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  • 1. Wigig y Wimax RadiocomunicacionesIván Bautista Moreno y Antonio Conejero Díaz
  • 2. Índice general1. Wigig 1 1.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2. Motivaciones para el desarrollo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3. ¿Qué es Wigig y cuales son sus características? . . . . . . . . . . . . . 1 1.4. GRAN INCONVENIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32. Wimax 5 2.1. ¿Qué es Wimax? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2. Características de Wimax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3. Estándares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.4. Aplicaciones de Wimax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63. Wi-Fi 9 3.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.2. Estándares y características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.3. Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.4. Modos de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.4.1. Modo Ad-Hoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.4.2. Modo infraestructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.5. Antenas Wi-Fi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.5.1. El dipolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.5.2. La antena de barra exterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.5.3. La antena de papel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.5.4. La antena parabólica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114. Conclusión 13Bibliografía 15 i
  • 3. 1 Wigig1.1. Introducción En los últimos años, con la penetración de Internet, las redes inalámbricas han idocreciendo en número de usuarios, y también mejorando los estándares existentes paraun único fin: más velocidad y más alcance. Lo primero que debemos saber,es que el Wireless es Half-Dúplex, eso significa que cuando está enviando no estárecibiendo y viceversa, ya que las tramas colisionarían y provocarían un sin fin dedatos corruptos. El cable Ethernet que todos usamos en casa, sí es FULL-Dúplex yaque usa dos o cuatro pares de cables trenzados, uno o dos de emisión y uno o dosde recepción. Al principio empezamos con el conocido 802.11B que daba una tasamáxima de 11Mbps, a continuación apareció el 802.11G con velocidades de hasta54Mbps, y en los últimos años se está potenciando el nuevo estándar en WiFi, elconocido 802.11N con capacidades de transferencia de hasta 600Mbps en la capafísica. ¿Qué tiene WiFi N que sea mucho más veloz que WiFi G o B? Que puedeemitir y recibir por varias antenas (MIMO), y usa el doble ancho de canal (40MHz)y también puede usar doble banda (la de 5GHz) de forma simultánea.1.2. Motivaciones para el desarrollo La necesidad de compartir contenido multimedia ha hecho que nos decantemos portecnologías más rápidas que las que había hasta ahora, por ejemplo ahora usamosredes Gigabit en lugar de Fast Ethernet, o el nuevo estándar hacia el WiFi N en lugarde WiFi G, aunque se nos sigue quedando corto en la transferencia de archivos conmucho tamaño y para solucionar este problema, ha nacido WiGig.1.3. ¿Qué es Wigig y cuales son sus características? Sin más preámbulo comenzamos a describir que es WiGig, tal nombre viene delacrónimo de Wireless Gigabit. Empezó como un proyecto paralelo sin demasiadobombo y con destino incierto pero poco a poco fue cogiendo forma y unas dimensionesespectaculares. Su funcionamiento está basado en el rango de frecuencias de 60 GHz(banda sin licencia), con esta nueva tecnología podemos llegar a trabajar en tasasde hasta los 7Gbps de manera inalámbrica, más de 10 veces que el estándar WiFi N(108 Mbps), aunque actualmente esto no está demostrado hablamos de datos teóricos.Esta nueva tecnología, es totalmente compatible con todo el IEEE 802.11 por tanto 1
  • 4. 1 Wigigtambién puede usar la banda de los 2.4GHz y 5GHz. Es más, para conseguir estasvelocidades, opera en triple-banda simultánea y también usa grandes anchos de canalen la banda de los 60GHz que está libre. La versión 1.1 de Wigig se conocerá como estándar IEEE 802.11ad que llegará almercado integrado en nuevos dispositivos para el próximo año 2012. Las principales características son: Características de 802.11ad Velocidad a nivel Gbps Bajo consumo Compatible con 802.11 Cifrado Galois/Counter con AES Mayor de BW para los canales Una de las ventajas de estas características es que gracias a ese bajo consumova a facilitar poder adaptarlo a portátiles, tablets, móviles y otros dispositivos conbaterías (se agradece que se hayan acordado de nuestras pobres baterías). Podríaser el sustituto del conocido HDMI, USB o PCIe ya que estamos muy cerca lasvelocidades de transferencia como las de tecnologías por cable. El objetivo de WiGiges la interconexión de dispositivos de forma inalámbrica a muy alta velocidad, sinnecesidad de utilizar para ello un cable físico. En la siguiente imagen se ve un claroejemplo de lo que se podría hacer con Wigig.2
  • 5. 1.4 GRAN INCONVENIENTE1.4. GRAN INCONVENIENTE Es la distancia, actualmente en 2012, Panasonic presentó un prototipo en el quela tecnología WiGig se incorpora a un tablet donde se envían fotografías y vídeos deforma inalámbrica en cuestión de segundos pero sólo en distancias de 3 metros. Dehecho, los propios desarrolladores no tienen muy claro si se podrá dar cobertura dealta velocidad a través de una pared, por lo que parece que la tecnología está orientadaa radioenlaces de muy corto alcance con visión directa. Por lo demás parece increíblecomo WiGig puede enviar un DVD completo en 60 segundos... En el siguiente vídeoproporcionado por Panasonic muestra lo que hemos comentado: http://goo.gl/3qj13 3
  • 6. 2 Wimax2.1. ¿Qué es Wimax? WiMAX son las siglas de ‘Worldwide Interoperability for Microwave Access’, y esla marca que certifica que un producto está conforme con los estándares de accesoinalámbrico ‘IEEE 802.16´. Estos estándares permitirán conexiones de velocidadessimilares al ADSL o al cable módem, sin cables, y hasta una distancia de 50-60 km.Este nuevo estándar será compatible con otros anteriores, como el de Wi-Fi (IEEE802.11). La tecnología WiMAX será la base de las Redes Metropolitanas de acceso a Inter-net, servirá de apoyo para facilitar las conexiones en zonas rurales, y se utilizará en elmundo empresarial para implementar las comunicaciones internas. Además, su popu-larización supondrá el despegue definitivo de otras tecnologías, como VoIP (llamadasde voz sobre el protocolo IP). 5
  • 7. 2 Wimax Esta tecnología de acceso transforma las señales de voz y datos en ondas de radiodentro de la citada banda de frecuencias. Está basada en OFDM, y con 256 sub-portadoras puede cubrir un área de 48 kilómetros permitiendo la conexión sin líneavista, es decir, con obstáculos interpuestos, con capacidad para transmitir datos auna tasa de hasta 75 Mbps con una eficiencia espectral de 5.0 bps/Hz y dará soportepara miles de usuarios con una escalabilidad de canales de 1,5 MHz a 20 MHz. Esteestándar soporta niveles de servicio (SLAs) y calidad de servicio (QoS). WiMAX se sitúa en un rango intermedio de cobertura entre las demás tecnolo-gías de acceso de corto alcance y ofrece velocidades de banda ancha para un áreametropolitana.2.2. Características de Wimax Resumen de principales características Alcance de 80 Km Hasta 75 Mbps BW configurables Facilidad para añadir canales2.3. Estándares Estándar Información 802.16 Utiliza rango de 10 a 66 GHz, necesita visión directa, hasta 134 Mbps en celdas de hasta 8 Km. QoS 802.16a Ampliación del estándar 802.16 802.16c Ampliación del estándar 802.16 802.16d Revisión del 802.16 y 802.16a para añadir los perfiles aprobados por el WiMAX Forum 802.16e Extensión para elementos del estilo notebooks 802.16m Extensión de entrega de datos (1 Gbps en reposo - 100Mbps en movimiento)2.4. Aplicaciones de Wimax Al poder abarcar un área muy grande de cobertura muchas empresas están buscan-do como poderla implementar de una manera eficiente. “Mientras algunos consideranWiMAX móvil como un candidato para la cuarta generación de redes móviles, otrosla ven como la primera generación de tecnología emergente de Internet móvil”. Una de las aplicaciones más grandes en un futuro próximo para WiMAX proba-blemente sea el acceso de banda ancha para los mercados residenciales, SOHO ySME. Entre los principales servicios de WiMAX fijo se encuentran: Acceso a Internet de alta velocidad. Servicios telefónicos utilizando VoIP.6
  • 8. 2.4 Aplicaciones de Wimax Un host para otras aplicaciones basadas en Internet.Desde la perspectiva de los suscriptores existen dos modelos de distribución o des-pliegue, uno requiere la instalación de una antena externa, el otro utiliza un módemtodo-en-uno que se puede instalar dentro de un edificio como un DSL tradicional ocables de módem. La mejor opción es utilizar una antena externa, ya que esta mejora el enlace deradio y por lo tanto el funcionamiento del sistema; este modelo tiene una mejorpropagación por lo que tiene un área más grande de cobertura por radio-base. Estonos beneficia en el sentido de que la densidad de radio-bases que proveen la coberturade banda ancha disminuye. Otra de las oportunidades más grandes para WiMAX fijo es la solución para lacompetencia T1/E1, T1/E1 fraccional o servicios de alta velocidad para el mercadoempresarial. 7
  • 9. 3 Wi-Fi3.1. Introducción Wi-Fi (Wireless Fidelity) es un mecanismo de conexión de dispositivos electrónicosde forma inalámbrica. Los dispositivos habilitados con Wi-Fi pueden conectarse aInternet a través de un punto de acceso de red inalámbrica. Dicho punto de acceso(o hotspot) tiene un alcance de unos 20 metros (65 pies) en interiores y al aire libreuna distancia mayor. Esta nueva tecnología surgió por la necesidad de establecer un mecanismo de co-nexión inalámbrica que fuera compatible entre los distintos aparatos y, se rige bajola norma IEEE 802.11.3.2. Estándares y características Existen diversos tipos de Wi-Fi, basado cada uno de ellos en un estándar IEEE802.11 aprobado. A continuación, vamos a exponer las características de los másutilizados en la actualidad: Estándar Características 802.11b Tasa de transferencia: 11 Mbps | Banda de frecuencia: 2.4 GHz 802.11g Tasa de transferencia: 54 Mbps | Banda de frecuencia: 2.4 GHz 802.11n Tasa de transferencia: 300 Mbps | Banda de frecuencia: 2.4 GHz3.3. Seguridad Un muy elevado porcentaje de redes son instalados sin tener en consideración laseguridad convirtiendo así sus redes en redes abiertas (o completamente vulnerablesante el intento de acceder a ellas por terceras personas), sin proteger la informaciónque por ellas circulan. Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de estasredes. Las más comunes son la utilización de protocolos de cifrado de datos para losestándares Wi-Fi como el WEP, el WPA, o el WPA2 que se encargan de codificarla información transmitida para proteger su confidencialidad, proporcionados por lospropios dispositivos inalámbricos. La mayoría de las formas son las siguientes: WEP, cifra los datos en su red de forma que sólo el destinatario deseado pueda acceder a ellos. Los cifrados de 64 y 128 bits son dos niveles de seguridad WEP. WEP codifica los datos mediante una “clave” de cifrado antes de enviarlo 9
  • 10. 3 Wi-Fi al aire. Este tipo de cifrado no está muy recomendado, debido a las grandes vulnerabilidades que presenta, ya que cualquier cracker puede conseguir sacar la clave. WPA: presenta mejoras como generación dinámica de la clave de acceso. Las claves se insertan como dígitos alfanuméricos. WPA2 (estándar 802.11i): es una mejora relativa a WPA. En principio es el protocolo de seguridad más seguro para Wi-Fi en este momento. Sin embargo requieren hardware y software compatibles, ya que los antiguos no lo son.3.4. Modos de funcionamiento3.4.1. Modo Ad-Hoc El modo “Ad-Hoc” es un modo de funcionamiento que permite la comunicacióndirecta entre ordenadores que poseen una tarjeta de red WIFI, sin necesidad deutilizar otro equipo suplementario como un Punto de acceso (AP). Este modo es idealpara interconectar rápidamente equipos entre ellos sin material suplementario (Ej:intercambio de archivos entre PC portátiles en un tren, compartir el acceso a Interneten el hogar, en la calle, en el café, etc.). La implementación de una red de este tipo selimita a configurar los equipos en modo Ad-Hoc (en lugar del modo Infraestructura),la selección del canal (frecuencia) y de un SSID (nombre de la red) común a todos.La ventaja de este modo es que elimina materiales suplementarios costosos y es másfácil implementarlo. Gracias a la adición de un programa de enrutamiento dinámico(Ej: OLSR, AODV, etc.) la red crece automáticamente con la conexión de nuevosequipos.3.4.2. Modo infraestructura El modo infraestructura es un modo de funcionamiento que permite conectar or-denadores equipados de una tarjeta de red WIFI por medio de uno o varios puntosde acceso (AP) que actúan como conectores (Ej: Hub/Switch en red cableada). Estemodo es empleado especialmente por las empresas. La implementación de este tipode red requiere poner bornes (AP) a intervalos regulares en la zona que debe sercubierta por la red. Los bornes y los equipos deben estar configurados con el mismoSSID (nombre de la red) para que puedan comunicarse. La ventaja de este modo esque garantiza un paso obligado por la AP, lo que permite verificar quien entra a lared. En cambio, la red no puede crecer, a menos que se coloquen más bornes.10
  • 11. 3.5 Antenas Wi-Fi3.5. Antenas Wi-Fi A continuación las 4 principales categorías de antenas 2,4 GHz comerciales utili-zadas por los usuarios de WIFI, los radioaficionados y las aplicaciones en la bandaISM:3.5.1. El dipolo El dipolo, de forma de lapicero, es la antena básica que más se encuentra. Esomnidireccional, 0 dB de ganancia, y es utilizada para un servicio con un alcancecercano.3.5.2. La antena de barra exterior La antena de barra exterior, a menudo instalada en los techos. Es omnidireccional,con una ganancia de 7 a 15 dBi ligada a su dimensión vertical que puede alcanzar 2m. Estas dos primeras antenas funcionan en polarización V y pueden ser consideradascomo antenas de estación de recepción o base ya que proporciona 360° de cobertura.3.5.3. La antena de papel La antena de panel o planas (tecnología interna antena quad o antena patch, redde dipolos). La ganancia va de 9 dBi (10 x 12 cm) hasta los 21 dbi (45 x 45 x 4.5 cm).Es la antena que presenta la mejor relación ganancia/volumen ocupado y también elmejor rendimiento que es alrededor de 85 a 90 %. Estas antenas no son fabricadasmás allá de esta ganancia máxima, ya que aparecen los problemas de acoplamiento(pérdidas) entre los niveles de los dipolos y seria necesario además doblar la superficie.El volumen de una antena de panel es mínimo.3.5.4. La antena parabólica La antena parabolica plana o de rejilla. El interés por su uso radica en la búsquedade ganancias obtenidas a partir de un diámetro teórico: 11
  • 12. 3 Wi-Fi Diámetro (cm) Ganancia obtenida (dBi) 46 18 52 19 58 20 65 21 73 22 82 23 92 24 103 25 115 26 130 27 145 28 163 29 183 30 El rendimiento de la antena parabólica es medio, 45/55 %. El volumen de la antena,teniendo en cuenta la longitud del soporte y el punto focal es considerable.12
  • 13. 4 Conclusión Wigig sería recomendable usarlo en entornos muy pequeños, como puede ser elsalón de un hogar o una sala de reuniones de una empresa. Ya que esta tecnologíasolo tiene un alcance de pocos metros, pero en cambio es la más rápida de las tresmencionadas. Por lo tanto, sería especialmente útil a la hora de reproducir películaso fotos en un televisor. De los 3 estándares de Wifi poco a poco la 802.11n será la que sea incluida entodos los dispositivos y aunque es la más lenta, es muy útil para la interconexióndispositivos en una red doméstica o una red un poco más extensa debido a que estausa antenas omnidireccionales para un mayor alcance al contrario que la mencionadaWiGig. Y Wimax, puede ser útil para infraestructuras al aire libre ya que su alcance esmayor que las otras dos tecnologías mencionadas y puede ser muy útil a la hora deunir zonas rurales donde las viviendas están muy alejadas una de otras o zonas demontaña donde las compañías telefónicas son incapaces de llegar con sus líneas. Esuna manera de proporcionar servicios tales como Internet, teléfono, etc. 13
  • 14. Bibliografía [1] Wigig: http://wirelessgigabitalliance.org/specifications/#mailing-list [2] Wigig: http://www.muycomputer.com/2009/06/09/actualidadnoticiasjuniper- ethernet-100-gbps_we9erk2xxdbzc1bvxxsd0jeknt8nbpytficjkmruosqffw1chnomw1ktjorr0sp [3] Wigig: http://bandaancha.eu/articulo/7966/wigig-wi-fi-7-gbps- disfrutaremos-pronto [4] Wigig: http://www.muycomputer.com/2011/07/14/wigig-v-1-1-el- futuro-de-las-redes-inalambricas-con-velocidades-de-hasta-7-gbitss [5] Wimax: http://es.wikipedia.org/wiki/WiMax [6] Wimax: http://blogwimax.com/que-es-wimax/ [7] WiFi: http://es.kioskea.net/faq/580-wifi-descripcion-y-explicacion-en- relacion-al-tipo-de-antena#las-antenas-wifi 15

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