INSTALACIÓN Y MONTAJE DE “ANTENAS PARA ENLACES

INALÁMBRICOS Y ANTENAS SATELITALES”

Ing. Horacio Carlos Sagredo Tejerina

Las redes pueden ser con cables (lo que significa que los equipos están conectados con cables)

Redes inalámbricas, lo que significa que las conexiones se realizan mediante ondas de radio por el aire.

POR QUE UNA RED INALÁMBRICA?

Con una red inalámbrica, no necesita estar atado a su escritorio para hacerse cargo de las tareas relacionadas con el equipo. Y no tiene que salir de su camino para usar Internet porque está en todo su hogar. Si su red es inalámbrica, puede moverse libremente por casa con el equipo portátil. Incluso, es posible que pueda llevarlo afuera y leer sus correos electrónicos en la tranquilidad de su terraza.

CONCEPTOS BÁSICOS INALÁMBRICOS

WAN : Una Red de Área Amplia (Wide Area Network o WAN). Es una red de Ordenadores gran tamaño, generalmente dispersa en un área metropolitana, a lo largo de un país o incluso a nivel planetario. La red WAN más amplia es Internet. Las redes WAN a parte del cable pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o de radio. Fue la aparición de los portátiles y los PDA la que trajo el concepto de redes inalámbrica y un poco de confusión por parecerse las palabras WAN y WLAN al mundo de las redes inalámbricas.

WLAN : (Wireless Local Area Network) es un sistema de comunicación de datos inalámbrico , muy utilizado como alternativa a las redes LAN cableadas o como extensión de éstas. Utiliza tecnología de radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las conexiones cableadas.

A nivel de redes domesticas el router de ADSL tiene varias luces (Ethernet, WLAN, Encendido, ADSL y Alerta). La luz WLAN si está encendida nos indica la activación de las comunicaciones inalámbricas en el router. Si la luz WLAN está apagada,

necesitamos leer el manual de instrucciones del fabricante y ver cómo se activa la WLAN o comunicaciones inalámbricas en el router ADSL. Generalmente se activa en el router con un botón que indica reset.

LAN : Una red de área local, es la interconexión de varios ordenadores y periféricos de no más de 100 Metros. Su aplicación más extendida es la interconexión de ordenadores personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc., para compartir recursos e intercambiar datos y aplicaciones. En definitiva, permite que dos o más máquinas se comuniquen por cable o inalámbrico.

WIRELESS : Son dispositivos que soportan comunicaciones inalámbricas, en las que se utilizan modulación de ondas electromagnéticas, radiaciones o medios ópticos. Estás se propagan por el espacio vacío sin medio físico que comunique cada uno de los extremos de la transmisión.

Para las redes domesticas son todos aquellos dispositivos catalogados como WIRELESS en las tiendas de informática para poder conectar vía red LAN inalámbrica con otros dispositivos WIRELESS y con la WLAN del router de la ADSL de Internet.

Wifi : Es una abreviatura de Wireless Fidelity, es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basado en las especificaciones IEEE 802.11.

Existen diversos tipos de Wi-Fi, y son los siguientes: Los estándares IEEE 802.11b e IEEE 802.11g disfrutan de

una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps, respectivamente (Dispositivos wireless).

En la actualidad ya se maneja también el estándar IEEE 802.11a, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz para las tecnologías (Bluetooth, microondas, ZigBee, WUSB). Su enlace es algo menor que el de los estándares que trabajan a 2.4 GHz (un 10% a mayor frecuencia, menor alcance).

SSID (Service Set Identifier) : Es para identificar y nombrar la red WAN. Cuando activamos la WLAN en el router, después configuramos sus parámetros y uno de ellos es el nombre de la red inalámbrica a identificar por nuestros dispositivos (PC y Puntos de Acceso).

Las redes inalámbricas pueden verse desde el exterior, sólo buscando los SSID existentes en el aire, podemos conectar un Ordenador con nuestra propia red inalámbrica, o con otras redes vecinas cercanas a nuestra red LAN.

Para garantizar la no conexión de otros dispositivos externos en nuestras redes inalámbricas, existe la autentificación y aceptación de dichos dispositivos a la red LAN y WLAN del router. Si no estás bien autentificado, la Red inalámbrica rechazara dicho dispositivo y no lo dejara entrar a la red LAN.

Las autentificaciones (IEEE 802.1X y Certificados) son para empresas y no las vamos a explicar en dicho artículo. Vamos a explicar las utilizadas en redes domesticas y son:

PSK : Claves pre-compartidas :Un método que realiza claves creadas manualmente y estáticas, utiliza el que configura la red inalámbrica para identificarse a un Ordenador PSK. También funciona como encriptación.

Por Usuario : Configurar nuestra red inalámbrica con un nombre de usuario y contraseña.

Libre : Existe la posibilidad de entrar a la red sin autentificaciones por parte de ningún dispositivo a la red inalámbrica. Esta opción se utilizara, cuando estamos configurando la red inalámbrica y existen problemas de conectabilidad, es necesario durante un cierto tiempo abrir la red para poder ir descartando opciones y poder averiguar dónde está el problema de conexión entre los dispositivos.

Una vez identificado el tipo de autentificación a utilizar, cambiamos la configuración de la política de seguridad y la encriptación de la información.

WEP (Protocolo Equivalente Alámbrico): es un código de seguridad usado para codificar los datos transmitidos sobre una red inalámbrica. El WEP tiene tres configuraciones: Off (ninguna seguridad), 64-bit (seguridad débil), 128-bit (seguridad algo mejor). El WEP usa cuatro claves de cifrado que pueden ser cambiados periódicamente para hacer más difícil la interceptación del tráfico. Todos los dispositivos en la red deben usar la misma codificación (claves).

WPA (Acceso Protegido Wi-Fi) es un nivel más alto de seguridad que el WEP que combina la codificación y la autentificación para crear un nivel inquebrantable de protección. Una WPA-PSK (clave compartida en WPAPm) es configurada para cada dispositivo de red, para que los paquetes enviados sobre una red inalámbrica sean codificados usando TKIP (Protocolo de Integridad de Clave Temporal). o EAS (Estándar de cifrado avanzado).

Dirección MAC : Es un control de acceso de medios que cada adaptador, cada tarjeta de interfaz de red, ha grabado en el hardware. Es único, los puntos de acceso o el router pueden tener una tabla de estas direcciones y permitir que se conecte únicamente esta tarjeta de interfaz de red.

CONCEPTOS MUY IMPORTANTES!!!!

Banda Base: Es el método mas común en las L.A.N que transmite las señales en forma digital sim emplear técnicas de modulación en cada transmisión de señal.

Banda Ancha: Consiste en transmitir señales en forma digital con modulación de la señal sobre ondas portadoras que pueden compartir el ancho de banda de transmisión.

ESTANDARES DE UNA WLAN

ESTANDAR 802.11A : Se utiliza con un juego de protocolos de base, opera en la banda de 5 Ghz y utiliza 52 subportadoras orthogonal frecuency-division multiplexing, con una velocidad maxima de 54 Mbit/s.

ESTANDAR 802.11B : Tiene una velocidad maxima de transmisión de 11 Mbit/s,funciona con una banda de 2.4 Ghz es usualmente usada en configuraciones punto y multipunto, en la velocidad maxima de transmicion es de 5.9 Mbit/s. 

ESTANDAR 802.11G : Este utiliza una banda de 2.4 Ghz pero opera a una velocidad teórica máxima de 54 Mbit/s o cerca de 24.7 Mbit/s de velocidad real de transferencia.

Estandar 802.11n : Se construye basándose en las versiones previas  del estándar el MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output) que utiliza múltiples transmisiones y antenas receptoras permitiendo incrementar el trafico de datos, la velocidad de transmisión podría llegar a 500 Mbps.

IEEE 802.11AC : (también conocido como WiFi 5G o WiFi Gigabit) es una mejora a la norma IEEE 802.11n, se ha desarrollado entre el año 2011 y el 2013, y finalmente aprobada en enero de 2014.

El estándar consiste en mejorar las tasas de transferencia hasta 433 Mbit/s por flujo de datos, consiguiendo teóricamente tasas de 1.3 Gbit/s empleando 3 antenas. Opera dentro de la banda de 5 GHz, amplia el ancho de banda hasta 160 MHz (40 MHz en las redes 802.11n), utiliza hasta 8 flujos MIMO e incluye modulación de alta densidad (256 QAM)

TECNOLOGIA MIMO

PERO ANTES!!!!

SISO, MISO, SIMO

SISO - "una sola entrada, salida única", el modelo más intuitivo. Como su nombre indica, sólo tenemos una entrada en el canal de radio, y sólo una salida.

Cuando el sistema tiene varias entradas y una salida, MISO - "entrada múltiple, salida única".

Así que más o menos frente a MISO, SIMO también - "una sola entrada, salida múltiple".

QUE ES MIMO? ? ? Corresponde a las siglas de “Multiple Input Multiple Output” permite una

cobertura mayor en zonas de difícil acceso eliminando en lo posible la pérdida de paquetes de datos vía inalámbrica, también nos proporciona mayor velocidad inalámbrica por usar varias antenas de forma simultánea.

La tecnología MIMO se consigue gracias al desfase de señal, de tal forma que los rebotes de la señal WiFi (reflexiones) en lugar de ser destructivas, sean constructivas y nos proporcionen mayor velocidad ya que al haber menor pérdida de datos, hacen falta menos retransmisiones.

Gracias a este desfase, la señal inalámbrica nos podrá llegar por varias rutas (directa o rebotando contra paredes por ejemplo) y la podremos utilizar para aumentar el rendimiento. En las redes 802.11b/g en lugar de aprovechar el rebote de la señal en beneficio de la velocidad y cobertura, la señal se destruye y obtenemos menos rendimiento. El MIMO apareció junto con el estándar 802.11N.

Una característica de MIMO, es el conocido Three-Stream, que usa tres flujos espaciales para incrementar de manera notable la velocidad inalámbrica. También es muy importante el ancho de canal, normalmente son de 20MHz, pero 802.11N permite anchos de canal de 40Mhz usando dos canales separados (aunque contiguos) para conseguir mayor velocidad.

Pasemos a la parte práctica de todo esto: Todos los routers 802.11N tienen MIMO, por ejemplo el TP-

LINK TL-WR1043ND que ya tiene sus años? Usa la tecnología MIMO, two-stream y los 40MHz de ancho de canal. Por lo que debemos decir que esta tecnología NO es nueva, y la incorporan TODOS los routers del mercado certificados con WiFi N.

Dependiendo de las antenas que tengan los routers, podremos tener diferentes configuraciones MIMO como por ejemplo 3T3R (3 antenas para transmitir, 3 antenas para recibir). Para obtener esto, tanto la CPU que se encarga de la gestión inalámbrica del WiFi debe ser compatible. Hay routers en los que la tercera antena es “postiza” y se usa para hacer configuraciones 3T2R, aunque es poco usual.

Para alcanzar los famosos 300Mbps teóricos en WiFi N debemos tener como mínimo: MIMO 2T2R, 40MHz de ancho de canal y two-stream. Si tenemos 20MHz conseguiremos 150Mbps como máximo (da lo mismo en qué banda, 2.4GHz o 5GHz).

Para alcanzar los famosos 450Mbps del Three-Stream (da lo mismo en qué banda, 2.4GHz o 5GHz) necesitamos como mínimo: MIMO 3T3R, 40MHz de ancho de canal y tres flujos (Three-Stream).

Por lo tanto, la tecnología MIMO se utiliza para mejorar el acceso inalámbrico en un gran número de aplicaciones. Varias normas de acceso tales como LTE, WiMax, WiFi y HSPA utilizar esta ganancia para lograr las mejoras significativas que cada uno posee.

Y ahora tenemos un concepto que parece estar en contra de todo lo que hemos aprendido: MIMO se basa en la interferencia con la línea de visión directa (LOS), es decir, la ruta de señal entre la estación y móvil.

En otras palabras, cualquier cosa que interfiera con la ruta de señal, tales como edificios, vehículos, personas, etc. están contribuyendo a la eficiencia general del sistema, y ??la eficacia de las aplicaciones MIMO.

La diversidad de la señal - que no tiene una ruta directa entre el transmisor - una vez visto como un problema, está haciendo posible que los flujos de datos se combinan y se recuperó!

Como se ve en la analogía anterior, MIMO permite el envío de más de un flujo de datos en un solo canal. Se duplica la velocidad que tiene ese canal - por ejemplo, se utilizan dos antenas.

COMO FUNCIONA MIMO

DSP, o procesadores digitales de señales no se desarrollaron como. Actualmente, sin embargo, han evolucionado mucho - y aún en evolución. Los procesadores son muy potentes, capaces de recuperar nuestra señal transmitida cuando se llega al receptor a diferentes intervalos de tiempo.

El DSP de entonces tienen la responsabilidad de tomar los datos, "separado" en diferentes partes, cada parte envía a través de antenas diferentes al mismo tiempo, el mismo canal. Y hacer el proceso inverso en el receptor.