¿Qué es wireless o WI-FI ?

El significado de wifi o wireless es Wire (cable) Less (sin), es decir "sin cables". Se entiende como Wirelesslas transmisiones o equipos capaces de trasmitir y/o recibir datos sin la necesidad de estar conectados fisicamente entre si.

Un ejemplo de transmisión Wireless es cuando nos colocamos los cascos sin cables y recibimos el sonido de la televisión o cuando cambiamos de canal con el mando a distancia.

De los ejemplos anteriores se puede deducir que hay o existen diferentes tipos de Wireless ya que no puede ser lo mismo recibir sonido de una televisión que conectarse a Internet mediante un ordenador portátil, por otra banda el ejemplo anterior también nos servirá para diferenciar Wireless de Wifi, los cascos que nos dan el sonido no son un dispositivo Wifi ya que no cumplen con la norma 802.11b/g/n.

Diferenciaremos las transmisiones Wireless de las Wifi aunque en una visión más global puedan "ser lo mismo". De esta diferenciación encontramos el Wireless vía infrarrojos o IR que comúnmente se usa en mandos de televisión y en móviles. El Wireless que sigue las normas del IEEE y los estándares 802.11a,b,g,n y el Wireless más nuevo que está regulado por el IEEE pero no sigue ningún estándar 802.11x es el bluetooth que emite a la misma frecuencia que los dispositivos Wifi pero su capacidad de emisión y alcance son más reducidos. El bluetooth se usa para comunicaciones entre móviles y diferentes dispositivos con una necesidad de ancho de banda relativamente menor.

Distancia máxima que alcanza

El alcance depende de muchos factores. Los fabricantes hablan de un rango de entre 100 y 300 metros en interiores. En entornos abiertos sin obstáculos y con línea de visión directa, el alcance se considera en kilómetros. Los factores a tener en cuenta son las los tipos de antenas, la línea de visión, la potencia de emisión y la curvatura de la tierra.

Protocolo 802.11

El protocolo o estándar 802.11 es el encargado de poner las normas y condiciones o definir los parámetros para que un elemento Wifi pueda acceder al medio, transmitir o recibir información.

El protocolo 802.11 usa el aire como medio de transmisión a una frecuencia de libre emisión. Dicha frecuencia es de 2,4GHz, algunas variantes del protocolo 802.11 utilizan también el rango de frecuencias de 5,4GHz. Estas dos frecuencias libres son incapaces de atravesar paredes y obstáculos en general por lo que es muy complicado obtener una buena cobertura si no se tiene una visión directa de un nodo emisor dentro de la red.

El echo de que se use esta frecuencia libre, no quiere decir que no estemos sujetos a ninguna normativa. Actualmente la normativa regula la potencia de emisión que no puede ser superior a 100mW.

Este protocolo también se encarga de definir la forma en que accederemos a este medio. Antes de poder enviar ningún mensaje se marcan una serie de acciones que debe ejecutar el emisor para que cuando transmita no pueda hacerlo ningún otro nodo. Técnicamente estas acciones se conocen como CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Colision Avoidance).

Velocidad que ofrece

El standard IEEE 802.11n ofrece velocidades de hasta 300Mbps, El standard IEEE 802.11g ofrece una velocidad de hasta 54 megabits por segundo (Mbps), mientras que el standard IEEE 802.11b ofrece una velocidad de hasta 11 Mb/ps. Sin embargo, dependiendo de la calidad de la señal y del número de usuarios conectados en el mismo punto, la velocidad útil puede ser menor.

Diferencias entre los 802.11b/g/n y el 802.11a

La diferencia es la frecuencia de trabajo. El 802.11b/g/n se usa la banda de 2,4GHz mientras que con< 802.11a/n se usan las de 5,4GHz.

El tipo de modulación también es diferente. Se usa uno mucho más eficiente: la modulación por división en frecuencia ortogonal. Esto permite mas tasa de transferencia a menores velocidades reales. En la práctica, el alcance máximo del 802.11a suele ser por donde el 802.11b mantiene aún 7db. Esto es así porque las frecuencias más altas tienden a rebotar mucho más pero a la vez son más débiles con las potencias de emisión que manejamos.

Ventajas de las LAN inalámbricas

Las soluciones de LAN inalámbricas mejoran la productividad al ampliar las aplicaciones y servicios de la red de cable a los usuarios en toda la empresa y hasta a clientes. Las personas que están conectadas a la red inalámbrica pueden acceder o intercambiar información y datos en cualquier momento - ya sea mientras están sentados en una sala de conferencias al final del vestíbulo, en una reunión al otro lado del recinto empresarial, o mientras visitan una sucursal.

¿Qué necesito para tener una red WLAN?

Los elementos que configuran una red Wireless son principalmente dos: Un Access Point (AP) o punto de acceso y una tarjeta de red o NIC Wireless.

Un AP es el encargado de recibir las señales de los otros nodos comunicantes de una red Wifi y ofrecerles la posibilidad de darles salida a Internet, o de enrutar sus mensajes para que dos nodos se puedan comunicar.

Una tarjeta de red Wireless es la encargada de recibir y procesar los mensajes del punto de acceso y enviar a éste la información del usuario. Existen tarjetas para ordenadores de sobremesa (Tarjetas Wireless PCI) o para portátiles (PCMCIA).

Tanto de Puntos de Acceso como de tarjetas hay de muchos tipos y precios, cada uno con sus propiedades i sus características técnicas y no todas encajaran en lo que necesitas.

Conceptos a tener en cuenta para realizar enlaces Wireless

1-Factores que influyen la claridad de la señal

La claridad de señal es la clave para la realización de una comunicación Wireless. Algunos de los factores que afectan la claridad son:

Potencia de la señal

Obviamente, una señal fuerte permite una mejor recepción en largas distancias. La normativa en España para el nivel de señal en transmisión Wireless es de 100mW para la frecuencia de 2'4GHz y de 1W para la frecuencia de 5'8GHz.

Distancia

La potencia de la señal de radiofrecuencia (RF) disminuye con la distancia. Además se pueden sumar interferencias no deseadas con lo que se consiguen distancias menores. Como veremos más adelante, la señal puede ser modificada de diferentes formas para adecuarla a la distancia que tenga que recorrer (tipos de antenas).

Interferencias

Los factores atmosféricos, como la nieve, la lluvia o el granizo, pueden interferir en la señal. Es un dato a tener en cuenta cuando se quieren realizar enlaces Wireless en exteriores. Normalmente las interferencias de RF son causadas por aparatos que están emitiendo cerca, en la misma banda y mismo canal que nosotros. También se consideran interferencias a las transmisiones Wifi que estén en el mismo canal que nuestra señal, por lo que siempre es conveniente utilizar el canal menos utilizado. Incluso otros sistemas de RF como puede ser microondas o cualquier otro sistema también puede interferir y degradar el nivel de nuestra señal.

Línea de visión

La señal necesita visión directa para realizar bien la comunicación. Si hay obstáculos en la línea de visión, no se podrá realizar la conexión. La transmisión Wifi sólo es válida para enlaces con visión directa. Aunque en interiores es posible aprovecgar los rebotes de la señal en paredes u otros objetos, pero en ningún caso se ofrece una garantía de señal al traspasar un objeto por fino que pueda ser este, se podría conseguir un enlace Wireless.

Transmisión de la señal

Las ondas de señal de radio viajan como las vibraciones del agua de una piscina cuando se lanza un objeto. La potencia de la señal disminuye a medida que la señal se aleja de la primera onda.

Una antena direccional refleja la señal en una dirección y crea un foco en forma de cono con gran potencia. La señal no se propagada a partes iguales por todo el foco. Igual que la luz es enfocada con más intensidad con una lupa, la señal de RF es más fuerte con un área más estrecha y central. Nos referimos al área donde la señal es más fuerte como el centro del lóbulo. Siempre siendo más débil en los extremos.

El ancho del haz de la señal de RF depende de cómo la antena forma la señal (tipo de antena) y la distancia de la fuente de la señal. La señal se atenúa gradualmente en el borde del cono y no es aconsejable medir la señal desde el borde. La amplitud del haz (no el nivel de potencia) de señal aumenta con la distancia, si se desea medir la anchura de la señal en metros, no se podrá determinar hasta que no se sepa a que distancia estará. La potencia de la señal se mide en decibelios (dB). El número de decibelios indica la distancia de la señal respecto a su punto central, es decir el alcance de esta.

Las ondas pueden rebotar en algunos objetos que encuentren por su camino, en este caso las ondas se desfasan con mayor o menor grado dependiendo del material en el que reboten y su ángulo de incisión. Una vez una señal es rebotada/desfasada puede ser recuperada o no, en función del desfase de la misma. Normalmente si los desfases son muy pequeños se puede recuperar la señal. Existen tipos de antenas que emiten con una polarización concreta, polarización horizontal, polarización vertical, polarización circular y multipolaridad (novedad de antenas que recuperan las señales desfasadas). Se ha de resaltar que si se utiliza en un emisor una antena con polarización horizontal, en la recepción, se ha de utilizar una antena con la misma polarización, ya que en caso contrario no se recuperaría la señal debido al desfase natural que hay entre las dos antenas (90 grados).

3-Enfocar la señal

Si la distancia de transmisión aumenta, es necesario compensar la distancia seleccionando una antena con una transmisión más enfocada y un foco más estrecho, es decir una antena directiva.

Algunos de los beneficios de utilizar antenas directivas es que al tener un foco más estrecho, las señales interferentes se minimizan a aquellas que pasen y coincidan en el haz de la misma. En casos anteriores, al tener un haz más ancho la posibilidad de encontrar interferencias es superior.

Para conseguir un enlace entre dos puntos, lo más conveniente es que los dos lóbulos principales del emisor y el receptor coincidan en al menos un punto aunque no es necesario que el lóbulo de cada uno de los extremos este superpuesto con el otro. Pero cuanto más superposición exista entre los lóbulos del emisor y el receptor mejor será la señal en el enlace, por lo que es aconsejable que siempre estén superpuestos al 100%.

Por ejemplo para hacer un enlace de 1km, se tendría que poner una antena en el emisor y otra en el receptor que tuvieran un alcance de 1km, y no poner dos que tuviesen un alcance de 600 metros que solo coincidirían sus lóbulos en 200 metros.

Cuando se quieren enlazar grandes distancias, incluso una antena muy direccional puede tener un gran cono de cobertura. Por ejemplo, con algunas parabólicas de mucha ganancia se pueden conseguir distancias de hasta 20km aproximadamente, y a estas distancias el haz de la señal habrá abierto o aumentado mucho por lo que se puede ver afectada por interferencias.

4-Línea de visión (LOS)

El éxito de un enlace de RF depende de la línea de visión. Una línea de visión sin obstáculos se llama “free space path” (Camino con espacio libre). Sin línea de visión directa no es posible realizar un enlace vía Wifi.

Un obstáculo en la línea de visión del enlace reduce o elimina totalmente la señal. La desviación de la señal al pasar alrededor de un obstáculo se llama difracción. Una reducción de la potencia de la señal es conocida como atenuación.

Si una antena apunta hacia una ventana de cristal, el cristal debido a su coeficiente de difracción atenuará en gran medida la señal. Algunos tipos de cristal reflectante ofrecen un nivel de atenuación superior. La señal que pasa por una construcción de madera o un bosque también será atenuada. Las hojas mojadas pueden afectar substancialmente en la señal.

No siempre es suficiente una visión directa entre dos puntos para realizar un enlace Wireless, ya que ha de tener un campo de visión lo suficientemente ancho como para que pase un cierto porcentaje del haz del emisor al receptor. Existen las zonas de Fresnel que definen las anchuras y alturas necesarias para tener una línea de visión suficiente para realizar los enlaces.

5-Posición estable de la antena

Para obtener un óptimo rendimiento, se debe ajustar las antenas con la máxima precisión posible. Para asegurar un buen alineamiento de las antenas, es preciso mantenerlas en una posición estable y rígida. Esto es difícil de conseguir en exteriores y sobretodo cuando se utilizan antenas parabólicas de plato rígido montadas en mástiles flexibles, ya que el viento hará mover la antena. Hay que asegurarse que el mástil donde se instala sea rígido.