En
Febrero de 1980, se funda el grupo de trabajo IEEE
802, dedicado a la definición de los estándares para
redes LANs y MANs. Los protocolos y servicios
especificados en IEEE 802 corresponden a las dos
capas más bajas del modelo de referencia de siete
capas OSI; capa física y capa de enlace de datos, la
cual divide en dos subcapas, capa lógica de control
de enlace (LLC) y la capa de control de acceso al
medio (MAC).
Desde entonces, se han creado muchos comités de
trabajo del IEEE 802. Las tecnologías de red más
usadas basadas en los subcomités del IEEE 802 se
detallan en la tabla 1.
Subcomités de IEEE 802 |
Objetivos de estudio |
IEEE 802.2 |
Subcapa LLC |
IEEE 802.3 |
Ethernet, familia de tecnologías para redes LANs.
Es la tecnología más utilizada en las redes LANs
hasta el momento.
Las velocidades
posibles son 100 Mbps, 1Gbps y 10 Gbps |
IEEE 802.5 |
Token
Ring, tecnología de red LAN promovida por IBM a
comienzos de 1980s.
En la actualidad
no es utilizada masivamente. |
IEEE 802.11 |
WLAN,
se definió lo que hoy se conoce como tecnología
WiFi. |
IEEE 802.15 |
WPAN.
Se definen diferentes tipos de redes WPAN.
802.15.1 incluye la tecnología Bluetooth. Esta
tecnología es ampliamente usada en redes PAN.
802.15.3a estudia el sistema UWB (Ultra Wide
Band), de velocidades muy altas y alcance muy
restringido. IEEE 802.15.4 es acerca de ZigBee. |
IEEE 802.16 |
BWA. Su
objetivo es proponer estándares para WMANs de
alta velocidad. Como para los productos 802.11,
se creó un foro de certificación para los
productos 802.16, WIMAX forum. WIMAX es el
nombre de los productos 802.16. IEEE
802.16-2009, especifica la interfaz de aire para
accesos inalámbricos de banda ancha fijos y
móviles. IEEE 802.16j-2009 (Multihop Relay
Specification) es una enmienda que será
publicada en Diciembre del 2009. |
IEEE
802.20 |
MBWA.
El objetivo de este grupo es definir la
tecnología para la interfaz de aire de datos
diseñada para servicios basados en IP. Esta
tecnología está destinada para dispositivos
móviles a alta velocidad. Se basa en la técnica
conocida como flash OFDM. Un borrador de la
especificación fue aprobado en Enero del 2006,
pero en junio del mismo año este grupo suspendió
sus actividades. |
IEEE 802.21 |
MIH
(Media Independent Handover). Es un nuevo
estándar. Es interesante para equipos de
telecomunicaciones tener la posibilidad de hacer
handover entre dos tecnologías inalámbricas
diferentes. Este grupo estudia los estándares
que permiten el handover, posibilitando la
interoperabilidad entre diferentes tipos de
redes, lo que se llama MIH. Los tipos de redes
pueden ser de la familia IEEE 802 o no.
Por ejemplo,
handover entre 3G y redes 802.11/WiFi. |
Tabla 1. Subcomités de IEEE 802
Tecnología WiFi ¬IEEE 802.11
Como se mencionó anteriormente,
en 1999 la IEEE publicó el primer estándar para
redes de datos inalámbricas, la Recomendación IEEE
802.11 [2]. Esta recomendación define la subcapa MAC
y la capa física (PHY) para las redes inalámbricas.
Desde su publicación inicial, varios grupos de
trabajo la han ampliado, en varias recomendaciones,
las principales se detallan en la tabla 2.
Recomendación
|
Año
|
Descripción
|
802.11
|
1999 |
Wireless LAN
Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)
Specifications. |
802.11a
|
1999 |
Amendment 1:
Highspeed Physical Layer in the 5 GHz band
|
802.11b
|
1999 |
Higher speed
Physical Layer (PHY) extension in the 2.4 GHz
band |
802.11b Cor1
|
2001 |
Higherspeed
Physical Layer (PHY) extension in the 2.4 GHz
band—Corrigendum1 |
802.11d
|
2001 |
Specification for
Operation in Additional Regulartory Domains
|
802.11f
|
2003 |
Recommended
Practice for MultiVendor Access Point
Interoperability via an InterAccess Point
Protocol (IAPP) Across Distribution Systems
Supporting IEEE 802.11 Operation |
802.11g
|
2003 |
Further
HigherSpeed Physical Layer Extension in the 2.4
GHz band |
802.11h
|
2003 |
Spectrum and
Transmit Power Management Extensions in the 5GHz
band in Europe |
802.11i
|
2004 |
Medium Access
Control (MAC) Security Enhancements |
802.11j
|
2004 |
4.9
GHz–5 GHz Operation in Japan |
802.11e
|
2005 |
Medium Access
Control (MAC) Quality of Service Enhancements
|
Tabla 2. Recomendaciones de la
familia 802.11
Las redes WLAN se diferencian de
las convencionales principalmente en la capa física
y en la capa de enlace de datos. La capa Física (PHY)
indica cómo son enviados los bits de una estación a
otra. La capa de Enlace de Datos y de control de
acceso al medio (MAC) se encarga de describir cómo
se empaquetan y verifican los bits de manera que no
tengan errores.
La recomendación 802.11a [3]
estandariza la operación de las WLAN en la banda de
los 5 GHz, con velocidades de datos de hasta 54
Mbps. Es ideal para entornos de mayor interferencia
ya que al operar en la banda de los 5 Ghz, no sufre
la interferencia de otros dispositivos que operan en
la banda de 2.4 Ghz como teléfonos inalámbricos,
hornos de microondas, dispositivos Bluetooth tales
como el mouse inalámbrico, etc. Sin embargo por sus
mayores requerimientos de potencia no es adecuado
para implementar en IP Phones. Es incompatible con
los estándares 802.11b y 802.11g.
La recomendación 802.11b [4],
también conocida con WiFi, estandariza la operación
de las WLAN en la banda de los 2.4 GHz, con
velocidades de datos de hasta 11 Mbps. Es el
estándar de mayor difusión y despliegue, por su
buena relación precio/performance. Es ideal para
aplicaciones que no requieren gran ancho de banda,
así como para dispositivos con restricciones de
potencia.
La recomendación 802.11g [5],
estandariza la operación de las WLAN con velocidades
de datos de hasta 54 Mbps. Utiliza la misma banda de
2.4 GHz que la 802.11b, lo que permite que los
dispositivos puedan operar en ambas normas. 802.11g
utiliza OFDM. Es adecuada para aplicaciones que
requieran mayor ancho de banda, sin embargo al
emplear la misma canalización y banda que 802.11b,
comparte sus limitaciones en cuanto a escalabilidad
(usa 3 canales máximo no superpuestos).
Arquitectura de 802.11
Las redes 802.11 están basadas en
una arquitectura del tipo celular, donde el sistema
se subdivide en celdas o células. Cada celda,
llamada BSA (Basic Service Area), se corresponde con
el área de cobertura de una estación base o punto de
acceso (AP: Access Point). El conjunto de terminales
o dispositivos controlados por un AP se conoce como
BSS (Basic Service Set). Una WLAN puede estar
formada por una única celda, conteniendo un único AP
(y como veremos más adelante podría funcionar
incluso sin ningún AP), o por un conjunto de celdas
cada una con su punto de acceso, los que a su vez se
interconectan entre sí a través de un “backbone”,
llamado sistema de distribución (DS: Distribution
System).
Este backbone es típicamente
Ethernet, generalmente cableado, pero en algunos
casos puede ser también inalámbrico. El conjunto de
terminales inalámbricos contenido dentro de varias
BSA se conoce como (ESS: Extended Service Set). La
WLAN completa (incluyendo las diferentes celdas, sus
respectivos AP y el DS) es vista como una única red
802 hacia las capas superiores del modelo OSI. La
figura 2 ilustra una red 802.11 típica, incluyendo
los elementos mencionados anteriormente.
Figura 2.
Componentes de una 802.11
El AP
actúa como bridge, convirtiendo las capas MAC y PHY
de 802.11 a las MAC y PHY del DS el cual en caso de
ser inalámbrico, puede ser WiMAX 802.16 o cableado
típicamente Ethernet 802.3.
La
recomendación 802.11 admite dos modos de operación,
detallados a continuación:
-
Infraestructure
Mode: Consiste en disponer por lo menos de un AP
conectado al DS.
-
Ad Hoc Mode: Las
máquinas se comunican directamente entre sí, sin
disponer de AP en la red. Dado que no hay AP,
todas las máquinas de una red en este modo de
operación deben estar dentro del rango de alcance
de todas las otras.
Alcance
de IEEE 802.11
El alcance
de las redes WLAN depende de diversos factores, como
ser, velocidad de transmisión, modulación utilizada,
tipo de ambiente de trabajo (abiertos o cerrados),
tipo y materiales de las construcciones cercanas,
interferencias externas, etc.
Algunas
reglas generales pueden tenerse en cuenta:
Existe una
relación entre la longitud de onda y el alcance.
Señales con mayores longitudes de onda (menores
frecuencias) llegarán más lejos que señales con
menores longitudes de onda (mayores frecuencias).
Adicionalmente, las mayores longitudes de onda
tienen mejor propagación a través de sólidos (como
las paredes).
Otra
relación genérica es que, a medida que la velocidad
aumenta, el alcance disminuye.
Finalmente, la modulación utilizada tiene su efecto
en el alcance. OFDM es una técnica más eficiente que
DSSS, permitiendo, a iguales distancias mayores
velocidades de información, o a iguales velocidades,
mayor alcance. La tabla 6 ilustra una aproximación
de los alcances en las diversas tecnologías y
velocidades [10].
Data Rate
|
802.11a (40 mW con 6dBi de ganancia por
diversidad) Alcance |
802.11g (30 mW con 2,2 dBi de ganancia por
diversidad) Alcance |
802.11b (100 mW con 2,2 dBi de ganancia por
diversidad) Alcance |
54 |
13 m
|
27 m
|
|
48 |
15 m
|
29 m
|
|
36 |
19 m
|
30 m
|
|
24 |
26 m
|
42 m
|
|
18 |
33 m
|
54 m
|
|
12 |
39 m
|
64 m
|
|
11 |
|
48 m
|
48 m
|
9 |
45 m
|
76 m
|
|
6 |
50 m
|
91 m
|
|
5.5 |
|
67 m
|
67 m
|
2 |
|
82 m
|
82 m
|
1 |
|
124 m
|
124 m
|
Natalia Pignataro
Administración Nacional de Telecomunicaciones
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