Nuevas Tecnologías Inalámbricas Emergentes y Servicios de Movilidad en Comunicaciones Unificadas

Encarna Sánchez encsanchez@unitronics.es

AGENDA• Evolución en las Arquitecturas

Inalámbricas.• Redes Inalámbricas Centralizadas

– Beneficios.– Componentes.

• Servicios de Localización Inalámbricos– Arquitectura.– Algoritmos de Localización.– Requerimientos de diseño.

• RFID– Arquitectura.– Aplicaciones.

• Redes Outdoor Inalámbricas MESH– Infraestructura.– Aplicaciones.

Evolución en las Arquitecturas Inalámbricas• Arquitectura Inalámbrica Descentralizada

– Objetivo:• Proporcionar conectividad inalámbrica básica.

– Puntos de Acceso Autónomos => “Inteligentes”• Configuración individual de funcionalidades.

– Limitaciones:• No Fast Secure Roaming a L3.• No Balanceo de Carga entre distintos puntos de acceso.• No permite implementar Servicios Avanzados:

– Localización.– Sistemas Inalámbricos de Prevención y Detección de

Intrusos (WIPS).

Arquitectura Inalámbrica CentralizadaArquitectura Inalámbrica Centralizada

Arquitectura Inalámbrica Centralizada

Puntos de Acceso

Arquitectura Split-MACArquitectura Split-MAC

Funciones MAC del controladorFunciones MAC del controlador• 802.11 MAC Gestión: Peticiones de (Re)asociación y tramas de acción.

• 802.11 Datos: Encapsulación y envío de datos al AP.

• 802.11e Reserva de Recursos: El protocolo de controles transportado a los APs en tramas de gestión 802.11.

• 802.11i autenticación e intercambio de claves.

Funciones MAC del Punto de AccesoFunciones MAC del Punto de Acceso• 802.11: Envío de Beacons, probe response, autenticación.

• 802.11 Control: ACKs y transmisión (latencia).

• 802.11e: Encolado de tramas y priorización de paquetes.

• 802.11i: Encriptación en el AP.

Layer 2/3 Red

• Monitorización de RF• Encriptación Layer MAC

Controlador Inalámbrico• Políticas de Seguridad• Políticas de QoS• Gestión de RF• Gestión de la Movilidad

Protocolo LWAPPProtocolo LWAPP

• Despliegue Seguro.• Control en tiempo real del AP

Red Inalámbrica Centralizada.- Puntos de Acceso

• Características:– Soporte estándares 802.11 a/b/g

• Funciones:– Simultáneamente:

• Envío de datos.• Monitorización de RF.

• Tipos– Indoor

• Con antenas integradas.– 2,4 Ghz / 5 Ghz.

• Sin antenas integradas.– Mayor flexibilidad– Gran variedad de modelos: Omnidireccional, Patch..

– Outdoor ( Bridges )• No antena Integrada• Gran variedad de Modelos

– Mayor Ganancia: Parabólica, Yagi..

Red Inalámbrica Centralizada.- Controlador• Gestión del Espectro de Radiofrecuencia:

– Radio Resource Management (RRM)• Monitorización de las fuentes de radio.

– “Off channel”.- Escanea simultáneamente todos los canales 802.11 a/b/g.

• Asignación dinámica de canales.– Carrier-Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA).– Minimiza la interferencia co-canal entre APs vecinos.

• Detección de interferencias.– Reasignación de canales para incrementar el rendimiento.

• Control dinámico de potencia transmitida.• Detección y corrección de agujeros de cobertura.• Balanceo de Carga de clientes.

• Tipos:– Estandalone

• Tipos en base al nº APs soportados.

– Integrados en equipos:• Conmutadores • Routers

Red Inalámbrica CentralizadaHerramienta de Gestión Inalámbrica

• Funciones:– Planificación y diseño de la red inalámbrica.– Configuración, monitorización y gestión de la infraestructura

inalámbrica.– Gestión del espectro de Radiofrecuencia.

• Asignación de canales.• Ajuste de los niveles de potencia transmitidos.

– Protección de la infraestructura inalámbrica• Prevención y detección de intrusos.

– Ataques de DoS, NetStumble y FakeAP.• Detección y localización de:

– APs malintencionados.– Redes ad-hoc

– Motor de Políticas Centralizadas:• Seguridad / Calidad de Servicio.• Listas de exclusión de usuarios.

Red Inalámbrica Centralizada Unificada

Layer 2/3

ServidorRADIUS

Base de Datosde usuarios

ControladoresHerramienta de

Gestión Inalámbrica

Wireless Bridge

Puntos de AccesoLigeros

RFID Tags

Outdoor Mesh

Herramienta de Localización

Servicios de Localización Inalámbricos• Herramienta de Localización

– Es capaz de localizar miles de dispositivos inalámbricos:• Clientes inalámbricos: Portátiles, teléfonos, PDAs, ….• Etiquetas RFID activas.• Puntos de acceso no autorizados.

– Se integra dentro de la infraestructura inalámbrica centralizada.– Gestionable

• A través del browser de la herramienta de gestión inalámbrica.– Escalable

• Localiza hasta 1500 dispositivos inalámbricos simultáneamente.– Seguridad Avanzada

• Mantiene un histórico de localización de los dispositivos durante un mes.– Basado en estándares

• SOAP/XML API que se puede integrar con otras aplicaciones de negocio.

• Aplicaciones:– Servicios de Localización de Red

• Localización basada en la seguridad.• Localización en tiempo real de determinados elementos críticos.• Gestión de la capacidad de RF.• Voice over WLAN (VoWLAN).

Servicios de Localización InalámbricosArquitectura

Layer 2/3

Controlador Inalámbrico

Herramienta de Gestión Inalámbrica

Puntos de AccesoLigeros

Dispositivos Clientes Inalámbricos

Herramienta de Localización

LWAPPLWAPP

SNMPSNMP

SNMPSNMP SOAP/XMLSOAP/XML

Servicios de Localización InalámbricosAlgoritmos de Localización

• APs próximos– Se lanza una petición a la herramienta de gestión en base a su MAC.– Sistema de gestión comprueba todos los APs hasta localizar en cual está asociado el cliente buscado.– Localización poco precisa => Depende del área de cobertura del AP.

• Triangularización– La herramienta de gestión pregunta a todos los APs de la red quién escucha a un determinado cliente.– Los APs que le escuchan, proporcionan el RSSI de éste.– La herramienta de gestión dibuja círculos de cobertura alrededor de cada AP.– Punto de intersección de estos círculos es la localización del cliente.– Localización inexacta => No se tiene en cuenta la influencia del entorno.

• RF Fingerprinting– Localización sea más precisa y fiable debido a que:

• Tiene en cuenta la interacción del entorno ( materiales del edificio, paredes, etc ) en la señal de RF.

• Usa características de RF, como reflexión, atenuación, multicamino, que modifican la fortaleza de la señal leída de los dispositivos.

– Al ser estadística:• Precisión dentro de 10 metros el 90% de las veces.• Depende del entorno y del despliegue.

Servicios de Localización InalámbricosRequerimientos de Diseño

• Parámetros a considerar:– Densidad de APs.

• No menos de 3 APs, deben proporcionar cobertura para cada área dónde se necesite localizar a un dispositivo.

• Un dispositivo inalámbrico debe ser detectado con una señal mayor de -75 dBm.

– Situación.• Debería de haber un AP cada 20 metros.

– Un AP cada 230 – 450 metros cuadrados.

Se mejora la localización aumentando la densidad de APs

Una localización más precisamejorando la situación de los APs

AGENDA• Evolución en las Arquitecturas

Inalámbricas.• Redes Inalámbricas Centralizadas

– Beneficios.– Componentes.

• Servicios de Localización Inalámbricos– Arquitectura.– Algoritmos de Localización.– Requerimientos de diseño.

• RFID– Arquitectura.– Aplicaciones.

• Redes Outdoor Inalámbricas MESH– Infraestructura.– Aplicaciones.

RFID.- Radio Frecuency IDentification

• Identificación por Radiofrecuencia (RFID):– Es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos

remoto que usa dispositivos denominados etiquetas ó tags RFID• Objetivo:

– Es transmitir la identidad de un objeto mediante ondas de radio.

• Etiqueta ó tag RFID:– Dispositivo pequeño que puede ser adherida a un objeto ó

persona.– Contiene antenas para poder recibir y responder a peticiones por

radiofrecuencia desde un emisor-receptor RFID.• Tipos de Etiquetas RFID:

– Pasivas.- No necesitan alimentación eléctrica interna.• Distancias de lectura varían entre 10 milímetros hasta 6 metros.

– Activas.- Necesitan alimentación eléctrica interna. • Rangos de 10 metros. Duración de batería de varios años.

• Clasificación:– Frecuencia Baja ( 125 ó 134,2 kilohercios )– Alta Frecuencia ( 13,56 Mhz )– UHF ó de Frecuencia Ultraelevada ( 868 a 956 Mhz )– Microondas ( 2,45 Ghz )

RFID.- Arquitectura

1. Etiqueta Activa RFID envía una señal inalámbrica al lector inalámbrico correspondiente (AP).

2. La señal inalámbrica es recibida por el punto de acceso inalámbrico adecuado y envía dicha información a la herramienta de localización.

3. La herramienta de Localización utiliza dicha información (RSSI) junto con el algoritmo correspondiente para determinar la localización adecuada de dicha etiqueta y se lo envía a la herramienta software.

4. La herramienta software interpreta dicha información y lo refleja en sus mapas.

5. Dicha herramienta puede:1. Habilitar búsquedas.2. Lanzar alertas.3. Gestionar recursos.

Herramienta Software de Visibilidad

Etiquetas Activas RFID

Lectores ( APs )Excitadores

Herramienta de Localización Inalámbrica

RFID.- Aplicaciones• Utiliza la red inalámbrica centralizada

desplegada para la localización precisa de recursos.• Beneficios:

– Visualización basada en web y localización de recursos.– Notificación y alerta automática.– Permite enviar información de localización a aplicaciones de

terceros ( Hospitalarias, Bibliotecas, etc.. )

LOCALIZACIÓN EN TIEMPO REAL PRESENCIA

CHOKE-POINT

AGENDA• Evolución en las Arquitecturas

Inalámbricas.• Redes Inalámbricas Centralizadas

– Beneficios.– Componentes.

• Servicios de Localización Inalámbricos– Arquitectura.– Algoritmos de Localización.– Requerimientos de diseño.

• RFID– Arquitectura.– Aplicaciones.

• Redes Outdoor Inalámbricas MESH– Infraestructura.– Aplicaciones.

Redes Outdoor Inalámbricas Mesh• MESH es una topología de red en dónde los

dispositivos inalámbricos están conectados a través de muchas conexiones redundantes entre sí.– Conexión entre nodos es inalámbrica.

• En base al estándar 802.11 a.– Sólo se necesita un subconjunto de nodos que se conecten a la red

cableada.– Es descentralizada y escalable.

• Cada nodo actúa como un repetidor.– Es fiable.

• En caso de fallo de un nodo, siempre existe un posible camino.

SiSi SiSi

Mesh ControllerMesh

Controller

Redes Outdoor Inalámbricas Mesh

Infraestructura

802.11b/g

Controlador

Layer 2/3RAP

MAP

MAP

802.11aHerramienta de Gestión

Inalámbrica

• APs Mesh establecen automáticamente la conexión al controlador:– Root AP (RAP) se conecta vía conexión cableada.

• 1 RAP puede soportar hasta 32 MAPs.– Mesh AP (MAP)

• Adaptive Wireless Path Protocol (AWPP).- Es utilizado por:– Los MAPs para establecer el mejor camino al Root.– Si la topología cambia ó las condiciones inalámbricas del entorno.

• APs Mesh son autenticados por el controlador y les descarga configuración y parámetros radio.

Redes Outdoor Inalámbricas Mesh

Aplicaciones• Redes Ciudadanas:

– Despliegue de una red municipal sin hilos.• Servicios corporativos al personal del municipio.• Servicios a los ciudadanos.

• Despliegue inmediato de redes IP.– En Situaciones de Emergencia.

• Extinción de Incendios.• Protección Civil.

• Redes de Exterior– Despliegue de una red IP corporativa en exterior con un requerimiento de negocio.– Para dar servicio en zonas que no sean cubiertas por los

operadores.

Conclusiones• Los Servicios de Localización de Red serán el valor

diferencial a implementar en las actuales infraestructuras inalámbricas centralizadas desplegadas.

• Las Redes Inalámbricas Centralizadas Unificadas son el futuro de las comunicaciones inalámbricas al permitir:– Localización precisa de recursos.– Dotar de nuevos servicios a los usuarios accesibles desde

cualquier ubicación gracias al despliegue de Redes Outdoor Inalámbricas Mesh.• Los Servicios Profesionales de Unitronics le

pueden asegurar la correcta implantación de una Red Inalámbrica Centralizada Unificada en su empresa.

Gracias por su atención