tecnologías WLANs
Característica 802.11 802.11b 802.11a HiperLAN2
Espectro 2.4 GHz 2.4 GHz 5 GHz 5 GHz
Máxima tasa de transmisión 2 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 54 Mbps
Conexión No-orientado a conexión No-orientado a conexión No-orientado a conexión orientado a conexión
Encriptación RC4 de 40 bits RC4 de 40 bits RC4 de 40 bits DES, 3DES
Multicast Si Si Si Si
Soporte de redes fijas Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet, IP, ATM, UMTS, FireWire, PPP

Selección de frecuencias FHSS o DSSS DSSS portadora única portadora única con selección dinámica de frecuencias
FHSS: Frequuency Hopping Spread Spectrum
DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum
ATM: Asynchronous Tranfer Mode
IP: Internet Protocol
DES: Data Encryption Standard
UMTS: Universal Mobile Telephone Service
PPP: Point-Point Protocol


Redes inalámbricas tipo PAN

  • Bluetooth
  • IEEE 802.15
  • HomeRF

Las redes tipo PAN son una nueva categoría en redes que cubre distancias cortas y cerradas. Algunas de estas tecnologías son Bluetooth, 802.15 y HomeRF.

Blueetooh es una tecnología inalámbrica europea desarrollada por Ericsson que permite la interconectividad de dispositivos inalámbricos con otras redes e Internet. Blueetooth al igual que 802.15 y HomeRF trabajan en la banda de frecuencias de espectro esparcido de 2.4 GHz. Bluetooth es capaz de transferir información entre un dispositivo a otro a velocidades de hasta 1 Mbps, permitiendo el intercambio de video, voz y datos de manera inalámbrica.

El Estándar IEEE 802.15 se enfoca básicamente en el desarrollo de estándares para redes tipo PAN o redes inalámbricas de corta distancia. Al igual que Bluetooth el 802.15 permite que dispositivos inalámbricos portátiles como PCs, PDAs, teléfonos, pagers, entre otros, puedan comunicarse e interoperar uno con el otro. Debido a que Bluetooth no puede coexistir con una red inalámbrica 802.11x, de alguna manera la IEEE definió este estándar para permitir la interoperatibilidad de las redes inalámbricas LAN con las redes tipo PAN.

HomeRF también es una especificación que permite la interconexión de dispositivos inalámbricos en una área pequeña. Con cualquiera de estas tres últimas tres tecnologías se podrá accesar a la red de tu casa u oficina desde un teléfono celular y podrás controlar dispositivos o consultar a distancia los datos importantes para tu beneficio y accesar Internet con sólo conectarte a tu red en el caso de que tengas tu red casera u oficina conectada a Internet.

Conclusiones

El área de la telefonía a tenido grandes avances en lo que a Internet se refiere, con los nuevos teléfonos celulares y el servicio móvil a Internet que están ofreciendo las compañías celulares podremos hacer muchas de las operaciones que hacíamos desde nuestras computadoras, como leer correos electrónicos, consulta de saldos en bancos, transacciones e inclusive comprar algún producto desde nuestro teléfono. Y aún hay más?, con la introducción de la tercera y cuarta generación de telefonía móvil, vamos a tener la posibilidad de recibir y transferir grandes cantidades de información en el rango de Mbps, por lo que podremos recibir video o música en tiempo real desde nuestros teléfonos y otros dispositivos inalámbricos.

Las comunicaciones inalámbricas en el mundo han tenido un gran avance y uso. En Japón más de dos millones de gentes utilizan sus dispositivos portátiles para mandar correos electrónicos y accesar a Internet por medio de un protocolo de acceso propietario conocido como i-mode. En Finlandia, el 90% de los adolescentes tienen teléfonos inalámbricos, y pueden utilizarlos para comprar un refresco y el lavado del auto. Ericsson, uno de los más grandes fabricantes de dispositivos portátiles inalámbricos, anticipa que para el 2004 habrá mas de 400 millones de usuarios de Internet móvil. Por otro lado, el grupo Gartner estima que para el 2004 al menos el 40% de las transacciones negocio-consumidor fuera de Norteamérica serán iniciadas desde un dispositivo inalámbrico.

Existen una gama de tecnologías para el acceso a Internet hoy en día y muchas de ellas estarán muy pronto. Como usuario debes de investigar cual es la más viable de acuerdo a tu localidad y al costo de la misma. Como proveedor de servicio de Internet deberás de investigar cual de estás opciones ya están disponibles en tu localidad y investigar además regulatoriamente que trámites involucra esta tecnología para ofrecer el servicio inalámbricamente de Internet de manera legal a sus clientes. Cualquiera que sea la tecnología, esta de debe de dar el costo/beneficio de acuerdo a tus necesidades y expectativas.

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