Tecnologías Inalámbricas

• Infrarrojo

• Bluetooth

• ZigBee

• MIMO

• WIMAX

Tecnología Infrarroja

Tecnología Infrarroja

• Basado en el estándar IEEE 802.11rIEEE 802.11r

• EL IRDA (Infrared Data Association) es el grupo que promueve el desarrollo de las WLAN basadas en enlaces por infrarrojo

• Utiliza una onda de luz para transmitir datos

• Velocidades de transmisión : 1, 2, 4 y 10 Mbps

• Su uso está orientado más como apoyo y complemento a redes LAN y WLAN ya instaladas

Clasificación Sistemas Infrarrojos

Los sistemas infrarrojos pueden clasificarse según el ángulo de apertura de emisión :

• Sistemas de Corta Apertura

• Sistemas gran apertura

Sistemas de Corta Apertura(de línea de Vista)

• Trabajan con un ángulo reducido de alta direccionalidad

• El emisor debe estar alineado con el receptor antes de transferir información, lo que limita su funcionalidad

• Funciona de manera similar al control remoto de un TV

• Solo para enlaces punto a punto

• No funcional para dispositivos móviles, porque el emisor debe reorientarse constantemente

• Se considera un sistema inalámbrico no móvil

Sistemas de Corta Apertura(de línea de Vista)

Sistemas de Gran Apertura(Difusos o Reflejados)

• Trabajan con un ángulo más amplio

• El emisor no debe estar alineado con el receptor antes de transferir información

• La topología más común consiste en colocar en el techo un nodo central llamado Punto de Acceso.Punto de Acceso.Este se encarga de enviar y recibir la información hacia y desde los dispositivos inalámbricos

Sistemas de Gran Apertura(Difusos o Reflejados)

• La desventaja de este sistema es que la dispersión hace que la señal rebote en cualquier superficie, generando un efecto de interferencia en el receptor y reduciendo su velocidad

• Lo anterior implica retrasos en el tiempo de llegada al receptor

Sistemas de Gran Apertura(Difusos o Reflejados)

Punto de Acceso

Ventajas Tecnología Infrarroja

• Amplio ancho de banda que permite transmitir señales a altas velocidades

• Seguridad contra receptores no deseados al no poder atravesar objetos sólidos como paredes

• Fuerte resistencia a interferencias electromagnéticas artificiales (motores, luces ambientales, etc.); debido a su alta frecuencia

• La transmisión infrarroja con láser o con diodos no requiere autorización especial en ningún país

• Dispositivos económicos y de bajo consumo de energía

Desventajas Tecnología Infrarroja

• Sensibilidad a objetos móviles que interfieren la comunicación entre emisor y receptor

• La potencia de transmisión limita la cobertura a unas cuantas decenas de metros

• La luz solar directa y las lámparas fluorescentes pueden interferir seriamente la señal

• Solo se logran altas velocidades de transmisión en enlaces punto a punto

Infrarrojo – Usos

• Control remoto de dispositivos (Ej : TV – Minicomponentes)

• Lectura de código de barras(Ej : Cajeros de supermercados – Pago de Servicios)

• Sensores para uso industrial(Ej : Conteo de productos en una línea de Producción)

Bluetooth

Tecnología Bluetooth

• Basado en el estándar IEEE 802.15.1IEEE 802.15.1

• Tecnología para conexión inalámbrica de corta distancia

• Conexión de dispositivos como : computadoras, impresoras, celulares, auriculares, micrófonos, teclados, etc.

• Muchos lo consideran el reemplazo de la tecnología infrarroja

Tecnología Bluetooth

Bluetooth - Objetivos

• Facilitar comunicaciones entre dispositivos

• Eliminar cables y conectores entre éstos

• Posibilitar creación de redes inalámbricas personales (Personal Area Networks - PAN)

Bluetooth – Tipos de Redes

Picorred (PICONET)Un dispositivo maestro y uno o varios esclavos

Bluetooth – Tipos de Redes

Red Dispersa (SCATTERNET)

• Conjunto de Picorredes que se solapan

• Puede haber varios maestros, pero cada uno pertenece a una sola picorred

• Los esclavos pueden pertenecer a varias picorredes con distintos maestros.

Bluetooth - Características

• Frecuencia : 2.4 GHz

• Alcance : 10 metros

• Velocidad : 1 Mbps

• Saltos en frecuencia (FHSS)

• Hasta 8 dispositivos por picorred.

Bluetooth – Usos

• Transmitir datos en una red Personal (Ej : Computador – Impresora – Celular)

• Transferencia de datos entre dispositivos móviles (Ej : Celular a Celular)

• Conectividad de accesorios a dispositivos (Ej : Auriculares inalámbricos para Celulares)

ZIGBEE

ZIGBEE – Generalidades

• Basado en el estándar IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4

• Ideal para redes que requieran : muchos dispositivos, poco ancho de banda y larga duración de batería

• Una red ZigBee soporta hasta 65.536 nodos, agrupados en subredes de hasta 255 nodos

ZIGBEE – Generalidades

• Ofrece un alto nivel de seguridad

• Los dispositivos Zigbee son de bajo consumo de energía

• Para muchos es considerado el reemplazo de la tecnología Bluetooth

• Actualmente Zigbee es muy utilizado para aplicaciones de DOMOTICA

ZIGBEE – Generalidades

• Que es Domótica ?Conjunto de técnicas que permiten la automatización y control de dispositivos en el hogar, utilizando tecnologías informáticas y de comunicaciones

La domótica permite que los componentes de la estructura de una casa (energía, acueducto, calefacción etc.) se regulen automáticamente o de manera remota

ZIGBEE - Características

• Frecuencia : 2.4 GHz

• Alcance : Hasta 75 metros

• Velocidad : 20, 40 y 250 Kbps

• Hasta 65,535 dispositivos por red.

ZIGBEE vs. Bluetooth

• Zigbee permite 255 Nodos por red, Bluetooth solo admite 8 nodos

• Zigbee permite una alcance máximo de 75 mts, Bluetooth permite una alcance máximo de 10 mts

• Zigbee permite una velocidad máxima 250 Kbps, Bluetooth permite una velocidad máxima de 1 Mbps

ZIGBEE - Usos

• Domotica (automatización del hogar)

• Seguimiento de productos (Inventarios)

• Monitorización médica de pacientes

• Control de máquinas y herramientas

• Control de redes de sensores para control industrial

MIMOMultiple Input Multiple Output

MIMO – Generalidades

• Basado en el estándar IEEE 802.11nIEEE 802.11n

• Tecnología de nueva generación, aun esta en desarrollo

• Utiliza varias antenas de lado del transmisor como del receptor

• Utiliza múltiples formas de onda, optimizando el dominio del espacio y mejorando la cobertura, velocidad y calidad de la señal

MIMO – Generalidades

MIMO – Generalidades

• En teoría puede ofrecer velocidades hasta 300 Mbps

• Distancia hasta 100 metros en interiores y 300 metros en exteriores

• Compatible con 802.11 a / b / g

• Antes de MIMO, los sistemas inalámbricos consideraban la propagación multidireccional como un problema a resolver en el futuro.

• MIMO es la primera tecnología inalámbrica que trata la propagación multidireccional como una ventaja

MIMO – Generalidades

• La transmisión convencional utiliza una sola antena

• La transmisión con antenas inteligentes utiliza varias antenas, lo que ayuda a evitar distorsión e interferencias

• Un sistema inalámbrico de una antena se compara con una autopista de un solo carril con un limite máximo de velocidad. La velocidad dependerá del flujo de tráfico que pase por el carril

• Un sistema de antenas inteligentes mueve el tráfico por el carril pero siempre a la máxima velocidad

MIMO – Generalidades

• MIMO ofrece la misma funcionalidad de las antenas inteligentes (mover el tráfico a la máxima velocidad)

• MIMO además abre más carriles en la autopista (adiciona mas vías para transportar tráfico)

• Lo anterior se traduce en que MIMO transmite simultáneamente múltiples secuencias de datos a través del mismo canal

MIMOFormas de Transmisión según antenas

• MIMO (Multiple Input Multiple Output)El Transmisor y el receptor tienen varias antenas

• MISO (Multiple Input Single output)El Transmisor tiene varias antenas y el receptor solo una

• SIMO (Single Input Multiple Output)El Transmisor tiene una antena y el receptor varias antenas

MIMO - CaracterísticasBeamforming

• Técnica que consiste en concentrar la conexión de un usuario en un haz independiente, evitando que otros usuarios utilicen el haz asignado (elimina interferencias)

• Garantiza mejor calidad de la señal

• Reduce la atenuación con la distancia

MIMO - CaracterísticasSpatial Multiplexing

• Técnica para incrementar las tasas de transferencia, en teoría aumenta el 80 %

• Divide una señal de un gran ancho de banda en varias señales de un ancho de banda menor

• Recomendada para entornos con mucha interferencia

• Requiere que la transmisión sea MIMO (transmisor y receptor con varias antenas)

MIMO - CaracterísticasSTBC (Space Time Block Coding)

• Codificación de bloque por espaciado en el tiempo

• Técnica utilizada para incrementar la cobertura utilizando varias antenas

• El flujo de datos es transmitido a través de varias antenas redundantes

MIMO – Usos en el Futuro

• Se prevé el uso de MIMO para terminales de cuarta generación de telefonía Móvil (4G).

• Actualmente no hay ninguna definición de 4G pero estarátotalmente basado en IP

WIMAXWorldwide Interoperability for Microwave Access

WIMAX – Generalidades

• Basado en el estándar IEEE 802.16IEEE 802.16

• Diseñada para transmitir datos de forma inalámbrica con alta cobertura y tasa de bits

• Cobertura teórica de hasta 50 Km. a la redonda

• Tasa de bits hasta 70 Mbps

• En Colombia esta tecnología no está del todo “madura”

WIMAX – Generalidades

• Uno de los objetivos de esta tecnología es popularizar el acceso inalámbrico a Internet BANDA ANCHA, para reemplazar los antiguos métodos cableados

• El WIMAX FORUM certifica la compatibilidad entre dispositivos de diferentes fabricantes

WIMAXSeñal ofrecida dependiendo de la línea de vista

•• CON LINEA DE VISTACON LINEA DE VISTA–– Opera a muy altas frecuencias, del orden de 66 GhzOpera a muy altas frecuencias, del orden de 66 Ghz

–– Esto permite ofrecer un gran ancho de banda Esto permite ofrecer un gran ancho de banda

•• SIN LINEA DE VISTA SIN LINEA DE VISTA –– Opera con bajas frecuencias (entre 2 y 11 Ghz) para no Opera con bajas frecuencias (entre 2 y 11 Ghz) para no

sufrir interferencias por la presencia de objetossufrir interferencias por la presencia de objetos

–– Esto reduce la capacidad del ancho de banda Esto reduce la capacidad del ancho de banda

–– En teorEn teoríía este esquema puede llegar a ofrecer cobertura a este esquema puede llegar a ofrecer cobertura de 65 Km. cuadrados (similar a los telde 65 Km. cuadrados (similar a los telééfonos mfonos móóviles)viles)

WIMAX – Servicios

•• FIJOSFIJOSRequiere línea de vista entre la torre y la sede del suscriptor. Muy utilizado para “últimos kilómetros” de canales de datos

•• NOMADASNOMADASOfrece movilidad limitada al usuario dentro del rango de cobertura de la torre a la que este conectado, por ejemplo movilidad con un PC portátil.

•• MOVILESMOVILESOfrece movilidad ilimitada similar a una red celular, con servicio de ROAMING. Este tipo de servicios aun están en desarrollo

WIMAX FIJOEstándar 802.16d

• Ofrece servicios fijos y nómadas

• También conocido como estándar 802.16 – 2004. Este recopiló los estándares 802.16 – 802.16a - 802.16c

• Puede trabajar en 4 bandas : 2.5, 3.5 y 66 Ghz (requieren licencia) y 5.8 Ghz que es publica

• Utiliza OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

• Es el tipo de WIMAX que se ofrece en la actualidad

WIMAX MOVILEstándar 802.16e

• Ofrece servicios fijos, nómadas y móviles

• Al ser Movil debe soportar roaming

• Utiliza las frecuencias 2.3, 2.5, 3.3 y 3.5 GHz

• Utiliza OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access), técnica de modulación multiportadora que usa subcanalización.

• Este tipo de WIMAX esta actualmente en desarrollo

WIMAX – ReceptoresCPE Indoor

Antena Outdoorcon CPE Indoor

(Por costos para uso Empresarial)

Antena Indoorcon CPE Indoor

(Por costos para uso Residencial o Personal)

WIMAX – ReceptoresCPE Outdoor

Antena Outdoorcon CPE Outdoor(Uso Empresarial)

WIMAX – Estructura

WIMAX – Usos

• Conexión Internet Banda Ancha inalámbrica para residencias y pequeñas y medianas empresas

• Conexión de “ultimo kilómetro” entre cliente y proveedor para canales de datoscanales de datos

• Conexión Internet BA para usuarios que permanecen en la calle y requieren conexión constante a Internet