Tabla de contenidos
- Historia de la tecnología inalámbrica
- Primera red de datos utilizando tecnología inalámbrica
- Funcionamiento de la tecnología inalámbrica
- Redes inalámbricas de datos
- Tipos de redes que utilizan tecnología inalámbrica
- Ejemplos de dispositivos inalámbricos
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La tecnología inalámbrica es la que hace posible la capacidad de comunicarse entre dos o más dispositivos sin que exista un medio físico. Es decir, gracias a esta tecnología podemos conectarnos a internet o realizar llamada con nuestro teléfono móvil, ver televisión o navegar por la web sin necesidad de un cable.
Existen diferentes tipos de tecnologías inalámbricas dependiendo del método que utilizan para transmitir. El concepto más abarcador es “la utilización de modulaciones de ondas electromagnéticas a través del espacio”. Los únicos dispositivos físicos presentes en la comunicación inalámbrica son el transmisor y el receptor.
Historia de la tecnología inalámbrica
El origen de las redes inalámbricas se puede fechar en el año 1880. En este año, los científicos e inventores Summer Tainter y Graham Bell crearon el primer equipo con tecnología inalámbrica de comunicación: el fotófono.
Este dispositivo permitía la transmisión del sonido por medio de una emisión de luz. Este invento no fue muy exitoso ya que todavía no se distribuía la electricidad y las primeras bombillas se habían inventado solo un año antes.
No fue hasta el año 1888 que se realizó la primera transmisión sin cables con ondas electromagnéticas. Fue el alemán Rudolf Hertz Quien quien logró esta hazaña empleando un oscilador como emisor y un resonador como receptor.
En el año 1899 se estableció la primera comunicación inalámbrica internacional entre Inglaterra y Francia a través del canal de la mancha. Para el año 1907 los mensajes inalámbricos ya cruzaban el atlántico conectando el continente europeo y americano.
Primera red de datos utilizando tecnología inalámbrica
El término Wireless (sin cables” o “inalámbrico”) es el término usado para definir todo tipo de tecnologías y dispositivos que transmiten datos por el aire en lugar de a través de cables. Esto incluye las comunicaciones celulares, las redes entre computadoras con adaptadores inalámbricos y los accesorios inalámbricos para computadoras.
La primera red Wireless se creó en 1971 en la Universidad de Hawái denominada con el nombre de ALOHA. Esta primera red de área local inalámbrica (Wireless LAN o WLAN) estaba formada por 7 computadoras situadas en distintas islas y conectadas a un ordenador central.
El problema inicial de estas redes era el acceso simultáneo de múltiples dispositivos al medio, lo cual causaba interferencias en la red. En la red ALOHA esto se solucionó haciendo que el ordenador central transmitiera una señal intermitente en una frecuencia distinta a las demás cuando se encontrara libre.
Cuando un ordenador en la red necesitaba comunicarse, primero “escuchaba” si esta señal estaba disponible y de ser así establecía la comunicación. A este método de control de acceso al medio se le conoce como CSMA (Carrier Sense Multiple Access).
Funcionamiento de la tecnología inalámbrica
Como se ha explicado anteriormente la tecnología inalámbrica se basa en la transmisión de ondas electromagnéticas. Durante la transmisión se utilizan dos ondas. La onda moduladora que es la que contiene la información, y la onda transportadora que es la que se encarga de transportar la información.
Estas dos ondas se acoplan entre sí, mecanismo conocido como modulación de onda. La modulada resultante utiliza más de una frecuencia para su transmisión, conocido como ancho de banda, ya que la frecuencia de una se une a la de la otra. Gracias a estas características, pueden existir varias ondas portadoras simultáneamente en el mismo espacio sin interferirse, siempre y cuando se transmitan en diferentes frecuencias.
Una vez que es transmitida la onda modulada, el receptor se sintoniza en la frecuencia de la transmisión y captura la señal transmitida. A continuación, realiza una operación de demodulación para separar la onda portadora de la moduladora y obtener así los datos originales. El dispositivo encargado de esta operación se llama MODEM, ya que este MODula y DEModula la señal.
Redes inalámbricas de datos
Para que la tecnología inalámbrica pudiera evolucionar sin generar incompatibilidades, era necesario establecer un estándar para lograr unificar los conceptos. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos creo un grupo de trabajo encargado de concebir el estándar.
A raíz de esto se crearon las normas y procedimientos, contenidos en la familia de estándares 802.11, dedicado a la regulación del desarrollo e implementación de las redes inalámbricas.
Este estándar establece que la única diferencia entre una red inalámbrica una cableada es solo como se transmiten los paquetes de datos. A consecuencia, las herramientas de software se pueden utilizar indistintamente en ambas redes ya que estas son compatibles.
La familia de estándares 802.11 ha ido evolucionando desde su creación, mejorando el rango y velocidad de la transferencia de información, su seguridad, entre otras cosas.
Modos de transmisión
El estándar establece dos modos básicos de transmisión: ad-hoc e infraestructura. El modo ad-hoc constituye una red inalámbrica descentralizada ya que no depende de que exista una infraestructura como routers o puntos de acceso.
En lugar de esto cada nodo participa en el enrutamiento de los paquetes mediante el reenvío de los datos hacia otros nodos. Las instituciones militares u operaciones de emergencia utilizan generalmente este método de transmisión.
El método de infraestructura es el que más utilizado a nivel global. En este, los equipos están conectados con uno o más puntos de acceso generalmente enlazados a redes cableadas. Es común que en este método sea las redes cableadas las que realicen el control de acceso al medio.
Tipos de redes que utilizan tecnología inalámbrica
Entre las principales tecnologías inalámbricas para redes encontramos:
- Bluetooth: Fue creado por Bluetooth Special Interest Groups y constituye una especificación industrial para redes inalámbricas de área personal (WPAN). La tecnología Bluetooth permite la transmisión de voz y datos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda de los 2.4 GHz.
- Microondas: Son ondas que oscilan entre los 300 MHz y 30 GHz. Los hornos microondas utilizan este tipo de ondas, emitiendo una onda en una frecuencia sobre los 2.45 Ghz. Esta onda hace vibrar el agua contenida en los alimentos generando calor. Pueden interferir en con otras tecnologías que operan en la misma frecuencia como la WI-FI.
- Zigbee: Es el nombre de un conjunto de protocolos de comunicación inalámbrica para su utilización con radiodifusión digital. Su objetivo es establecer las comunicaciones entre aplicaciones que requieran enlaces seguros y con baja tasa de envío de datos maximizando la vida útil de sus baterías. Está orientado principalmente al ámbito doméstico.
- Wireless Universal Serial Bus (WUSB): Es un estándar de tecnología inalámbrica basada en la tecnología de conexión USB para PC.
WI-FI
En 1999 las compañías Nokia y Symbol Technologies crearon la asociación Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA. En el año 2003 dicha asociación fue renombrada a WI-FI Alliance (Wireless FIdelity). Esta asociación fue creada con el objetivo de desarrollar un mecanismo de conexión inalámbrica que fuera compatible entre distintos dispositivos.
En el año 2000 WECA certifica la interoperabilidad de equipos bajo la marca Wi-Fi haciendo uso de la norma IEEE 802.11b. Esto garantiza, de cara a los usuarios, que todos los equipos registrados como Wi-Fi pueden operar entre sin incompatibilidades independientemente del fabricante de cada uno.
Certificación de la norma Wi-FI
Los estándares que certifican el uso de la norma Wi-Fi son los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n. Estos establecen que la banda de frecuencia utilizada por los equipos Wi-Fi es la de los 2.4 GHz. Con estos estándares se establecen velocidades de comunicación de hasta 300Mbps. El principal problema es que existen otras tecnologías inalámbricas que operan en los 2.4 GHz, como Bluetooth, que pueden causar interferencias.
En el 2013 se realizó una actualización de la tecnología Wi-Fi incluyendo el estándar IEEE 802.11ac, conocido como Wi-Fi 5, que utiliza la banda de frecuencia de los 5 GHz. Esta modificación ha sido incluso habilitada en versiones anteriores de la tecnología Wi-FI. La banda de los 5 GHz no es usada por otras tecnologías reduciéndose las interferencias, pero al ser mayor la frecuencia el alcance es menor.
Seguridad y fiabilidad de la tecnología inalámbrica Wi-Fi.
La norma Wi-Fi está diseñada para conectar equipos en un rango de distancia pequeño. Las conexiones de larga distancia (mayor a 100) se ven afectadas por la saturación del espectro radioeléctrico por el acceso masivo de usuarios. Las ondas de radio pueden ser captadas por cualquier receptor y existen programas capaces de capturar paquetes a través de tarjetas WI-FI, esto complica la seguridad de la red.
Para mitigar este efecto se han implementado mecanismos de cifrados muy potentes pero que no garantizan la seguridad 100%. El mecanismo de cifrado WEP fue desarrollado junto al estándar original y permitiendo el cifrado con claves de 64 o 128 bits. Este mecanismo era muy vulnerable, a raíz, surgió el mecanismo WPA que autenticaba y guardaba las credenciales de los usuarios en un servidor.
El mecanismo WAP evolucionó a WPA2, considerándose como el protocolo de cifrado más robusto para WI-FI. Los tres mecanismos de cifrado, WEP, WPA o WPA2 se refuerzan entre sí para reducir las vulnerabilidades de la conexión WI-FI.
Ejemplos de dispositivos inalámbricos
Los teléfonos celulares, al igual que los controles remotos de TV, radios y sistemas GPS constituyen dispositivos inalámbricos. Otros ejemplos de dispositivos inalámbricos incluyen tabletas, ratones y teclados Bluetooth, enrutadores inalámbricos y prácticamente cualquier dispositivo que no utilice cables para su conexión con otros dispositivos.
En la telefonía móvil también se emplea el uso de tecnología inalámbrica. Las redes inalámbricas GSM y CDMA transmiten ondas electromagnéticas entre terminales de teléfonos móviles. A través de estas se puede lograr la transmisión de mensajes de texto, conversación y acceso a internet.
Los cargadores inalámbricos son otro tipo de dispositivo inalámbrico. Aunque no se envían datos a través de un cargador inalámbrico, sí interactúa con otro dispositivo (como un teléfono) sin usar cables.
