Visión general de Tecnologías Inalámbricas - Ivan...

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Visión general de Tecnologías Inalámbricas

Iván Bernal, [email protected]

http://clusterfie.epn.edu.ec/ibernalhttp://clusterfie.epn.edu.ec/ibernal

Ecuador

Copyright @2008, I. Bernal

AgendaAgenda

• Comunicaciones InalámbricasRedes Inalámbricas de Datos

Tipos de Redes Inalámbricas de Datos

BAN (**Wi l ** B d A N k)BAN (**Wireless** Body Area Network)

WPAN (Wireless Personal Area Network)

WLAN (Wireless Local Area Network)

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)

WRAN (Wireless Regional Area Network)

WWAN (Wireless Wide Area Network)

Telefonía Celular

Iván Bernal, Ph.D.Iván Bernal, Ph.D.Rev. Marzo Rev. Marzo 20082008

Telefonía Celular1G, 2G, 2.5G, 3G, (3.5G, 4G)

Comunicaciones Satelitales

Otras tecnologías

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1. W. Stallings, Wireless Communications and Networks, 2nd Edition, PrenticeHall, 2005.

2. R. Prasad, L. Muñoz, WLANs and WPANs towards 4G wireless, ArtechHouse, London, 2003.

Bibliografía.Bibliografía.Bibliografía.Bibliografía.

3. T.S. Rappaport, Wireless Communications: Principles & Practice, Prentice Hall.• First Edition: 1995.• Second Edition: 2001.

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

5. J. Carballar, Wi-Fi: Cómo construir una red inalámbrica, Alfaomega, Madrid-España 2004


España, 2004.

6. http://standards.ieee.org/wireless

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

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Comunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones Inalámbricas• “Comunicación inalámbrica: aquella que se lleva a cabo sin el uso

de cables de interconexión entre los participantes”Una comunicación con teléfono móvil es inalámbrica.

Una comunicación con teléfono fijo tradicional no lo es.

• Las tecnologías inalámbricas están ocupando rápidamente las

preferencias de todo tipo de usuarios. La telefonía móvil está cada vez más cerca de convertirse 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 están también 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 redes inalámbricas de computadores.

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Comunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones 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 posibilidad de proveer contacto continuo con barcos navegando en el Canal Inglés en 1897.En el siglo pasado, los avances en tecnologías inalámbricas permitieron el desarrollo de 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


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

• Mucha atención se ha prestado últimamente a:Comunicaciones SatelitalesRedes Inalámbricas de datos (WLAN ,WPAN, etc.)Tecnología Celular

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ones

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Com

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Iván Bernal, Ph.D.Iván Bernal, Ph.D.Rev. Marzo Rev. Marzo 20082008 66

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Comunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones Inalámbricas


SHF: Super High Frequency EHF: Extremely High Frequency

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

Internet están haciendo que la informática sea tan común en la vida

diaria, como lo es el teléfono. Computadores desktop, portátiles, PDAs (Personal Digital Assistants), Tablet PCs. p p, p , ( g ),

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.

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

pueden hacerlo con los sistemas de cables tradicionales, su mayor potencial se


p , y p

alcanza a través de las comunicaciones inalámbricas.

• En este entorno, no es de extrañar que esté creciendo el número de soluciones

inalámbricas: GSM, UMTS, Wi-Fi, Bluetooth, DECT, GPRS, 3G, LMDS, etc.

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Comunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones InalámbricasComunicaciones Inalámbricas


Movilidad Parcial vs. Total 99

Redes Inalámbricas de DatosRedes Inalámbricas de DatosRedes Inalámbricas de DatosRedes 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 vez forman 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 DatosRedes Inalámbricas de DatosRedes Inalámbricas de DatosRedes 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

ti t d l dcompartir toda clase de recursos. Se pueden compartir archivos, directorios, impresoras, disqueteras, o incluso el acceso a otras redes, como puede ser el Internet.

Para el usuario común, en general, no hay diferencia entre estar conectado a una red 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 están poco a poco

ocupando un lugar más destacado entre las posibilidades que tienen dos equipos informáticos para intercomunicarse.

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Redes Inalámbricas de DatosRedes Inalámbricas de DatosRedes Inalámbricas de DatosRedes Inalámbricas de Datos• No obstante, hoy por hoy, las soluciones inalámbricas tienen

también algunos inconvenientes: Ofrece menores velocidades de transmisión.

l id d d i ió d l l i i lá b i l lLas velocidades de transmisión de las soluciones inalámbricas actuales se encuentra entre los 11 y los 54 Mbps (aunque ya existen algunas soluciones propietarias a 100 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.


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Historia (Historia (18491849))Historia (Historia (18491849))• “The first demonstration of telephone was made by Antonio Santi

Giuseppe Meucci (1808- 1896) at Havana, Cuba. His is an extraordinary episode in American history in which justice was perverted.

In 1871, unable to obtain $250 for obtaining a definite patent he filed the patent caveat 3335 which was mysteriously lost from the patent office!

Ultimately, the United States House of Representatives passed the resolution HR 269 on 11 June 2002, recognizing him as the inventor of the telephone and not Alexander Graham Bell.

The parliament of Canada retaliated by passing a bill recognizing the Canadian immigrant Bell as the only inventor of telephone ”


immigrant Bell as the only inventor of telephone.

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HistoriaHistoriaHistoriaHistoria• The International Telegraph Union (ITU) was founded and met for

the first time in Paris (1865).

• 1874- Scottish-American Alexander Graham Bell a teacher of the1874 Scottish American Alexander Graham Bell, a teacher of the

deaf, conceived the Mugneto Telephone in Brantford, Ontario. It was born next year, in Boston, Massachusetts, USA (1875).

Bell patented it in 1876.

The telephone made real-time transmission of speech by electrical encoding and replication of a sound a practical reality.


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HistoriaHistoriaHistoriaHistoria


HistoriaHistoriaHistoriaHistoria• 1896:

Tesla obtained 8 patents for producing currents of high frequency.

Marconi applied in England for the first patent in wireless, covering the use of a transmitter with a coherer connected to a high aerial and to earth. He also used a coppertransmitter with a coherer connected to a high aerial and to earth. He also used a copper mirror to project a beam of electric radiation along certain directions.

• 1897Marconi obtained GBP 12,039 for Improvements in transmitting electrical impulses and signals and in apparatus there-for.

Marconi demonstrated a radio transmission to a tugboat over an 18- mile path at the


Bristol Channel, England. This was the official trial of Marconi’s radio system.

The first wireless company, Wireless Telegraph and Signal Company Ltd., was founded; the company bought most of Marconi’s patents. Its name was changed to Marconi’s Wireless Telegraph Co. Ltd., in 1900.

1616

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HistoriaHistoriaHistoriaHistoria• 1900: Canadian-American Reginald Aubry Fessenden did the first speech transmission

(over 25 miles) using a spark transmitter. The carrier frequency was 10 kHz.


HistoriaHistoriaHistoriaHistoria

1901

Marconi instaló en un

l i f d


carro la primera forma de

radio móvil1818

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Tipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de Datos• 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 redes o de tecnologías inalámbricas. Es necesario diferenciar los distintos tipos de redes inalámbricas que existen.

• Clasificación de las redes 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)


p ( )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

1919

Tipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de Datos


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WAN W-CDMA, EDGE (GSM)

IEEE 802.22

MAN

LANIEEE 802.11 WirelessLAN

ETSI HiperLAN

IEEE 802.16 WirelessMAN

ETSI HiperMAN & HIPERACCESS

IEEE 802.20 (Mobile, proposed)

(GSM)(proposed)


IEEE 802.15 Bluetooth

PAN ETSI HiperPAN

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Tipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de Datos• BAN (Body Area Network)

Las computadoras “usables” (wearable computers) están distribuidas en el cuerpo.

Displays montados en la cabezaMicrófonosAuriculares etcAuriculares, etc..

BANs constituyen la mejor solución para conectar dispositivos “usados por una persona”.

Dispositivos médicos, elementos embebidos en los materiales de las prendas de vestir, sensores en general, etc.

Algunos dispositivos personales requerirán interactuar con dispositivos fijos (cajeros automáticos, sistemas de control vehicular, consolas de diagnóstico, etc.).Ejemplo:

Usando tecnologías RF de lt l (por debajo de las

Iván Bernal, Ph.D.Iván Bernal, Ph.D.Rev. Marzo 2008Rev. Marzo 2008

Usando tecnologías RF de ultra low power (por debajo de las emisiones espurias de equipo electrónico)

Se ha definido la banda MICS (Medical Implantable Communication Service) en [402 – 405] MHz para comunicación con dispositivos implantados.

2222

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

Cubren distancias inferiores a 10 m.

Pensadas para interconectar distintos dispositivos de un usuario.Por ejemplo, el computador con la impresora.

Éste es el caso de la tecnología Bluetooth o de IEEE 802.15 (en general).

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


Cubren distancias de unos cientos de metros.

Pensadas para crear un entorno de red local. De computadores o terminales situados en un mismo edificio o grupo de edificios.

Éste es el caso de Wi-Fi o HomeRF, por ejemplo.

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Tipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de DatosTipos de Redes Inalámbricas de Datos• Redes inalámbricas de área metropolitana o WMAN (Wireless Metropolitan

Area Network).Pretenden cubrir el área de una ciudad o entorno metropolitano. Ejemplos:

S ( l l b S “S i i l d i ib ió l i ”)LMDS (Local Multipoint Distribution Service, “Servicio Local de Distribución Multipunto”)MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service, “Servicio Multicanal de Distribución Multipunto”)WiMAX, IEEE802.16

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

Se basan en la tecnología celular y han aparecido como evolución de las redes de comunicaciones de voz.


comunicaciones de voz. Redes de telefonía móvil conocidas como 2.5G y 3G.

1G (primera generación) a los sistemas analógicos (NMT o AMPS).2G a los sistemas digitales (GSM o CDMA)2.5G a los sistemas digitales con soporte para datos a alta velocidad (IS-95B, GPRS, EDGE)3G a los nuevos sistemas de telefonía celular con capacidad de gran ancho de banda (W-CDMA o CDMA-2000)

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REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA PERSONAL (WPAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA PERSONAL (WPAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA PERSONAL (WPAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA PERSONAL (WPAN)

• Redes que tienen un área de cobertura de varios metros (del orden de 10 m).

• ObjetivosObjetivosComunicar cualquier dispositivo personal (computador, terminal móvil, PDA, etc.) con sus periféricos

Tradicionalmente, la comunicación se ha hecho utilizando cables.

Tener pequeños dispositivos llenos de cables alrededor no resulta muy cómodo.

La comunicación inalámbrica supone un gran avance en cuanto a versatilidad y comodidad.

Permitir una comunicación directa a corta distancia entre estos dispositivos.


Permitir una comunicación directa a corta distancia entre estos dispositivos.Impresoras, auriculares, módem, escáner, micrófonos, teclados pueden intercomunicarse con su terminal vía radio, evitando tener que conectar cables para cada uno de ellos.

• Ver IEEE 802.15

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WPAN: WPAN: Bluetooth (IEEE 802.15.1)Bluetooth (IEEE 802.15.1)WPAN: WPAN: Bluetooth (IEEE 802.15.1)Bluetooth (IEEE 802.15.1)• Una de las tecnologías de redes inalámbricas WPAN más conocidas.

• No está pensada para soportar redes de computadores (LAN), sino para comunicar un computador o cualquier otro dispositivo con sus periféricos.

Un teléfono móvil con su auricular, un PDA con su computador, un computador con su , p , pimpresora, etc.

• Desarrollado en 1994 por la empresa sueca Ericsson con el objetivo de conseguir un sistema de comunicación de los teléfonos móviles con sus accesorios (auriculares, computadores, etc.)

• En 1998 se creó el Grupo de Interés Especial Bluetooth (Bluetooth Special I G SIG bl t th )


Interest Group, SIG, www.bluetooth.com ) Ericsson, IBM, Intel, Nokia y Toshiba. Se dio un gran empuje comercial a esta tecnología.

• IEEE 802.15.1Publicado en Junio de 2002

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WPAN: WPAN: BluetoothBluetoothWPAN: WPAN: BluetoothBluetooth



• El nombre Bluetooth significa en español “diente azul” y procede del apodo que tenía el Rey Harald Blaatlund II, un legendario guerrero danés del siglo X.

• Las comunicaciones de Bluetooth se llevan a cabo mediante el modelo maestro/esclavo.

Un terminal maestro puede comunicarse hasta con siete esclavos simultáneamente. No obstante, el maestro siempre puede suspender las comunicaciones con un esclavo.

Mediante una técnica conocida como parking y activar la comunicación con un nuevo dispositivo esclavo.


pUn maestro puede establecer comunicación con un máximo de 256 esclavos.

Sólo siete pueden permanecer activos simultáneamente.

Al conjunto maestro/esclavos se le llama piconet. Un dispositivo puede ser a la vez maestro de un piconet y esclavo de otro piconet.

El conjunto resultante se conoce como scatternet (red dispersa).

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WPAN: WPAN: BluetoothBluetoothWPAN: WPAN: BluetoothBluetooth• Utiliza FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum, “Espectro Expandido por

Salto de Frecuencia”) en la banda de frecuencias de 2.4 GHz.

• Puede establecer comunicaciones: Asimétricas con una velocidad máxima en una dirección de 721 kbps y 57,6 kbps en la otra.p y , pSimétricas de 432,6 kbps en ambas direcciones.

• Puede transmitir tanto voz como datos.

• Bluetooth Versión 2.0 + EDR (Enhanced Data Rate) fue anunciada en Noviembre de 2004.

Se espera que productos con EDR estén disponibles para fines del 2005.Of l id d d h t 3 Mb l d t i d id i l it d


Ofrece velocidades de hasta 3 Mbps, con el consumo de potencia reducido casi a la mitad.

• Actualmente se continua trabajando en: Reducir el consumo de potencia.Mejorar aspectos de seguridad.Calidad de servicio para facilitar el uso de múltiples aplicaciones.

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• A pesar de la aparente complementariedad de Bluetooth con Wi-Fi, lo cierto es que Wi-Fi está evolucionando mucho más rápidamente que Bluetooth .

• Teniendo en cuenta que Wi-Fi tiene un ancho de banda mucho mayor que Bluetooth, que goza de un alcance bastante mayor y que poco a poco está consiguiendo equipararse en precios, existe una cierta incertidumbre en cuanto al futuro de Bluetooth.

S l SIG l l id b d i


• Se reporta que el SIG planea usar ultrawideband, para evitar que ésta última marque la desaparición de Bluetooth.

“As expected, the Bluetooth SIG has chosen to piggyback on the Intel-backed WiMedia version of ultrawideband technology”. Marzo de 2006.“The first Bluetooth-over-WiMedia products are expected by early 2008”.

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WPAN: WPAN: DECTDECTWPAN: WPAN: DECTDECT• DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications, “Telecomunicaciones Digitales

Inalámbricas Mejoradas”)

• Existe desde 1992.

• Promulgado por ETSI (European Telecommunications Standards Institute, “Instituto Europeo de Normalización en Telecomunicaciones”).

• Su objetivo es facilitar las comunicaciones inalámbricas entre terminales telefónicos.Teléfonos inalámbricos y centralitas inalámbricas.

• Trabaja en la banda de 1,9 GHZ con alcances de hasta 300m.


• Utiliza TDMA (Time Division Multiple Access, “Acceso Múltiple por División de Tiempo”).

• La velocidad de transmisión máxima actual es de 2 Mbps.Existe una propuesta de ETSI para aumentar la velocidad hasta 20 Mbps y conseguir alcances de hasta 17 km.

3838

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WPAN: WPAN: DECTDECTWPAN: WPAN: DECTDECT

• Técnicamente DECT podría ser un competidor de Bluetooth o, de otros sistemas inalámbricos de mayor alcance. Pero tiene grandes limitaciones:

T b j l b d d 1 9 GHTrabaja en la banda de 1,9 GHz.Utilizada en Europa para DECT pero con barreras regulatorias en Norteamérica y otras partes del mundo.

Está muy orientada a voz.

• Asociación DECT MMC DECT Multimedia Consortium, “Consorcio DECT Multimedia”


Se creó en 1999 en Barcelona.Canon, Ericsson, Ascom.Para potenciar la tecnología DECT.

El uso del protocolo DMAP (DECT Multimedia Access Profile, “Perfil de Acceso DECT Multimedia”) que permite la transmisión de datos entre dispositivos a corta y media distancia.

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ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802.15.4)802.15.4)ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802.15.4)802.15.4)• Zigbee es una organización que toma ventaja de IEEE 802.15.4

• http://www.zigbee.org

• Se quieren desarrollar productos de muy bajo costo.Bajo consumo de potencia.

Se usarán con sensores que durarán 5 o 10 años y también las baterías deben hacerlo.

Velocidades relativamente bajas ( 250 kbps, 40 kbps, y 20 kbps).Distancias relativamente cortas comparadas con las de Wi-Fi.

Los dispositivos en conjunto pueden tener una gran área de cobertura.

• Permite la comunicación entre miles de pequeños sensores.Distribuidos en oficinas, granjas, fábricas.Midi d t t í i i i t


Midiendo temperatura, químicos, agua, movimiento.También puede utilizarse con juguetes interactivos, controles remotos, automatización del hogar, badgesinteligentes.

• Los dispositivos se comunican inalámbricamente el uno al otro.Al fin de la línea los datos se descargan en un computador para análisis o tomados por otra tecnología como Wi-Fi o WiMAX.

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ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802.15.4)802.15.4)ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802.15.4)802.15.4)


ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802802..1515..44))ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802802..1515..44))


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ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802802..1515..44))ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802802..1515..44))


ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802.15.4)802.15.4)ZigBeeZigBee ((IEEE IEEE 802.15.4)802.15.4)• Áreas de aplicación

Control y monitoreo industrialSeguridad pública

Incluye sensado y determinación de ubicación en sitios de desastre.

Sensado automotrizMonitoreo de la presión de llantas.

Etiquetas e identificadores inteligentes (smart tags and badges)Agricultura de precisión para sensar:

La humedad del sueloNivel de pesticidasNivel de herbicidasNiveles de pH

Automatización y networking del hogar


Automatización de edificioshttp://www.caba.org (Continental Automated Buildings Association)

• Tasas estimadas máximas para algunos periféricos de PC están en el orden de 115 kbps, y para el caso de automatización del hogar y electrodomésticos menores que 10 kbps.

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Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)• Orígenes a inicios de los 90.

Se tiene la noción de poner en red sensores desde los 70s, pero eran soluciones alámbricas y de pequeña escala.

• Se tiene la visión de un futuro en el que grandes cantidades de dispositivos con sensores baratos, de baja potencia, y densamente embebidos en el medio ambiente físico, estén , j p , y ,operando de manera conjunta en la red inalámbrica.

• Aplicaciones en diversos campos:Control de procesos industrialesSeguridad y vigilanciaSensado/detección de contaminación ambientalMonitoreo de hábitats ecológicosMonitoreo de la salud de estructuras


Rastreo de blancos militares

• Retos principales que se resuelven con técnicas con técnicas de redes que abarcan múltiples capas.

Eficiencia en consumo de energíaRobustnessAutonomía

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Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)• Tópicos asociados:

Despliegue (Network Deployment)

Localización

Sincronización temporal

Características de los enlaces inalámbricos

Acceso al medio

Planificación para el estado de dormir (Sleep scheduling)

Control de la topología

Enrutamiento

Conceptos y técnicas centradas en los datos (data-centric)

Control de congestión


Control de congestión

Seguimiento de blancos militares

Procesamiento de señal colaborativo

Computación Distribuida

Programación y middleware

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Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)• Primeros esfuerzos de investigación:

LWIM (Low-power Wireless Integrated Microsensors) en UCLA.Desarrollo de dispositivos con electrónica de baja potencia para disponer de redes grandes y densas de sensores inalámbricos.

WINS (Wireless Integrated Networked Sensors)WINS (Wireless Integrated Networked Sensors)UCLA colaboró con Rockwell Science Center.

Sucesor de LWIM

Otros proyectos que se iniciaron por 1999-2000Principalmente académicos

En MIT, Berkeley, USC.

Berkeley

Desarrollaron los MOTES


Desarrollaron los MOTESdispositivos de red con sensores inalámbricos embebidos.

Se disponen comercialmente

Desarrollaron TinyOSSistema operativo embebido que facilita el uso de los Motes.

Los motes constituyen una plataforma fácilmente programable, completamente funcional y relativamente barata, para experimentación y despliegue real.

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Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)Wireless Sensor NetworksWireless Sensor Networks (WSNs)(WSNs)


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UltrawidebandUltrawidebandUltrawidebandUltrawideband• Posibles escenarios de aplicación

Permite la transferencia de grandes archivos a altas velocidades sobre cortas distancias.

En el hogarEn el hogarPermitiría transferir horas de video de un PC a una TV (sin cables).

En movimientoPermitiría a un usuario viajando en un vehículo con una laptop transferir archivos a una computadora de mano (handheld).

El laptop podría estar recibiendo datos con MobileFi en la cajuela.

El handheld podría estar en el asiento delantero.


UltrawidebandUltrawidebandUltrawidebandUltrawideband


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UltrawidebandUltrawidebandUltrawidebandUltrawideband• Basada en una técnica llamada "carrier-free", "baseband" o

"impulse".Pulsos de muy corta duración que ocupan un gran ancho de banda instantáneo.

Las formas de onda resultantes son de un ancho de banda muy grande por lo que es difícil determinar una frecuencia central RF.

• Puede usarse en PANs, interconectando

celulares, laptops, PDAs, cameras, reproductores MP3.Velocidades mas altas que Bluetooth (802.15.1) u 802.11.


• IEEE 802.15 desarrolla estándares para WPANs.El “Task group 3” desarrolló un estándar (IEEE 802.15.3) para entregar velocidades de 20 Mbps a 55 Mbps en cortas distancias (menos de 10m).

Esto nono permitiría soportar algunas aplicaciones de las que se presentan en la tabla:

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Ultrawideband (IEEE 802.15.3a)Ultrawideband (IEEE 802.15.3a)Ultrawideband (IEEE 802.15.3a)Ultrawideband (IEEE 802.15.3a)

• IEEE 802.15.3a“Task Group” en noviembre de 2001.Para identificar alternativas que permitan soportar velocidades entre 110 Mbps y


Para identificar alternativas que permitan soportar velocidades entre 110 Mbps y 480 Mbps para cortas distancias (menores que 10m). En febrero de 2002, la FCC aprobó el uso de dispositivos UWB.UWB se presentó como una opción para IEEE 802.15.3a.No se ha podido decidir por una de las alternativas existentes en las votaciones.

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WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)• Luz infrarroja es un tipo de radiación electromagnética invisible para el ojo humano.

Los sistemas de comunicaciones con infrarrojo se basan en la emisión y recepción de haces de luz infrarroja.

• La mayoría de los controles a distancia de los aparatos domésticos (televisión, video, equipos de música, etc.) utilizan comunicación por infrarrojo.

• Por otro lado, la mayoría de las famosas PDAs, algunos modelos de teléfonos móviles y muchos computadores portátiles incluyen un dispositivo infrarrojo como medio de comunicaciones entre ellos.

• Los sistemas de comunicaciones de infrarrojo pueden ser divididos en dos categorías:Infrarrojo de haz directo.

Esta comunicación necesita una visibilidad directa sin obstáculos entre ambos terminales


Esta comunicación necesita una visibilidad directa sin obstáculos entre ambos terminales.Infrarrojo de haz difuso.

El haz tiene suficiente potencia como para alcanzar el destino mediante múltiples reflexiones en los obstáculos intermedios. No se necesita visibilidad directa entre terminales.

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WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)• La tecnología de infrarrojos ha encontrado su nicho en las comunicaciones de

muy corto alcance.

• Ventajas:No están reguladas.

Son de bajo costo.

Inmunes a interferencias de los sistemas de radios de alta frecuencia.

• Desventajas:Corto alcance.

No puedan traspasar objetos.


p p j

No son utilizables en el exterior debido a que agentes naturales como la lluvia o la niebla producen grandes interferencias.

El estándar original IEEE 802.11 (antecesor de Wi-Fi) contemplaba el uso de infrarrojos.

Nunca llegó a tomar impulso debido principalmente a los inconvenientes mencionados.

5454

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WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)WPAN: Infrarrojo (IR)• IrDA (Infrared Data Association)

http://www.irda.org/Asociación que tiene como objetivo crear y promover el uso de sistemas de comunicaciones por infrarrojo. Actualmente tiene creados dos estándares:

IrDA-Control. Protocolo de baja velocidad optimizado para ser utilizado en los dispositivos de control remoto inalámbricos.

Mouse, joysticks.IrDA-Data.

Protocolo orientado a crear redes de datos de corto alcance. Diseñado para trabajar a distancias menores de 1 m y a velocidades que van desde 9,6 kbps hasta 16 Mbps. Existe una versión que extiende el alcance a 2 m, con un alto costo de consumo de energía, y otra que reduce el alcance a 30 cm, reduciendo el consumo a la décima parte. Existen varios protocolos opcionales que permiten que el protocolo IrDA-Data sea utilizado en aplicaciones específicas.

IrCOMM (Infrared Serial/Parallel Port Emulation, “Emulador infrarrojo de Puerto Serie/Paralelo”).


IrCOMM (Infrared Serial/Parallel Port Emulation, Emulador infrarrojo de Puerto Serie/Paralelo ).IrTran-P (Infrared Digital Image Transfer, “Transferencia de Imagen Digital con Infrarrojo”).IrLAN (Infrared Local Area Network Connectivity, “Conectividad de Red de Área Local con Infrarrojo”).IrMC (Infrared Mobile Communications, “Comunicaciones Móviles con Infrarrojo”).

Ofrece ventajas en cuanto a seguridad.Las emisiones de haces infrarrojos se quedan en un entorno mucho más privado que las propagaciones de ondas de radio.

5555

WibreeWibreeWibreeWibree• http://www.wibree.com

• Se considera como una versión de baja potencia de la especificación de Bluetooth.1 Mbps para distancias de hasta 10 m, y usará alrededor de 1/10 de la potencia de Bluetooth.

P t léf óbil i l í d i lá b i• Para teléfonos móbiles convencionales, así como mercados inalámbricos emergentes, como el de relojes, teclados inalámbricos, juguetes, etc.

• CSR, Broadcom, Epson, Nokia, y Nordic Semiconductor anunciaron la especificación el 3 de octubre de 2006.

Estaría concluida el segundo cuarto de 2007.

• “Nokia said that Wibree will be a complement to Bluetooth, rather than a competitor, a


p , p ,position echoed by Bluetooth, UWB and now Wibree developer CSR”.

• “The main loser in this particular battle, …., will be another wireless technology …., ZigBee”.

5656

29

REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)

• WLAN (Wireless Local Area Neworks)

• Tienen una cobertura de unos pocos cientos de metros.

• Para crear un entorno de red local entre computadores o terminales situados en pun mismo edificio o grupo de edificios.

Para redes de oficina.Para redes en el Hogar.Para “Hot spots”

Áreas (alrededor de una antena) en donde las personas pueden compartir información de forma inalámbrica o conectarse al Internet con un laptop adecuadamente equipado.


• En el mercado existen distintas tecnologías que dan respuesta a esta necesidad. Wi-FiHomeRFHiperLANOpenAir

5757

REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)


30

WLAN: WiWLAN: Wi--FiFiWLAN: WiWLAN: Wi--FiFi

• Durante muchos años, las WLANs utilizaban soluciones particulares de cada

fabricante. Estas soluciones (propietarias) tenían el gran inconveniente de no permitir interconectar equipos de distintos fabricantes.

Cada fabricante desarrollaba su propia solución y la comercializaba por su cuenta.

El cliente tenía que trabajar siempre con el mismo fabricante.Estar sometido siempre a las limitadas soluciones que un solo fabricante puede ofrecer.

• La única forma de resolver este problema es desarrollar un sistema

normalizado que sea aceptado por los fabricantes como sistema común. Idealmente, son los organismos internacionales de normalización quienes realizan este trabajo


Idealmente, son los organismos internacionales de normalización quienes realizan este trabajo con la ayuda de los propios interesados.

No obstante, en muchas ocasiones, una de las empresas o asociación de empresas ha logrado imponer su sistema en el mercado.

Ejemplo: sistema VHS de video y el sistema GSM de comunicaciones móviles.

5959

WLAN: WiWLAN: Wi--FiFiWLAN: WiWLAN: Wi--FiFi• En el caso de las WLANs, el sistema que

está imponiendo es el normalizado por IEEE con el nombre 802.11b.

Se le conoce más como Wi-Fi o Wireless Fidelity(Fidelidad Inalámbrica).( )http://www.wi-fi.org

• Con Wi-Fi se pueden establecer comunicaciones a:

Una velocidad máxima de 11 Mbps.Distancias de hasta varios cientos de metro.

• No obstante, versiones más recientes de


No obstante, versiones más recientes de IEE 802.11 permiten alcanzar los 22, 54 Mbps.

• En desarrollo hay tecnologías para WLAN mas allá de los 100 Mbps.

6060

31





32





33

WLAN: WLAN: HomeRFHomeRFWLAN: WLAN: HomeRFHomeRF

• En 1998 se creó el grupo de trabajo HomeRF (Home Radio Frequency, “Radiofrecuencia del Hogar”)

El objetivo del grupo es desarrollar y promover un sistema de red inalámbrica para l hel hogar.

Lo formaron inicialmente Compaq, HP, IBM, Intel y Microsoft.Posteriormente se le han ido uniendo más miembros hasta casi alcanzar los 100 a finales del año 2000.

Actualmente cuenta con menos miembros debido a la proliferación de otras tecnologías.


WLAN: WLAN: HomeRFHomeRFWLAN: WLAN: HomeRFHomeRF• Versión 1.0 de SWAP

SWAP (Shared Wireless Access Protocol, “Protocolo de Acceso Compartido Inalámbrico”)SWAP trabaja en la banda de frecuencias de 2.4 GHz y permite configuraciones punto a punto y comunicaciones con un punto de comunicación central.Salió a inicios de 1999Salió a inicios de 1999.Permite transmitir datos a 1,6 Mbps y mantener hasta cuatro comunicaciones dúplex de voz. Tiene un alcance de unos 50 metros y una potencia de transmisión de 100 mW. Utiliza un protocolo similar a IEEE 802.11 para datos y otro similar a DECT para voz.

• Versión 2.0 de SWAPSalió en mayo de 2001.Alcanza 10Mbps.


Alcanza 10Mbps.

• Versión 3.0 de SWAPSe espera que alcance 40 Mbps para llegar a 100 Mbps en versiones posteriores.

• HomeRF utiliza FHSS.

6666

34

WLAN: WLAN: HiperLANHiperLANWLAN: WLAN: HiperLANHiperLAN

• HiperLan (High-Performance Radio Local Area Network, “Red de Área Local de Radio de Alto Rendimiento”)

• Resultado de los trabajos de ETSI (European TelecommunicationsResultado de los trabajos de ETSI (European Telecommunications

Standards Institute, “Instituto Europeo de Normalización en Telecomunicaciones”) para conseguir un estándar de red de área

local inalámbrica vía radio.

• HiperLAN/1


pPrimera versión de este estándar.

Publicado en 1996.

Trabajaba en la banda de frecuencias de 5 GHz.

Alcanzaba velocidades de hasta 24 Mbps.

6767


• HiperLAN/2En 1997, ETSI reconoció que HiperLAN/1 no estaba resultando viable comercialmente.

Se creó un proyecto llamado BRAN (Broadband Radio Access Network, “Red deSe creó un proyecto llamado BRAN (Broadband Radio Access Network, Red de Acceso Radio de Banda Ancha”).

El resultado se obtuvo en febrero de 2000.

Está diseñado para ofrecer accesos inalámbricos de alta velocidad a:Redes ATM (Asynchronous Transfer Mode, “Modo de Transferencia Asíncrono”)

Redes celulares de tercera generación

Firewire IEEE 1394


Redes IP

Ofrece velocidades de transmisión de 54 Mbps utilizando OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, “Multiplexado Ortogonal por División de Frecuencia”).

6868

35


• HiperLAN/2Sistemas de interior

Las frecuencias utilizadas son de 5.25 a 5.35 GHz.

200 mW de potencia.p

Sistemas de exteriorLas frecuencias utilizadas son de 5.47 a 5.725 GHz.

1000 mW de potencia.

En 1999 se creó la asociación HiperLAN2 Global ForumFormada por Nokia, Tenovis, Dell, Ericsson, Telia y Texas Instrument.

Para promover el uso de este estándar.


Este sistema sigue sin alcanzar el éxito comercial deseado.

6969

REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA METROPOLITANAREDES INALÁMBRICAS DE ÁREA METROPOLITANA (WMAN)(WMAN)REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA METROPOLITANAREDES INALÁMBRICAS DE ÁREA METROPOLITANA (WMAN)(WMAN)

• WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks)

• Tienen una cobertura desde unos cientos de metros hasta varios kilómetros.

• El objetivo es cubrir el área de una ciudad o entorno metropolitano.

• Ejemplos:LMDS (Local Multipoint Distribution Service, “Servicio Local de Distribución Multipunto”).MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service, “Servicio Multicanal de Distribución Multipunto”).

Conocida como “wireless cable”.Para redes de propósito general.Se usa en areas rurales.Rango de 2 a 3 GHz (en USA).Usado por mas de 20 años.Punto-multipunto/ fijo.


p j70 millas de rango (mayor que LMDS).

Quedarán obsoletas con IEEE 802.16

• Existen dos topologías básicas: Punto a punto a alta velocidad entre dos lugares fijos.Punto-multipunto ente lugares fijos.

El ancho de banda utilizado es compartido entre todos los usuarios del sistema.

7070

36

WMAN: WMAN: LMDSLMDSWMAN: WMAN: LMDSLMDS• Tecnología inalámbrica vía radio para comunicación entre puntos fijos.

No es pensada para ser utilizada por terminales móviles.

El rango de frecuencia utilizado varía entre 2 y 40 GHz, dependiendo de la regulación del país en el que se utilice.

• Utiliza un transmisor central emitiendo su señal sobre un radio de hasta 5 km. Las antenas de los receptores se sitúan generalmente en los techos de los edificios para procurar una visibilidad directa con el transmisor central.

• Un inconveniente es que no existe un estándar que asegure la compatibilidad de

los equipos de distintos fabricantes.


• En general, las soluciones LMDS no están teniendo una buena aceptación

comercial.

7171

WMAN: WMAN: IEEE IEEE 802802..1616WMAN: WMAN: IEEE IEEE 802802..1616• El comité 802 del IEEE creó en 1999 el grupo de trabajo 802.16.

Su objetivo era desarrollar un estándar para redes inalámbricas metropolitanas. El resultado, aprobado a principios de 2001, publicado en abril de 2002, fue un sistema punto-multipunto que opera en la banda de frecuencias de 10 a 66 GHz, y requiere línea de vista.Existe versión revisada 802.16a (2003).

Para la banda de frecuencias de 2 a 11 GHz.Puede tener alcances de hasta 50km y 70 Mbps.No requiere línea de vista.

La versión 802.16 fija actual es 802.16d. Llamada 802.16-2004.

La versión 802.16 móvil es 802.16e.

• IEEE 802.16 considera la utilización de distintos tipos de


modulaciones, alcanzando distintas velocidades de transmisión. Con QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying, “Modulación en Cuadratura por Salto de Fase”) alcanza 45 Mbps.Con 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation, “Modulación de Amplitud en Cuadratura”) alcanza 90 Mbps.Con 64-QAM alcanza 150 Mbps.

7272

37

WMAN: WMAN: IEEE IEEE 802802..1616WMAN: WMAN: IEEE IEEE 802802..1616


WMAN: WMAN: IEEE 802.16IEEE 802.16WMAN: WMAN: IEEE 802.16IEEE 802.16

• WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access

http://www.wimaxforum.org

Es un grupo de la Industria que se formó para promover el estándar IEEE 802 16 yEs un grupo de la Industria que se formó para promover el estándar IEEE 802.16 y desarrollar especificaciones para garantizar interoperabilidad.

Alcance de 40 a 50 km (fijo) y de 5 km (para estaciones móviles).

Es una alternativa inalámbrica para el acceso de última milla de banda ancha a:Cable

DSL

T1/E1


T1/E1

Se usará como una tecnología complementaria para conectar hot spots 802.11 al Internet.

Instalaciones iniciales de WiMAX se están haciendo con lugares fijos, pero se está desarrollando una versión móvil.

7474

38


Non Line of SightPoint to Multi-

pointOUTDOORCPE

802802..1111Point to Point BACKHAUL

INDOORCPE

802802..11 11 & &

802802..16 16


INTERNETBACKBONE

Telco Core Network or

Private (Fiber) Network

CPE

Courtesy of Intel Corporation 20037575

WMAN: WMAN: IEEE IEEE 802802..1616WMAN: WMAN: IEEE IEEE 802802..1616Non Line of SightNon Line of Sight

Point to MultiPoint to Multi--pointpoint

802802..1616Line of Sight Line of Sight BACKHAULBACKHAUL

802.16802.16


INTERNETINTERNETBACKBONEBACKBONE

Telco Core Telco Core Network or Network or

Private (Fiber) Private (Fiber) NetworkNetwork

SEEKS BESTSEEKS BESTCONNECTIONCONNECTION

Laptop ConnectedThrough 802.16

2 to 3 Kilometers Away

802802..16 16 PC PC CardCard

7676

39

WiBroWiBroWiBroWiBro• Wireless Broadband

Banda Ancha Inalámbrica

• Una iniciativa de Corea del Sur y una oportunidad para que ese país establezca una tecnología inalámbrica local.

Parecido a lo que los chinos están haciendo con TD-SCDMA.

• Probablemente será incluido en el proyecto general de 802.16e.Otro perfil potencial de WiMAX.

• Es un sistema basado en TDD que opera en un canal de radio de 9 MHz a 2.3 GHz, con OFDMA como su tecnología de acceso.

• Soporta usuarios viajando a velocidades de hasta 120 km/h (anteriormente se publicitó que estaba limitado a 60 km/h) y velocidades máximas de usuario de 3 Mbps en el downlink (uplink= 1 Mbps) y


18 Mbps de rendimiento máximo (del sector) en el downlink (uplink = 6 Mbps).

• Las velocidades de datos de usuarios promedio se publicitan como superiores a 512 kbps, y con el radio de la celda limitado a 1 km, será ampliamente desplegado en áreas densamente pobladas.

7777

WiBroWiBroWiBroWiBro• Inicialmente, WiBro fue percibida como una solución portátil, aun cuando no

podía soportar usuarios móviles, ya que la tecnología no soportaba handoffs.

• Con su potencial futura adopción dentro de la familia de perfiles de

WiMAX, podría existir un deseo de introducir movilidad vehicular, o handoffs

casi ininterrumpidos.

• Korea Telecom, junto con Samsung, prometió servicios comerciales WiBro para

abril del 2006, mientras que la empresa conjunta Nortel y LG WiBro, sugirió

pruebas de los clientes en la segunda mitad del 2006.


• Se estima que dado el intervalo entre la disponibilidad de infraestructura y los

CPEs, el servicio “comercial” probablemente carecerá de CPEs comercialmente

viables hasta por lo menos fines del 2006.

7878

40


• Mobile-FiSimilar a la versión móvil de WiMAX en términos de tecnología.

El objetivo es proveer acceso a Internet a usuarios móviles a velocidades aún mas altas que las que se ofrecen para acceso de banda ancha al hogar.altas que las que se ofrecen para acceso de banda ancha al hogar.

Con usuarios móviles no quiere decir solo que se pueda desplazar de un lugar a otro.Quiere decir que mientras viaja en un automóvil o tren en movimiento.

Se basa en la especificaciones del estándar IEEE 802.20.En Diciembre de 2002, la IEEE aprobó la formación del grupo de trabajo ”Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)”.

“It has an astonishing latency of just 10ms (500ms is standard for 3G communications)


and can maintain integrity at as much as 250km/h, compared to just 100km/h for WiMAX. Since it uses more common spectrum - licensed bands up to 3.5GHz - it also offers global mobility, hand-off and roaming support. ”

7979



41

WRAN: WRAN: IEEE 802.22IEEE 802.22WRAN: WRAN: IEEE 802.22IEEE 802.22

• Grupo de trabajo en “Wireless Regional Area Networks”Es el mas reciente de IEEE 802.

http://grouper.ieee.org/groups/802/22

• La IEEE está concentrada en sistemas a usarse en el espectro subutilizado en el espectro de TV en USA entre 54MHz y

862MHz, el cual está siendo evacuado ya por el paso de los

broadcasters hacia digital.Se quiere desarrollar un estándar para las especificaciones de las capas MAC y PHY


Se quiere desarrollar un estándar para las especificaciones de las capas MAC y PHY usando “Cognitive Radio” : Políticas y procedimientos para operación en las bandas de TV.

“Cognitive Radio” es un concepto mas general del mencionado aquí, que se centra en su aplicación en las bandas de TV.

8181

Wireless IEEE 802Wireless IEEE 802Wireless IEEE 802Wireless IEEE 802


42

WMAN: WMAN: HiperMAN e HiperaccessHiperMAN e HiperaccessWMAN: WMAN: HiperMAN e HiperaccessHiperMAN e Hiperaccess

• ETSI se está ocupando también de sacar un estándar para redes WMAN.

• De los distintos trabajos realizados se destacan tres proyectos:De los distintos trabajos realizados se destacan tres proyectos:Hiperaccess

Es un protocolo punto-multipunto que opera en la banda de 40.5 a 43.5 GHz y alcanza velocidades de hasta 25 Mbps.

HiperMANOpera en la banda de 2 a 11 GHz y permite configuraciones punto a punto y en malla.

Hiperlink


Hiperlink Para comunicaciones punto a punto de corto alcance (unos 150 m) con velocidades de hasta 155 Mbps, operando en la banda de 17 GHz.

8383

REDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALES• Los sistemas inalámbricos de cobertura global que existen son los

sistemas de telefonía móvil.

• La revolución celular es aparente simplemente observando elLa revolución celular es aparente simplemente observando el

crecimiento del mercado telefónico móvil.En 1990 el número de usuarios era aproximadamente 11 millones.

Actualmente, aproximadamente, se calcula en billones.

De acuerdo a la ITU (International Telecommunications Union ) el número de teléfonos móviles superaron a los fijos en el año 2002.


Por ejemplo, en España existía, a finales de 2002, una penetración de telefonía fija de 50 líneas por cada 100 habitantes mientras que la telefonía móvil llegaba a las 80 líneas.

8484

43

REDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALES




44





45





46





47


• http://www.supertel.gov.ec

• Movistar anuncia la implementación de una nueva red de

tecnología GSM complementaria a la red CDMA (Septiembre

26, 2005).




48



Estadísticas Estadísticas -- InternetInternetEstadísticas Estadísticas -- InternetInternet• Organization for Economic Co-Operation and Development

30

35

Other Fibre/LAN Cable DSL

OECD Broadband subscribers per 100 inhabitants, by technology, Dec. 2006

0

5

10

15

20

25

OECD average


Source: OECD

49

Estadísticas Estadísticas -- InternetInternetEstadísticas Estadísticas -- InternetInternet• Organization for Economic Co-Operation and Development

OECD Broadband subscriptions, by technology, Dec. 2006

DSL62%

Cable Modem29%

Iván Bernal, Ph.D.Iván Bernal, Ph.D.Rev. Marzo 2008Rev. Marzo 2008 9797

Fibre + LAN7%

Other2%

Total subscribers: 198 millionSource : OECD

Estadísticas InternetEstadísticas InternetEstadísticas InternetEstadísticas Internet• http://www.supertel.gov.ec/


50

Estadísticas Estadísticas -- InternetInternetEstadísticas Estadísticas -- InternetInternet




51



Estadísticas Estadísticas -- InternetInternetEstadísticas Estadísticas -- InternetInternet• Cable submarino se instaló en Punta Carnero (Guayas) enAgosto

de 2007.La empresa Telefónica Internacional Wholesale Services es la encargada de la inversión.

• Hace nueve años se tiene una conexión con el Cable Panamericano, que también entra por Punta Carnero y llega a la central de Pacifictel, en Guayaquil.

• Hace seis años se instaló fibra con Colombia. La conexión es través de la empresa Transnexa (Transelectric).


• Desde hace tres años existe un enlace con Perú, a través de la empresa Eergia.

• Ambas conexiones tienen limitación de crecimiento y el costo para extender las líneas de fibras ópticas de esos países es elevado.

102102

52





53

REDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALES• Innovaciones técnicas han contribuido al éxito de telefonía móvil.

Los teléfonos son mas pequeños y mas livianos.

El tiempo de vida de la batería se ha incrementado.

La tecnología digital ha mejorado la recepción y ha permitido un mejor uso delLa tecnología digital ha mejorado la recepción y ha permitido un mejor uso del espectro (limitado).

• Los costos han ido disminuyendo.Incluso en alguno lugares son la única forma económica de proveer servicio telefónico a la población.

Instalar rápidamente las estaciones base y costos reducidos, comparados con cavar y tender


p y p ycable en terrenos inhóspitos.

105105

REDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALESREDES INALÁMBRICAS GLOBALES• Nuevos tipos de teléfonos (dispositivos) se han ido introduciendo.

Con acceso al Internet

Mensajería instantánea

EmailEmail

Organizadores personales

• Inicialmente el objetivo fue solo transmitir voz, ahora es también

transmitir datos.Una gran parte del mercado de datos es para “Internet Inalámbrico”.


Nuevas consideraciones:

Displays, I/O de tamaño limitado.

106106

54

Redes Globales: Redes Globales: 11G: AMPSG: AMPSRedes Globales: Redes Globales: 11G: AMPSG: AMPS• 1G

Los primeros sistemas de telefonía móvil celular fueron sistemas analógicos.

Los dispositivos eran de gran tamaño y pesados y con regiones sin cobertura.Pero demostraron la conveniencia de las comunicaciones móviles celularesPero demostraron la conveniencia de las comunicaciones móviles celulares.

Muy pocas prestaciones para transmitir datos.

• AMPSAdvanced Mobile Phone System.

Ofrece un servicio de datos CDPD.Cellular Digital Packet Data


Cellular Digital Packet Data

19.2 kbps

Utiliza periodos libres en los canales regulares de voz.

107107

Redes Globales: Redes Globales: 22G: GSMG: GSMRedes Globales: Redes Globales: 22G: GSMG: GSM• 2G

Solo a finales de los ochenta aparecieron los primeros sistemas digitales con posibilidades de transmitir datos.

A estos sistemas se les conoce como sistemas de telefonía celular de segunda generación (2G).

Ejemplos:Tecnología europea GSM

Usa canales dedicados para ofrecer datos hasta a 9.6 kbps.

IS-136 (DAMPS)

U TDMA (Ti Di i i M l i l A )


Usa TDMA (Time Division Multiple Access)

IS-95 (cdmaOne)

Usa CDMA (Code Division Multiple Access).

Usa canales dedicados para ofrecer datos a 9.6 kbps.

108108

55

Redes Globales: 2G: GSMRedes Globales: 2G: GSMRedes Globales: 2G: GSMRedes Globales: 2G: GSM• Global System for Mobile Communications, “Sistema Global para

Comunicaciones Móviles”.

• Es una tecnología estandarizada por el CEPT (Conference of European Posts

and Telecommunications, “Conferencia de Correos y Telecomunicaciones

Europeas”) a finales de los ochenta. En 1982, el CEPT creó el “Groupe Spécial Mobile” (GSM).

• Su comercialización la llevó a cabo en Europa, durante los primeros años de la

década de los noventa y rápidamente alcanzó una cobertura global con cientos


de millones de usuarios (800 millones, Febrero de 1992, 70% del total mundial). Bajo control de ETSI (European Telecommunications Standards Institute, “Instituto Europeo de Normalización en Telecomunicaciones”).

• Hoy en día es el sistema 2G más difundido.

109109

Redes Globales: Redes Globales: 22G: GSMG: GSMRedes Globales: Redes Globales: 22G: GSMG: GSM• Puede transmitir datos a 13 kbps (full rate) sin necesidad de

utilizar módem.Para canales de voz.

• Para conectar un computador o PDA a un teléfono GSM, sólo hace falta un cable adaptador y el software apropiado.

Hasta 9.6 kbps para datos.

• SMS (Short Message Service, “Servicio de Mensajes Cortos”).


( g , j )Modo especial de transmisión de datos que admite GSM.Permite envío y recepción de mensajes cortos de texto (hasta 160 caracteres) desde el propio terminal de telefonía móvil. Estos mensajes pueden intercambiarse tanto con otros terminales móviles, como con terminales de telefonía fija e Internet.

110110

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Redes Globales: Redes Globales: 22G: CDMAG: CDMARedes Globales: Redes Globales: 22G: CDMAG: CDMA• Code Division Multiple Access, “Acceso Múltiple por División de Código”

• Tecnología desarrollada por la empresa Qualcomm.

• El gran mérito de esta tecnología es que supone una nueva forma de establecer g g q pcomunicaciones inalámbricas multiusuario con un aprovechamiento de la capacidad estimada seis veces mejor que TDMA.

• CDMA estuvo lista en 1988.

• Posteriormente, con ayuda de AT&T, Motorola y otros fabricantes, se desarrolló una nueva versión dual (analógica y digital) a la que se llamó IS-95, y


desarrolló una nueva versión dual (analógica y digital) a la que se llamó IS 95, y que ha sido la que se ha instalado en distintos países.

• La primera implantación de CDMA tuvo lugar en Hong Kong en 1995.

• CDMA también ofrece el servicio SMS de mensajes cortos.

111111

Redes Globales: Redes Globales: 22..55GGRedes Globales: Redes Globales: 22..55GG• Los sistemas 2G tienen ciertas capacidades de transmisión de datos, pero

fundamentalmente son sistemas que dan soporte a servicios de voz.

• Para ofrecer servicios de datos, se ha pensado en una nueva generación de redes l l l t ió 3Gcelulares, la tercera generación o 3G.

• No obstante, mientras se desarrolla la tecnología para poder ofrecer servicios 3G, se ha creado una ampliación de la tecnología 2G a la que se la llama 2.5G.

• Esta tecnología de transición añade nuevas capacidades de transmisión de datos a la infraestructura de red celular existente.


• Existen distintas tecnologías 2.5G:GPRS EDGE IS-95B

112112

57

Redes Globales: 2.5G: Redes Globales: 2.5G: GPRS GPRS Redes Globales: 2.5G: Redes Globales: 2.5G: GPRS GPRS • General Packet Radio Service, “Servicio General de Radio Paquetes”

• Esta tecnología añade a las redes GSM la posibilidad de transmitir paquetes de

datos.

• Utiliza la misma infraestructura GSM para enviar la voz y añade una

infraestructura de red que permite utilizar un conjunto de protocolos para la

transmisión de paquetes de datos.

• Permite transmitir datos a velocidades de hasta 171 kbps.


• Esta tecnología se ha implementado fundamentalmente en Europa, aunque se

está expandiendo a aquellas regiones con sistemas GSM.

113113

Redes Globales: 2.5G: EDGE e ISRedes Globales: 2.5G: EDGE e IS--95B95BRedes Globales: 2.5G: EDGE e ISRedes Globales: 2.5G: EDGE e IS--95B95B

• Enhanced Data Rates for GSM Evolution, “Velocidades Mejoradas de Datos para la Evolución de GSM”

• Variación de la tecnología GPRS que permite alcanzar velocidadesVariación de la tecnología GPRS que permite alcanzar velocidades

de transmisión de datos de hasta 384 kbps Valor máximo señalado varía de acuerdo a las referencias consultadas.

Para conseguir esto, se utiliza parte del canal de voz.

• IS-95B


Añade la capacidad de transmitir datos a 64 kbps a las redes CDMA (IS-95A).

Se ha implementado principalmente en Corea, Japón y Norteamérica.

114114

58

Redes Globales: Redes Globales: 33G G Redes Globales: Redes Globales: 33G G • En el paso de las redes celulares analógicas a las digitales, cada

una de las tres regiones importantes desde el punto de vista del

desarrollo tecnológico de tecnología celular

(Europa, Norteamérica y Asia) tomaron caminos distintos. Incluso dentro de cada región han existido variaciones.

• En cualquier caso, es evidente que lo ideal sería que la tercera

generación (3G) se enfrentase con el objetivo de conseguir un

i t l b l ú


sistema global común. Conseguir esto es extremadamente complicado debido a los distintos intereses económicos, políticos y regulatorios que tiene cada parte.

115115

Redes Globales: Redes Globales: 33G G Redes Globales: Redes Globales: 33G G • Se puede decir que el desarrollo de la tecnología celular 3G comenzó en 1985.

La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones)En Inglés ITU ( Internacional Telecommunications Union)

La UIT anunció la iniciativa de crear un nuevo sistema de comunicaciones móviles al que llamó FPLMTSFPLMTS .

Future Public Land Mobile Telecommunications System, “Futuro Sistema Público de Telecomunicaciones Móviles Terrestres”.

Esta iniciativa se concretó en 1996 con la creación de IMT2000.

• IMT2000International Mobile Telecommunications, “Telecomunicaciones Móviles Internacionales”.

El ú 2000 l


El número 2000 se le puso porque:Se esperaba que la nueva tecnología estuviera lista para la primera década del nuevo milenio.

La banda de frecuencia asignada era 2GHz (2000 MHz).

116116

59

Redes Globales: Redes Globales: 33G G Redes Globales: Redes Globales: 33G G • IMT2000

El objetivo es definir un marco dentro del cual puedan coexistir distintas tecnologías 3G, asegurando la interoperatividad de servicios (roaming, portabilidad, multimedia, etc.). Pretende ir más allá de un acuerdo entre tecnologías celulares.

La visión es disponer de un sistema universal de comunicaciones que cubra todo tipo de redes: con cables y sin cables terrestres y satelitalescables, terrestres y satelitales.

Después de muchas luchas entre todos los grupos de intereses, finalmente se llegó a un acuerdo de tecnología única en marzo de 1999: WCDMA.

• WCDMA Wideband CDMA, “CDMA de Banda Ancha”Desarrollada en Japón por NTT DoCoMo.Sobre WCDMA se han desarrollado tres modos opcionales:

UMTS


CDMA-2000TD-SCDMA

Para transmisión de datos, 3G define tres modalidades de transmisión: 144 kbps para usuarios de mucha movilidad.384 kbps para usuarios con movilidad limitada (a pie).2 Mbps para usuarios sin movilidad.

117117

Redes Globales: Redes Globales: 33G : UMTS G : UMTS Redes Globales: Redes Globales: 33G : UMTS G : UMTS • UMTS (Universal Mobile

Telecommunications System, “Sistema

Universal de Telecomunicaciones

Móviles”).Móviles ).

• Es el estándar europeo creado como

evolución de la arquitectura GSM

MAP (Mobile Application Part)

basada en WCDMA.


• Ofrece servicios de voz, fax, mensajes

multimedia, así como servicios de

datos a velocidades de hasta 2 Mbps.

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Redes Globales: Redes Globales: 33G : CDMAG : CDMA--2000 2000 Redes Globales: Redes Globales: 33G : CDMAG : CDMA--2000 2000 • Es una evolución del estándar americano CDMAOne.

• La particularidad de esta tecnología es que, a finales del año

2000 se convirtió en la primera tecnología 3G que vio el mercado2000, se convirtió en la primera tecnología 3G que vio el mercado.

• Los primeros en comercializarla fueron las empresas coreanas SK

Telecom, LG Telecom y KT Freetel.

• Esta primera versión, CDMA-2000-1x, permite transmitir datos a 300 kb


300 kbps.

119119

Redes Globales: 3G : Redes Globales: 3G : TDTD--SCDMASCDMARedes Globales: 3G : Redes Globales: 3G : TDTD--SCDMASCDMA• Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access

División de Tiempo-Acceso Múltiple Síncrono por División de Código

• Es una combinación de las técnicas TDMA y CDMA. y

• Esta tecnología ha sido desarrollada por Siemens y CATT

(Academia China para la Tecnología de las Telecomunicaciones).

• Su mayor ventaja es que permite interoperar con las redes 2G.


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Redes Globales: Redes Globales: 33G : G : TDTD--SCDMASCDMARedes Globales: Redes Globales: 33G : G : TDTD--SCDMASCDMA


MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV• http://www.movistar.com.ec

• MobiTVServicio que permitirá acceder a canales de televisión en vivo desde el celular.q p

Actualmente (Noviembre 2005) ofrece 4 canales de TV: abc News Now: Las últimas noticias nacionales e internacionales.

Fashion TV: Lo mejor del mundo de la moda 24 horas al día.

Toon World: Revive la época de oro de los dibujos animados.

Comedy Time: Muérete de risa con los mejores comediantes.

Costo mensual 5.44 USD + IVA


Equipos: Kyocera Slider/KOI/SOHO, Motorola V710

122122

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MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV• MobiTV (www.mobitv.com)

Tecnología de la compañía Idetic, IncFundada en 1999, (Berkeley, CA)www.idetic.com

La compañía se llama ahora “MobiTV, Inc”.Se reporta que tiene mas de medio millón de usuarios.

La primera red de televisión global del mundo para teléfonos móviles, que tiene como objetivo 1.2 billones de teléfonos móviles.Se inició operaciones en SprintPCS en noviembre de 2003.En enero 2005 lanzó el servicio en Cingular Wireless en USA, con 22 canales de programación


programación.Cingular es la red mas grande de voz y datos en USA con 49 millones de usuarios.

En USA se obtiene directamente desde el teléfono móvil.Se visita un lugar predeterminado y se descarga el servicio.Luego estará disponible en el menú del teléfono.

123123

MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV• Ir a la dirección http://www.mobitv.com y escogerla opción “Get

MoviTV” (http://www.mobitv.com/get/index.html).En el paso 1 nos recuerdan que se requiere un teléfono compatible con MoviTV y un

i i d d tservicio de datos.Se presenta una lista de los teléfonos recomendados.

En el paso 2, como opción mas reciente está “Movistar-Ecuador” (al último de la lista).

Aquí se seleccionaría uno de los modelos de teléfono que el proveedor en Ecuador soporta, y se debería adquirir uno de ser necesario.


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MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV




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MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV• Para descargar el servicio mismo, desde el teléfono móvil, hacer:

Go to Menu

Go to Lo Nuevo (What is new?) or Video

Then select MobiTVThen select MobiTV


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MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV• En la parte de software:

The MobiTV client application is either a 100% pure Java MIDP 2.0 application or a Certified BREW application, which ensures that the handset’s Java environment has been properly and effectively implemented so that all Multi-Media applications will function p p y y p ppaccording to specifications.

The Mobile Information Device Profile (MIDP), when combined with the Connected Limited Device Configuration (CLDC), is the Java runtime environment for today's most popular compact mobile information devices, such as cell phones and mainstream PDAs.


MobiTVMobiTVMobiTVMobiTV• En la parte de software:

The Sun Java Wireless Toolkit (formerly known as Java 2 Platform, Micro Edition (J2ME) Wireless Toolkit) is a state-of-the-art toolbox for developing wireless applications that are based on J2ME's CLDC and Mobile Information Device Profile pp(MIDP).

The toolkit includes the emulation environments, performance optimization and tuning features, documentation, and examples that developers need to bring efficient and successful wireless applications to market quickly.

The Mobile Media API (MMAPI) extends the functionality of the J2ME platform by providing audio, video and other time-based multimedia support to resource-constrained devices


constrained devices. As a simple and lightweight optional package, it allows Java developers to gain access to native multimedia services available on a given device.

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WAPWAPWAPWAP• WAP (Wireless Application Protocol) es una especificación de la industria para

aplicaciones que operan en redes inalámbricas con particular énfasis en

aplicaciones para dispositivos móviles, especialmente teléfonos móviles.Es una tecnología que enlaza el Internet a dispositivos inalámbricos portátiles.g q p p

WAP es el puente entre el Internet y el mundo inalámbrico, ofreciendo el potencial para un rango ilimitado de servicios de valor agregado que serán entregado al usuario sin importar la red o dispositivo que esté usando.

La convergencia del Internet y la telefonía celular, dos de las tecnologías que mas rápido han crecido en la última década, permitirá la transformación de la información del Internet a una forma que pueda presentarse en los tamaños de pantalla reducida asociados a los teléfonos celulares y otros dispositivos portátiles como PDAs.


WAPWAPWAPWAP


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WAPWAPWAPWAP• WAE (Wireless Application Environment) la parte que el usuario ve y con la cual

interactúa.Provee un modelo similar al de la web para escribir aplicaciones.

Casi todas las aplicaciones inalámbricas pueden escribirse con WML (que reemplaza HTML) y WMLScript (que reemplaza a JavaScript).

WBMP (Wireless Bitmap: el formato WAP para imágenes).


WAPWAPWAPWAP


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SatélitesSatélitesSatélitesSatélites• Los satélites son básicamente sistemas inalámbricos

interconectados a una infraestructura terrestre por medio de antenas.

• Las comunicaciones satelitales se iniciaron en 1960.Manejaban 240 circuitos de voz.Ahora manejan un tercio del tráfico de voz y la transmisión de señales de TV entre países.

• La mayoría de comunicaciones satelitales se realiza en la banda de


frecuencias de 2.5 a 22GHz.En este rango de frecuencia, las ondas de radio son pequeñas (10 a 100 mm) y se denominan microondas. Las ondas viajan directamente a lo largo de la línea de vista hacia su área primaria de cobertura.

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SatélitesSatélitesSatélitesSatélites


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SatélitesSatélitesSatélitesSatélites


SatélitesSatélitesSatélitesSatélites• La mayoría de sistemas utilizan órbitas circulares con altitudes constantes.

Los tiempos de pasada de los satélites son constantes y los niveles de potencia requeridos para la comunicación son constantes.

Cada satélite puede utilizarse para tráfico a lo largo de su trayectoria.

• Otros sistemas se proponen con órbitas elípticas, en donde los satélites están

disponibles para servicios mientras se mueven relativamente lento en la parte

más alta de su trayectoria.


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SatélitesSatélitesSatélitesSatélites• Los satélites introducen un retardo de alrededor de 250 ms a las

señales que manejan.

• Se han desplegado satélites en órbitas mas bajas con menorSe han desplegado satélites en órbitas mas bajas, con menor

retardo, y proveen servicios de datos y acceso a Internet.


SatélitesSatélitesSatélitesSatélites• Las órbitas mas bajas (LEOs y

MEOs) requieren el uso de

constelaciones de satélites para

cobertura constante, y es

posible que se requieran

enlaces intersatelitales. Se tienen caminos con retardos variables dependiendo del


enrutamiento por la red.

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UnlicensedUnlicensed Mobile AccessMobile Access (UMA)(UMA)UnlicensedUnlicensed Mobile AccessMobile Access (UMA)(UMA)• UMA technology provides access to

GSM and GPRS mobile services over unlicensed spectrum technologies, including Bluetooth and 802.11.802.11.

http://www.umatechnology.org

• By deploying UMA technology, service providers can enable subscribers to roam and handover between cellular networks and public and private unlicensed wireless networks using


dual-mode mobile handsets.

• With UMA, subscribers receive a consistent user experience for their mobile voice and data services as they transition between networks.

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• Conecta a los abonados a la PSTN usando señalesde radio como un substituto al cobre para toda oparte de la conexión de última milla.

WirelessWireless Local Local LoopLoop (WLL)(WLL)WirelessWireless Local Local LoopLoop (WLL)(WLL)


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DSRCDSRCDSRCDSRC• Dedicated Short Range Communications

Diseñado de forma específica para uso en automóviles.Ofrece comunicación entre el vehículo y equipo ubicado a los costados de los caminos y carreteras.Para aplicaciones ITS (Intelligent Transportation System ) opera en la banda de 5.8 GHz.

• Aplicaciones posibles son:Evitar colisiones en las intersecciones de las calles en ciudades.

Advertencia de la aproximación de vehículos de emergencia.

Inspección de la seguridad de los vehículos

Señalización de prioridad para los vehículos de emergencia

Pagos electrónicos de parqueo

Advertencias de la presencia de intersecciones de los caminos con rieles de trenes.


Se usa mucho en el cobro de peajes electrónicos en Europa y Japón.

• Basado en 802.11 promete ser el facilitador de aplicaciones que no solo enlace los vehículos con puntos de acceso ubicados a los lados de las carreteras sino también enlazar los vehículos entre sí.

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DSRCDSRCDSRCDSRC

Detección de proximidad

Grass Divider

Micro Zone20 ft

Work Zone Warning Com Zone

Work Zone

DSRC Beacon on maintenance vehicle

Flashing Arrow

Work Zone Warning Capture Zone


up to 300 m range

Work Zone Warning Com. Zone

Traffic Cones Not to Scale

Advertencias de zonas de trabajo144144

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DSRC DSRC –– AdvertenciaAdvertencia de de puentespuentes de de bajabaja alturaaltura y de y de volcamientosvolcamientos

DSRC DSRC –– AdvertenciaAdvertencia de de puentespuentes de de bajabaja alturaaltura y de y de volcamientosvolcamientos

RSE located in the the warning sign using Channel 4

RSE located on a Tower Transmitting Bridge Clearance or Warning on Channel 5

Tractor-trailer being measured from the gantry and receiving link identification from OBE on Channel 5

gantry


The tractor trailer receives curve parameters from the RSE in the rollover warning sign. The on-board computer calculates the proper speed for this vehicle’s loading and warns the driver if a rollover is indicated.

Tractor-trailer with OBE receiving rollover parameters from the warning sign at the curve on Channel 4

Not to Scale

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DSRCDSRCDSRCDSRC


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RFID (Radio Frequency Identification) RFID (Radio Frequency Identification) RFID (Radio Frequency Identification) RFID (Radio Frequency Identification)

• Autoidentificación por radiofrecuencia

• Radio Frequency Identification Devices

S b ti t l t ó i (t ) d• Se basa en unas etiquetas electrónicas (tags) que se componen de un chip y una pequeña antena.

• Estas etiquetas se pueden incorporar a todos los productos y hacen posible identificarlos a distancia y controlarlos a lo largo de toda la cadena de distribución, desde el fabricante hasta el


,comprador.

• Permiten almacenar múltiples datos referentes al artículo portador de las mismas.

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RFID (Radio RFID (Radio FrequencyFrequency IdentificationIdentification) ) RFID (Radio RFID (Radio FrequencyFrequency IdentificationIdentification) ) • La tecnología usa una idea muy

simple que tiene muchas complicaciones involucradas en su ejecución.

Un lector/interrogador/scanner transmite una señal de RF a la etiqueta.La etiqueta “escucha” la señal de RF y responde con los datos.

• Las etiquetas vienen como pasivas ti dif t f i


y activas, a diferentes frecuencias de operación, con antenas tipo planar (printed), re-escribibles, en envoltura dura, etc.

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RFID (RFID (Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification), ), RFID (RFID (Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification), ), • Puede usarse como una alternativa a los códigos de barra (que se han usado por 25 años).

Automatic Identification and Data Capture.

Junto con las tarjetas inteligentes (smart cards) y las de banda magnética, son métodos para automatizar nuestra necesidad por datos.

• Desventajas de los códigos de barra que sería bueno eliminar:Se debe verlos (línea de vista directa con el lector)

No puede cambiar los valores del código (no se puede escribir) una vez impresos

Ocupan espacio del objeto sobre el que se los imprime.




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RFID (RFID (Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification), ), RFID (RFID (Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification), ),

• Localización y seguimiento de objetos• Control de acceso• Identificación de materiales (ciclos de lavado de vestimentas)• Control de fechas de caducidad (cartón de leche )• Detección de falsificaciones (pasaportes)• Detección de falsificaciones (pasaportes)• Almacenaje de datos• Automatización de los procesos de fabricación• Información al consumidor• Reducción de colas a la hora de pasar por caja• Identificación y localización de animales perdidos• Elaboración de censos de animales• Identificación y control de equipajes en los aeropuertos


• Inventario automático• Etc.

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RFID (RFID (Radio Radio FrequencyFrequency IdentificationIdentification) ) RFID (RFID (Radio Radio FrequencyFrequency IdentificationIdentification) )


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SDR (SDR (SoftwareSoftware--DefinedDefined RadioRadio))SDR (SDR (SoftwareSoftware--DefinedDefined RadioRadio))• Término introducido por J. Mitola en 1991.

• A veces se le conoce simplemente como software radio.

• Los dispositivos inalámbricos tradicionales se diseñan para entregar un único y p p g y

específico servicio de comunicación usando un estándar particular.

• Con la continua proliferación de nuevos servicios inalámbricos y

estándares, dispositivos de propósito único con recurso de hardware dedicados

no pueden satisfacer las necesidades del usuario, y son caros de actualizar y

mantener.


• Con SDR, un solo radio multibanda puede soportar múltiples interfaces de aire y protocolos y es reconfigurable a través de software ejecutándose en DSPs o procesadores de propósito general.

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SDRSDRSDRSDR• Antes de SDR, esto era alcanzable con múltiples productos.

• Ejemplos: Un solo dispositivo SDR podría proveer servicio celular, actuar como un receptor AM/FM f i i d l li ió GPS i lá b i t d lAM/FM, ofrecer servicios de localización GPS, inalámbricamente acceder al Internet, e incluso servir como un receptor HDTV.

Se podría tener la habilidad para tomar un radio [en una estación base en un sistema celular] que está realizando una aplicación que se definió hoy, y mañana reconfigurarlo para hacer algo diferente.

El truco es usar software para modificar el hardware del radio.


• Mucho de lo referente a SDR ha sido impulsado por los militares (USA) quienes

quieren un radio que se comunique con diferentes tipos de radio tales como los

de los marines, la guardia costera, los bomberos.

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• Una variedad de tecnologías disponibles son requeridas para implementar soluciones SDR

Convertidores AD/DA;Procesasdores Programables, DSPs, FPGAs y Procesadores reconfigurables.Front-ends de RF Reconfigurables Herramientas de desarrollo de software- incluyendo sistemas operativos en tiempo real, middleware y

Software Software DefinedDefined RadioRadio (SDR)(SDR)Software Software DefinedDefined RadioRadio (SDR)(SDR)

y p p yplataformas de software.Plataformas de hardware: procesamiento integrado, conversión, módulos que simplifican los diseños de sistemas para desarrollos SDR.


TesterTester SDR PARA INTEGRACION DE APLICACIONES DE SDR PARA INTEGRACION DE APLICACIONES DE COMUNICACIÓN Y NAVEGACIONCOMUNICACIÓN Y NAVEGACION

TesterTester SDR PARA INTEGRACION DE APLICACIONES DE SDR PARA INTEGRACION DE APLICACIONES DE COMUNICACIÓN Y NAVEGACIONCOMUNICACIÓN Y NAVEGACION

Software Software DefinedDefined RadioRadio (SDR)(SDR)Software Software DefinedDefined RadioRadio (SDR)(SDR)


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Cognitive RadioCognitive RadioCognitive RadioCognitive Radio• Término introducido por J. Mitola en 1991.

• Es un radio inteligente consciente del contexto en el cual se desenvuelve (context-aware intelligent

radio) capaz de una reconfiguración autónoma gracias al aprendizaje y adaptación al ambiente de

comunicaciones.

• Si bien el acceso al espectro dinámico es una aplicación importante de cognitive radio, cognitive

radio representa un paradigma mucho más amplio en el cual muchos aspectos de los sistemas de

comunicación puede mejorarse mediante el conocimiento (cognition).

• Un dispositivo escanea señales inalámbricas (desde señales de TV hasta WiFi) y encuentra y emplea

secciones no utilizadas del espectro, permitiendo un mejor uso del espectro.

Estos dispositivos pueden determinar que frecuencias están libres y escoger , una o más para


s os d spos vos puede de e que ecue c s es b es y escoge , u o s ptransmitir y recibir datos.

Se puede enseñar a los radios cognitivos a negociar con otros dispositivos en la vecindad.

El propietario del espectro designado por la tiene prioridad, pero otros dispositivos pueden usar espectro no utilizado entre sí.

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CognitiveCognitive RadioRadioCognitiveCognitive RadioRadio• Ejemplo:

Se desea aprovechar el espectro de TV no utilizado, empleando radios que conocen acerca del medio ambiente en el cuál están ubicados.

Ese conocimiento (cognition) es la manera de usar el espectro de forma eficiente y la única

f d l fi i t t fl ibl h SDRforma de ser lo suficientemente flexible para hacer eso es con SDR.

• Cognitive radio es una tecnología que provee mejoras fundamentales en el uso eficiente del espectro

y en su administración.

Los radios tradicionales requieren licencias de uso exclusivo para evitar la interferencia.

Los canales (y bandas) han sido asignados a diferentes usuarios, pero gran parte de estos recursos en la práctica estás sin uso en un momento dado.


• Un radio cognitivo utiliza un sensado espectral avanzado y técnicas de acceso para operar sin

interferencia y sin requerir una licencia exclusiva.

• La FCC ha señalado a Cognitive Radio como una tecnología crítica requerida para soportar un

crecimiento continuo de las comunicaciones inalámbricas.

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HPA (HPA (High Altitude Platforms High Altitude Platforms ))HPA (HPA (High Altitude Platforms High Altitude Platforms ))




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FSO (FSO (Free Space Optics Free Space Optics ))FSO (FSO (Free Space Optics Free Space Optics ))• Se basa en la transmisión de señales ópticas en el

espacio ("wireless fiber").

Los transmisores láser envían una señal modulada hacia los receptores de forma segura eye-safe y confiableconfiable.

• Para cubrir las necesidades de conexión de última

milla, interconexión de puntos, respaldo de enlaces y

redes ópticas, etc.

Libre de interferencia RF / EM

Solución óptica de alta velocidad


Solución óptica de alta velocidad

No requiere licencia de operación

Rápida instalación

Seguridad y Protección

• http://www.triohmtec.com/fso.shtml167167

LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)• Existen muchas tecnologías distintas de comunicaciones inalámbricas.

Muchas de estas tecnologías son complementarias (éste podría considerarse el caso de Bluetooth, Wi-Fi y UMTS).Otras dan respuesta a una misma necesidad, por tanto, compiten entre ellas por ser las preferidas del mercado.

E l d l l í WLAN l i Wi• En el caso de las tecnologías para WLANs, la competencia se centra en Wi-Fi, HiperLAN, HomeRF y las nuevas versiones tecnológicas de cada una de ellas.

• Para que una tecnología esté lista para ser adoptada por el mercado, es necesario que tenga suficientemente desarrolladas cinco características:

NormalizaciónRegulaciónTecnología


ServiciosPrecios

• En el caso de las redes locales inalámbricas, la tecnología que tiene mejor posicionamiento en estos cinco puntos es Wi-Fi.

Sobre todo, en lo concerniente a precios, lo cual está resultando determinante para que el mercado acepte esta tecnología frente a sus competidores.

168168

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LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)

• RegulacionesEn cada país existe un organismo que se encarga de regular el uso del espectro radioeléctrico.

Para que funcionen los equipos de radio, es necesario regular el uso de las bandas dePara que funcionen los equipos de radio, es necesario regular el uso de las bandas de frecuencia.

El espectro radioeléctrico es único y se considera un bien social.

El regulador del espectro radio eléctrico se asegura que cada servicio que utiliza dicho espectro (televisión, radio, policía, ambulancia, telefonía móvil, etc.) lo pueda hacer con las mejores garantías y sin que exista interferencia entre ellos.

La mayoría de las bandas de frecuencia no pueden ser utilizadas a menos que se


disponga de una licencia.

Telefonía móvil, las emisoras de radio o de televisión

Existen bandas de frecuencias para las que no se necesita licencia de uso.

Éste es el caso de la banda de 2,4 GHz y de 5 GHz.

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LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)LA LUCHA TECNOLÓGICA (Caso WLAN)

• RegulacionesQue no se necesite licencia para el uso de estas frecuencias ha favorecido tremendamente la implantación de la tecnología inalámbrica Wi-Fi.

No obstante, no se está exento de problemas ya que estas bandas de frecuencias sonNo obstante, no se está exento de problemas ya que estas bandas de frecuencias son utilizadas no sólo por la tecnología de redes locales inalámbricas.

Pueden producirse problemas de interferencia con DECT o Bluetooth, que utilizan también los 24 GHz.

Aunque no se necesite licencia de uso, los equipos que funcionan en la banda de 2,4 GHz sí deben cumplir una serie de características.

Así, la potencia máxima de emisión (1.000 mW).

Ot d l t í ti h f i l té i d d l ió


Otras de las características hacen referencia a las técnicas de modulación y retransmisión utilizada.

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Espectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordar


Espectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordar• ISM (Industrial, Scientific and Medical)

• UNII (Unlicensed National Information Infraestructure)

Creada por la FCC (Federal Communications Comission)Creada por la FCC (Federal Communications Comission).

Para permitir que los fabricantes desarrollen redes inalámbricas de alta velocidad.

Para tener anchos de banda satisfactorios, se estableció en 5 GHz.


• Por mucho tiempo estos rangos de frecuencia no fueron utilizados.

Teléfonos inalámbricos y hornos microondas.

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Espectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordarEspectro y bandas a recordar


Visión general de Tecnologías Inalámbricas - Ivan...

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