Wi-Fi
- Introducción a las
Wlan - Redes locales inalámbricas
802.11 - Normalización
IEEE - Compatibilidad y seguridad.
Wi-fi y Wep - Evolución del
mercado
Una WLAN es un sistema de
comunicaciones
de datos que
transmite y recibe datos utilizando
ondas
electromagnéticas, en lugar del par trenzado, coaxial o
fibra
óptica utilizado en las LAN
convencionales, y que proporciona conectividad inalámbrica
de igual a igual (peer to peer), dentro de un edificio, de
una pequeña área residencial/urbana o de un campus
universitario. En EEUU proliferan estas redes para acceso a Internet, en donde hay
más de 4.000 zonas de acceso, y en Europa es
previsible que pronto se extiendan.
Las WLAN se encuadran dentro de los estándares
desarrollados por el IEEE (Instituto de Ingenieros
Eléctricos y Electrónicos) para redes locales
inalámbricas. Otras tecnologías como HyperLAN
apoyada por el ETSI, y el nuevo estándar HomeRF para el
hogar, también pretenden acercarnos a un mundo sin cables
y, en algunos casos, son capaces de operar en conjunción y
sin interferirse entre sí. Otro aspecto a destacar es la
integración de las WLAN en entornos de
redes móviles de 3G (UMTS) para cubrir las zonas de alta
concentración de usuarios (los denominados hot
spots), como solución de acceso público a la
red de comunicaciones
móviles.
Como todos los estándares 802 para redes locales
del IEEE, en el caso de las WLAN, también se centran en
los dos niveles inferiores del modelo OSI, el
físico y el de enlace, por lo que es posible correr por
encima cualquier protocolo
(TCP/IP o cualquier
otro) o aplicación, soportando los sistemas
operativos de red habituales, lo que
supone una gran ventaja para los usuarios que pueden seguir
utilizando sus aplicaciones habituales, con independencia
del medio empleado, sea por red de cable o por radio.
Otra tecnología de acceso
inalámbrico en áreas de pequeña
extensión (WPAN/WLAN Personal Area
Network) es la denominada Bluetooth, que aunque pueda parecer
competencia
directa de las WLAN, es más bien complementaria a ella.
Bluetooth pretende la eliminación de cables, como por
ejemplo todos los que se utilizan para conectar el PC con sus
periféricos, o proporcionar un medio de
enlace entre dispositivos situados a muy pocos metros, sirviendo
también como mando a distancia.
Las WLAN tienen su campo de aplicación
específico, igual que Bluetooth, y ambas
tecnologías pueden coexistir en un mismo entorno sin
interferirse gracias a los métodos de
salto de frecuencia que emplean, Sus aplicaciones van en aumento
y, conforme su precio se vaya
reduciendo, serán más y más los usuarios que
las utilicen, por las innegables ventajas que supone su
rápida implantación y la libertad de
movimientos que permiten.
REDES LOCALES
INALÁMBRICAS 802.11
El origen de las LAN
inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en
1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros
de IBM en Suiza, consistente en utilizar enlaces infrarrojos para
crear una red local en
una fábrica. Estos resultados, publicados por el IEEE,
pueden considerarse como el punto de partida en la línea
evolutiva de esta tecnología.
Las investigaciones
siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas,
donde se utilizaba el esquema de espectro expandido (spread
spectrum). En mayo de 1985, y tras cuatro años de
estudios, la FCC (Federal Communications Comission), la agencia
federal del Gobierno de
Estados Unidos
encargada de regular y administrar en materia de
telecomunicaciones, asignó las bandas ISM
(Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835
GHz, 5,725-5,850 GHz para uso en las redes
inalámbricas basadas en Spread Spectrum (SS), con las
opciones DS (Direct Sequence) y FH (Frequency Hopping). La
técnica de espectro ensanchado es una técnica de
modulación que resulta ideal para las
comunicaciones de datos, ya que es muy poco susceptible al
ruido y crea
muy pocas interferencias. La asignación de esta banda de
frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la
industria y
ese respaldo hizo que las WLAN empezaran a dejar ya el entorno
del laboratorio
para iniciar el camino hacia el mercado.
Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya
más en la fase de desarrollo,
hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos
referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1
Mbit/s, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la
red sea considerada realmente una LAN, con aplicación
empresarial.
Las redes WLAN se componen fundamentalmente de dos tipos
de elementos, los puntos de acceso y los dispositivos de cliente. Los
puntos de acceso actúan como un concentrador o hub que
reciben y envían información vía radio a los
dispositivos de clientes, que
pueden ser de cualquier tipo, habitualmente, un PC o PDA con una
tarjeta de red
inalámbrica, con o sin antena, que se instala en uno de
los slots libres o bien se enlazan a los puertos USB de los
equipos.
La principal ventaja de este tipo de redes (WLAN), que
no necesitan licencia para su instalación, es la libertad de
movimientos que permite a sus usuarios, ya que la posibilidad de
conexión sin hilos entre diferentes dispositivos elimina
la necesidad de compartir un espacio físico común y
soluciona las necesidades de los usuarios que requieren tener
disponible la información en todos los lugares por donde
puedan estar trabajando. Además, a esto se añade la
ventaja de que son mucho más sencillas de instalar que las
redes de cable y permiten la fácil reubicación de
los terminales en caso necesario.
También, presentan alguna desventaja, o
más bien inconveniente, que es el hecho de la "baja"
velocidad que
alcanzan, por lo que su éxito
comercial es más bien escaso y, hasta que los nuevos
estándares no permitan un incremento significativo, no es
de prever su uso masivo, ya que por ahora no pueden competir con
las LAN basadas en cable.
El uso más popular de las WLAN implica la
utilización de tarjetas de red
inalámbricas, cuya función es
permitir al usuario conectarse a la LAN empresarial sin la
necesidad de una interfaz física.
La historia de las WLAN es
bastante reciente, de poco más de una década. En
1989, en el seno de IEEE 802, se forma el comité IEEE
802.11, que empieza a trabajar para tratar de generar una norma
para las WLAN, pero no es hasta 1994 cuando aparece el primer
borrador, y habría que esperar hasta el año 1999
para dar por finalizada la norma.
En 1992 se crea Winforum, consorcio liderado por Apple y
formado por empresas del
sector de las telecomunicaciones y de la informática para conseguir bandas de
frecuencia para los sistemas PCS
(Personal
Communications Systems). En 1993 también se constituye la
IrDA (Infrared Data Association) para promover el desarrollo de
las WLAN basadas en enlaces por infrarrojos. En 1996, finalmente,
un grupo de
empresas del
sector de informática móvil (mobile computing)
y de servicios
forman el Wireless LAN
Interoperability Forum (WLI Forum) para potenciar este mercado mediante
la creación de un amplio abanico de productos y
servicios
interoperativos.Por otra parte, WLANA (Wireless LAN
Association) es una asociación de industrias y
empresas cuya misión es
ayudar y fomentar el crecimiento de la industria WLAN
a través de la educación y
promoción.
Actualmente son cuatro los estándares reconocidos
dentro de esta familia; en
concreto, la
especificación 802.11 original; 802.11a (evolución a 802.11 e/h), que define una
conexión de alta velocidad basada en ATM; 802.11b, el que goza de
una más amplia aceptación y que aumenta la tasa de
transmisión de datos propia de 802.11 original, y 802.11g,
compatible con él, pero que proporciona aún mayores
velocidades.
- WLAN 802.11
En junio del año 1997 el IEEE ratificó el
estándar para WLAN IEEE 802.11, que alcanzaba una
velocidad de 2 Mbit/s, con una modulación
de señal de espectro expandido por secuencia directa
(DSSS), aunque también contempla la opción de
espectro expandido por salto de frecuencia, FHSS en la banda de
2,4 GHz, y se definió el funcionamiento y la
interoperabilidad entre redes
inalámbricas.
El 802.11 es una red local
inalámbrica que usa la transmisión por radio en la
banda de 2.4 GHz, o infrarroja, con regímenes binarios de
1 a 2 Mbit/s. El método de
acceso al medio MAC (Medium Access Mechanism)
es mediante escucha pero sin detección de colisión,
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Avoidance).
La dificultad en detectar la portadora en el acceso WLAN
consiste básicamente en que la tecnología utilizada
es Spread-Spectrum y con acceso por división de código
(CDMA), lo que conlleva a que el medio radioeléctrico es
compartido, ya sea por secuencia directa DSSS o por saltos de
frecuencia en FHSS. El acceso por código
CDMA implica que pueden coexistir dos señales en el mismo
espectro utilizando códigos diferentes, y eso para un
receptor de radio implicara que detectaría la portadora
inclusive con señales distintas de las de la propia red
WLAN. Hay que mencionar que la banda de 2,4 GHz está
reglamentada como banda de acceso publica y en ella funcionan
gran cantidad de sistemas, entre
los que se incluyen los teléfonos inalámbricos
Bluetooth.
- WLAN 802.11b (Wi-Fi)
Un poco más tarde, en el año 1999, se
aprobó el estándar 802.11b, una extensión
del 802.11 para WLAN empresariales, con una velocidad de 11
Mbit/s (otras velocidades normalizadas a nivel físico son:
5,5 – 2 y 1 Mbit/s) y un alcance de 100 metros, que al igual que
Bluetooth y Home RF, también emplea la banda de ISM de 2,4
GHz, pero en lugar de una simple modulación de radio
digital y salto de frecuencia (FH/Frequency Hopping), utiliza una
la modulación linear compleja (DSSS). Permite mayor
velocidad, pero presenta una menor seguridad, y el
alcance puede llegar a los 100 metros, suficientes para un
entorno de oficina o
residencial.
- WLAN 802.11g
El IEEE también ha aprobado en el año 2003
en el estándar 802.11g, compatible con el 802.11b, capaz
de alcanzar una velocidad doble, es decir hasta 22 Mbit/s o
llegar, incluso a 54 Mbit/s, para competir con los otros
estándares que prometen velocidades mucho más
elevadas pero que son incompatibles con los equipos 802.11b ya
instalados, aunque pueden coexistir en el mismo entorno debido a
que las bandas de frecuencias que emplean son distintas. Por
extensión, también se le llama Wi-Fi.
- WLAN 802.11a (Wi-Fi 5)
El IEEE ratificó en julio de 1999 el
estándar en 802.11a (los productos
comerciales comienzan a aparecer a mediados del 2002), que con
una modulación QAM-64 y la codificación OFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) alcanza una
velocidad de hasta 54 Mbit/s en la banda de 5 GHz, menos
congestionada y, por ahora, con menos interferencias, pero con un
alcance limitado a 50 metros, lo que implica tener que montar
más puntos de acceso (Access Points)
que si se utilizase 802.11b para cubrir el mismo área, con
el coste adicional que ello supone.
La banda de 5 GHz que utiliza se denomina UNII
(Infraestructura de Información Nacional sin Licencia),
que en los Estados Unidos
está regulada por la FCC, el cual ha asignado un total de
300 MHz, cuatro veces más de lo que tiene la banda ISM,
para uso sin licencia, en tres bloques de 100 MHz, siendo en el
primero la potencia
máxima de 50 mW, en el segundo de 250 mW, y en el tercero
puede llegar hasta 1W, por lo que se reserva para aplicaciones en
el exterior.
COMPATIBILIDAD
Y SEGURIDAD. Wi-Fi
y WEP
A finales de la década de los 90, los
líderes de la industria inalámbrica (3Com, Aironet,
Lucent, Nokia, etc.) crean la WECA (Wireless Ethernet
Compatibility Alliance), una alianza para la Compatibilidad
Ethernet
Inalámbrica, cuya misión es
la de certificar la interfuncionalidad y compatibilidad de los
productos de redes inalámbricas 802.11b y promover este
estándar para la empresa y el
hogar. Para indicar la compatibilidad entre dispositivos
inalámbricos, tarjetas de red o
puntos de acceso de cualquier fabricantes, se les incorpora el
logo "Wi-Fi" (estándar de Fidelidad Inalámbrica), y
así los equipos con esta marca, soportada
por más de 150 empresas, se pueden incorporar en las redes
sin ningún problema, siendo incluso posible la
incorporación de terminales telefónicos Wi-Fi a
estas redes para establecer llamadas de voz.
Las redes inalámbricas son inseguras aunque
sólo sea porque el medio de transporte que
emplean es el aire; por tanto,
un elemento esencial a tener en cuenta en este tipo de redes al
utilizarse la radio, es la
encriptación. En general se utiliza WEP (Wired Equivalent
Privacy), que es un mecanismo de encriptación y
autenticación especificado en el estándar IEEE
802.11 para garantizar la seguridad de las comunicaciones entre
los usuarios y los puntos de acceso. La clave de acceso
estándar es de 40 bits, pero existe otra opcional de 128
bits, y se asigna de forma estática o
manual (no
dinámica), tanto para los clientes, que
comparten todos el mismo conjunto de cuatro claves
predeterminadas, como para los puntos de acceso a la red, lo que
genera algunas dudas sobre su eficacia. WEP
utiliza un esquema de cifrado simétrico en el que la misma
clave y algoritmo se
utilizan tanto para el cifrado de los datos como para su
descifrado
Con el retraso del nuevo estándar 802.11i y con
el fin de resolver el tema de la seguridad, se ha lanzado la
certificación WPA, aunque algunos expertos consideran que
esta es sólo una solución momentánea que
puede llevar a error ya que puede crear en el usuario una
sensación de seguridad que este estándar no
ofrece.
Otro mecanismo de seguridad definido en el
estándar IEE 802.11 es el conocido como SSID (Service Set
Identifiers) o identificadores del conjunto de servicios, que es
como un gestor de asignación de nombres, que proporciona
un control de acceso
muy rudimentario, razón por la que apenas se utiliza en
las implementaciones comerciales.
Otros usuarios han preferido adquirir soluciones
wireless convencionales y potenciar la seguridad con
tecnología de otros fabricantes especializados en
seguridad móvil en lugar de soluciones que
incluyan la certificación WPA
El mercado de las soluciones inalámbricas
alcanzó en el año 2002 un volumen de
negocio de unos 1.600 millones de dólares y según
todas las previsiones, se espera que experimente un crecimiento
anual del 20%, a pesar de algunos factores en su contra que
frenan este desarrollo como los problemas de
seguridad y la diversidad de estándares.
Y es que la preocupación por la seguridad es uno
de los problemas que
más tienen en cuenta las compañías, junto
con las restricciones presupuestarias. A medida que la economía se vaya
recuperando y los nuevos estándares incluyan características de seguridad mejorada, el
mercado crecerá, por lo que se espera que en el año
2006 se alcance un volumen de 2.600
millones de dólares.
Otro de los factores negativos es que en este momento se
está produciendo un retraso en el proceso de
ratificación de los nuevos estándares. Este
proceso, en el
caso del 802.11i está siendo más caro y lento de lo
que los fabricantes calcularon, por lo que hasta finales de 2003
o principios de
2004 este estándar no se lanzará al
mercado.
Por otro lado, muchas compañías se han
lanzado ya a comercializar soluciones que soportan el
estándar 802.11g, aunque todavía no está
definido del todo. Las primeras pruebas con
este tipo de equipos han demostrado que la interoperabilidad
presenta lagunas, y que en redes híbridas, las prestaciones
tienden a caer a los niveles del estándar
anterior.
Se espera que el crecimiento venga impulsado por la
tecnología Wi-Fi, así como por la mayor presencia
de las tarjetas
multiprotocolo, capaces de operar en estándares diversos
como el 802.11b a, b y g. De hecho, en Estados Unidos esto ya se
está produciendo ya que el protocolo
802.11b, convive con el 802.11a, que ofrece un mayor ancho de
banda. Además, esta opción tiene la ventaja de
proteger las inversiones de
la obsolescencia y permite administrar el ancho de banda en
función
del uso o localizaciones.
La evolución del mercado de la movilidad
vendrá dada sin lugar a dudas por tres "actores"
fundamentales en este mercado: los dispositivos
móviles, las redes wireless y las aplicaciones
móviles. De los primeros podemos decir que cada vez
son más potentes y para los próximos años se
espera que los PC incorporen plataformas y tecnologías
móviles y los portátiles se acerquen cada vez
más al PC, hasta que compartan la misma tecnología.
Se espera que esto mismo ocurra con el resto de dispositivos
móviles, que converjan poco a poco hacia la compatibilidad
total con el PC, a medida que su capacidad vaya
incrementándose. Y por otro lado aparecerán nuevos
dispositivos móviles que se adaptarán mejor a las
necesidades de cada tipo de empresa.
Por su parte, según la consultora Ciga Group, las
redes wireless van a evolucionar de diferente manera: a
través de la consolidación de redes de tercera
generación, gracias a los cambios en el ancho de banda y
la cobertura de las redes, etc. Sin embargo existe la amenaza de
la interrelación de los diferentes estándares y
tecnologías, lo que podría hacer que las empresas
tuvieran que elegir entre una tecnología concreta o
tecnologías que permitan utilizar diferentes redes, a
costa de una mayor complejidad y precios.
Además, la posible aparición de la
tecnología UWB (Ultra Wide Band), no ayudará a
clarificar el mercado.
Por último podemos decir que tanto la mejora de
las redes como una mayor capacidad permitirán montar redes
con dispositivos-clientes móviles siempre conectados, de
igual manera a como sucede en las redes móviles de 2.5G
GSM/GPRS, al
tiempo que
habrá un despliegue de Web Services para
aplicaciones móviles.
El informe
también apunta que una serie de facilidades y ventajas de
estas tecnologías van a hacer posible la rápida
expansión de estas aplicaciones móviles como por
ejemplo la ubicuidad, la incorporación a los PC de
tecnología Wi-Fi de serie, la mejora de los
estándares de seguridad, etc. Y una tendencia importante
sería la aparición de una plataforma de
conmutación centralizada que integra capacidades para
gestionar la seguridad, la
administración de la red y la calidad de
servicio.
En cuanto a las tendencias tecnológicas se
está trabajando con el fin de ofrecer soluciones
inalámbricas con puntos de acceso más ligeros y
económicos y con una plataforma que permita controlarlos
de forma centralizada, además de incorporar otras
funcionalidades.
José Manuel Huidobro
Ing. de Telecomunicación