Wi-Fi - Guía rápida
WiFi significa Wiimprudente Fidelity. WiFi Se basa en la familia de estándares IEEE 802.11 y es principalmente una tecnología de redes de área local (LAN) diseñada para proporcionar cobertura de banda ancha en edificios.
Los sistemas WiFi actuales admiten una velocidad máxima de datos de la capa física de 54 Mbps y, por lo general, brindan cobertura en interiores a una distancia de 100 pies.
WiFi se ha convertido en el estándar de facto para la conectividad de banda ancha de última milla en hogares, oficinas y puntos de acceso público. Normalmente, los sistemas pueden proporcionar un rango de cobertura de solo unos 300 metros desde el punto de acceso.
WiFi ofrece velocidades máximas de datos notablemente más altas que los sistemas 3G, principalmente porque opera en un ancho de banda mayor de 20 MHz, pero los sistemas WiFiWiFi no están diseñados para admitir movilidad de alta velocidad.
Una ventaja significativa de WiFi sobre WiMAX y 3G es su amplia disponibilidad de dispositivos terminales. La gran mayoría de las computadoras portátiles que se envían hoy tienen una interfaz WiFi incorporada. Las interfaces WiFi ahora también se están integrando en una variedad de dispositivos, incluidos asistentes de datos personales (PDA), teléfonos inalámbricos, teléfonos celulares, cámaras y reproductores multimedia.
WiFi es Half Duplex
Todas las redes WiFi son sistemas TDD basados en contención, en los que el punto de acceso y las estaciones móviles compiten por el uso del mismo canal. Debido a la operación de medios compartidos, todas las redes WiFi son semidúplex.
Hay proveedores de equipos que comercializan configuraciones de malla WiFi, pero esas implementaciones incorporan tecnologías que no están definidas en los estándares.
Canal de Banda ancha
Los estándares WiFi definen un ancho de banda de canal fijo de 25 MHz para 802.11by 20 MHz para redes 802.11a o g.
Señales de radio
Las señales de radio son las claves que hacen posible la red WiFi. Estas señales de radio transmitidas desde antenas WiFi son captadas por receptores WiFi, como computadoras y teléfonos móviles que están equipados con tarjetas WiFi. Siempre que una computadora recibe alguna de las señales dentro del alcance de una red WiFi, que generalmente es de 300 a 500 pies para antenas, la tarjeta WiFi lee las señales y, por lo tanto, crea una conexión a Internet entre el usuario y la red sin el uso de un cable.
Los puntos de acceso, que consisten en antenas y enrutadores, son la principal fuente que transmite y recibe ondas de radio. Las antenas funcionan más fuerte y tienen una transmisión de radio más larga con un radio de 300 a 500 pies, que se utilizan en áreas públicas, mientras que el enrutador más débil pero efectivo es más adecuado para hogares con una transmisión de radio de 100-150 pies.
Tarjetas WiFi
Puede pensar en las tarjetas WiFi como cables invisibles que conectan su computadora a la antena para una conexión directa a Internet.
Las tarjetas WiFi pueden ser external o internal. Si no hay una tarjeta WiFi instalada en su computadora, entonces puede comprar un accesorio de antena USB y hacer que se conecte externamente a su puerto USB, o tener una tarjeta de expansión equipada con antena instalada directamente en la computadora (como se muestra en la figura dada arriba ). Para computadoras portátiles, esta tarjeta será una tarjeta PCMCIA que se inserta en la ranura PCMCIA de la computadora portátil.
Puntos de acceso WiFi
Un punto de acceso WiFi se crea instalando un punto de acceso a una conexión a Internet. El punto de acceso transmite una señal inalámbrica a corta distancia. Por lo general, cubre alrededor de 300 pies. Cuando un dispositivo habilitado para WiFi, como un Pocket PC, encuentra un punto de acceso, el dispositivo puede conectarse a esa red de forma inalámbrica.
La mayoría de los puntos de acceso se encuentran en lugares de fácil acceso para el público, como aeropuertos, cafeterías, hoteles, librerías y entornos de campus. 802.11b es la especificación más común para hotspots en todo el mundo. El estándar 802.11g es retrocompatible con .11b pero .11a usa un rango de frecuencia diferente y requiere hardware separado, como un adaptador a, a / go a / b / g. Las redes WiFi públicas más grandes son proporcionadas por proveedores de servicios de Internet privados (ISP); cobran una tarifa a los usuarios que desean acceder a Internet.
Los hotspots se están desarrollando cada vez más en todo el mundo. De hecho, T-Mobile USA controla más de 4,100 hotspots ubicados en lugares públicos como Starbucks, Borders, Kinko's y los clubes de aerolíneas de Delta, United y US Airways. Incluso los restaurantes McDonald's seleccionados ahora cuentan con acceso a un punto de acceso WiFi.
Cualquier computadora portátil con conexión inalámbrica integrada, un adaptador inalámbrico conectado a la placa base por el fabricante o un adaptador inalámbrico como una tarjeta PCMCIA puede acceder a una red inalámbrica. Además, todos los Pocket PC o Palm con Compact Flash, compatibilidad con SD I / O o WiFi integrado pueden acceder a puntos de acceso.
Algunos Hotspots requieren una clave WEP para conectarse, que se considera privada y segura. En cuanto a las conexiones abiertas, cualquier persona con una tarjeta WiFi puede tener acceso a ese punto de acceso. Entonces, para tener acceso a Internet bajo WEP, el usuario debe ingresar el código de clave WEP.
El estándar 802.11 se define mediante varias especificaciones de WLAN. Define una interfaz inalámbrica entre un cliente inalámbrico y una estación base o entre dos clientes inalámbricos.
There are several specifications in the 802.11 family −
802.11 - Esto se refiere a las LAN inalámbricas y proporciona una transmisión de 1 o 2 Mbps en la banda de 2,4 GHz utilizando espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) o espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS).
802.11a- Esta es una extensión de 802.11 que pertenece a las LAN inalámbricas y llega a 54 Mbps en la banda de 5 GHz. 802.11a emplea el esquema de codificación de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) en lugar de FHSS o DSSS.
802.11b- El WiFi de alta velocidad 802.11 es una extensión de 802.11 que pertenece a las LAN inalámbricas y produce una conexión tan rápida como una transmisión de 11 Mbps (con un retroceso a 5.5, 2 y 1 Mbps dependiendo de la intensidad de la señal) en la banda de 2.4 GHz . La especificación 802.11b usa solo DSSS. Tenga en cuenta que 802.11b fue en realidad una enmienda al estándar 802.11 original agregado en 1999 para permitir que la funcionalidad inalámbrica sea análoga a las conexiones Ethernet cableadas.
802.11g - Esto se refiere a las LAN inalámbricas y proporciona más de 20 Mbps en la banda de 2,4 GHz.
Aquí está la comparación técnica entre los tres principales estándares de WiFi.
| Característica | WiFi (802.11b) | WiFi (802.11a / g) |
|---|---|---|
| PrimaryApplication | LAN inalámbrico | LAN inalámbrico |
| Frequency Band | ISM de 2,4 GHz | ISM de 2,4 GHz (g) 5 GHz U-NII (a) |
| Channel Bandwidth | 25 MHz | 20 MHz |
| Half/Full Duplex | Medio | Medio |
| Radio Technology | Secuencia directa Espectro ensanchado |
OFDM (64 canales) |
| Bandwidth | <= 0,44 bps / Hz | ≤ = 2,7 bps / Hz |
| Efficiency | ||
| Modulation | QPSK | BPSK, QPSK, 16-, 64-QAM |
| FEC | Ninguna | Código convolucional |
| Encryption | Opcional: RC4m (AES en 802.11i) | Opcional: RC4 (AES en 802.11i) |
| Mobility | En desarrollo | En desarrollo |
| Mesh | Propietario del proveedor | Propietario del proveedor |
| Access Protocol | CSMA / CA | CSMA / CA |
Las LAN inalámbricas IEEE 802.11 utilizan un protocolo de control de acceso a medios llamado Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA). Si bien el nombre es similar a Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) de Ethernet, el concepto operativo es totalmente diferente.
Los sistemas WiFi son las configuraciones de medios compartidos semidúplex, donde todas las estaciones transmiten y reciben en el mismo canal de radio. El problema fundamental de un sistema de radio es que una estación no puede escuchar mientras está enviando y, por lo tanto, es imposible detectar una colisión. Debido a esto, los desarrolladores de las especificaciones 802.11 idearon un mecanismo para evitar colisiones llamadoDistributed Control Function (DCF).
Según DCF, una estación WiFi transmitirá solo cuando el canal esté libre. Todas las transmisiones se reconocen, por lo que si una estación no recibe un reconocimiento, asume que ocurrió una colisión y vuelve a intentarlo después de un intervalo de espera aleatorio.
La incidencia de colisiones aumentará a medida que aumente el tráfico o en situaciones en las que las estaciones móviles no puedan escucharse entre sí.
Hay planes para incorporar capacidades de calidad de servicio (QoS) en la tecnología WiFi con la adopción del estándar IEEE 802.11e. El estándar 802.11e incluirá dos modos de funcionamiento, cualquiera de los cuales se puede utilizar para mejorar el servicio de voz:
- Extensiones multimedia WiFi (WME): obligatorio
- Multimedia programada WiFi (WSM) - Opcional
Extensiones multimedia WiFi (WME)
Las extensiones multimedia WiFi utilizan un protocolo llamado Acceso de control distribuido multimedia mejorado (EDCA), que es una extensión de una versión mejorada de la función de control distribuido (DCF) definida en el MAC 802.11 original.
La parte mejorada es que EDCA definirá ocho niveles de prioridad de acceso al canal inalámbrico compartido. Al igual que el DCF original, el acceso EDCA es un protocolo basado en contención que emplea un conjunto de intervalos de espera y temporizadores de retroceso diseñados para evitar colisiones. Sin embargo, con DCF todas las estaciones usan los mismos valores y, por lo tanto, tienen la misma prioridad para transmitir en el canal.
Con EDCA, a cada una de las diferentes prioridades de acceso se le asigna un rango diferente de intervalos de espera y contadores de retroceso. A las transmisiones con mayor prioridad de acceso se les asignan intervalos más cortos. El estándar también incluye un modo de ráfagas de paquetes que permite que un punto de acceso o una estación móvil reserve el canal y envíe de 3 a 5 paquetes en una secuencia.
Multimedia programada WiFi (WSM)
Se pueden proporcionar verdaderos servicios de retardo consistentes con el WiFi Programado Multimedia (WSM) opcional. WSM funciona como la función de control de puntos (PCF) poco utilizada definida con el MAC 802.11 original.
En WSM, el punto de acceso transmite periódicamente un mensaje de control que obliga a todas las estaciones a tratar el canal como ocupado y no intentar transmitir. Durante ese período, el punto de acceso sondea cada estación definida para servicio sensible al tiempo.
Para utilizar la opción WSM, los dispositivos deben enviar un perfil de tráfico que describa los requisitos de ancho de banda, latencia y fluctuación. Si el punto de acceso no tiene suficientes recursos para cumplir con el perfil de tráfico, devolverá una señal de ocupado .
La seguridad ha sido una de las principales deficiencias de WiFi, aunque ahora están disponibles mejores sistemas de cifrado. El cifrado es opcional en WiFi y se han definido tres técnicas diferentes. Estas técnicas se dan aquí:
Privacidad equivalente por cable (WEP)
Un cifrado de 40 o 104 bits basado en RC4 con una clave estática.
Acceso protegido WiFi (WPA)
Este es un nuevo estándar de WiFi Alliance que usa la clave WEP de 40 o 104 bits, pero cambia la clave en cada paquete. Esa funcionalidad de clave cambiante se denomina Protocolo de integridad de clave temporal (TKIP).
IEEE 802.11i / WPA2
El IEEE finaliza el estándar 802.11i, que se basa en una técnica de cifrado mucho más sólida llamada Estándar de cifrado avanzado. WiFi Alliance designa productos que cumplen con el estándar 802.11i como WPA2.
Sin embargo, la implementación de 802.11i requiere una actualización de hardware.
La imagen se ha vuelto algo confusa a medida que los proveedores de servicios comenzaron a usar WiFi para brindar servicios para los que no fue diseñado originalmente. Los dos principales ejemplos de esto son los ISP inalámbricos y las redes de malla WiFi en toda la ciudad.
ISP inalámbricos (WISP)
Un negocio que surgió de WiFi fue el ISP inalámbrico (WISP). Esta es una idea de vender un servicio de acceso a Internet utilizando tecnología LAN inalámbrica y una conexión a Internet compartida en un lugar público designado como punto de acceso.
Desde un punto de vista técnico, el acceso al servicio está limitado en función del rango de transmisión de la tecnología WLAN. Tienes que estar en el punto de acceso (es decir, a menos de 100 m del punto de acceso) para usarlo. Desde un punto de vista comercial, los usuarios se suscriben al servicio de un operador en particular por una tarifa mensual o acceden al servicio según la demanda a una tarifa por hora. Si bien la base de la tarifa mensual es más rentable, existen pocos arreglos de acceso entre operadores, por lo que debe estar en un punto de acceso operado por su operador para acceder a su servicio.
Redes de malla para toda la ciudad
Para abordar el rango limitado, proveedores como Mesh Networks y Tropos Networks han desarrollado capacidades de red en malla utilizando la tecnología de radio WiFi.
La idea de una red de malla de radio es que los mensajes se puedan transmitir a través de varios puntos de acceso a una estación de control de red central. Normalmente, estas redes pueden soportar la movilidad a medida que las conexiones se transfieren de un punto de acceso a otro a medida que se mueve la estación móvil.
Algunos municipios están utilizando redes de malla WiFi para respaldar aplicaciones de seguridad pública (es decir, terminales en patrullas policiales) y para proporcionar acceso a Internet a la comunidad (es decir, el punto de acceso de toda la ciudad).
Los sistemas WiFi utilizan dos técnicas principales de transmisión de radio.
802.11b (<=11 Mbps) - El enlace de radio 802.11b utiliza una técnica de espectro ensanchado de secuencia directa llamada complementary coded keying(CCK). El flujo de bits se procesa con una codificación especial y luego se modula utilizando la codificación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK).
802.11a and g (<=54 Mbps)- Los sistemas 802.11ayg utilizan multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) de 64 canales. En un sistema de modulación OFDM, la banda de radio disponible se divide en varios subcanales y algunos de los bits se envían en cada uno. El transmisor codifica los flujos de bits en las 64 subportadoras utilizando Modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK), Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) o uno de los dos niveles de Modulación de amplitud en cuadratura (16 o 64-QAM). Parte de la información transmitida es redundante, por lo que el receptor no tiene que recibir todas las subportadoras para reconstruir la información.
Las especificaciones originales de 802.11 también incluían una opción para frecuencia hopping spread spectrum (FHSS), pero eso se ha abandonado en gran medida.
Modulación adaptativa
WiFi utiliza modulación adaptativa y diferentes niveles de corrección de errores hacia adelante para optimizar la velocidad de transmisión y el rendimiento de errores.
A medida que una señal de radio pierde potencia o encuentra interferencias, la tasa de error aumentará. La modulación adaptativa significa que el transmisor cambiará automáticamente a una técnica de modulación más robusta, aunque menos eficiente, en esas condiciones adversas.
Hay algunos problemas que se supone que son la causa de la lenta adopción de la tecnología WiFi:
Security Problems- Las preocupaciones de seguridad han frenado la adopción de WiFi en el mundo empresarial. Los piratas informáticos y los consultores de seguridad han demostrado lo fácil que puede ser descifrar la tecnología de seguridad actual conocida como privacidad equivalente por cable (WEP) utilizada en la mayoría de las conexiones WiFi. Un pirata informático puede ingresar a una red WiFi utilizando materiales y software fácilmente disponibles.
Compatibility and Interoperability- Uno de los principales problemas de WiFi es su compatibilidad e interoperabilidad. Por ejemplo, los productos 802.11a no son compatibles con los productos 802.11b. Debido a las diferentes frecuencias de funcionamiento, los puntos de acceso 802.11a no ayudarían a un cliente 802.11b. Debido a la falta de estandarización, armonización y certificación, diferentes proveedores presentan productos que no funcionan entre sí.
Billing Issues- Los proveedores de WiFi también están buscando formas de resolver el problema de la integración de back-end y la facturación, que han perseguido el despliegue de puntos de acceso WiFi comerciales. Algunas de las ideas que se están considerando para la facturación de WiFi, como por día, por hora y tarifas de conexión mensuales ilimitadas.
WiFi es una tecnología de red inalámbrica universal que utiliza frecuencias de radio para transferir datos. WiFi permite conexiones a Internet de alta velocidad sin el uso de cables.
El término WiFi es una contracción de "fidelidad inalámbrica" y se usa comúnmente para referirse a la tecnología de redes inalámbricas. WiFi Alliance reclama derechos en sus usos como marca de certificación para equipos certificados según los estándares 802.11x.
WiFi es una libertad: la libertad de los cables. Le permite conectarse a Internet desde casi cualquier lugar: una cafetería, una habitación de hotel o una sala de conferencias en el trabajo. Es más, es casi 10 veces más rápido que una conexión de acceso telefónico normal. Las redes WiFi operan en las bandas de radio 2.4 sin licencia, con una velocidad de datos de 11 Mbps (802.11b) o 54 Mbps (802.11a), respectivamente.
Para acceder a WiFi, necesita dispositivos habilitados para WiFi (computadoras portátiles o PDA). Estos dispositivos pueden enviar y recibir datos de forma inalámbrica en cualquier lugar equipado con acceso WiFi.
¿Lo que sigue?
Ahora, el enfoque en la tecnología inalámbrica está cambiando a un área amplia, es decir, WiMax. WiMax, abreviatura de Interoperabilidad mundial para acceso por microondas, se define en los estándares IEEE 802.16. Está diseñado para ofrecer un servicio de acceso inalámbrico de banda ancha (BWA) en el área metropolitana y lo promueve el WiMax Forum.
WiMAX es bastante similar a WiFi, pero a una escala mucho mayor y a velocidades más rápidas. Una versión nómada mantendría los dispositivos habilitados para WiMAX conectados en un área grande, al igual que los teléfonos celulares actuales.
Para obtener más detalles sobre WiMAX, puede consultar nuestro Tutorial de WiMAX .