Cap I. Introduccion a las comunicaciones inalambricas

8/16/2019 Cap I. Introduccion a las comunicaciones inalambricas

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Bibliografía• W. Stallings, Wireless Communications and Networks, 2nd Edition, Prentice Hall,

2005.

• R. Prasad, L. Muñoz, WLANs and WPANs towards 4G wireless, Artech House,London, 2003.T.S. Rappaport, Wireless Communications: Principles & Practice,

Prentice Hall.

• G. Carty, Broadband Networking, McGraw Hill – Osborne, USA, 2002.

• J. Carballar, Wi-Fi: Cómo construir una red inalámbrica, Alfaomega, Madrid-

España, 2004.

• T. Sarkar, R. Mailloux, A. Oliner, M. Salazar-Palma, D. Sengupta, History of Wireless, Wiley-IEEE Press, USA, 2006.

• http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11761

• http://standards.ieee.org/wireless

Comunicaciones Inalámbricas“Comunicación inalámbrica: aquella que se lleva a cabo sin

el uso de cables de interconexión entre los participantes”

En un sentido amplio y general, entendemos por comunicaciones inalámbricas

aquellas comunicaciones entre dispositivos (móviles o no) o entre personas que

intercambian información utilizando el espectro electromagnético

Una comunicación con teléfono móvil es inalámbrica.

Una comunicación con teléfono fijo tradicional no lo es.

Las tecnologías inalámbricas ocuparon rápidamente las

preferencias de todo tipo de usuarios.La telefonía móvil se convirtió en un sistema de comunicación personal universal.

Los teléfonos inalámbricos del hogar son cada vez más comunes en detrimento de los

incómodos teléfonos con cables enrollados.

Los computadores se han liberándose de sus ataduras.

Cada vez son más los hogares, los cafés, las pequeñas empresas, los aeropuertos o las

grandes compañías en los que se dispone de comunicaciones inalámbricas.

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Comunicaciones Inalámbricas• Aunque las tecnologías que hacen posible las comunicaciones inalámbricas

(infrarrojo y radio) existen desde hace muchos años, su implantación

comercial para aplicaciones de usuarios finales ha sido posible solo en fechas

relativamente recientes.

Marconi demostró la posibilidadde proveer contacto continuo con barcos navegando en el

Canal Inglés en 1897.

En el siglo pasado, los avances en tecnologías inalámbricas permitieron el desarrollode la

radio, la televisión, la telefonía móvil y las comunicaciones satelitales.

El primer servicio que se liberó de los cables fue la telefonía (transmisión de voz).

La telefonía móvil se ofreció comercialmente en USA en 1946, en 25 ciudades.

La telefonía móvil celular se ofreció comercialmente a fines de los años setenta y poco a poco se ha

desarrollado hasta superar a la telefonía fija en el número de líneas.

Mucha atención se ha prestado últimamente a:

Comunicaciones Satelitales

Redes Inalámbricas de datos (WLAN ,WPAN, etc.)

TecnologíaCelular

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C o m

u n i c a c i o n e s

I n a

l á m b r i c a s


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Comunicaciones Inalámbricas

SHF: Super HighFrequencyEHF: ExtremelyHigh Frequency

Enlaces intersatelitales


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Espectro Radioeléctrico

El espectro electromagnético es el rango de frecuencias de todas las ondas

electromagnéticas que se pueden propagar a través del espacio libre, ordenadassegún su longitud de onda y su frecuencia.

Como el propio nombre indica, estas ondas tienen un componente magnético y

otro eléctrico. La forma más familiar de radiación electromagnética es la luz

visible.

Ejemplos de frecuencias La luz visible tiene una frecuencia de 500.000 GHz y

la radio FM, de entre 80 y 110 MHz

Espectro RadioeléctricoLos rangos de frecuencias más utilizados en las comunicaciones inalámbricas

son los siguientes:

• Infrarrojos (IR). Se utilizan en comunicaciones punto a punto de corto alcance,

son muy direccionables y no pueden atravesar obstáculos. Este medio se utiliza

habitualmente en el mando a distancia de la televisión y hasta hace unos años

era también un sistema de comunicación que se utilizaba a menudo para

conectar dispositivos situados el uno al lado del otro (un PDA4 con el

ordenador o con un móvil y el teclado con el ordenador). Es el rango de

frecuencia más alto para comunicaciones inalámbricas.


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Espectro Radioeléctrico

• Microondas (MW). Este rango de frecuencias es adecuado para transmisiones

de largo recorrido (comunicaciones por satélite, comunicaciones terrestrespunto a punto como alternativa al cable coaxial o la fibra óptica, y también la

mayoría de las tecnologías inalámbricas más habituales que existen

actualmente. Las microondas suelen ser direccionales y utilizan una parte del

espectro con frecuencias más pequeñas que los infrarrojos.

• Radiofrecuencias (RF). Es el rango que utilizan las transmisiones de radio (FM,

AM) y televisión digital terrestre (TDT). Las radiofrecuencias son

omnidireccionales y pueden atravesar obstáculos sin ningún problema.

Otras frecuencias Existen otros rangos de frecuencias del espectro

electromagnético, como la luz ultravioleta, los rayos X o los rayos gamma, que

podrían tener mejores prestaciones que los infrarrojos, los microondas y lasradiofrecuencias, dada su frecuencia tan alta, pero no se utilizan porque

pueden llegar a ser peligrosos para los seres vivos y, además, son difíciles de

producir y modular

Componentes de una ondaPara poder entender las comunicaciones inalámbricas es necesario conocer los

conceptos fundamentales que definen una onda electromagnética:

• Frecuencia (f). Número de oscilaciones por segundo de una onda o señal, se

mide en herz. Una onda que realiza cinco ciclos por segundo tiene una

frecuencia de 5 Hz.

• Período (T). Cantidad de tiempo que tarda una onda en completar un ciclo: T =

1/f.

• Fase (φ). Posición relativa en el tiempo dentro del período simple de una onda.

• Longitud de onda (λ). Espacio que ocupa un ciclo completo de una onda,medido en metros: λ = c/f, donde c es la velocidad de la luz en el vacío

(aproximadamente 3·108 metros/segundo).

• Amplitud (a). Máximo valor o potencia de una onda en el tiempo, típicamente

medido en voltios o decibelios.


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Componentes de una onda

Enlaces intersatelitales

El 30 de noviembre de 2001, el sistema Silex ("Experimento de enlace

intersatélites mediante láser de semiconductor") llevó a cabo su primera

transmisión en tiempo real de imágenes captadas por los instrumentos de

SPOT 4 a través de Artemis, un satélite repetidor de ESA situado en

órbita geoestacionaria, a unas estaciones terrenas. Fue la culminación de

más de 15 años de experiencia de Airbus Defence and Space en el

apartado de las comunicaciones espaciales ópticas.

El programa Silex C/D fue puesto en marcha en 1989 por la AgenciaEspacial Europea (ESA) en colaboración con la agencia espacial francesa

CNES, con Airbus Defence and Space como contratista principal. El

sistema estaba compuesto por dos terminales ópticos, Pastel y Opale. El

terminal Pastel se instaló en SPOT 4, que fue lanzado a órbita terrestre

baja (LEO), de unos 800 kilómetros de altitud, en marzo de 1998. El

terminal Opal se instaló en el satélite Artemis, que fue lanzado en julio de

2001.


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Comunicaciones Inalámbricas• La revolución de los computadores personales y el espectacular desarrollo

del Internet han hecho que la informática sea tan común en la vida diaria,

como lo es el teléfono.Computadores desktop, portátiles, PDAs ( Personal Digital Assistants), Tablet PCs. Tablet PC ofrece la funcionalidad de una PC común, con facilidades de movilidad y con la conveniencia

adicional handwriting.

En todo tipo de útiles diarios:

Automóvil, calefacción, los juguetes de los niños, control en el hogar, domótica

• Todos estos dispositivos son susceptibles de intercomunicarse entre sí y,

aunque pueden hacerlo con los sistemas de cables tradicionales, su mayor

potencial se alcanza a través de las comunicaciones inalámbricas.

• En este entorno, no es de extrañar que el crecimiento del número de

soluciones inalámbricas: GSM, UMTS, Wi-Fi, Li-Fi, Bluetooth, DECT,GPRS, 3G, LMDS, MMDS, LTE, TDT, RADIO DIGITAL, 5G, etc.

Redes Inalámbricas de Datos• Conjunto de computadores, o de cualquier otro dispositivo

informático, comunicados entre sí mediante soluciones que

no requieren el uso de cables de interconexión.

• No están orientadas a dar solución solo a las necesidades de

comunicaciones de las empresas, dado su bajo costo, cada vezforman parte del equipamiento de comunicaciones de los

hogares.Para disponer de una red inalámbrica (WLAN), sólo hace falta instalar una

tarjeta de red inalámbrica en los computadores, hacer una pequeña configuración

y listo.

Instalar una red inalámbrica es un proceso mucho más rápido y flexible que

instalar una red cableada.

No se tiene que instalar cables por los suelos y paredes de la oficina o la casa.

Las redes inalámbricas permiten a sus usuarios moverse libremente sin perder la

comunicación.


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Redes Inalámbricas de Datos

• Una vez instalada la red inalámbrica, su utilización es

prácticamente idéntica a la de una red cableada.Los computadores que forman parte de la red pueden comunicarse entre sí y

compartir toda clase de recursos.

Se pueden compartir archivos, directorios, impresoras, dispositivos, e incluso el acceso a

otras redes, como puede ser el Internet.

Para el usuario común, en general, no hay diferencia entre estar conectado a unared cableada o a una red inalámbrica.

Una red inalámbrica puede estar formada por tan sólo dos computadores o por miles.

• Por todo lo anterior, las soluciones inalámbricas actualmente

ocupan un lugar destacado entre las posibilidades que tienen

dos dispositivos para intercomunicarse.

Redes Inalámbricas de Datos• Hace poco las soluciones inalámbricas

tenían algunos inconvenientes:Por ejemplo menores velocidades de transmisión.

Las velocidades de transmisión de las soluciones inalámbricas hace poco se

encontraban entre los 11 y los 54 Mbps, mientras que las redes de cable alcanzan

fácilmente los 100 Mbps y 1000 Mbps.

En general, son más caras que las soluciones (completas) con cables.

En muchas ocasiones resultan ser la solución más conveniente.

SIN EMBARGO LA DEMANDA PROVOCÓ UNA ACELERADA EVOLUCIÓN


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Redes Inalámbricas de DatosEstándar Nombres comerciales Año Velocidad máxima teórica

IEEE 802.11 - 1997 2 Mbps

IEEE 802.11a 802.11A 1999 54 Mbps

IEEE 802.11b 802.11B, Wi-Fi B 1999 11 Mbps

IEEE 802.11g 802.11G, Wi-Fi G 2003 54 Mbps

IEEE 802.11n 802.11N, Wi-Fi N 2009 600 Mbps

IEE 802.11ac 802.11AC, Wi-Fi AC 2014 1.3 Gbps (*)

(*) El estándar IEEE 80211ac permite alcanzar velocidades mayores peropor el momento la velocidad máxima de los dispositivos certificados por

la Wi-Fi Alliance es la que aparece en la tabla (Ver http://www.wi-

fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-ac)

Historia (1849)

"La primera demostración del teléfono fue hecha por Antonio Santi Giuseppe

Meucci (1808- 1896) en La Habana, Cuba.”

Este hecho representa un episodio extraordinario en la historia de América en el que se

pervirtió la justicia.

En 1871, no pudo obtener $ 250 para obtener una patente definitiva al presentar la salvedad

de patente 3335 que se había perdido misteriosamente de la oficina de patentes.

En última instancia, la Cámara de Representantes de los Estados Unidos aprobó la

resolución HR 269, el 11 de junio de 2002, reconociendo a Meucci como el inventor del

teléfono y no a Alexander Graham Bill.

El Parlamento de Canadá respondió aprobando un proyecto de ley que reconoce el

inmigrant Bell como el único inventor del teléfono.

http://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-achttp://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-achttp://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-achttp://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-achttp://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-achttp://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-ac


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Historia

• La International Telegraph Union (ITU) fuefundada y se reunió por primera vez en París

(1865).

• 1874- el escocés-americano Alexander Graham Bell,

un profesor de sordos, concibió el Magneto

Teléfonico en Brantford, Ontario.

•

Bell lo patentó en 1876.• El teléfono hizo transmisión en tiempo real mediante la codificación

eléctrica y replicación de sonido en una práctica real

Historia


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Historia

• 1896:• Tesla obtuvo 8 patentes para la producción de corrientes de

alta frecuencia.

• Marconi aplica en Inglaterra para la primera patente

inalámbrica, que abarca el uso de un transmisor conectado a

una línea aérea y a la tierra. También usó un espejo de cobre

para proyectar un haz de radiación eléctrica a lo largo de

ciertas direcciones

• 1897

• Marconi obtuvo la patente GBP

12.039 para mejorar la

transmis ión de impulsos

eléctricos y señales. Marconi

demostró una transmisión de

radio a un remolcador través de

una ruta de 18 millas en el canal

de Bristol, Inglaterra. Este fue el

ensayo oficial del sistema de

radio de Marconi.

• La primera compañía de telefonía

celular, Wireless Telegraph y

Signal Company Ltd. , fue

fundada; la compañía compró la

mayor parte de las patentes de

Marconi. Su nombre fue

cambiado al de Marconi Wireless

Telegraph Co. Ltd., en 1900.

Historia


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Historia• 1900: el canadiense-americano Reginald Aubrey Fessenden hizo la

primera transmisión de voz (más de 25 millas) usando un transmisor

de chispa. La frecuencia de la portadora era 10 kHz.

Historia

1901

Marconi instaló en un

carro la primera forma

de radio móvil


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Tipos de Comunicaciones

Inalámbricas• Cuando se habló anteriormente de las redes inalámbricas de datos, realmente

se hizo referencia básicamente a las redes de área local inalámbricas (WLAN).Sin embargo, vienen a la mente siglas como WiMax, Bluetooth, UMTS, etc.

Estas siglas, al igual que otras, hacen referencia a distintos tipos de t ecnologías inalámbricas.

Es necesario diferenciar los distintos tipos de tecnologias inalámbricas que existen.

• Clasificación de las comunicaciones inalámbricas de acuerdo a su alcance.Alcance se refiere a la distancia máxima a que pueden situarse las dos partes de la

comunicación inalámbrica (transmisor/receptor).

• Tipos de redes:Redes de área corporal o BAN ( Body Area Networks)

Redes inalámbricas de área personal o WPAN (Wireless Personal Area Network)

Redes inalámbricas de área local o WLAN (Wireless Local Area Network)

Redes inalámbricas de área metropolitana o WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)

Redes inalámbricas de gran área de cobertura o WWAN (Wireless Wide Area Network) Con tecnologías celulares

Redes globales con posibilidad de cubrir toda una región (país o grupo de países)

Redes de telefonía móvil

Tipos de Redes Inalámbricas de Datos


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Tipos de Redes Inalámbricas de Datos

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Cap I. Introduccion a las comunicaciones inalambricas