reporte técnico: computación móvil
TRANSCRIPT
Reporte Técnico:
Computación Móvil
Janneth Ofelia Reynoso Gutiérrez, Luis Antonio Gama Moreno, Carlos Martínez Hernández,
José Ángel Torres Rangel, José Luis Torres Rodríguez
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected] Instituto Tecnológico de Tlajomulco.
Km. 10 Carretera Tlajomulco-San Miguel Cuyutlán,
Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco. Apartado Postal No. 12, Código postal 45640.
Resumen:
La aparición de la computación móvil ha traído grandes beneficios a los usuarios tales como:
movilidad, conectividad y uso de herramientas que antes sólo estaban disponibles para
equipos fijos. Gracias a ello, se han desarrollado diversas tecnologías inalámbricas, por
ejemplo: HomeRF (Home Radio Frecuency), IrDA (Infrared Data Association), RFID
(Radio Frecuency Identification), el estándar IEEE 802.11 denominado Wi-Fi (Wireless
Fidelity), la tecnología Bluetooth (estándar IEEE 802.15.1), y continúan apareciendo cada
día más.
Las computadoras fijas han dejado de ser el medio preponderante para procesar y
comunicar información, en la actualidad son comunes los dispositivos móviles como
organizadores personales, computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, entre otros. El
término “movilidad” ha tomado un nuevo significado debido a la combinación de equipos de
cómputo portátiles y redes inalámbricas, dando como resultado la computación móvil, que
permite el acceso a la información sin importar la ubicación geográfica.
Abstract:
Emergence of mobile computing has brought great benefits to users such as connectivity,
mobility and the use of tools that were previously available only for desktop computers. As
a result, several wireless technologies have been developed such as HomeRF (Home Radio
Frequency), IrDA (Infrared Data Association), RFID (Radio Frequency Identification), the
IEEE 802.11 standard called Wi-Fi (Wireless Fidelity), Bluetooth (IEEE 802.15.1 standard),
and new ones that continue appearing every day.
Desktop computers are no longer the dominant way to process and to communicate
information, now there are common mobile devices like personal digital assistants, laptops,
smart phones, among others. The term "mobility" has brought a new topic, because of the
combination of portable computing and wireless networks, resulting in mobile computing,
which allows access to information regardless of geographic location.
2
Índice
Capítulo 1 Computó móvil ................................................................................ 7
1.1 Definición ................................................................................................................ 7
1.2 Arquitectura ............................................................................................................. 7
1.3 Características .......................................................................................................... 8
1.4 Dispositivos móviles .............................................................................................. 10
Capítulo 2 Tecnologías inalámbricas .............................................................. 12
2.1 Introducción ........................................................................................................... 12
2.2 Evolución de la tecnología inalámbrica ................................................................. 12 2.2.1 WAP – Wireless Application Protocol (protocolo de aplicaciones inalámbricas) ....................... 12 2.2.2 El medio de comunicación inalámbrico ...................................................................................... 13 2.2.3 Diferencias entre redes de circuitos y redes de paquetes.......................................................... 13
2.3 Redes celulares....................................................................................................... 16 2.3.1 Funcionamiento de los sistemas celulares ................................................................................. 17 2.3.2 Sistema telefónico móvil ............................................................................................................ 18 2.3.3 Sistemas de Comunicaciones Móviles ........................................................................................ 22
2.4 Estándares para sistemas de comunicación inalámbrica ........................................ 22 2.4.1 Wi-Fi ............................................................................................................................................ 22 2.4.2 WiMAX ........................................................................................................................................ 23 2.4.3 GSM ............................................................................................................................................ 24 2.4.4 GPRS (General Packet Radio Service) ......................................................................................... 25
2.5 Estándares para comunicaciones por medios infrarrojos: IrDA ............................ 25
2.6 Estándares para comunicaciones por RF: actuales y emergentes .......................... 26
2.7 Parámetros característicos de los sistemas inalámbricos ....................................... 27 2.7.1 Cobertura .................................................................................................................................... 27 2.7.2 Capacidad ................................................................................................................................... 27 2.7.3 Diseño de las celdas .................................................................................................................... 27 2.7.4 Manejo de Handoff (manos libres) ............................................................................................. 28 2.7.5 Movilidad .................................................................................................................................... 28 2.7.6 Calidad ........................................................................................................................................ 28 2.7.7 Flexibilidad y compatibilidad ...................................................................................................... 28 2.7.8 Interferencia y confiabilidad ....................................................................................................... 29
2.8 Wi-Fi ...................................................................................................................... 29
2.9 WiMAX ................................................................................................................. 30
2.10 RFID ...................................................................................................................... 32
2.11 Comunicación de campo cercano (NFC) ............................................................... 33
2.12 Alianza para el estilo de vida digital en red (DLNA) ............................................ 34 Especificación .......................................................................................................................................... 35
Capítulo 3 Sistemas operativos móviles .......................................................... 36
3
3.1 Apple iOS .............................................................................................................. 36 3.1.1 Arquitectura ............................................................................................................................... 36 3.1.2 Versiones .................................................................................................................................... 37
3.2 Android .................................................................................................................. 38 3.2.1 Arquitectura ............................................................................................................................... 38 3.2.2 Versiones .................................................................................................................................... 39
3.3 Windows Phone ..................................................................................................... 44 3.3.1 Arquitectura ............................................................................................................................... 44 3.3.2 Versiones .................................................................................................................................... 45
3.4 Blackberry .............................................................................................................. 46 3.4.1 Arquitectura ............................................................................................................................... 46 3.4.2 Versiones .................................................................................................................................... 47
3.5 Symbian ................................................................................................................. 48 3.5.1 Arquitectura ............................................................................................................................... 48 3.5.2 Versiones .................................................................................................................................... 49
3.6 Firefox OS .............................................................................................................. 50 3.6.1 Arquitectura ............................................................................................................................... 50 3.6.2 Versiones .................................................................................................................................... 52
Capítulo 4 Plataformas para desarrollo ......................................................... 54
4.1 iOS SDK y Xcode 4 ............................................................................................... 54
4.2 Android SDK y NDK ............................................................................................ 54
4.3 Symbian SDK ........................................................................................................ 54
4.4 Windows Phone 7 Developer Tools ...................................................................... 54
4.5 Mercado móvil ....................................................................................................... 55
4.6 Comparativa entre las plataformas de desarrollo móvil en la actualidad .............. 56
Capítulo 5 Bases de datos ................................................................................ 58
5.1 Características ........................................................................................................ 58 Sistema de administración de bases de datos ......................................................................................... 58
5.2 Base de datos móviles. ........................................................................................... 60 Características.......................................................................................................................................... 60
5.3 Sistema de administración de bases de datos móvil .............................................. 61
5.4 Manejadores de bases de datos para dispositivos móviles..................................... 62 5.4.1 Oracle Database Lite 10g ............................................................................................................ 62 5.4.2 DB2 Everyplace Database Edition ............................................................................................... 63 5.4.3 SQL Server 2005 Compact Edition .............................................................................................. 63 5.4.4 PointBase .................................................................................................................................... 64 5.4.5 SQL Anywhere ............................................................................................................................ 65 5.4.6 J2MEMicroDB ............................................................................................................................. 65 5.4.7 OpenBaseMovil .......................................................................................................................... 66 5.4.8 Apache Derby ............................................................................................................................. 67 5.4.9 SQLite .......................................................................................................................................... 68
4
Capítulo 6 Bluetooth ........................................................................................ 69
6.1 Características ........................................................................................................ 69
6.2 Antecedentes .......................................................................................................... 70 Origen de la tecnología ............................................................................................................................ 70
6.3 Funcionamiento...................................................................................................... 71 6.3.1 Objetivos principales .................................................................................................................. 72 6.3.2 Topología .................................................................................................................................... 73 6.3.3 Evolución de la tecnología .......................................................................................................... 74
6.4 Arquitectura de protocolos ..................................................................................... 76 6.4.1 Pila de los protocolos.................................................................................................................. 76 6.4.2 Principales Protocolos ................................................................................................................ 77 6.4.3 Protocolo de Reemplazo de Cables ............................................................................................ 78 6.4.4 Protocolo de Control de Telefonía ............................................................................................. 78 6.4.5 Protocolos adoptados ................................................................................................................. 79
6.5 Perfiles ................................................................................................................... 79
6.6 Arquitectura de transporte de datos ....................................................................... 81 6.6.1 Enlaces físicos ............................................................................................................................. 82 6.6.2 Enlaces lógicos ............................................................................................................................ 83
6.7 Tipos de conexión .................................................................................................. 84
6.8 Estados de un dispositivo ....................................................................................... 84
6.9 Estructura de los paquetes ...................................................................................... 85
6.10 Detección de dispositivos ...................................................................................... 86
6.11 Casos de uso y actividades ..................................................................................... 87
6.12 Uso de un dispositivo ............................................................................................. 89 Socket ...................................................................................................................................................... 90
6.13 Comparativa ........................................................................................................... 91
6.14 Seguridad ............................................................................................................... 92
6.15 Principales aplicaciones ......................................................................................... 92
Glosario de términos ................................................................................................. 94
Referencias 97
5
Índice de figuras
Fig. 1-1 Arquitectura de un ambiente móvil. ..................................................................................... 8 Fig. 1-2 Evolución de los dispositivos móviles. ................................................................................. 11 Fig. 2-1 Conmutación de circuitos. ................................................................................................... 14 Fig. 2-2 Conmutación de paquetes................................................................................................... 15 Fig. 2-3 Una célula tiene forma de un hexágono. ............................................................................ 16 Fig. 2-4 Teléfonos celulares de primera generación. ....................................................................... 18 Fig. 2-5 Teléfonos celulares segunda generación. ........................................................................... 19 Fig. 2-6 Telefonía celular segunda y media. ..................................................................................... 20 Fig. 2-7 Teléfonos celulares tercera generación. ............................................................................. 21 Fig. 2-8 Diagrama de una red GPRS. ................................................................................................. 25 Fig. 2-9 Diagrama de una red Wi-Fi. ................................................................................................. 30 Fig. 2-10 Diagrama de una red WiMAX. ........................................................................................... 31 Fig. 2-11 Etiquetas RFID pasivas (izquierda) y activas (derecha). .................................................... 33 Fig. 3-1 Arquitectura Apple iOS. ....................................................................................................... 36 Fig. 3-2 Arquitectura Android. .......................................................................................................... 39 Fig. 3-3 Arquitectura Windows Phone. ............................................................................................ 45 Fig. 3-4 Arquitectura Blackberry. ..................................................................................................... 47 Fig. 3-5 Arquitectura Symbian. ......................................................................................................... 49 Fig. 3-6 Diagrama de la arquitectura Firefox OS, con los componentes técnicos. ........................... 52 Fig. 4-1 Cuota de mercado móvil. .................................................................................................... 55 Fig. 4-2 Porcentaje de teléfonos inteligentes vendidos según su sistema operativo. ..................... 57 Fig. 5-1 Sistema de Base de Datos. ................................................................................................... 59 Fig. 5-2 Desarrollo histórico de los SMBD. ....................................................................................... 60 Fig. 5-3 Sistema de Base de Datos Móvil. ......................................................................................... 61 Fig. 5-4 Arquitectura de Oracle Database Lite 10g. ......................................................................... 62 Fig. 5-5 Arquitectura de DB2 Everyplace de IBM. ............................................................................ 63 Fig. 5-6 Arquitectura SQL Server 2005 Compact Edition. ................................................................. 64 Fig. 5-7 Arquitectura de PointBase Micro. ....................................................................................... 65 Fig. 5-8 Arquitectura de SQL Anywhere. .......................................................................................... 65 Fig. 5-9 Arquitectura de J2MEMicroDB. ........................................................................................... 66 Fig. 5-10 Arquitectura de OpenBaseMovil. ...................................................................................... 67 Fig. 5-11 Arquitectura de Derby. ...................................................................................................... 68 Fig. 6-1 Origen del logo de Bluetooth. ............................................................................................. 70 Fig. 6-2 Transceptor Bluetooth. ........................................................................................................ 71 Fig. 6-3 Piconet formada por un maestro y tres esclavos. ............................................................... 73 Fig. 6-4 Formación de una Scatternet. ............................................................................................. 74 Fig. 6-5 Pila de protocolos de Bluetooth. ......................................................................................... 77 Fig. 6-6 Arquitectura de transferencia de datos Bluetooth. ............................................................ 82 Fig. 6-7 Estados en un dispositivo Bluetooth. .................................................................................. 85 Fig. 6-8 Casos de uso de Bluetooth. ................................................................................................ 87 Fig. 6-9 Actividades cliente y servidor. ............................................................................................. 88 Fig. 6-10 Inicialización de una aplicación Bluetooth. ....................................................................... 88 Fig. 6-11 Configuración de un servidor Bluetooth. .......................................................................... 89 Fig. 6-12 Ejemplo de un piconet. ...................................................................................................... 89 Fig. 6-13 Ejemplo de un scatternet. ................................................................................................. 90
6
Índice de tablas
Tabla 1 Familia de protocolos IEEE 802.11........................................................................................ 22 Tabla 2 Principales características de la tecnología WiMAX. ............................................................ 23 Tabla 3 Versiones de Firefox OS ........................................................................................................ 53 Tabla 4 Características de las principales plataformas de desarrollo móvil. .................................... 56 Tabla 5 Clases de Bluetooth. ............................................................................................................. 71 Tabla 6 Perfiles de Bluetooth. ........................................................................................................... 80 Tabla 7 Comparativa de tecnologías inalámbricas. ........................................................................... 92
7
Capítulo 1 Computó móvil
Los avances en las tecnologías de redes inalámbricas y de dispositivos portátiles para
transmisión de información han generado el paradigma de cómputo móvil (CM).
La computación móvil ha dado grandes beneficios a los usuarios, como el acceso a la
información en cualquier momento y lugar. Por lo tanto, se ha generado nuevos retos en el
desarrollo de aplicaciones para estos escenarios así como para su ejecución en los diferentes
dispositivos móviles.
1.1 Definición
Cuando un dispositivo móvil tales como: teléfonos celulares, Personal Digital Assistants
(PDA), SmartPhones, HandHelds, entre otros, están involucrados en el procesamiento de
datos, ya sea para iniciar, participar y/o finalizar el proceso, es conocido como CM.
CM es el conjunto de métodos, técnicas y herramientas para procesamiento y
transmisión de información mediante dispositivos portátiles inalámbricos. Utilizando CM los
usuarios pueden llevar a cabo procesos ya sea en:
- Modo-conectado: donde el dispositivo mantiene una comunicación constante con los
servidores en la red cableada, y el procesamiento realizado por el dispositivo es
sincronizado en línea.
- Modo-desconectado: donde los dispositivos procesan datos descargados y al tiempo de
conectarse a una red realizan la sincronización del procesamiento llevado a cabo.
La infraestructura que soporta el CM, inalámbrico, permite a usuarios remotos y en
movimiento acceder a información de manera cómoda y flexible en cualquier momento y en
cualquier lugar [33].
1.2 Arquitectura
En un ambiente de computación móvil, la red consiste de un conjunto de entidades: hosts
móviles (HM) y host fijos (HF) como se muestra en la fig. 1.1. Algunos de los host fijos,
llamados también Estaciones de Soporte Móvil (ESM), cuentan con un interfaz inalámbrico
para comunicarse con los host móviles que se encuentren localizados dentro de un radio de
cobertura llamado célula o celda, una célula es realmente un área de comunicaciones
inalámbricas o una red local inalámbrica. Un HM cambia constantemente su ubicación
mientras se encuentra ejecutando procesos. Durante un proceso, el host móvil mantiene su
conexión a la red a través de la ayuda de las ESM, las cuales ejecutan las transacciones y
soportan el manejo de los datos. Cada ESM es responsable de todos los HM dentro de una
pequeña área geográfica conocida como celda o célula.
8
Fig. 1-1 Arquitectura de un ambiente móvil.
Cuando un HM abandona una célula controlada por un ESM, se utiliza un protocolo
hand-off para transferir la responsabilidad de la transacción móvil y el soporte de los datos
al ESM de la nueva célula [33].
1.3 Características
CM tiene su origen en Servicios de Comunicaciones Personales (PCS). Esto se refiere a una
amplia variedad de servicios de acceso inalámbrico y de movilidad personal a través de una
terminal pequeña (por ejemplo, teléfono celular), con el objetivo de permitir las
comunicaciones en cualquier momento, en cualquier lugar y en cualquier forma. Los servicio
de comunicación personal (PCS), están conectados a redes telefónicas pública conmutadas
(public switched telephone network: PSTN) para proporcionar acceso a los teléfonos con
cable.
En la computación móvil la plataforma informática entre las unidades de
procesamiento de flujos es a través de canales inalámbricos. Las unidades de proceso
(paradigma cliente / servidor) están libres de las limitaciones temporales y espaciales. Es
decir, una unidad de proceso (cliente) es libre de moverse en el espacio mientras está
conectado al servidor. Esta libertad temporal y espacial proporciona una facilidad de gran
alcance que permite a los usuarios llegan al sitio de datos (lugar donde se almacenan los datos
deseados) y el sitio de tratamiento (la ubicación geográfica donde debe ser un proceso
9
realizado) desde cualquier lugar. Esta capacidad permite a las organizaciones a establecer sus
oficinas en cualquier lugar [37].
Ambiente móvil
La movilidad de un usuario de la computación móvil implica que se conectará desde
diferentes puntos a través de enlaces inalámbricos y deberá permanecer conectado mientras
está en movimiento, expuesto a posibles desconexiones. Los enlaces inalámbricos son
relativamente inestables y son unas dos o tres veces más lentos que los enlaces alámbricos.
Además los HM dependen de las condiciones de vida de las baterías. Así, hay mucho trabajo
previo para poder establecer un control completo.
Una red inalámbrica con clientes móviles es en esencia un sistema distribuido, pero
existen características [33] que distinguen a esta tecnología:
Asimetría en las comunicaciones
Bajo ancho de banda
Riesgos de seguridad
Redes heterogéneas
Asimetría en las comunicaciones
Es una tecnología de acceso a la Internet de banda ancha, lo que implica
una velocidad superior a una conexión por módem en la transferencia de datos, ya que el
módem utiliza la banda de voz y por tanto impide el servicio de voz mientras se use y
viceversa. Esto se consigue mediante una modulación de las señales de datos en una banda
de frecuencias más alta que la utilizada en las conversaciones telefónicas convencionales
(300-3400 Hz), función que realiza el enrutador ADSL. Para evitar distorsiones en las señales
transmitidas, es necesaria la instalación de un filtro (llamado splitter o discriminador) que se
encarga de separar la señal telefónica convencional de las señales moduladas de la conexión
mediante ADSL.
Esta tecnología se denomina asimétrica debido a que la capacidad de descarga (desde
la red hasta el usuario) y de subida de datos (en sentido inverso) no coinciden. La tecnología
ADSL está diseñada para que la capacidad de bajada (descarga) sea mayor que la de subida,
lo cual se corresponde con el uso de la Internet por parte de la mayoría de usuarios finales,
que reciben más información de la que envían (o descargan más de lo que suben).
En una línea ADSL se establecen tres canales de comunicación, que son el de envío de datos,
el de recepción de datos y el de servicio telefónico normal.
Bajo ancho de banda
Menor ancho de banda. Las redes de cable actuales trabajan a 100 Mbps y/o superiores,
mientras que las redes inalámbricas Wi-Fi lo hacen a 11 Mbps. Es cierto que existen
estándares que alcanzan los 54 Mbps y soluciones propietarias que llegan a 100 Mbps, pero
estos estándares están en los comienzos de su comercialización y tiene un precio superior al
de los actuales equipos Wi-Fi.
10
Riesgos de seguridad
Las redes inalámbricas tienen la particularidad de no necesitar un medio físico para
funcionar. Esto fundamentalmente es una ventaja, pero se convierte en una desventaja cuando
se piensa que cualquier persona con una computadora portátil solo necesita estar dentro del
área de cobertura de la red para poder intentar acceder a ella.
Como el área de cobertura no está definida por paredes o por ningún otro medio físico,
a los posibles intrusos no les hace falta estar dentro de un edificio o estar conectado a un
cable. Además, el sistema de seguridad que incorporan las redes Wi-Fi no es de lo más
fiables.
Redes heterogéneas
Se utiliza en las redes inalámbricas que utilizan diferentes tecnologías de acceso. Por
ejemplo, una red inalámbrica que proporciona un servicio a través de una LAN inalámbrica
y que es capaz de mantener el servicio cuando se cambia a una red celular, se llama una red
heterogénea inalámbrica.
1.4 Dispositivos móviles
Existen hoy en día una gran variedad de dispositivos móviles que acceden y manipulan
información tal y como se lleva a cabo en una PC. Los dispositivos móviles tienen
limitaciones tales como capacidad de procesamiento, almacenamiento, ancho de banda y
pantallas pequeñas. Existen diversos tipos tales como: teléfonos móviles, PDA’s, Tablet PC,
laptops, SmartPhones entre otros.
Además cuentan con un sistema operativo de acuerdo a las características del
dispositivo móvil. Existen básicamente cuatro Sistemas Operativos: Palm Os, Windows
Compact Edition, Symbian y Embedded Linux.
Asimismo, pueden intercambiar datos entre otros dispositivos a través de diferentes
tecnologías inalámbricas, tales como: Wi-Fi (Wireless Fidelity), Bluetooth, e IrDA (Infrared
Data Association).
Dichos medios son utilizados por dispositivos móviles, para comunicarse, entre otro
dispositivo móvil o una PC. Wi-Fi el más utilizado y está basado en la especificación IEEE
802.11X [34].
Desde los años 80 hasta la actualidad, nos ha acompañado el móvil. Un gadget que
cada vez ha ido evolucionando más rápido. A los pequeños cambios les han precedido otros
más grandes y treinta años más tarde, no entendemos una vida sin móvil, en la fig. 1-2 se
observa la evolución de los dispositivos móviles.
11
Fig. 1-2 Evolución de los dispositivos móviles.
12
Capítulo 2 Tecnologías inalámbricas
2.1 Introducción
La comunicación se establece mediante el habla en la relación entre emisor, mensaje y
receptor. Pero la tecnología de hoy en día no solo debe hacer referencia a la transmisión de
voz, sino debe intentar abarcar una mayor gama de aplicaciones, llámese la transmisión de
datos. Dada esta necesidad es que surgen las redes de computadores como la intranet, la
extranet y la Internet.
Referente al intercambio de voz y datos se hace indispensable la necesidad de estar
conectados con el mundo entero a través de la Internet, de donde surgen algunos problemas
concernientes a la aplicación de redes alámbricas debido a que se hace necesario el transporte
de los equipos ya sea dentro de un local como al interior de alguna oficina.
Al presentarse esta necesidad se hizo parte de un grupo de estudio de mayor
envergadura, desde las redes inalámbricas, la transferencia de datos vía infrarrojo, así como
en la aplicación de redes satelitales. Las mismas que han logrado satisfacer esta necesidad
logrando la conexión de usuarios existentes en distintos lugares del mundo.
La aplicación de la tecnología inalámbrica, viene teniendo un gran auge en
velocidades de transmisión, aunque sin competir con la utilización de redes alámbricas o el
uso de la fibra óptica, sin embargo cubren satisfactoriamente la necesidad del movimiento de
los usuarios.
2.2 Evolución de la tecnología inalámbrica
La evolución de esta tecnología comenzó alrededor de 1996, fue allí cuando se desarrollaron
los pequeños dispositivos de computación “inteligentes”, luego en 1997 surge la conectividad
inalámbrica de los dispositivos utilizando WAP (Wireless Application Protocol) [29].
2.2.1 WAP – Wireless Application Protocol (protocolo de aplicaciones
inalámbricas)
Es un estándar abierto internacional para aplicaciones que utilizan las comunicaciones
inalámbricas, como acceso a servicios de Internet desde un teléfono móvil. Se trata de la
especificación de un entorno de aplicación y de conjunto de protocolos de comunicaciones
para normalizar el modo en que los dispositivos inalámbricos, se pueden utilizar para acceder
a correo electrónico, base de datos, grupos de noticias y entre otros.
El organismo que se encarga de desarrollar el estándar WAP fue originalmente el
WAP Forum, fundado por cuatro empresas del sector de las comunicaciones móviles, Sony-
Ericsson, Nokia, Motorola y Openwave (originalmente UnwiredPlanet). Desde 2002 el WAP
Forum es parte de la Open Mobile Alliance (OMA), consorcio que se ocupa de la definición
13
de diversas normas relacionadas con las comunicaciones móviles, entre ellas las normas
WAP [29].
A comienzos del 2008, la tendencia en Europa occidental, alcanzo un punto de
saturación a raíz del número de usuarios de teléfonos móviles, con más de 100 % de usuarios.
Sin embargo, la mayoría de llamadas de voz, todavía son generadas por fixed-line teléfonos,
lo que significa que todavía hay potencial significativo para el crecimiento de las
comunicaciones móviles. Además de que cada vez existen más tarifas competitivas, un factor
importante también podría ser la calidad de voz, anunciado en el 2008 con la banda ancha
voz AMR codec para UMTS. En la actualidad operadores y fabricantes también hacen
grandes esfuerzos en desarrollo ulterior de los datos para el rendimiento de la red.
La aparición del iPhone de Apple ha iniciado un montón de debate sobre el diseño,
man–machine interface (la pantalla táctil utilizados con los dedos y no sutiles), futuras
aplicaciones y nuevas innovaciones (como usando sensores automáticos de orientación de la
pantalla) de los teléfonos móviles. Además, hay nuevos modelos de negocio para ser
considerado. Otra área con lotes de la innovación y la competencia es el sistema operativo
(OS) para los terminales móviles, y teléfonos inteligentes en particular.
2.2.2 El medio de comunicación inalámbrico
La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que extremos de la comunicación
(emisor/receptor) no se encuentran unidos por un medio de propagación físico, sino que se
utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los
dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los
cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles [25].
2.2.3 Diferencias entre redes de circuitos y redes de paquetes
Conmutación de circuitos (circuit switching)
Es un tipo de comunicación que establece o crea un canal dedicado (o circuito) durante la
duración de una sesión. Después de que es terminada la sesión se libera el canal y éste podrá
ser usado por otro par de usuarios.
El ejemplo más típico de este tipo de redes es el sistema telefónico la cual enlaza
segmentos de cable para crear un circuito o trayectoria única durante la duración de una
llamada o sesión. Los sistemas de conmutación de circuitos son ideales para comunicaciones
que requieren que los datos/información sean transmitidos en tiempo real. La conmutación
de circuitos contempla tres fases:
Establecimiento del circuito
Transferencia de datos
Desconexión del circuito
14
Fig. 2-1 Conmutación de circuitos.
Por otra parte, en la conmutación de circuitos se busca y reserva una trayectoria entre
los usuarios, se establece la comunicación y se mantiene esta trayectoria durante todo el
tiempo que se esté transmitiendo información. Para establecer una comunicación con esta
técnica se requiere de una señal que reserve los diferentes segmentos de la ruta entre ambos
usuarios, y durante la comunicación el canal quedará reservado precisamente para esta pareja
de usuarios.
Conmutación de paquetes (packet switching)
En los sistemas basados en conmutación de paquetes, la información/datos a ser transmitida
previamente es ensamblada en paquetes. Cada paquete es entonces transmitido
individualmente y éste puede seguir diferentes rutas hacia su destino. Una vez que los
paquetes llegan a su destino, los paquetes son otra vez re-ensamblados.
Mientras que la conmutación de circuitos asigna un canal único para cada sesión, en
los sistemas de conmutación de paquetes el canal es compartido por muchos usuarios
simultáneamente. La mayoría de los protocolos de WAN tales como TCP/IP, X.25, Frame
Relay, ATM, son basados en conmutación de paquetes.
La conmutación de paquetes es más eficiente y robusto para datos que pueden ser
enviados con retardo en la transmisión (no en tiempo real), tales como el correo electrónico,
páginas web, archivos, etc.
En el caso de aplicaciones como voz, video o audio la conmutación de paquetes no
es muy recomendable a menos que se garantice un ancho de banda adecuado para enviar la
información. Pero el canal que se establece no garantiza esto, debido a que puede existir
tráfico y nodos caídos durante el recorrido de los paquetes. Estos son factores que ocasionen
que los paquetes tomen rutas distintas para llegar a su destino.
15
Fig. 2-2 Conmutación de paquetes.
En la conmutación de paquetes, el mensaje se divide en pequeños paquetes
independientes, a cada uno se le agrega información de control (por ejemplo, las direcciones
del origen y del destino), y los paquetes circulan de nodo en nodo, posiblemente siguiendo
diferentes rutas. Al llegar al nodo al que está conectado el usuario destino, se re ensambla el
mensaje y se le entrega.
En general puede decirse que ambas técnicas de conmutación pueden emplearse bajo
los siguientes criterios:
Conmutación de circuitos:
Tráfico constante
Retardos fijos
Sistemas orientados a conexión
Sensitivos a pérdidas de la conexión
Orientados a voz u otras aplicaciones en tiempo real
Conmutación de paquetes:
Tráfico en ráfagas
Retardos variables
Orientados a no conexión (pero no es una regla)
Sensitivos a pérdida de datos
Orientados a aplicaciones de datos
Por eso se dice que la ruta que toman los paquetes es "probabilística", mientras que
en la conmutación de circuitos, esta ruta es "determinística" [24].
16
2.3 Redes celulares
La tecnología de ondas de radio celular es una técnica que fue desarrollada con el fin de
incrementar la capacidad disponible para el servicio de telefonía móvil sobre radio. La
esencia de una red celular reside en el uso de múltiples transmisores de baja potencia del
orden de 100 W o menos. Dado que el rango de estas características es pequeño, el área debe
ser dividida en celdas, cada una de las cuales dispone de una propia antena. A cada celda se
le asigna una banda de frecuencias y una estación base (compuesta por un transmisor, un
receptor y una unidad de control) que le presta el servicio. Las celdas adyacentes reciben una
asignación distinta de frecuencias, evitando así la aparición de interferencias o diafonía. No
obstante, las celdas suficientemente alejadas entre sí pueden emplear la misma banda de
frecuencia.
En la práctica no se utiliza un patrón hexagonal perfecto (fig. 2-3). Las alteraciones
con respecto a la forma ideal se deben a las limitaciones topográficas, las condiciones locales
de propagación de las señales y restricciones para la ubicación de las antenas.
Fig. 2-3 Una célula tiene forma de un hexágono.
Es un sistema celular inalámbrico, el usuario se encuentra limitado en la cantidad de
veces que puede utilizar la misma frecuencia para comunicaciones diferentes, dado que las
señales, no estando restringida, pueden interferir con otras incluso si se encuentran
geográficamente separadas. Los sistemas que son capaces de soportar un número elevado de
comunicaciones simultáneamente, precisan de mecanismos para conservar el espectro.
Cada celda en un sistema posee un transceptor base. La potencia de transmisión se
controla cuidadosamente para permitir la comunicación dentro de la celda utilizando una
frecuencia dada, a la vez que se limita la potencia en esa frecuencia que escape de los límites
de la celda, alcanzando así las adyacentes. El objetivo es usar la misma frecuencia en otras
celdas cercanas, permitiendo de esta forma que la misma frecuencia pueda ser empleada en
varias conversaciones simultáneamente. Generalmente se asignan entre 10 y 50 frecuencias
a cada celda, en función del tráfico esperado.
A medida que más usuarios utilizan el sistema con el tiempo, el tráfico puede crecer
hasta el punto de que no haya suficientes frecuencias asignadas a una celda para gestionar
sus llamadas. Para hacer frente a esta situación se han utilizado una serie de aproximaciones:
17
Adición de nuevos canales: cuando un sistema se despliega en una región, lo común
es que no todos los canales sean utilizados, de forma que el crecimiento y la expansión
pueden ser gestionados ordenadamente mediante la adición de nuevos canales.
Uso de frecuencias prestadas: en el caso más simple, las celdas congestionadas
pueden tomar prestadas frecuencias de las celdas adyacentes. Las frecuencias pueden
también ser asignadas a las celdas dinámicas.
División de celdas: la distribución del tráfico y de las características topográficas no
son uniformes en la práctica. Este hecho puede utilizarse para conseguir un aumento
de la capacidad. Las celdas en las zonas de alto uso pueden ser divididas en celdas
más pequeñas. Generalmente, las celdas originales tienen un tamaño entre 6,5 y 13
kilómetros, pudiendo ser divididas las más pequeñas. El uso de celdas más pequeñas
implica que el nivel de potencia debe ser reducido con objeto de mantener la señal
dentro de la celda. A medida que el usuario se mueve cambia de una celda a otra, lo
que requiere traspasar la llamada de un transceptor base a otro. Este proceso se le
denomina traspaso (handoff). A medida de que las celdas son más pequeñas, estos
traspasos son más frecuentes.
Sectorización de celdas: con esta técnica una celda se divide en una serie de sectores
en forma de cuña, cada uno de los cuales dispone de su propio conjunto de canales.
Se emplean generalmente 3 0 6 sectores por celda, asignándose a cada uno de ellos
un subconjunto distinto de los canales de la celda. En la estación base se emplean
antenas direccionales enfocadas hacia cada sector.
Microceldas: a medida de que las celdas se vuelven más pequeñas, las antenas se
desplazan desde lugares como los tejados de edificios altos o colonias hasta puntos
de menos altura, como los tejados de edificios más bajos a los laterales de lo más
altos, incluso farolas formando así microceldas. Cada disminución del tamaño de una
celda viene acompañada por una reducción de los niveles de potencia radiada de la
estación base y de las unidades móviles. Las microcelulas son útiles en las calles de
las ciudades de zonas congestionadas, a lo largo de las autopistas y dentro de grandes
edificios públicos [38].
2.3.1 Funcionamiento de los sistemas celulares
Aproximadamente en el centro de cada celda se encuentra la estación base (BS, Base Station),
a la cual transmiten todos los teléfonos de la celda. Cada BS contiene una antena, un
controlador y una serie de transceptores para la comunicación sobre los canales asignados a
dicha celda. El controlador se usa para gestionar el proceso de llamada entre la unidad móvil
y el resto de la red.
En un instante dado pueden estar activos una serie de usuarios móviles, moviéndose
dentro de la celda y comunicándose con la BS. Cada BS se encuentra conectada con una
central de conmutación de telecomunicaciones móviles (MTSO, Mobile Telecommunications
Switching Office), de tal forma que una MTSO puede prestar servicio a múltiples BS. El
enlace entre una MTSO y una BS es normalmente cableado, aunque un enlace inalámbrico
es también posible. La MTSO es la responsable de conectar las llamadas entre las unidades
móviles y se encuentra también conectado con la red pública de telefonía o
telecomunicaciones, de tal forma que es posible establecer conexiones entre un usuario fijo
18
de la red pública y un usuario móvil en la red celular. La MTSO se encarga de asignar un
canal de voz a cada llamada, los traspasos al igual que supervisar las llamadas y obtener la
información permitente para su facturación.
El funcionamiento de un sistema celular se encuentra totalmente automatizado y no
precisa de ninguna acción por parte del usuario excepto la realización y recepción de
llamadas. Existen dos tipos de canales disponibles entra la unidad móvil y la BS: canales de
control y canales de tráfico. Los canales de control se usan para el intercambio de información
concerniente al establecimiento y mantenimiento de las llamadas, así como el
establecimiento de una relación entre la unidad móvil y la BS más cercana. Los canales de
tráfico sustentan la conexión de voz o datos entre los usuarios [48].
2.3.2 Sistema telefónico móvil
Los sistemas de comunicaciones móviles se utilizan para la comunicación de datos y voz de
área amplia. Los teléfonos móviles han pasado por distintas generaciones, a continuación se
describe la evolución de éstas.
2.3.2.1 Telefonía celular primera generación (1G)
La primera generación de telefonía móvil celular, nació en los años 1980, con el propósito
de llevar la telefonía a cualquier lugar. Los primeros sistemas de comunicaciones móviles
empleaban tecnología analógica y únicamente disponían de un servicio de llamada de voz.
En esta primera generación se adoptaron diversos sistemas en los distintos países, lo
cual impedía el uso del servicio con el mismo terminal al trasladarse de un país a otro. Así
por ejemplo dos sistemas de gran difusión en Europa fueron el conocido como NMT (Nordic
Mobile Telecommunications) y el TACS (Total Access Telecommunications System). En
España, el último de los servicios de este tipo implantado fue el TMA-900 (Telefonía Móvil
Automática a 900 MHz), operaba en la banda de 800-900 MHz, con un ancho de banda
limitado de 20 MHz. Los dispositivos móviles de 1G, (fig.2-4) físicamente eran robustos,
contaban con una larga antena para recibir la señal de comunicación y el hecho de guardarlos
en los bolsillos era prácticamente imposible [17].
Fig. 2-4 Teléfonos celulares de primera generación.
19
2.3.2.2 Telefonía celular segunda generación (2G)
Para 1990 el paso hacia una segunda generación de telefonía móvil viene marcado por la
migración a la tecnología digital. En esta generación se apreciaban características como la
posibilidad de emplear esquemas de transmisión radio de mayor eficiencia espectral,
facilidad de integrar los servicios de voz con una gran variedad de servicios de datos, mejora
las prestaciones en aspectos de seguridad y confidencialidad, gracias a la aplicación de
técnicas de cifrado y la transmisión y señalización digitales que posibilitan la introducción
de una amplia gama de servicios suplementarios (fig. 2-5).
Con el objetivo de evitar el desarrollo de múltiples sistemas incompatibles entre sí,
en el entorno Europeo se consideró conveniente el establecimiento de un sistema único, el
sistema GSM (Groupe Spéciale Mobile), denominación que heredó del comité constituido
para su definición y que actualmente se traduce por Sistema Global para Comunicaciones
Móviles [17].
Fig. 2-5 Teléfonos celulares segunda generación.
2.3.2.3 Telefonía celular segunda y media generación (2.5 G)
Esta generación intermedia marco el camino hacia la generación 3G (fig. 2-6). Dentro de esta
generación aparecieron las tecnologías que nos llevarían directamente a la 3G como son:
HSCSD (High Speed Circuit-Switched Data) que es una tecnología basada en el sistema
GSM, proporciona un servicio de conmutación de circuitos con un flujo de datos de hasta
57,6 Kb/s. GPRS (General Packet Radio Service): también apoyado en la infraestructura
desplegada por GSM, facilita la transmisión eficiente de información estructurada en
paquetes desde terminales móviles, alcanzando velocidades del orden de 150 KB7s. Está
concebido para la conexión a Internet, a redes X.25 o a redes de área local. EDGE (Enhanced
Data rates for GSM Evolution), mediante esta tecnología se consiguen velocidades de 384
Kb/s [17].
20
Fig. 2-6 Telefonía celular segunda y media.
2.3.2.4 Telefonía celular tercera generación (3G)
Los objetivos primordiales que han impulsado el desarrollo de una nueva generación de
sistemas de telefonía móvil celular son: en primer lugar, unificar la diversidad de sistemas
desarrollados hasta el momento, de manera que un mismo terminal sea capaz de adaptarse al
entorno de comunicación vía radio en que se halle (red local inalámbrica, red celular terrestre,
acceso vía satélite, entre otros) y, en segundo lugar, introducir innovaciones tecnológicas
capacitando así a los sistemas para apoyar una amplia variedad de servicios con niveles de
calidad semejantes a los encontrados en los sistemas fijos.
Surge un nuevo sistema denominado IMT-2000 (International Mobile
Communicaions-2000) inicialmente FPLMTS (Future Public Land Mobile
Telecommunications System) en Europa este sistema es conocido como UMTS (Universal
Mobile Telecommunications System). Las metas que se pretenden alcanzar con este sistema
son:
Utilización de una misma banda de frecuencias en todo el mundo, tanto en los
sistemas terrestres como vía satélite.
Incremento de la eficiencia espectral en la interfaz radio, como resultado de la
utilización de tecnologías avanzadas.
Uso de un pequeño terminal de bolsillo con Itinerancia (roaming) mundial.
Esta generación ofrece: acceso inalámbrico a Internet, aplicaciones multimedia, altas
transmisiones de datos, enfocada a aplicaciones más allá de voz como el audio (mp3), video
en movimiento y videoconferencias (fig. 2-7). Soporta velocidades de información de 384
Kbps [17].
21
Fig. 2-7 Teléfonos celulares tercera generación.
2.3.2.5 Telefonía celular de cuarta generación (4G)
La cuarta generación está basada completamente en el protocolo IP, siendo un sistema de
sistemas y una red de redes, que se alcanza gracias a la convergencia entre las redes de cables
e inalámbricas. Esta tecnología podrá ser usada por módems inalámbricos, móviles
inteligentes y otros dispositivos móviles. La principal diferencia con las generaciones
predecesoras será la capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en
movimiento y 1 Gbit/s en reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta de
alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en
cualquier lugar, con el mínimo coste posible [42].
LTE 4G
En 2012, algunas de las grandes empresas fabricantes de dispositivos móviles y las
compañías operadoras de los servicios de telefonía celular en todo el mundo, se dedicaron a
desarrollar y ofrecer avanzados teléfonos inteligentes (smartphones) con conectividad a redes
LTE 4G, la mayor evolución de la comunicación inalámbrica impulsada en este año.
LTE son las siglas en inglés del estándar de banda ancha móvil denominado Long
Term Evolution, el cual está presente en las redes de comunicación de 4G, es decir, aquellas
que corresponden a las tecnologías de cuarta generación de la telefonía celular. Esta
“evolución a largo plazo” multiplica el acceso a redes inalámbricas para dar complemento a
las de tercera generación.
El tipo de red LTE más eficiente es el de División de Frecuencia Dúplex (FDD,
Frequency Division Duplex), aunque emplea bandas separadas para el envío y recibimiento
de operaciones. Se despliega en amplia variedad de bandas de espectro y opera en diversos
anchos de banda hasta 20 MHz. Para 2012, se constituyó en la banda ancha móvil más
espectralmente eficiente.
22
2.3.3 Sistemas de Comunicaciones Móviles
Se entiende por movilidad la capacidad de una red para seguir el rastro al terminal del usuario,
permitiendo que éste se desplace mientras está accediendo y utilizando los servicios de
telecomunicaciones. Los sistemas de comunicaciones móviles satisfacen una de las
aspiraciones más frecuentes de los usuarios en relación a los servicios de telecomunicación:
la posibilidad de acceder a estos desde cualquier lugar, por lo tanto los sistemas de
comunicación móvil son aquellos capaces de proporcionar servicios de telecomunicación
(transmisión de datos), sobre zonas geográficas extensas y con capacidad para mantener la
continuidad de las comunicaciones mientras el usuario se va desplazando.
El contacto entre el usuario y la red se lleva acabo vía radio con las denominadas
estaciones base, que son todo el conjunto de elementos de red que tiene la capacidad física
de transmitir y de recibir las señales.
Hay una gran diversidad de estándares de sistemas de comunicaciones móviles
celulares en todo el mundo basados en distintas tecnologías y con distintas capacidades [38].
2.4 Estándares para sistemas de comunicación inalámbrica
2.4.1 Wi-Fi
Son las siglas de Wireless Fidelity y comprende una gran cantidad de estándares para redes
de comunicación inalámbricas basados en las especificaciones IEEE 802.11 (Institute of
Electrical and Electronics Engineers). En sus inicios Wi-Fi fue pensado para conectar redes
locales inalámbricas; sin embargo, actualmente se utiliza para el acceso a Internet [27].
La tabla 1 presenta un resumen conceptual de la familia de estándares IEEE 802.11,
por los cuales se rige la tecnología Wi-Fi [39].
Tabla 1 Familia de protocolos IEEE 802.11.
Estándar Descripción
802.11 Estándar WLAN original. Soporta de 1 a 2 Mbps.
802.11a Estándar WLAN de alta velocidad en la banda de los 5 GHz. Soporta hasta
54 Mbps.
802.11b Estándar WLAN para la banda de 2.4 GHz. Soporta 11Mbps.
802.11e Está dirigido a los requerimientos de calidad de servicio para todas las
interfaces IEEE WLAN de radio.
802.11f Define la comunicación entre puntos de acceso para facilitar redes WLAN de
diferentes proveedores.
802.11g Establece una técnica de modulación adicional para la banda de los 2.4 GHz.
Dirigido a proporcionar velocidades de hasta 54 Mbps.
802.11h Define la administración del espectro de la banda de los 5 GHz para su uso
en Europa y en Asia-Pacífico.
23
802.11i Está dirigido a abatir la vulnerabilidad actual en la seguridad para protocolos
de autenticación y de codificación.
802.11n Es una propuesta de modificación al estándar IEEE 802.11-2007 para
mejorar significativamente el rendimiento de la red más allá de los estándares
anteriores, tales como 802.11b y 802.11g, con un incremento significativo en
la velocidad máxima de transmisión de 54 Mbps a un máximo de 600 Mbps.
802.11ac Es una nueva especificación, consiste en mejorar las tasas de transferencia
hasta 1Gbit/s dentro de la banda de 5 GHz, ampliar el ancho de banda hasta
160 MHz (40 MHz en las redes 802.11n), hasta 8 flujos MIMO y modulación
de alta densidad (256 QAM).
2.4.2 WiMAX
Es la abreviatura de Worldwide Interoperability for Microwave Access, nombre con el que
se conoce al grupo de estándares IEEE 802.16, que es un estándar inalámbrico aprobado por
el WiMAX fórum, al que pertenecen fabricantes de una gran diversidad de productos de
telecomunicaciones. La tabla 2 presenta las principales características de tecnología WiMAX
[26].
Tabla 2 Principales características de la tecnología WiMAX.
Características Descripción
Sin línea de vista No requiere línea de vista entre antena y equipo suscriptor.
Modulación OFDM Permite la transmisión simultánea de varias señales a través de
cable o aire en diversas frecuencias. Usa espaciamiento
ortogonal de frecuencia para prevenir interferencias.
Antenas inteligentes Soporta mecanismos que mejoran la eficacia espectral en redes
inalámbricas y diversidad de antenas.
Topología punto-multi-
punto y de malla
Soporta topología de punto a multipunto y de malla para
conectar suscriptores.
Calidad de Servicio
(QoS)
Califica la operación NLOS sin que la señal se distorsione
severamente por la existencia de edificios, o condiciones
climáticas.
Seguridad El estándar 802.16 utiliza certificación X.509 usando DES en
modo CBC.
Bandas bajo licencia Opera en bandas licenciadas de 2.3 GHz y 3.5 GHz para
comunicaciones exteriores.
Canalización 5 MHz y 10 MHz.
Codificación Adaptativa
Modulación Adaptativa
Ecualización Adaptativa
Potencia de transmisión Controlada
Corrección de errores ARQ
Acceso al medio TDMA dinámico
Aprovisionamiento TFTP y DHCP
Alcance 50 km sin línea de vista, 5 km en áreas densamente pobladas.
Aplicaciones Voz, video y datos.
24
Con ella se mejoran las tecnologías 802.11 en la medida en que puede abarcar grandes
áreas geográficas con calidad de servicio, suficientes para transmitir aplicaciones de video.
Sin embargo, el hecho de transmitir en una banda licenciada, condiciona su uso a un
Proveedor de Servicios de Internet (ISP: Internet Service Provider), así mismo, como el
tráfico de información médica viaja por Internet, esto la hace más insegura y menos confiable
[51].
2.4.3 GSM
El sistema de comunicaciones móviles GSM fue diseñado originalmente como un sistema
digital en sustitución de los sistemas celulares analógicos de primera generación. Al tratarse
de un sistema digital se convierte en un sistema más eficiente que sus antecesores, aunque
desde el punto de vista funcional se ofrecen los mismos servicios básicos para mantener una
continuidad respecto a los sistemas analógicos. De este modo el sistema GSM mantiene la
filosofía de funcionamiento por conmutación de circuitos para soportar el servicio
mayoritario de transmisión de voz, aunque su diseño añade un conjunto de servicios
complementarios y servicios de transmisión de datos a baja velocidad aprovechando su
carácter digital.
En cualquier caso, el sistema GSM no fue concebido con intención de ofrecer de
forma óptima servicios de transmisión de datos, es por ello que la necesidad de añadir estos
nuevos servicios provoca la introducción de un nuevo sistema, el sistema GPRS.
La red de comunicaciones móviles GSM proporciona enlaces de comunicación entre
usuarios del servicio de comunicaciones móviles, incluso si se encuentran en células distintas
o en el dominio de diferentes operadores, así como conexiones entre usuarios del servicio de
comunicaciones móviles y usuarios de las redes fijas, red telefónica conmutada, red digital
de servicios integrados, red pública de conmutación de paquetes [38].
Los principales servicios que ofrece esta tecnología son la posibilidad de utilizar
GPRS, servicios WAP (Wireless Application Protocol), envío y recepción de mensajes SMS
y MMS (Mensajería instantánea multimedia), o participación en Chats. Entre las ventajas
que ofrece esta tecnología adicional a su movilidad destacan:
Privacidad: Gracias a un proceso de encriptación, que se describe en el capítulo de
seguridad, es posible que las comunicaciones sean totalmente privadas,
imposibilitando que la información que se está transmitiendo por el aire sea
descifrada.
Inviolabilidad: Mediante un proceso llamado autenticación, la red puede detectar si
la persona que está haciendo uso del SIM es un suscriptor autorizado, garantizando
que la persona que participa en la comunicación es quién dice ser.
Cobertura: Amplia cobertura a nivel nacional e internacional.
Gran velocidad: Los terminales que utilizan esta tecnología ofrecen velocidades
cada vez mayores.
Roaming: El usuario va a poder hablar desde su teléfono dándose de alta en las redes
de más de 345 operadores de 172 países a lo largo de los cinco continentes [22].
25
2.4.4 GPRS (General Packet Radio Service)
Es una nueva tecnología inalámbrica que comparte el rango de frecuencias de la red celular
GSM (Global System for Mobile) como muestra la fig. 2-8, utilizando una transmisión de
datos por medio de paquetes. La conmutación de paquetes es un procedimiento más adecuado
tanto para transmitir datos como para la transmisión de voz.
El sistema GPRS supone un cambio en la forma de utilizar los recursos de radio. Pasar
de la conmutación de circuitos a la conmutación de paquetes implica que los canales de
comunicación son utilizados de forma compartida entre varias comunicaciones y no de
manera exclusiva por una única comunicación durante el tiempo de la conexión. Esta forma
de operar solo es de utilidad para el servicio que no requiere una tasa de transmisión
constante. Para las comunicaciones de voz, el codificador de voz genera un flujo de
información con una cadencia constante; por tanto utilizar la técnica de conmutación de
paquetes en este caso resulta ineficiente. Sin embargo, para los servicios de transmisión cuyo
flujo de información es variable en el tiempo se puede conseguir una ocupación de los canales
de comunicación mucho más eficiente al ser compartidos entre varias comunicaciones, de
forma que los periodos de inactividad de una comunicación puedan ser utilizados [46].
Fig. 2-8 Diagrama de una red GPRS.
2.5 Estándares para comunicaciones por medios infrarrojos: IrDA
La asociación de Datos por Infrarrojo (Infrared Data Association: IrDA), define a través de
especificaciones algunas estrategias de implementación de la tecnología IrDA, las cuales
permiten obtener la más pequeñas y versátiles realizaciones de los estándares.
Este conjunto de recomendaciones se encuentran consignadas en el documento IrDA
Lite, no obstante los resultados dependen en gran medida del hardware, las herramientas de
software disponible y la habilidad de los desarrolladores quienes son los que deciden seguir
completamente la especificación o adoptar partes de ellas con modificaciones según su
experiencia teniendo en cuenta que en algunos casos limitan severamente el rendimiento de
la pila de protocolos a 9600 bps, mientras que otras no afecta en mayor medida, así que las
26
decisiones son el resultado de la compensación de las necesidades, rendimiento y tamaño
final de la implementación [21].
2.6 Estándares para comunicaciones por RF: actuales y emergentes
Las comunicaciones inalámbricas están evolucionando rápidamente en su mayor parte desde
voz a datos, y hacia los nuevos esquemas de modulación dentro de WiFi, WiMAX, 3G y LTE
(Long Term Evolution), creando todo ello nuevas demandas en sistemas de prueba RF (Radio
Frequency).
La tecnología de radio comercial en muchas vías ciertamente ha llegado a un punto
de inflexión. La demanda del mercado para comunicaciones inalámbricas continúa
acelerándose, por el cambio a las aplicaciones intensivas de datos, tales como mensajes de
texto, navegaciones por web y vídeo. Los clientes siempre están a la expectativa de mayores
anchos de banda inalámbrica y los proveedores de servicios quieren vender servicios de alto
valor más allá de voz, este es un mercado dado. Para soportar estas nuevas demandas de los
clientes, la tecnología subyacente que proporciona servicios de voz y datos está
evolucionando. Estas aplicaciones requieren altas velocidades de transmisión para que su
utilización sea fácil, esto es creando nuevos caminos de acceso para uso de un espectro de
frecuencia limitado. Más tipos de modulación espectralmente eficiente y esquemas de
codificación digital han sido utilizados, con anchos de banda mejorados.
Tendencias en tecnologías de comunicación
La tendencia más importante en comunicaciones inalámbricas es el cambio desde
modulación de portadora única a OFDM (Orthogonal Frequency Domain Modulation) y el
pasar de las configuraciones SISO (Single-Input Single-Output) a las estructuras MIMO
(Multiple-Input Multiple-Output). Los formatos de modulación de portadora única transmiten
un símbolo de dato cada vez en una portadora de frecuencia única. Para incrementar
velocidades de transmisión de datos con este tipo de modulación es incrementada la
velocidad de símbolo del dato. Sin embargo, como la velocidad de transmisión de símbolo
aumenta, asuntos como el desvanecimiento de la señal por caminos múltiples ven
incrementado su efecto, especialmente en aplicaciones de alta movilidad.
En modulación OFDM, son usadas muchas portadoras y los datos son transmitidos
en paralelo en todas las portadoras. Esto permite par velocidades de transmisión de símbolo
lentas por portadora reducir el impacto de cuestiones como desvanecimiento de señal por
caminos múltiples. La modulación OFDM requiere un nivel más alto de DSP (Procesado
Digital de Señal) en los dispositivos móviles. Sin embargo, con el avance de la tecnología
DSP, este nivel de presentaciones puede ser incluido ahora en un dispositivo móvil a un
precio y consumo razonables. La modulación OFDM es utilizada en WiFi, WiMAX y en el
estándar emergente LTE para teléfonos móviles.
El paso de tecnologías SISO a MIMO permite que streams de datos múltiples sean
transmitidos al mismo tiempo, usando el mismo espectro de frecuencias. Estos flujos de datos
paralelos pueden ser usados bien para incrementar la transferencia de datos por transmisión
27
de datos diferentes en cada antena o para incrementar la cobertura por envío de los mismos
datos en todas las antenas.
Este cambio ha sido impulsado en su mayor parte por la demanda de consumidores
para servicios móviles y por la reducción de costes de la tecnología DSP requerida para
desplegar sistemas inalámbricos de gran ancho de banda. La tecnología MIMO puede ser
empleada ahora en amplio rango de dispositivos de comunicaciones comerciales incluyendo
teléfonos móviles, PDAs y ordenadores portátiles. El resultado neto son altas velocidades de
transmisión de datos con estos dispositivos de consumo [40].
2.7 Parámetros característicos de los sistemas inalámbricos
2.7.1 Cobertura
Se refiere a las zonas geográficas en las que se va a presentar el servicio. La tecnología más
apropiada es aquella que permita una máxima cobertura con un mínimo de estaciones base,
manteniendo los parámetros de calidad exigidos por las necesidades de los usuarios. La
tendencia en cuanto a cobertura de la red es permitir al usuario acceso a los servicios en
cualquier lugar, ya sea local, regional, nacional e incluso mundial, lo que exige acuerdos de
interconexión entre diferentes operadoras para extender el servicio a otras áreas de influencia
diferentes a las áreas donde cada red ha sido diseñada.
2.7.2 Capacidad
Se refiere a la cantidad de usuarios que se pueden atender simultáneamente. Es un factor de
elevada relevancia, pues del adecuado dimensionamiento de la capacidad del sistema, según
demanda de servicio, depende la calidad del servicio que se preste al usuario. Esta capacidad
se puede incrementar mediante el uso de técnicas tales como la reutilización de frecuencias,
la asignación adaptativa de canal, el control de potencia, saltos de frecuencia, algoritmos de
codificación, diversidad de antenas en la estación móvil.
2.7.3 Diseño de las celdas
La estructura de las redes inalámbricas se diseña teniendo presente la necesidad de superar
los obstáculos y manejar las características propias de la radio propagación. Disponer de un
radio enlace directo para cada suscriptor, predecir las características de la señal en zonas
urbanas donde la densidad de suscriptores es alta y las edificaciones tienen gran influencia
en la propagación, son factores que establecen limitaciones fundamentales en el diseño y
ejecución de los sistemas inalámbricos orientados a las necesidades personales y
empresariales.
Los mecanismos que gobiernan la radio propagación son complejos y diversos, y
generalmente se atribuyen a fenómenos que sufren las ondas electromagnéticas en su
transporte, tales como reflexión, distracción, dispersión y en general pérdidas de
propagación. Los requerimientos para reducir el efecto de estos fenómenos en las
comunicaciones son definidos de diversas maneras dependiendo de la tecnología utilizada.
28
2.7.4 Manejo de Handoff (manos libres)
Es el proceso de pasar una llamada de un canal de voz en una celda a un nuevo canal en otra
celda o en la misma, a medida que el usuario se mueve a través de la red. El manejo de estas
transiciones es un factor vital para garantizar la continuidad de las comunicaciones tanto de
voz como de imágenes y datos, caso en el que es muy critica la perdida de información.
2.7.5 Movilidad
En la nueva generación de sistemas de telefonía celular digital, se involucra tanto la
movilidad personal como la movilidad del terminal. La movilidad personal se refiere a la
posibilidad de que el usuario tenga acceso a los servicios en cualquier terminal (alámbrico o
inalámbrico) sobre la base de un número único personal y a la capacidad de la red para
proveer esos servicios de acuerdo con el perfil de servicio del usuario. Por otro lado, la
movilidad del terminal es la capacidad de un terminal inalámbrico de tener acceso a servicios
de telecomunicaciones desde diferentes sitios mientras está en movimiento, y también la
capacidad de la red para identificar, localizar y seguir ese terminal.
2.7.6 Calidad
Uno de los parámetros a tener en cuenta para establecer las diferencias entre un sistema u
otro, se refiere a la medida de calidad del servicio prestado. Las consideraciones que un
usuario debe tener en cuenta a la hora de suscribirse a un servicio de telefonía móvil tienen
que ver con el precio y las características de operación del dispositivo portátil, la
disponibilidad de una variedad de servicios, la duración de la batería, la cobertura geográfica
y la posibilidad de disfrutar el servicio en áreas diferentes a la que está inscrito, así como una
confiable calidad de transmisión de voz y datos.
Por otra parte, la calidad es un factor de especial atención desde el punto de vista de
los operadores, pues es conveniente lograr la rentabilidad de sus negocios paralelamente a la
satisfacción de sus clientes, al dimensionar óptimamente las redes con la adecuada relación
costo/beneficio, reducir los costos de operación y mantenimiento, utilizar eficientemente el
espectro radioeléctrico, y disponer de mecanismos que permitan mejorar la operación del
sistema de acuerdo con los nuevos avances tecnológicos que surjan.
2.7.7 Flexibilidad y compatibilidad
Debido a la interacción con redes de diferente tipo que debe soportar una red con cubrimiento
global (tales como Red Digital de Servicios Integrados, Redes Celulares Análogas, Red
Telefónica Pública Conmutada, Redes de Datos, Redes Satelitales), ésta debe suministrar las
interfaces adecuadas para la interoperabilidad, y poseer elevados niveles de gestión que
permitan realizar cambios en su estructura inicial sin causar traumatismos en el
funcionamiento.
29
2.7.8 Interferencia y confiabilidad
Existe la percepción generalizada de que la comunicación inalámbrica es un tanto endeble.
Esto pareciera ser atribuible al resultado de nuestra experiencia diaria con dispositivos
móviles, como los teléfonos y las LAN inalámbricas. El hecho de que el usuario se mueva a
una cierta velocidad y que la ubicación del uso no sea fija impone ciertas condiciones a la
comunicación inalámbrica, ya que el medio de la onda de radio cambia en forma dinámica,
resultando en la inestabilidad típica.
Sin embargo, el rápido progreso de la tecnología de telefonía móvil empuja el
desarrollo de la tecnología de comunicación inalámbrica digital para que así puedan
asegurarse la confiabilidad y el mantenimiento de altas velocidad de transmisión de datos
mientras los usuarios caminan o se mueven en autos y trenes.
Pero otro es el caso en el ámbito industrial. Al introducir la última tecnología
inalámbrica digital se puede asegurar una confiabilidad comparable con las que existen
actualmente en las comunicaciones con cable. Es posible hallar las condiciones para asegurar
una estabilidad suficiente para la comunicación inalámbrica de antemano. En muchas
aplicaciones de medición industrial, la ubicación de la medición es analizada y luego definida
en el punto de instalación, y aun si el usuario se mueve, la velocidad del movimiento es muy
moderada y el rango de movimiento también es limitado, la tasa de transferencia de datos
requerida también es relativamente baja, de modo que la confiabilidad se puede mantener
fácilmente para la comunicación inalámbrica.
Las señales de comunicación inalámbrica viajan a través del aire y alcanzan las áreas
vecinas, por lo que hay temas a revisar tales como la intercepción y las escuchas por terceras
partes, o la penetración de la red inalámbrica desde el exterior. La evolución de la tecnología
análoga a la digital en la comunicación inalámbrica permitió grandes avances respecto a estas
inquietudes. La comunicación inalámbrica en la era análoga era vulnerable en cuanto a la
seguridad ya que podía ser interceptada por cualquiera empleando un receptor con la misma
frecuencia, siendo fácil provocar interferencia o interrupción intencionales. Sin embargo, la
introducción de la tecnología digital en la comunicación inalámbrica reduce estos problemas
considerablemente y convierte a esta tecnología en una opción más que confiable para la
industria.
2.8 Wi-Fi
En Wi-Fi un punto de acceso inalámbrico (access point) transmite y recibe datos a través de
ondas de radio y los equipos remotos, que cuentan con un transceptor (transmisor-receptor)
en una tarjeta de acceso, se comunican con él como se muestra en la fig. 2-9 [27].
30
Fig. 2-9 Diagrama de una red Wi-Fi.
Wi-Fi es una tecnología de área local que alcanza tasas de transmisión de hasta 54
kbps en un canal de 20 MHz en la banda de 2.4 GHz (banda no licenciada) y opera con
modulaciones PSK, QPSK y OFDM. Es una plataforma bastante escalable y de fácil
instalación, sin embargo, no garantiza calidad de servicio (QoS) ni brinda mayor seguridad
a la información que se transmite [18].
2.9 WiMAX
WiMAX es el nombre que se le dio al estándar 802.16 que describe la “interfaz Aérea para
Sistemas Fijos de Acceso Inalámbrico a Banda Ancha”. WiMAX podría operar de forma
similar a Wi-Fi pero a velocidades más altas, a lo largo de grandes distancias y para un mayor
número de usuarios. Es una especificación para redes metropolitanas inalámbricas (WMAN)
de banda ancha. En circunstancias ideales y sin obstáculos que interfieran en los enlaces
establecidos, la conexión puede alcanzar una distancia cercana a los 50 kilómetros y la
velocidad de transferencia de datos puede llegar a los 70 Mbps. WiMAX consta de dos partes:
Torre WiMAX: se encarga de emitir la señal. Una sola torre puede proporcionar
cobertura a una zona muy grande como 3,000 millas cuadradas (8,000 kilómetros
cuadrados).
Receptor WiMAX: son antenas o tarjetas que conectamos a nuestra computadora
(de escritorio o portátil), agenda electrónica o teléfono móvil, entre otros.
Con esta tecnología los usuarios podrán hacer llamadas desde cualquier lugar de la
ciudad, o tener acceso a internet de banda ancha mientras se trasladan a su oficina o se
encuentran en un restaurante; también podrán ver televisión, entretenerse con videojuegos y
bajar música en su teléfono móvil, entre otras funcionalidades.
31
Beneficios WiMAX
Los principales beneficios que WiMAX ofrece son:
Costos accesibles y competitivos gracias a su facilidad de instalación.
Movilidad; es decir, acceso a los servicios de comunicación desde cualquier lugar
donde exista cobertura.
Mayor velocidad de conexión.
Capacidad para satisfacer diferentes demandas, como telefonía básica fija, juegos,
voz, videos, televisión o Internet.
Capacidad para asegurar calidad de servicio.
Seguridad en la transmisión de voz y datos, ya que cuenta con llaves en la red que
impiden infiltraciones.
La fig. 2-10 muestra un diagrama de conexión de una red WiMAX compuesta por varias
estaciones base. [40]
Fig. 2-10 Diagrama de una red WiMAX.
32
2.10 RFID
RFID (Identificación por Radiofrecuencia) es un método de almacenamiento y recuperación
remota de datos, basado en el empleo de etiquetas o “tags” en las que reside la información.
RFID se basa en un concepto similar al del sistema de código de barras; la principal diferencia
entre ambos reside en que el segundo utiliza señales ópticas para transmitir los datos entre la
etiqueta y el lector, y RFID, en cambio, emplea señales de radiofrecuencia (en diferentes
bandas dependiendo del tipo de sistema, típicamente 125 KHz, 13,56 MHz, 433-860-960
MHz y 2,45 GHz). Todo sistema RFID se compone principalmente de cuatro elementos:
Una etiqueta RFID, también llamada tag o transpondedor (transmisor y receptor).
La etiqueta se inserta o adhiere en un objeto, animal o persona, portando información
sobre el mismo. En este contexto, la palabra “objeto” se utiliza en su más amplio
sentido: puede ser un vehículo, una tarjeta, una llave, un paquete, un producto, una
planta, etc. Consta de un microchip que almacena los datos y una pequeña antena que
habilita la comunicación por radiofrecuencia con el lector.
Un lector o interrogador, encargado de transmitir la energía suficiente a la etiqueta
y de leer los datos que ésta le envíe. Consta de un módulo de radiofrecuencia
(transmisor y receptor), una unidad de control y una antena para interrogar los tags
vía radiofrecuencia. Los lectores están equipados con interfaces estándar de
comunicación que permiten enviar los datos recibidos de la etiqueta a un subsistema
de procesamiento de datos, como puede ser un ordenador personal o una base de
datos. Algunos lectores llevan integrado un programador que añade a su capacidad
de lectura, la habilidad para escribir información en las etiquetas. Un lector se
considerará como un dispositivo capaz de leer la etiqueta, independientemente de si
puede sólo leer, o leer y escribir.
Un ordenador, host o controlador, que desarrolla la aplicación RFID. Recibe la
información de uno o varios lectores y se la comunica al sistema de información.
También es capaz de transmitir órdenes al lector.
Un middleware y en backend un sistema ERP de gestión de sistemas IT son
necesarios para recoger, filtrar y manejar los datos.
Todos estos elementos conforman un sistema RFID que, atendiendo a distintos
criterios relacionados con las características técnicas y operacionales de cada uno de los
componentes, puede ser de diversos tipos. A continuación se muestra esquemáticamente una
clasificación de los distintos sistemas RFID existentes:
Según su capacidad de programación:
De sólo lectura: las etiquetas se programan durante su fabricación y no pueden ser
reprogramadas.
De una escritura y múltiples lecturas: las etiquetas permiten una única
reprogramación.
De lectura/escritura: las etiquetas permiten múltiples reprogramaciones.
Según el modo de alimentación:
Activos: si las etiquetas requieren de una batería para transmitir la información.
Pasivos: si las etiquetas no necesitan batería.
33
Fig. 2-11 Etiquetas RFID pasivas (izquierda) y activas (derecha).
Según el rango de frecuencia de trabajo:
Baja Frecuencia (BF): se refiere a rangos de frecuencia inferiores a 135 KHz.
Alta Frecuencia (AF): cuando la frecuencia de funcionamiento es de 13,56 MHz.
Ultra Alta Frecuencia (UHF): comprende de las frecuencias de funcionamiento en
las bandas de 433 MHz, 860 MHz, 928 MHz.
Frecuencia de Microondas: comprende las frecuencias de funcionamiento en las
bandas de 2,45 GHz y 5,8 GHz.
Según el protocolo de comunicación:
Dúplex: el transpondedor transmite su información en cuanto recibe la señal del
lector y mientras dura ésta. A su vez pueden ser:
- Half dúplex, cuando transpondedor y lector transmiten en turnos alternativos.
- Full dúplex, cuando la comunicación es simultánea. Es en estos casos la
transmisión del transpondedor se realiza a una frecuencia distinta que la del
lector.
Secuencial: el campo del lector se apaga a intervalos regulares, momento que
aprovecha el transpondedor para enviar su información. Se utiliza con etiquetas
activas, ya que el tag no puede aprovechar toda la potencia que le envía el lector y
requiere una batería adicional para transmitir, lo cual incrementaría el coste.
Según el principio de propagación
Inductivos: utilizan el campo magnético creado por la antena del lector para
alimentar el tag. Opera en el campo cercano y a frecuencias bajas (BF y AF).
Propagación de ondas electromagnéticas: utilizan la propagación de la onda
electromagnética para alimentar la etiqueta. Opera en el campo lejano y a muy altas
frecuencias (UHF y microondas) [30].
2.11 Comunicación de campo cercano (NFC)
La tecnología NFC (Near Field Communication) fue desarrollada por Philips y Sony en el
2002 y está siendo difundida por Nokia, Samsung y el mismo Philips. Consiste en la
integración de la telefonía móvil con la identificación por radiofrecuencia, proporcionando
una comunicación intuitiva, simple y segura entre dispositivos electrónicos. Trabaja a una
distancia entre 5 – 10 cm, a 13.56 MHz y transfiere datos hasta 424 Kbits/seg.
34
Fue deliberadamente diseñada para que fuese compatible con la etiquetas RFID que
opera en dicha banda (ISO 14443), pero incompatible con los estándares de EPC global [50].
La tecnología NFC consiste en dos elementos:
El iniciador (initiator) como su nombre indica es el que inicia y controla el
intercambio de información.
El objetivo (target) es el dispositivo que responde a la petición del iniciador.
Existen dos formas de operar en un sistema NFC: el pasivo y activo. En el modo
pasivo, solamente uno de los dispositivos genera el campo de radiofrecuencia de corto
alcance, proporcionando energía a una etiqueta que estaba inactiva, permitiendo que se pueda
leer o escribir datos en su memoria. En el modo activo, ambos dispositivos generan su propio
campo de radiofrecuencia automáticamente.
Dos características que distinguen a la tecnología NFC de la tecnología RFID permiten que:
Un dispositivo NFC pueda funcionar como iniciador u objetivo.
Dos dispositivos NFC se reconocen automáticamente con sólo acercarse a corta
distancia.
2.12 Alianza para el estilo de vida digital en red (DLNA)
DLNA (Digital Living Network Alliance, “Alianza para el estilo de vida digital en red”), es
una asociación de fabricantes de electrónica e informática sin ánimo de lucro fundada por
Sony en junio de 2003. Su objetivo es definir directrices de interoperabilidad que permitan
compartir medios digitales entre dispositivos de consumo como ordenadores, impresoras,
cámaras, teléfonos móviles y otros dispositivos multimedia. Estas directrices toman como
base estándares públicos ya existentes, pero sólo pueden obtenerse previo pago. DLNA
especifica la forma de utilizar estos estándares con el fin de que los distintos dispositivos que
pueda haber dentro de una misma red se interconecten entre ellos para compartir sus
contenidos.
DLNA utiliza Universal Plug and Play (UPnP) para la gestión, descubrimiento y
control multimedia. UPnP define los tipos de dispositivos que DLNA soporta (“server”,
“renderer”, “controller”) y los mecanismos para acceder a los medios a través de la red. Las
directrices DLNA suponen una capa de restricciones acerca de los tipos de formatos de
fichero multimedia, codificaciones y resoluciones que los dispositivos deben soportar. La
ventaja que ofrece es una fácil configuración y gran versatilidad. Este sistema puede
funcionar tanto en redes Wi-Fi como Ethernet.
Las directrices de interoperabilidad DLNA permiten a los fabricantes participar en el
creciente mercado de los dispositivos en red y se dividen en los siguientes componentes
tecnológicos clave.
Trabajo en red y conectividad
Formatos multimedia y modelo de transporte
Gestión de derechos digitales y protección de contenidos
Descubrimiento y control de dispositivos y servicios
Gestión distribución y control de medios
35
Gestionabilidad
Los miembros de la alianza han establecido el objetivo común de utilizar tecnologías
estandarizadas que hagan más sencillo a los consumidores el uso y compartición de sus
fotografías, música y vídeos. En enero de 2011, ya eran más de 9,000 dispositivos diferentes
los que habían obtenido el estado de “Certificación DLNA”, indicado por un logo de
embalaje que confirma su interoperabilidad con los demás dispositivos DLNA. Se estima que
ya se han vendido más de 440 millones de dispositivos certificados, desde cámaras digitales
a videoconsolas y televisores.
Especificación
Dentro de una red DLNA se pueden encontrar varios tipos de dispositivos con diversos roles
que fundamentalmente se resumen en tres bien diferenciados:
Los servidores (Digital Media Servers) disponen de todo el contenido, típicamente
son aparatos con dispositivos de almacenamiento masivo conectado que lo exportan a la red
DLNA en forma de flujo compatible. En este segmento pueden encontrarse televisores con
disco duro o memorias USB conectadas, computadoras con discos duros compartidos por
DLNA, tabletas o móviles con almacenamiento interno disponible.
Los controladores (Digital Media Controllers) son los que controlan la red DLNA.
Definen el origen y el destino de los flujos de datos (video, audio o fotos) así como permiten
controlar la forma de reproducción: pausa, avance, retroceso. Típicamente son televisores,
tabletas o teléfonos móviles.
Los renderers (Digital Media Renderers) son los dispositivos capaces de negociar y
recibir un flujo de datos compatible e interpretarlo para visualizarlo. Son generalmente
dispositivos que tienen salida de audio o vídeo como pueden ser televisores, móviles y
computadoras.
36
Capítulo 3 Sistemas operativos móviles
Un sistema operativo móvil o SO móvil es un sistema operativo que controla un dispositivo
móvil al igual que los PCs utilizan Windows o Linux entre otros. Sin embargo, los sistemas
operativos móviles son mucho más simples y están más orientados a la conectividad
inalámbrica, los formatos multimedia para móviles y las diferentes maneras de introducir
información en ellos. Algunos de los sistemas operativos utilizados en los dispositivos
móviles están basados en el modelo de capas.
3.1 Apple iOS
iOS es un sistema operativo móvil de la empresa Apple Inc. Originalmente desarrollado para
el iPhone (iPhone OS), siendo después usado en dispositivos como el iPod Touch, iPad y el
Apple TV. Apple, Inc. no permite la instalación de iOS en hardware de terceros. Tenía el 26%
de cuota de mercado de sistemas operativos móviles vendidos en el último cuatrimestre de
2010, detrás de Google Android y Nokia Symbian. En mayo de 2010 en los Estados Unidos,
tenía el 59% de consumo de datos móviles (incluyendo el iPod Touch y el iPad).
La interfaz de usuario de iOS está basada en el concepto de manipulación directa,
usando gestos multitáctiles. Los elementos de control consisten de deslizadores, interruptores
y botones. La respuesta a las órdenes del usuario es inmediata y provee de una interfaz fluida.
La interacción con el sistema operativo incluye gestos como deslices, toques, pellizcos, los
cuales tienen definiciones diferentes dependiendo del contexto de la interfaz. Se utilizan
acelerómetros internos para hacer que algunas aplicaciones respondan a sacudir el
dispositivo. iOS se deriva de Mac OS X, que a su vez está basado en Darwin BSD, y por lo
tanto es un sistema operativo Unix.
3.1.1 Arquitectura
La arquitectura iOS está basada en capas, donde las capas más altas contienen los servicios
y tecnologías más importantes para el desarrollo de aplicaciones, y las capas más bajas
controlan los servicios básicos.
Fig. 3-1 Arquitectura Apple iOS.
37
Coca Touch
Es la capa más importante para el desarrollo de aplicaciones iOS. Posee un conjunto de
Frameworks que proporciona el API de Cocoa para desarrollar aplicaciones.
Esta capa está formada por dos Frameworks fundamentales:
UIKit: contiene todas las clases que se necesitan para el desarrollo de una interfaz de
usuario.
Foundation Framework: define las clases básicas, acceso y manejo de objetos,
servicios del sistema operativo.
Media
Provee los servicios gráficos y multimedia a la capa superior.
Core Services
Contiene los servicios fundamentales del sistema que usan todas las aplicaciones.
Core OS
Contiene las características de bajo nivel: ficheros del sistema, manejo de memoria,
seguridad, drivers del dispositivo.
3.1.2 Versiones
iOS 1.x: Esta es la primera versión del sistema operativo inicialmente pensando solamente
para el iPhone. Fue lanzada el 29 de junio del 2007. La primera generación abarca de la
versión 1.0 a la 1.1.5 y concluyo el 15 de junio del 2008, esta última versión fue lanzada
únicamente para el iPod touch fue aquí cuando se incorporó otro dispositivo móvil. En el
caso de cada versión que salió a partir de la 1.0 la mayoría de los parches son para reparar
errores e incorporar alguna nueva función.
iOS 2.x: Esta es la segunda versión del sistema operativo. Esta versión venia instalada de
fábrica con el dispositivo del momento en ese año el iPhone 3G, además de que las versiones
anteriores podían actualizar a esta misma versión. Entre los cambios significativos de la
versión se encuentra la incorporación de la App Store. Su fecha de lanzamiento fue el 11 de
julio del 2008.
iOS 3.x: La tercera versión de los sistemas operativos Apple apareció el 17 de junio del 2009,
esta vez disponible a través del iPhone 3GS, grandes e importantes cambios aparecieron en
esta versión, funciones como copiar y pegar hicieron sencilla la manera de trabajar en los
móviles.
iOS 4.x: La cuarta generación llego y como es costumbre llego con la aparición de un nuevo
dispositivo el iPhone 4, esta es una de las versiones con más cambios significativos. La fecha
de lanzamiento fue el 21 de junio del 2010, abarco las versiones 4.0 a la 4.3.
iOS 5.x: La quinta y actual generación del sistema operativo de Apple fue lanzada el 6 de
junio del 2011, lanzada junto con el iPhone 4S a diferencia de la versión anterior esta versión
revivió algunos dispositivos antiguos como el iPod touch 2G y el iPhone 3G [2].
38
3.2 Android
Android es un sistema operativo basado en Linux, diseñado principalmente para dispositivos
móviles con pantalla táctil como teléfonos inteligentes o tabletas inicialmente desarrollados
por Android, Inc., que Google respaldó económicamente y más tarde compró en 2005,
Android fue presentado en 2007 junto la fundación del Open Handset Alliance: un consorcio
de compañías de hardware, software y telecomunicaciones para avanzar en los estándares
abiertos de los dispositivos móviles.
La estructura del sistema operativo Android se compone de aplicaciones que se
ejecutan en un framework Java de aplicaciones orientadas a objetos sobre el núcleo de las
bibliotecas de Java en una máquina virtual Dalvik con compilación en tiempo de ejecución.
Las bibliotecas escritas en lenguaje C incluyen un administrador de interfaz gráfica (surface
manager), un framework OpenCore, una base de datos relacional SQLite, una Interfaz de
programación de API gráfica OpenGL ES 2.0 3D, un motor de renderizado WebKit, un motor
gráfico SGL, SSL y una biblioteca estándar de C Bionic. El sistema operativo está compuesto
por 12 millones de líneas de código, incluyendo 3 millones de líneas de XML, 2,8 millones
de líneas de lenguaje C, 2,1 millones de líneas de Java y 1,75 millones de líneas de C++.
3.2.1 Arquitectura
Los componentes principales del sistema operativo de Android:
Aplicaciones
Las aplicaciones base incluyen un cliente de correo electrónico, programa de SMS,
calendario, mapas, navegador, contactos y otros. Todas las aplicaciones están escritas en
lenguaje de programación Java.
Marco de trabajo de aplicaciones
Los desarrolladores tienen acceso completo a las mimas APIs del framework usados por las
aplicaciones base. La arquitectura está diseñada para simplificar la reutilización de
componentes; cualquier aplicación puede publicar sus capacidades y cualquier otra
aplicación puede luego hacer uso de esas capacidades (sujeto a reglas de seguridad del
framework). Este mismo mecanismo permite que los componentes sean reemplazados por el
usuario.
Bibliotecas
Android incluye un conjunto de bibliotecas de C/C++ usadas por varios componentes del
sistema. Estas características se exponen a los desarrolladores a través del marco de trabajo
de aplicaciones de Android: algunas son: System C library (implementación biblioteca C
estándar), bibliotecas de medios, bibliotecas de gráficos, 3D y SQLite, entre otras.
39
Runtime de Android
Android incluye un set de bibliotecas base que proporciona la mayor parte de las funciones
disponibles en las bibliotecas base del lenguaje Java. Cada aplicación Android corre su
propio proceso, con su propia instancia de la máquina virtual Dalvik.
Dalvik ha sido escrito de forma que un dispositivo puede correr múltiples máquinas
virtuales de forma eficiente. Dalvik ejecuta archivos en el formato Dalvik Executable (.dex),
el cual está optimizado para memoria mínima. La Máquina Virtual está basada en registros
y corre clases compiladas por el compilador de Java que han sido transformadas al formato
.dex por la herramienta incluida “dx”.
Núcleo Linux
Android depende de Linux para los servicios base del sistema como seguridad, gestión de
memoria, gestión de procesos, pila de red y modelo de controladores. El núcleo también actúa
como una capa de abstracción entre el hardware y el resto de la pila de software.
Fig. 3-2 Arquitectura Android.
3.2.2 Versiones
El historial de versiones del sistema operativo Android se inició con el lanzamiento de
Android beta en noviembre de 2007. La primera versión comercial, Android 1.0, fue lanzada
en septiembre de 2008. Desde abril de 2009, las versiones de Android han sido desarrolladas
bajo un nombre en clave y lanzamiento en orden alfabético: Cupcake, Donut, Éclair, Froyo,
Gingerbread, Honeycomb, Ice Cream Sandwich, Jelly Bean y KitKat. La actualización más
40
reciente es Jelly Bean v4.3, la cual fue anunciada en julio de 2013, y lanzado en el proyecto
Android Open Source un mes después.
Android beta
La versión beta de Android fue lanzada el 5 de noviembre de 2007, mientras el software
development kit (SDK) fue lanzada el 12 de noviembre de 2007. La fecha del 5 de noviembre
es popularmente celebrada como el “cumpleaños” de Android.
Cupcake Android 1.5
Es la primera versión con algún usuario (aunque apenas la usa un 0.1% en enero de 2013).
Como novedades, se incorpora la posibilidad de teclado en pantalla con predicción de texto,
los terminales ya no tienen que tener un teclado físico, así como la capacidad de grabación
avanzada de audio y vídeo. También aparecen los widgets de escritorio y live folders.
Incorpora soporte para Bluetooth estéreo, por lo que permite conectarse automáticamente a
auriculares Bluetooth. Las transiciones entre ventanas se realizan mediante animaciones.
Donut Android 1.6
Permite capacidades de búsqueda avanzada en todo el dispositivo. También se incorpora
gestures y multi-touch. Permite la síntesis de texto a voz. También se facilita que una
aplicación pueda trabajar con diferentes densidades de pantalla. Soporte para resolución de
pantallas WVGA. Aparece un nuevo atributo XML, onClick, que puede especificarse en una
vista. Play Store antes, Android Market se mejora permitiendo una búsqueda más sencilla de
aplicaciones. Soporte para CDMA/EVDO, 802.1x y VPNs. Mejoras en la aplicación de la
cámara.
Éclair Android 2.0
Esta versión de API apenas cuenta con usuarios, dado que la mayoría de fabricantes pasaron
directamente de la versión 1.6 a la 2.1. Como novedades cabría destacar que incorpora un
API para manejar el Bluetooth 2.1. Nueva funcionalidad que permite sincronizar adaptadores
para conectarlo a cualquier dispositivo. Ofrece un servicio centralizado de manejo de cuentas.
Mejora la gestión de contactos y ofrece más ajustes en la cámara. Se ha optimizado la
velocidad de hardware. Se aumenta el número de tamaños de ventana y resoluciones
soportadas. Nueva interfaz del navegador y soporte para HTML5. Mejoras en el calendario
y soporte para Microsoft Exchange. La clase MotionEventahora soporta eventos en pantallas
multitáctiles.
Froyo Android 2.2
Como característica más destacada se puede indicar la mejora de velocidad de ejecución de
las aplicaciones. Esto se consigue con la introducción de un nuevo compilador JIT de la
máquina Dalvik. Se añaden varias mejoras relacionadas con el navegador Web, como el
soporte de Adobe Flash 10.1 y la incorporación del motor JavaScript V8 utilizado en Chrome
o la incorporación del campo de “subir fichero” en un formulario.
41
El desarrollo de aplicaciones permite las siguientes novedades: se puede preguntar al
usuario si desea instalar una aplicación en un medio de almacenamiento externo (como una
tarjeta SD), como alternativa a la instalación en la memoria interna del dispositivo. Las
aplicaciones se actualizan de forma automática cuando aparece una nueva versión.
Proporciona un servicio para la copia de seguridad de datos que se puede realizar desde la
propia aplicación para garantizar al usuario el mantenimiento de sus datos. Por último, se
facilita que las aplicaciones interaccionen con el reconocimiento de voz y que terceras partes
proporcionen nuevos motores de reconocimiento.
Se mejora la conectividad: ahora podemos utilizar nuestro teléfono para dar acceso a
Internet a otros dispositivos (tethering), tanto por USB como por Wi-Fi. También se añade
el soporte a Wi-Fi IEEE 802.11n.
GingerBread Android 2.3
Debido al éxito de Android en las nuevas tabletas ahora soporta mayores tamaños de pantalla
y resoluciones. Incorpora un nuevo interfaz de usuario con un diseño actualizado. Dentro de
las mejoras de la interfaz de usuario destacamos la mejora de la funcionalidad de “cortar,
copiar y pegar” y un teclado en pantalla con capacidad multitáctil.
Se incluye soporte nativo para varias cámaras, pensado en la segunda cámara usada
en videoconferencia. La incorporación de esta segunda cámara ha propiciado la inclusión de
reconocimiento facial para identificar el usuario del terminal.
La máquina virtual de Dalvik para Android introduce un nuevo recolector de basura
que minimiza las pausas de la aplicación, ayudando a garantizar una mejor animación y el
aumento de la capacidad de respuesta en juegos y aplicaciones similares. Se trata de corregir
así una de las lacras de este sistema operativo móvil, que en versiones previas no ha sido
capaz de cerrar bien las aplicaciones en desuso.
Honeycomb Android 3.0
Para mejorar la experiencia de Android en las nuevas tabletas se lanza la versión 3.0
optimizada para dispositivos con pantallas grandes. La nueva interfaz de usuario ha sido
completamente rediseñada con paradigmas nuevos para la interacción, navegación y
personalización. La nueva interfaz se pone a disposición de todas las aplicaciones, incluso
las construidas para versiones anteriores de la plataforma.
Con el objetivo de adaptar la interfaz de usuario a pantallas más grandes se incorporan
las siguientes características: resolución por defecto WXGA (1280×800), escritorio 3D con
widgets rediseñados, nuevos componentes y vistas, notificaciones mejoradas, arrastrar y
soltar, nuevo cortar y pegar, barra de acciones para que las aplicaciones dispongan de un
menú contextual siempre presente y otras características para aprovechar las pantallas más
grandes.
Primera versión de la plataforma que soporta procesadores multinúcleo. La máquina
virtual Dalvik ha sido optimizada para permitir multiprocesador, lo que permite una
ejecución más rápida de las aplicaciones, incluso aquellas que son de hilo único.
42
En esta versión se añaden nuevas alternativas de conectividad, como las nuevas API’s
de Bluetooth A2DP y HSP con streaming de audio. También, se permite conectar teclados
completos por USB o Bluetooth.
Ice Cream Sandwich Android 4.0
La característica más importante es que se unifican las dos versiones anteriores (2.x para
teléfonos y 3.x para tabletas) en una sola compatible con cualquier tipo de dispositivo.
Se introduce un nuevo interfaz de usuario totalmente renovado. Nuevo API de
reconocedor facial, permite entre otras muchas aplicaciones desbloquear el teléfono a su
propietario. También se mejora en el reconocimiento de voz.
Aparece un nuevo gestor de tráfico de datos por Internet, donde podremos ver el
consumo de forma gráfica y donde podemos definir los límites a ese consumo para evitar
cargos inesperados con la operadora. Incorpora herramientas para la edición de imágenes en
tiempo real, con herramientas para distorsionar, manipular e interactuar con la imagen al
momento de ser capturada. Se mejora el API para comunicaciones por NFC y la integración
con redes sociales.
Jelly Bean Android 4.1
En esta versión se hace hincapié en mejorar un punto débil de Android: la fluidez del interfaz
de usuario. Con este propósito se incorporan varias técnicas, como: sincronismo vertical,
triple búfer y aumentar la velocidad del procesador al tocar la pantalla.
Se mejoran las notificaciones con un sistema de información expandible
personalizada. Los Widgets de escritorio pueden ajustar su tamaño y hacerse sitio de forma
automática al situarlos en el escritorio. El dictado por voz puede realizarse sin conexión a
Internet.
Se incorporan nuevo soporte para usuarios internacionales: como texto bidireccional
y teclados instalables. Para mejorar la seguridad las aplicaciones son cifradas. También se
permite actualizaciones parciales de aplicaciones [32].
Jelly Bean Android 4.2
Una de las novedades más importantes es que podemos crear varias cuentas de usuario en el
mismo dispositivo. Aunque, esta característica solo está disponible en tabletas. Cada cuenta
tendrá sus propias aplicaciones y configuración.
Los Widgets (pequeña aplicación o programa) pueden aparecer en la pantalla de
bloqueo. Se incorpora un nuevo teclado predictivo deslizante al estilo Swype (es un software
teclado virtual). Posibilidad de conectar el dispositivo y TVHD mediante WiFi. Mejoras
menores en las notificaciones. Nueva aplicación de cámara que incorpora la funcionalidad
Photo Sphere para hacer fotos panorámicas inmersivas (en 360°).
43
Jelly Bean Android 4.3
La novedad más importante que se ha descubierto actualmente es que Android 4.3 estará
siempre escaneando las redes WiFi para mejorar nuestra ubicación aunque tengamos
desactivado el WiFi. Por defecto al desactivar el WiFi en Android 4.3 lo que hará es evitar
que nuestro dispositivo se conecte a nuestras redes WiFi pero seguirá de fondo buscando
redes WiFi para ubicarnos con más precisión.
La fuente Roboto ha sido mejorada. Los cambios apenas se aprecian a simple vista,
prácticamente solo se notan cuando se comparan las dos fuentes. La nueva fuente ahora
parece un poco más estilizada y con mejores curvas.
Nuevas características en opciones de desarrollo. La opción “Representación GPU
perfil” dejará elegir si mostrar las gráficas con líneas o barras. La opción “Revocar la
autorización de la depuración USB” para eliminar la clave RSA generada para la autorización
de depuración USB del teléfono sin necesidad de tenerlo que hacerlo desde el ordenador.
Se da soporte al Bluetooth Smart en dispositivos compatibles (Bluetooth 4.0).
También conocido como Bluetooth LE (de bajo consumo) permite las aplicaciones detecten
y se comuniquen fácilmente con dispositivos con Bluetooth Smart y consumir poca batería.
También dan soporte Bluetooth AVRCP 1.3 para poder dar más información a dispositivos.
KitKat Android 4.4
La versión más reciente del sistema operativo móvil de Google, Android 4.4 KitKat, no
ofrece una lista enorme de cambios radicales y grandes transformaciones en la funcionalidad
como lo que vimos cuando se lanzó Ice Cream Sandwich.
En cambio, el propósito principal de KitKat es el comienzo de una estrategia de
Google para llevar la última versión de Android a todos los dispositivos Android, tanto los
de calidad superior como los de baja gama. Eso es importante, porque todos los años, los
teléfonos celulares se quedan corriendo tan solo alguna versión vieja de Android, lo que
incrementa la fragmentación del sistema operativo y da a los usuarios una experiencia de
Android inconsistente. Con KitKat, Google redujo el sistema operativo para que pueda
ejecutarse en muchos más dispositivos, lo que ayuda a cerrar la brecha entre los dispositivos
de gama baja y gama alta.
Este primer análisis examina a Android 4.4 en el Nexus 5, ya que es el único
dispositivo que actualmente tiene el sistema operativo, y no todas las características
mencionadas estarán disponibles en otros dispositivos cuando reciban la actualización.
Versiones de Android en la actualidad
En la fig. 3-3 podemos ver la gráfica de las versiones de Android más utilizadas, Jelly Bean
es la más utilizada, que cubre de Android 4.1 a Android 4.3. Está instalada en el 59.1% de
todos los dispositivos que usan Android. La versión más popular en Android 4.1, presente en
el 35.9% de todos los dispositivos.
La vieja Android 2.3 GingerBread aún se usa en el 21.2% de toda la plataforma de
Google. Android 4.0 sube casi el 17%.
44
Fig. 3-3 Versiones de Android más utilizadas.
3.3 Windows Phone
Es un sistema operativo móvil desarrollado por Microsoft, como sucesor de la plataforma
Windows Mobile. A diferencia de su predecesor, está enfocado en el mercado de consumo
generalista en lugar del mercado empresarial. Con Windows Phone, Microsoft ofrece una
nueva interfaz de usuario que integra varios servicios propios como SkyDrive, Skype y Xbox
Live en el sistema operativo.
El 29 de octubre de 2012 se lanzó al mercado la última versión del sistema operativo,
Windows Phone 8 solo para nuevos dispositivos, debido a un cambio completo en el kernel
que lo hace incompatible con dispositivos basados en la versión anterior, fragmentando de
esta forma el mercado de aplicaciones disponibles. Esta versión incluye nuevas funciones
que de acuerdo a Microsoft lo harán competitivo con sistemas operativos como iOS de Apple
o Android de Google.
3.3.1 Arquitectura
Modelo de Aplicación. En Windows Phone las aplicaciones se despliegan en forma de
paquete XAP, básicamente es un archivo dentro del cual podemos encontrar los ensamblados
y recursos originales de nuestra aplicación.
Modelo de UI. El modelo de interface de usuario de Windows Phone se compone de
elementos y una sesión es el conjunto de interacciones que realiza un usuario sobre nuestra
aplicación e incluso puede involucrar a otras aplicaciones.
Integración con la Nube. Windows Phone nace con una clara integración con la nube. Por
defecto tenemos integración con servicios como Exchange, Google Mail, Hotmail, Xbox
Live, SkyDrive, Facebook o Bing. En la versión actual del kit de desarrollo no existen APIs
que permitan a nuestras aplicaciones acceder a estos servicios directamente, pero se espera
que aparezcan en próximas actualizaciones.
45
Fig. 3-3 Arquitectura Windows Phone.
3.3.2 Versiones
Windows Phone 7.5 ('Mango'). Es una actualización de software para Windows Phone. Este
cambio se anunció el 25 de mayo de 2011, y lanzado el 27 de septiembre de 2011.13 Steve
Ballmer mencionó que tendría más de 500 nuevas características. Se dio a conocer el
progreso más reciente en la incorporación de Internet Explorer 9 en Windows Phone,
incluyendo soporte para CSS3 Media Queries, y soporte para usar GPS cuando se trabaje con
las aplicaciones de ubicación geográfica, entre otros.
Windows Phone 7.5 ('Refresh'). Es una actualización de software para Windows Phone
también conocida como Tango, fue uno de los requisitos de Nokia en su acuerdo con
Microsoft, está enfocada a una minimización de los requisitos del sistema operativo para
adaptarlo a terminales de menor coste. Anunciada en el MWC 2012 de Barcelona, trae nuevas
funciones pero también limitaciones para los terminales de gama baja.
Windows Phone 7.8. Es una actualización que se ha anunciado para enero del 2013, se ofrece
a los terminales Windows Phone 7 que no serán capaces de actualizarse a Windows Phone
8, traerá algunas mejoras como la nueva interfaz de usuario de WP8 y fondos personalizados
para la pantalla de bloqueo, aunque algunos fabricantes como Nokia también incorporan
aplicaciones que permiten la transferencia de archivos por Bluetooth y la edición de tonos de
llamada personalizados. Aunque desde el lanzamiento el soporte por parte de Microsoft es
de 18 meses, tanto Microsoft como Nokia dejaron de lado Windows Phone 7 para centrarse
en sus nuevos dispositivos Windows Phone 8.
Windows Phone 8. Es una nueva versión del sistema operativo solo para nuevos
dispositivos. Entre las [36] nuevas características se incluyen:
Multitarea para aplicaciones de terceros.
46
Núcleo Windows NT para soporte de procesadores de varios núcleos.
Tarjeta de memoria externa intercambiable.
Uso como unidad de almacenamiento MTP.
Transferencias de ficheros por Bluetooth.
Cifrado de datos almacenados.
Aplicaciones en código nativo.
Actualizaciones directamente en el teléfono.
Captura de pantalla.
3.4 Blackberry
El BlackBerry OS es un sistema operativo móvil desarrollado por BlackBerry para sus
dispositivos BlackBerry. El sistema permite multitarea y tiene soporte para diferentes
métodos de entrada adoptados por RIM para su uso en computadoras de mano,
particularmente la trackwheel, trackball, touchpad y pantallas táctiles.
Su desarrollo se remonta la aparición de los primeros handheld en 1999. Estos
dispositivos permiten el acceso a correo electrónico, navegación web y sincronización con
programas como Microsoft Exchange o Lotus Notes aparte de poder hacer las funciones
usuales de un teléfono móvil.
El SO BlackBerry está claramente orientado a su uso profesional como gestor de
correo electrónico y agenda. Desde la cuarta versión se puede sincronizar el dispositivo con
el correo electrónico, el calendario, tareas, notas y contactos de Microsoft Exchange Server
además es compatible también con Lotus Notes y Novell GroupWise.
BlackBerry Enterprise Server (BES) proporciona el acceso y organización del email
a grandes compañías identificando a cada usuario con un único BlackBerry PIN. Los usuarios
más pequeños cuentan con el software BlackBerry Internet Service, programa más sencillo
que proporciona acceso a Internet y a correo POP3 / IMAP / Outlook Web Access sin tener
que usar BES.
3.4.1 Arquitectura
La arquitectura del sistema operativo BlackBerry OS tiene 4 capas definidas:
BlackBerry Device Hardware: Esta capa del sistema operativo es la encargada de trabajar
con el hardware de los dispositivos móviles.
BlackBerry BootRoom: Esta capa de la arquitectura de la plataforma es la encargada de
realizar un arranque seguro del hardware y del sistema operativo, este inicia en la memoria
flash y verifica la firma del dispositivo en la memoria ROM del equipo para verificar que se
encuentre correctamente asignado, esta es una medida de seguridad de los dispositivos
BlackBerry para ejecutar los procesadores y los sistemas operativos.
BlackBerry Plaform: Esta capa es la encargada de proveer toda la plataforma del sistema
operativo de BlackBerry por ejemplo la identificación, la seguridad entre otras.
47
BlackBerry API: Esta capa provee todas las funciones y servicios de la plataforma de
Blackberry a los desarrolladores de aplicaciones de la plataforma, también en esta capa se
encuentran las API de Java para Android para los CLDC y los MIDP que pueden ejecutarse
en BlackBerry.
Aplicaciones: La capa de aplicaciones contiene las aplicaciones desarrolladas por defecto de
BlackBerry, las aplicaciones Java caracterizadas, las aplicaciones MIDP y las aplicaciones
desarrolladas en otras plataformas que provee BlackBerry.
Fig. 3-4 Arquitectura Blackberry.
3.4.2 Versiones
Blackberry 6: Es un sistema desarrollado por Research In Motion la cual fue presentada en
el WES 2010 junto con un video promocional donde se muestra algunas novedades. RIM
apuesta que su BlackBerry 6 estará enfocado en el mercado corporativo y no-corporativo. La
mejor experiencia de este sistema se encontrara en los equipos touchscreen (Pantalla Táctil),
aunque RIM aseguro que en los equipos que cuenten con un Touchpad o TrackPad podrán
ejecutarlo ya que ejerce casi la misma función.
RIM en el desarrollo de este OS se enfocó en la parte multimedia hacia el usuario,
sin dejar a un lado la parte profesional, también se muestra la integración de las redes
sociales y la mensajería instantánea en este. Sin duda RIM quiere dar al usuario una nueva
experiencia en su equipo BlackBerry que nadie conocía.
48
Blackberry 7.1: Es la última versión estable hasta el momento, esta nueva versión es muy
parecida a la versión 7.0, pero con una renovación de los iconos y de la resolución de la
pantalla del Smartphone, también tiene la función de trabajar como un Router inalámbrico
para distribuir redes Wi-Fi por el entorno del Smartphone, también tiene características que
hacen más fácil el uso del Smartphone. Incluye una versión completa del software de edición
de documentos Documents To Go, puede usarse sin la necesidad de comprar alguna clave
como en los Sistemas pasados, que era requerida para realizar la edición de archivos [6].
3.5 Symbian
Symbian es un sistema operativo producto de la alianza de varias empresas de telefonía
móvil, entre las que se encontraban Nokia, Sony Mobile
Communications, Psion, Samsung, Siemens, Arima, Benq, Fujitsu, Lenovo, LG, Motorola,
Mitsubishi Electric, Panasonic, Sharp. Sus orígenes provenían de su antepasado EPOC32,
utilizado en PDA's y Handheldsde PSION.
El objetivo de Symbian fue crear un sistema operativo para terminales móviles que
pudiera competir con el de Palm o el Windows Mobile 6.X de Microsoft y
ahora Android de Google Inc. , iOS de Apple Inc. y BlackBerry OS de Blackberry. Symbian
define una serie de plataformas de interfaz de usuario (UI platforms) que permiten definir
familias de móviles según su sistema operativo y sus características de IU.
El 11 de febrero de 2011, Nokia anunció una alianza con Microsoft que verlo adoptar
Windows Phone como su principal plataforma de teléfonos inteligentes, y Symbian será su
plataforma de franquicia. Como consecuencia de ello, el uso de la plataforma Symbian para
la construcción de las aplicaciones móviles cayó rápidamente. La investigación en junio de
2011 indicó que más del 39% de los desarrolladores de aplicaciones móviles que utilizan
Symbian en el momento de la publicación estaba planeando abandonar la plataforma.
3.5.1 Arquitectura
Capa arquitectura Kernel: Se encarga de lo mínimo necesario para que el sistema operativo
opere correctamente, es decir, se encarga del gestionamiento de la planificación,
comunicación de procesos y otras elementales, los otros servicios como gestionamiento de
la memoria, ahora se ejecutan como procesos. La ventaja de esta arquitectura es que cuando
ocurre un fallo en el sistema, este fallo solo afecta al proceso, aplicación o módulo donde
ocurrió el fallo y no afecta a todo el sistema. Es de mucha utilidad en los SmartPhones pues
estos tienen diversas aplicaciones que molestarían a los usuarios si al fallar una aplicación su
teléfono móvil se colgara o perdiera comunicación.
Capa de servicio base: Constituye el núcleo de Symbian y está formada por las librerías de
usuario, el kernel y los controladores de dispositivos.
Capa de servicios del sistema operativo: Son los servicios principales del sistema. Entre
ellos destacan el servicio de comunicación, que proporciona el marco de trabajo y los
49
servicios del sistema para las comunicaciones y el establecimiento de conexiones de red.
También está el servicio de mensajería que proporciona el soporte para los protocolos de
envío y recepción de SMS, MMS, correo electrónico, entre otros.
Capa de servicios de aplicación: Se encuentra Java Me, que es un conjunto de interfaces de
programación de aplicación para que las diferentes empresas que producen equipos que
soportan este sistema operativo puedan modificar las aplicaciones a los requisitos de sus
equipos creando así plataformas del sistema operativo.
Capa de Framework: Es la capa que permite la interacción entre el usuario y la plataforma
del sistema.
Fig. 3-5 Arquitectura Symbian.
3.5.2 Versiones
EPOC32: La primera versión apareció en el año de 1997 con el handled Psion Series 5, está
escrito en C++. Más tarde aparece ROM v1.1 Release 3.
Symbian OS 6.0: Primera versión de Symbian destinada a teléfonos móviles, añadió soporte
para Bluetooth. Año de lanzamiento 2001 con el Nokia 9219 Communicator.
Symbian OS 9.1: Soporte para nuevos teléfonos con pantalla a todo color y nuevas
aplicaciones que no son binariamente compatibles con Symbian S60 2nd Edition. Año de
lanzamiento 2001 con el Nokia 5700 XpressMusic.
Symbian OS 9.3: Se ha optimizado el software para ganar rendimiento como parte de la
introducción a nuevos efectos y transiciones. Las opciones de personalización también
presentan novedades. Año de lanzamiento 2008 con el Nokia 5320 XpressMusic.
Symbian ^3: Se considera la nueva generación del sistema operativo Symbian. Usada en los
SmartPhones de nueva generación de Nokia. Entre sus nuevas características destacadas
50
están: Soporte para gráficos acelerados con la aceleración de hardware en 2D y 3D. Año de
lanzamiento 2010 con el Nokia N8.
Symbian Anna: Actualización de Symbian ^3 con nuevos iconos, soporte básico para NFC,
nueva versión del navegador, mejoras en el rendimiento general, de la batería y en la pantalla
de inicio. Año de lanzamiento 2011 con el Nokia X7 y el Nokia E6.
Symbian Belle: Nokia cambio la nomenclatura hacia el público de Symbian Belle a Nokia
Belle, sin embargo internamente y de cara a los desarrolladores el sistema operativo todavía
se denomina en realidad Symbian. Entre sus mejoras están la estabilidad y el consumo de
gestión de memoria RAM del sistema operativo, nueva interfaz gráfica de usuario con un
nuevo menú. Año de lanzamiento 2012 en forma de actualización [6].
3.6 Firefox OS
Es un sistema operativo móvil, basado en HTML5 con núcleo Linux, de código abierto, para
smartphones y tablets. Es desarrollo de Mozilla Corporation bajo el apoyo de otras empresas
como Telefónica y una gran comunidad de voluntarios de todo el mundo. Este sistema
operativo está enfocado especialmente en los dispositivos móviles incluidos los de gama baja.
Está diseñado para permitir a las aplicaciones HTML5 comunicarse directamente con el
hardware del dispositivo usando JavaScript y Open Web APIs. Ha sido mostrado en
smartphones y Raspberry Pi, compatibles con Android.
3.6.1 Arquitectura
La arquitectura de Firefox OS tiene tres componentes muy importantes:
Gonk: Conformado por el kernel Linux y una capa de abstracción de hardware.
Gecko: El entorno de ejecución.
Gaia: La interfaz gráfica de usuario.
Gonk: Es el “sistema operativo” de bajo nivel de B2G. A grandes rasgos, consiste en un
kernel o núcleo Linux y una capa de abstracción de hardware. El sistema hereda gran parte
de Android, así como los drivers y componentes típicos de GNU/Linux para las funciones
vitales del smartphone como el control de batería o la cámara.
Para conceder los permisos de alto nivel se ejecuta el proceso b2g que permite la
interacción total con el sistema usando la capa de Gecko. Por ejemplo, para visualizar un
video Firefox usa un proceso, la función MediaServer para el empleo de códecs libres, para
la ejecución del video, sin embargo, Gecko se encarga de la decodificación de la misma una
vez que haya concedido el permiso de Gonk.
51
Gecko: Es el entorno de ejecución. En Gecko están implementados los estándares de HTML,
CSS y JavaScript y permite que esas interfaces se ejecuten correctamente en los distintos
sistemas operativos. En otras palabras, el motor Gecko puede ejecutar tareas como visualizar
páginas web, manipular la interfaz de usuario, conceder permisos usando el sistema API.
Prácticamente consiste en una serie de pilas de gráficos, un motor de dibujado y una máquina
virtual para JavaScript, entre otras cosas escritas en el lenguaje C++.
Gaia: Es la interfaz gráfica del sistema operativo. Todo lo que aparece en la pantalla desde
que B2G se inicia, es parte de Gaia. Es decir, las aplicaciones tales como la pantalla de
bloqueo, el marcador telefónico, la aplicación de mensajes de texto, son parte de Gaia. Esta
interfaz gráfica está escrita enteramente en HTML, CSS y Java Script.
Tanto las aplicaciones internas como externas usan directrices de diseño. La
tipografía por defecto es Fira Sans, una variación de Sans Serif. Los iconos de acceso directo
son redondeados. Mientras la interfaz es amplia y los colores son levemente suaves, los
botones son planos y accesibles, fondos legibles, con tonalidades oscuras o iluminadas.
52
Fig. 3-6 Diagrama de la arquitectura Firefox OS, con los componentes técnicos.
3.6.2 Versiones
Las actualizaciones de Mozilla son trimestrales. Después del lanzamiento comercial de los
móviles integrados bajo Firefox OS, se decidió actualizar a través de una mecánica similar a
la versión de escritorio: Scopping Complete para los Nightly builds, Functional Complete
para las compilaciones preliminares y el Code Freeze (versión definitiva) que son alternadas
cada 12 semanas, el doble de tiempo que en las versiones tradicionales.
Después que la primera versión de Firefox fue lanzado en el 2013. Entre sus cambios
busca enfocar su imagen sencilla, además, además de añadir funciones de copiar y pegar,
búsqueda genérica, servicio de recuperación de equipos FindMyFox, compatibilidad con
WebRTC para video llamadas y su dinámico diseño de bloqueo. Un representante de Mozilla,
la compañía de diseño alemán Soeren-Hentzsche, anunció nuevos conceptos de la versión
2.0 reduciendo sombras y bordes.
53
Tabla 3 Versiones de Firefox OS
Versión Fecha de lanzamiento Nombre Versión Gecko Incluye arreglos de
seguridad
Pre-alpha Mediados de 2012 B2G Varía Ninguno
1.0 21 de febrero del 2013 TEF Gecko 18 Gecko 18
1.0.1 6 de septiembre de 2013 Shira Gecko 18 Gecko 20
1.1.0 9 de octubre de 2013 Leo Gecko 18+ (APIs nuevas) Gecko 23
1.2.0 9 de diciembre de 2013 Koi Gecko 26 Gecko 26
1.3.0 17 de marzo de 2014 TBD Gecko 28 Gecko 28
1.4.0 9 de junio de 2014 TBD Gecko 30 Gecko 30
2.0.0 21 de julio de 2014 2 Gecko 32 Gecko 32
2.1.0 13 de octubre 2014 2 Gecko 32 Gecko 32
Obsoleta Extendida Actual Beta Alfa
54
Capítulo 4 Plataformas para desarrollo
Para el desarrollo de aplicaciones, cada uno de los sistemas operativos ofrece una plataforma
para que nosotros podamos aprovechar y utilizar las múltiples características de los
dispositivos en la construcción de nuestras aplicaciones.
4.1 iOS SDK y Xcode 4
Xcode es el entorno de desarrollo que contiene los diferentes SDKs para la construcción de
aplicaciones para los sistemas de Apple (iOS y Mac). El SDK de iOS cuenta con un emulador
de iOS, pero si se van a probar aplicaciones directamente en el dispositivo los desarrolladores
deben pagar una cuota anual de US$99.
4.2 Android SDK y NDK
Las aplicaciones en Android se ejecutan sobre la Dalvik Virtual Machine (que es una
implementación independiente de una máquina virtual de Java pero con una arquitectura
diferente), también se pueden crear aplicaciones que se ejecuten directamente sobre el
sistema operativo (llamadas aplicaciones Nativas).
Las aplicaciones se pueden desarrollar tanto de Java (para la DVM) como en C++ a partir
de sus respectivas herramientas de desarrollo:
Android SDK para crear aplicaciones con Java
Android NDK para crear aplicaciones con C++
Para la publicación de aplicaciones, los desarrolladores deben estar registrados en el
Android Market y pagar una cuota de registro de US$25.
4.3 Symbian SDK
Symbian es la plataforma que ofrece crear aplicaciones de diferentes sabores. Symbian SDK
permite la creación de aplicaciones con Qt y Symbian C++ para móviles S60, y con Java se
pueden crear aplicaciones tanto para móviles S60 y S40.
Las aplicaciones se distribuyen a través de la Ovi Store con un costo para los
desarrolladores.
4.4 Windows Phone 7 Developer Tools
Microsoft trata de mantener al máximo la homogeneidad de las plataformas de desarrollo a
través de los diferentes dispositivos, para desarrollar para Windows Phone 7 se utiliza las
plataformas Silverlight y XNA.
55
Silverlight para crear aplicaciones de línea de negocio altamente desplegables a través
de múltiples sistemas operativos y dispositivos y XNA la plataforma para la creación de
juegos para Windows 7 y Xbox.
4.5 Mercado móvil
Han surgido nuevas oportunidades para empresas, desarrolladores y usuarios en el campo
de la tecnología móvil. A las ya más que asentadas Google Android y Apple iOS se les han
unido en poco tiempo nuevos y renovados sistemas operativos en el ecosistema. Microsoft
y Blackberry (anteriormente RIM) luchan por conseguir el tercer puesto en el porcentaje de
implantación con sus Windows Phone 8 y Blackberry 10 renovados y ofreciendo grandes
facilidades y alternativas para que los desarrolladores construyan aplicaciones dirigidas a
usuarios y empresas. A estas cuatro se han unido Ubuntu y la fundación Mozilla con
Ubuntu for Phone y Firefox OS.
Fig. 4-1 Cuota de mercado móvil.
Como podemos ver en la fig. 4-1 de porcentaje entre iOS y Android ocupan casi el 84%
del mercado por lo que desarrollar para esas plataformas parece el principal objetivo de cara
a “monetizar” las aplicaciones por parte de empresas y desarrolladores.
Con tantas plataformas, puede parecer complicado a nivel empresa optar por plataformas
que no sean las dos comentadas. Sin embargo con la llegada de HTML5, la mejor de la
compatibilidad de los navegadores con dicha recomendación y el soporte nativo en muchas
de ellas hace pensar que en este 2013 hagan falta que los profesionales móviles
(desarrolladores, empresas proveedoras de servicios y fabricantes) se familiaricen con esta
tecnología renovada (HTML5, CSS3 y JavaScript).
56
4.6 Comparativa entre las plataformas de desarrollo móvil en la actualidad
Las características de las principales plataformas móviles disponibles en la actualidad. Las
plataformas comparadas y la versión que se ha utilizado como referencia se muestran a
continuación:
Tabla 4 Características de las principales plataformas de desarrollo móvil.
Apple
iOS 7
Android
4.3
Windows
Phone 8
BlackBerry
OS 7
Symbian
9.5
Compañía Apple Open
Handset
Alliance
Microsoft RIM Symbian
Foundation
Núcleo del SO Mac OS X Linux Windows
NT
Mobile OS Mobile OS
Licencia de
software
Propietaria Linux Windows
NT
Mobile OS Mobile OS
Año de
lanzamiento
2007 2008 2010 2003 1997
Fabricante
único
Sí No No Sí No
Variedad de
dispositivos
Modelo
único
Muy alta Media Baja Muy alta
Soporte
memoria
externa
No Sí Sí Sí Sí
Motor del
navegador web
WebKit WebKit Pocket
Internet
Explorer
WebKit WebKit
Soporte Flash No Sí No Sí Sí
HTML 5 Sí Sí Sí Sí No
Tienda de
aplicaciones
App Store Google
Play
Windows
Marketplace
BlackBerry
App World
Ovi Store
Número de
aplicaciones *
825.000 850.000 160.000 100.000 70.000
Coste publicar $99/año $25 una
vez
$99/año Sin coste $1 una vez
Actualizaciones
automáticas
del S.O.
Sí Depende
del
fabricante
Depende del
fabricante
Sí Sí
Familia CPU
soportada
ARM ARM,
MIPS,
POWER,
x86
ARM ARM ARM
Máquina
virtual
No Dalvik .Net Java No
57
Aplicaciones
nativas
Siempre Sí Sí No Siempre
Lenguaje de
programación
Objective-
C, C++
Java, C++ C#, muchos Java C++
Plataforma de
desarrollo
Mac Windows,
Mac, Linux
Windows Windows,
Mac
Windows,
Mac, Linux (*)Hasta el 2013
Otro aspecto fundamental a la hora de comparar las plataformas móviles es su cuota
de mercado. En la fig. 3-6 podemos ver un estudio realizado por la empresa Gratner Group,
donde se muestra la evolución del mercado de los sistemas operativos para móviles según el
número de terminales vendidos. Podemos destacar: el importante descenso de ventas de la
plataforma Symbian de Nokia; el declive continuo de BlackBerry; como la plataforma de
Windows que parece que no despega; como Apple tiene afianzada una cuota de mercado en
torno al 15%. Finalmente destacamos el espectacular ascenso de la plataforma Android, que
le ha permitido alcanzar en dos años una cuota de mercado superior al 75%.
Fig. 4-2 Porcentaje de teléfonos inteligentes vendidos según su sistema operativo.
58
Capítulo 5 Bases de datos
Una Base de Datos se define como cualquier conjunto de gran cantidad de datos estructurados
que se encuentran almacenados en un computador. Los datos estructurados o información
constituyen un recurso esencial para todas las organizaciones (grandes empresas, pequeñas
compañías y usuarios individuales) [14].
De una manera más general, una base de datos puede considerarse como un armario
electrónico para archivar, esto es, un contenedor o depósito de un conjunto de archivos de
datos computarizados y sobre los cuales un usuario puede realizar gran cantidad de
operaciones: agregar nuevos archivos, insertar datos, recuperar o consultar datos, hacer
modificaciones y eliminar datos o archivos [15].
5.1 Características
Utilizar Bases de Datos para el manejo de información nos brinda grandes ventajas como son
[15]:
Compactación, ya que no hay necesidad de utilizar archivos en papel de gran tamaño.
Velocidad a la hora de recuperar y actualizar datos.
Reduce el trabajo a diferencia de llevar los archivos de forma manual.
La información disponible siempre es precisa y está actualizada.
Ofrece un control centralizado de la información.
Se comparten los datos más fácilmente.
Es posible brindar un manejo de transacciones.
Permite reducir la redundancia, mantener la integridad y hasta cierto grado evitar la
inconsistencia de la información.
Ofrece seguridad ya que el acceso a la información es restringida.
Las Bases de Datos son utilizadas y aplicadas en Bancos, Líneas Aéreas,
Universidades, Transacciones de tarjetas de créditos, Telecomunicaciones, Finanzas, Ventas,
Comercio en Línea, Producción y Recursos Humanos [5].
Sistema de administración de bases de datos
Un sistema de Administración de Bases de Datos o DBMS (Database Management System)
es un sistema computarizado que permite almacenar información y a través del cual los
usuarios pueden recuperar y actualizar dicha información realizando peticiones o consultas.
Es una capa de software entre los usuarios y la base de datos física que maneja todas las
solicitudes de acceso y tiene como objetivo principal ocultar a los usuarios de la base de datos
los detalles al nivel de hardware [15].
En la fig. 5-1 se describe la estructura de un DBMS, el cual se conforma por cuatro
componentes principales: datos, hardware, software y usuarios.
59
Fig. 5-1 Sistema de Base de Datos.
El desarrollo histórico de las Bases de Datos, que puede apreciarse gráficamente en
la fig. 5-2, comienza cuando la necesidad de almacenar y organizar la información lleva a las
personas a utilizar archivos en papel y sistemas manuales para la gestión de los datos. En
1960 los sistemas manuales de gestión de información comienza a ser computarizados y la
compañía IBM lanza el primer sistema de bases de datos, el IMS (Information Management
System) que permitía al usuario visualizar los datos en forma de árbol jerárquico.
En el año de 1970, el Dr. E.F. Codd propuso el concepto de Bases de Datos Relacional
(BDR), que estaba basado en los principios matemáticos de la teoría de conjuntos y la lógica
predictiva; consistía en el manejo de tablas, filas y columnas utilizando un conjunto de
operaciones lógicas. Otro de los avances más importantes en los 70’s fue el desarrollo del
lenguaje para el manejo de bases de datos relacionales SQL (Structured Query Language),
que estaba basado en álgebra relacional.
El primer BDR comercial fue el SMBD Oracle, que se lanzó al mercado en 1979.
Para ese tiempo las bases de datos relacionales comenzaron a ser aceptadas y adoptadas poco
a poco por empresas y organizaciones, ganando popularidad y convirtiéndose en una de las
principales herramientas para la gestión de información. Sin embargo, la búsqueda de
mejores opciones y el desarrollo de nuevas tecnologías llevó el surgimiento de las bases de
datos relacionales orientadas a objetos, convirtiéndose más tarde en bases de datos orientadas
a objetos [44].
A mediados de 1990 se logra el acceso a las bases de datos a través de Internet, lo que
abrió nuevos caminos hacia nuevas áreas de implementación de los SMBDs, permitiendo la
creación de sitios Web más dinámicos y así Internet empezó a ganar más popularidad para
su uso de la WWW (World Wide Web) y las bases de datos hace que se comience a integrar
lenguajes como XML (eXtensible Markup Language) en las aplicaciones, además que el
número de desarrolladores y usuarios comienza a crecer dando aún más popularidad al uso
de los SMBD.
Es con el surgimiento de nuevas tecnologías de comunicación inalámbrica y de
dispositivos móviles, se logró el desarrollo de la CM, que se caracteriza por la independencia
en localización, movimiento, plataforma computacional, en los dispositivos y ancho de banda
de comunicación. Por otra parte, la necesidad de gestionar información desde un ambiente
móvil y la popularidad de las Bases de Datos, motivó al desarrollo de los Sistemas
Manejadores de Bases de Datos Móviles (SMBDm).
60
Fig. 5-2 Desarrollo histórico de los SMBD.
5.2 Base de datos móviles.
Se consideran las Bases de Datos de la nueva generación, van dirigidas a sistemas
informáticos portátiles como computadoras personales y dispositivos móviles que se
conectan con las estaciones base mediante redes de comunicación digitales inalámbricas,
además deben funcionar mientras estén desconectadas de comunicación digitales
inalámbricas, a diferencia de los sistemas de Base de Datos fijos. Las Bases de Datos Móviles
(BDM) utilizan técnicas especiales para la administración de memoria debido a la capacidad
de almacenamiento limitada con la que cuentan los dispositivos móviles [5]. El hecho de que
se almacenen las bases de datos en el teléfono móvil o computadora personal permite a los
usuarios realizar operaciones sobre la información sin necesidad de estar conectado a una
red, y sincronizar o consultar datos de los servidores en el momento que se tenga acceso a
una conexión inalámbrica [41].
Características
Una de las características principales de las bases de datos móviles es que cuentan con un
footprint pequeño. Con footprint nos referimos al tamaño mínimo de almacenamiento
requerido para que una aplicación pueda instalarse y funcionar en un dispositivo móvil.
Además de un footprint reducido, las BDM presentan otras características [3]:
Están embebidas en las Aplicaciones.
Pueden ejecutarse en Dispositivos Móviles.
Tienen un Componente Manejador de Base de Datos.
Cuentan con un DBMS Automático, invisible para el usuario.
Además cuentan con un DBMS en memoria.
Maneja Bases de Datos portables.
Las Bases de Datos portables deben ser seguras, sin código.
Se sincronizan con códigos que cuenten con un fin.
Deben permitir la Administración Remota
61
Cuentan con interfaces de Programación personalizadas.
Sin embargo las bases de datos móviles continúan presentando ciertos problemas en
la operación de desconexión, en el uso de los datos de difusión y en el almacenamiento en el
caché [5].
5.3 Sistema de administración de bases de datos móvil
Un Sistema de Base de Datos Móvil o MDS (Mobile Database System) es aquel que provee
de todas las funcionalidades de una base de datos y comunicaciones inalámbricas. Permite a
los usuarios móviles iniciar transacciones desde cualquier lugar y en cualquier momento,
además de garantizar consistencia en la misma. En la fig. 5-3 se observa la representación de
un MDS, las propiedades de un MDS son:
Movilidad geográfica: las personas no están en el mismo lugar.
Conexión y Desconexión: en cualquier momento un cliente se conecta o desconecta.
Capacidad de procesamiento de información: los clientes solo tienen parte de la
información y los servidores las bases de datos completas.
Comunicación inalámbrica: los clientes pueden comunicarse con servidores u otros
clientes a través de una red inalámbrica.
Transparencia: las funciones de procesamiento de los clientes no afecta a la
comunicación por celular.
Escalabilidad: un cliente puede ser añadido o eliminado de una red en cualquier
momento.
Fig. 5-3 Sistema de Base de Datos Móvil.
62
5.4 Manejadores de bases de datos para dispositivos móviles
5.4.1 Oracle Database Lite 10g
Es una solución integrada y completa para el desarrollo e implementación rápida de
aplicaciones de alto impacto para ambientes móviles. Sus componentes principales son la
pila de clientes disponible para varias plataformas. Los servidores móviles para la
sincronización y la administración de aplicaciones, usuarios y dispositivos, y por último, las
herramientas de desarrollo que permiten de manera rápida y simple el desarrollo de
aplicaciones.
Trabaja con una arquitectura Cliente-Servidor mostrada en la fig. 5-4. El cliente
incluye un footprint pequeño optimizado para dispositivos de mano, computadoras portátiles
y ambientes pequeños, además que cuenta con soporte multiusuario, La Base de Datos Oracle
Lite está diseñada para utilizarse en dispositivos pequeños (computadoras portátiles, PDAs,
entre otros), funciona sobre Windows Mobile, PocketPC, Symbian OS y Linux. Utiliza SQL
92, procedimientos almacenados en Java, C++ y .NET, ofrece soporte para ODBC, JDBC y
ADO .Net.
El servidor Oracle Database Lite Mobile Server es necesario para permitir a los
usuarios móviles sincronizar la información con a base de datos principal. En resumen, el
servidor móvil da la vida al ciclo para la administración de funcionalidades para el desarrollo
y administración de aplicaciones, usuarios y dispositivos. La sincronización es uno de los
principales elementos de la Base de Datos de Oracle.
La Base de Datos Oracle DataBase Lite es una solución completa, desarrollada por
Oracle, que nos permite el despliegue de información sin conexión, que nos ofrece
administración y sincronización de dispositivos además de una base de datos relacional
segura, ligera y que permite su manejo con SQL.
Fig. 5-4 Arquitectura de Oracle Database Lite 10g.
63
5.4.2 DB2 Everyplace Database Edition
Desarrollada por la compañía IBM, DB2 Everyplace Database Edition es una Base de Datos
Móvil de alto rendimiento, que permite ampliar el alcance de las aplicaciones y datos
empresariales a dispositivos móviles como asistentes digitales personales y teléfonos
inteligentes. Tiene un reducido consumo de espacio y una de sus ventajas es que se integra
con la gama de productos de informática móvil de IBM WebSphere Everyplace Access y
WebSphere Everyplace Server. En la fig. 5-5 se aprecia la descripción completa del
funcionamiento de DB2 Everyplace Database.
Esta base de datos de IBM es relacional y está dirigida para plataformas PalmOS y
Windows CE. Es un sistema Cliente-Servidor y ofrece gran cantidad de productos de acuerdo
a las necesidades de desarrollo que se tengan.
Fig. 5-5 Arquitectura de DB2 Everyplace de IBM.
5.4.3 SQL Server 2005 Compact Edition
Es una base de datos compacta que necesita menos de 2 MB de espacio en disco y solo 5 MB
de memoria, presenta gran variedad de funciones y fue diseñada para admitir una gran lista
de dispositivos inteligentes y Tablets PC. Cuenta con un motor de Base de Datos compacto
y un sólido optimizador de consultas, permite el acceso a datos remotos y replica de mezcla
para sincronizar datos y utiliza un subconjunto de sintaxis de SQL para las consultas, y se
integra fácilmente con Microsoft SQL Server 2005.
La arquitectura de SQL Server 2005 Compact Edition está formada por un entorno
de desarrollo, Cliente – Servidor (ver fig. 5-6). El entorno de desarrollo incluye el equipo en
donde se desarrollan las aplicaciones, el cual debe tener Microsoft Visual Studio 2005 con
64
.NET Compact Framework. El entorno Cliente se compone de uno o varios dispositivos
compatibles en donde se implementa la aplicación y SQL Server Compact Edition. La
sintonización puede ser a través de Microsoft ActiveSync o de la Red. El entorno Servidor
está formado por uno o varios equipos en los que se ejecutan los servicios de Microsoft
Internet Information Server (IIS) y una instancia de Microsoft SQL Server o datos
propagados para un origen de datos heterogéneo. IIS es necesario para el intercambio de
datos entre Servidores y Clientes.
Fig. 5-6 Arquitectura SQL Server 2005 Compact Edition.
5.4.4 PointBase
PointBase Inc. comenzó a operar en 1990, desarrollando SMDs (Switched Multi-megabit
Data Service, "servicio de conmutación de datos de varios megabits") de footprint pequeño
y dirigidos a dispositivos móviles. La compañía desarrolló hasta la versión 4.7 de PointBase
Micro, que fue lanzada en el año 2003; en este mismo año DataMirror Mobile Solutiones
compró PointBase Inc. y continuó con el desarrollo de nuevas versiones del SMBD, iniciando
con la versión 4.8 lanzada en el año 2004.
Desde que IBM adquirió DataMirror en el año 2007, PointBase Micro ha pasado por
varias versiones, comenzado con la 5.1 a la 5.7 que es la última versión disponible del
manejador.
PointBase Micro tiene el mejor soporte CLDC/MIDP (Connected Limited Device
Configuration, “Configuración para dispositivos conectados limitados” / Mobile
Information Device Profile, “Perfil para dispositivos de información móvil”) Es un
manejador de base de datos relacional muy pequeño con soporte de SQL y está optimizada
para la plataforma de Java J2ME. En la fig. 5-7 puede apreciarse la capa de software que
PointBase Micro implementa.
Las principales características de PointBase Micro son:
Portable, permite su ejecución en distintas plataformas.
Footprint pequeño, menos a 45 KB para J2ME CLDC/MIDP y menor a 90 KB para
CDC (Connected Device Configuration).
Utiliza un subconjunto de SQL 92 para realizar consultas.
La API se deriva de JDBC para MIDP.
65
Compatible con distintos Sistemas Operativos: PalmOS, Windows CE/Pocket PC,
RIM OS y Symbian OS.
Fig. 5-7 Arquitectura de PointBase Micro.
5.4.5 SQL Anywhere
Base de Datos Móvil multiplataforma que provee de tecnología para el intercambio y la
gestión de datos desde nuestro dispositivo móvil. Está diseñado para dispositivos con
plataforma Windows Mobile 5 para Pocket PC y Smartphone y Windows Mobile 6.
SQL Anywhere tiene soporte para la interfaz ADO.NET, .NET OLE DB y ODBC,
además permite usar cualquier lenguaje .NET, incluyendo C# y Visual Basic .NET para
escribir procedimientos y funciones. Además permite exportar XML almacenar datos en
XML en una Base de Datos. En la fig. 5-8 se describe con detalle la arquitectura de SQL
Anywhere.
Fig. 5-8 Arquitectura de SQL Anywhere.
5.4.6 J2MEMicroDB
Surgió como proyecto OpenSource de un grupo de estudiantes de la Universidad Politécnica
de Catalunya. El principal objetivo de J2MEMicroDB es proporcionar a los programadores
de J2ME un conjunto de APIS para gestionar una base de datos relacional desde un
dispositivo móvil. Sus principales características:
66
Es de peso ligero, una característica muy importante ya que debe ejecutarse en
dispositivos con capacidades de almacenamiento limitadas.
Es eficiente ya que el tiempo para el acceso a la información solicitada es reducido.
Permite la implementación de una base de datos en un dispositivo móvil y permite el
acceso a un DBMS remoto a través de servicio Web, además almacena información
remota en vistas materializadas en un dispositivo móvil.
La implementación actual de J2MEMicroDB es ejecutada en dispositivos CLDC
usando el perfil MIDP 1.0 o superior.
La arquitectura de J2MEMicroDB (fig. 5-9) se conforma de cuatro capas. La capa
inferior (la capa de RMS) es proporcionada por J2ME, la capa superior a la capa RMS se
desarrolló para mejorar algunas limitaciones que presenta el paquete javax.microedition.rms
como son la imposibilidad de almacenar directamente objetos en un registro o las capacidades
limitadas de búsqueda. Sigue la capa 3 que permite crear una base de datos en un dispositivo
móvil y manejar los datos almacenados en las tablas, y por último la cuarta capa que es un
intérprete limitado de SQL para consultadas en la base de datos local y ofrece métodos para
accesar a la base de datos remota.
Fig. 5-9 Arquitectura de J2MEMicroDB.
El uso de esta API permite a los clientes móviles establecer conexiones seguras con
un host remoto, realizar consultas SQL en el host remoto y almacenar los resultados de
manera local en el dispositivo móvil y ejecutar sentencias SQL (INSERT, DELETE,
UPDATE) en el host remoto.
5.4.7 OpenBaseMovil
Es una aplicación gratuita, con licencia GPL que permite el desarrollo rápido de aplicaciones
móviles en J2ME. Ofrece un poderoso motor de bases de datos, que permite el manejo y
almacenamiento de grandes cantidades de información. También un motor de scripting que
permite extender y crear aplicaciones, pensadas para que en un futuro puedan ejecutarse en
67
plataformas como Android o Windows Mobile. Además cuenta con una vista declarativa para
la definición del lenguaje con un simple archivo XML.
OpenBaseMovil es un subconjunto del Framework BaseMovil de Elondra. Es una
plataforma madura y que está en desarrollo desde hace dos años. Actualmente está en fase
de planificación avanzada.
Fig. 5-10 Arquitectura de OpenBaseMovil.
5.4.8 Apache Derby
Es un sistema manejador de bases de datos 100% Java, OpenSource y con un footprint muy
pequeño (2 MB); además ofrece soporte para los estándares SQL – 99 y SQL – 2003, acepta
los estándares JDBC y ANSI SQL, proporciona soporte de transacciones y triggers y puede
ser usada tanto embebida en las aplicaciones Java como en una configuración Cliente –
Servidor.
La arquitectura de Derby se conforma por cuatro capas principales: JDBC, SQL, Store
y Services.
JDBC: es la API para Derby para aplicaciones y consiste en implementaciones de las
clases de java.sql y javax.sql para JDBC 2.0 y 3.0. La capa JDBC se encuentra en la
parte superior de la capa de SQL.
SQL: esta capa se divide en dos áreas lógicas principales: compilación y ejecución.
Store: esta capa se divide en dos áreas principales: acceso y raw. La capa de acceso
presenta un conglomerado basado en la interfaz de la capa SQL y se sitúa arriba del
almacén raw que provee de un almacenamiento de filas en páginas, archivos, entre
otros.
Services: son módulos de utilerías como la administración de cierre, la
administración de caché, error de inicio.
68
En la fig. 5-11 se muestra la arquitectura de Derby, en donde el bloque Derby Engine es el
contenedor de la capa Store y SQL. El bloque Monitor es código que mapea las solicitudes
del módulo.
Fig. 5-11 Arquitectura de Derby.
Al contar con un footprint pequeño, Derby puede ejecutarse en dispositivos móviles
(como PDAs o teléfonos celulares) que tengan soporte para Java ME (J2ME) y que cumplan
con algunas especificaciones [43].
5.4.9 SQLite
Es un sistema de gestión de base de datos relacional. La principal diferencia con otros
sistemas similares es que no se basa en una arquitectura cliente/servidor, pues SQLite es
independiente, realizándose simplemente llamadas a subrutinas o funciones de las propias
librerías de SQLite, lo cual reduce ampliamente la latencia (tiempo de propagación) en
cuanto al acceso a las bases de datos. Por ello, la base de datos, compuesta por la definición
de las tablas, índices y los propios datos es guardada en un solo fichero estándar y en un solo
ordenador [52].
SQLite es una biblioteca software que implementa un sistema de gestión de bases de
datos relacional. A diferencia de otros SGBD, SQLite no es un proceso independiente con el
que el programa principal se comunica. En su lugar, la biblioteca SQLite se enlaza con el
programa y es empleado a través de llamadas a la misma.
El conjunto de la base de datos es almacenado como un solo fichero en la máquina
donde se ejecuta el programa, reduciendo la latencia de las llamadas a la base de datos. Detrás
emplea SQLite por defecto para gestionar la base de datos que contiene la información
obtenida en los ordenadores de los clientes. No obstante, cabe destacar que el sistema está
preparado para poder emplear otro SGBD si fuese necesario [53].
69
Capítulo 6 Bluetooth
En las últimas décadas, los avances en microelectrónica y la tecnología de integración (Very
Scale Integration: VLSI) ha fomentado el uso generalizado de la informática y dispositivos
de comunicación para uso comercial. El éxito de los productos de consumo como
ordenadores, portátiles, asistentes digitales personales, teléfonos celulares, teléfonos
inalámbricos y sus periféricos se ha basado en el precio y reducción de tamaño. La
transferencia de información entre estos dispositivos ha sido engorrosa, principalmente
basándose en los cables. Recientemente, una nueva interfaz universal de radio se ha
desarrollado, permite que los dispositivos electrónicos se comuniquen de forma inalámbrica
a través de conexiones de corto alcance especiales de radio. La tecnología Bluetooth - que ha
ganado el apoyo de los principales fabricantes como Ericsson, Nokia, IBM (International
Business Machines), Toshiba, Intel, y muchos otros - elimina la necesidad de alambres,
cables y los conectores correspondientes entre inalámbrico o los teléfonos móviles, módems,
auriculares, PDAs, ordenadores, impresoras, proyectores, y allana el camino para los nuevos
dispositivos y completamente diferentes y aplicaciones. La tecnología permite el diseño de
radios de baja potencia, de pequeño tamaño y de bajo costo que se puede integrar en los
dispositivos existentes (portátiles). Eventualmente, estas radios integradas conducirán hacia
la conectividad ubicua y realmente conectar todo con todo. Radio tecnología permitirá a esta
conectividad sin que se produzca ninguna interacción explícita del usuario [28].
6.1 Características
La especificación de Bluetooth define un canal de comunicación de máximo 720 Kb/s (1
Mbps de capacidad bruta) con rango óptimo de 10m (opcionalmente 100m con repetidores).
La frecuencia de radio con la que trabaja está en el rango de 2,4 a 2.48 GHz con
amplio espectro y saltos de frecuencia con posibilidad de transmitir en Full Dúplex (define a
un sistema que tiene la capacidad de una comunicación bidireccional, transmisión y
recepción de datos simultáneamente) con un máximo de 1600 saltos. Los saltos de frecuencia
se dan entre un total de 79 frecuencias con intervalos de 1Mhz; esto permite dar seguridad y
robustez.
La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10 metros es de 0dBm
(1 mW), mientras que la versión de largo alcance transmite entre 20 y 30 dBm (entre 100mW
y 1 W). Para lograr alcanzar el objetivo de bajo consumo y bajo costo, se ideó una solución
que se puede implementar en un solo chip utilizando circuitos CMOS. De esta manera, se
logró crear una solución de 9x9 mm y que consume aproximadamente 97% menos de energía
que un teléfono celular común [20].
Los objetos sólidos no suponen ningún obstáculo para la tecnología inalámbrica
Bluetooth, tampoco es necesario que los dispositivos estén situados en la misma línea de
visión, es decir, orientados uno frente a otro, ya que se transmite en todas direcciones.
La seguridad siempre ha sido una de las prioridades en el desarrollo de la tecnología
Bluetooth y continúa siéndolo. La especificación Bluetooth ofrece tres modos de seguridad.
70
6.2 Antecedentes
El nombre procede del rey danés y noruego Harald Blatand cuya traducción al inglés seria
Harold Bluetooth (Diente Azul) conocido por unificar las tribus noruegas, suecas y danesas.
De la misma manera, Bluetooth intenta unir diferentes tecnologías como las de los
ordenadores, los teléfonos móviles y el resto de periféricos.
El símbolo de Bluetooth nace de la unión de las runas nórdicas; hagall ( ) y berkana
( ) que representan la H y la B, las iniciales del rey.
Fig. 6-1 Origen del logo de Bluetooth.
Origen de la tecnología
En 1994 la compañía telefónica Ericsson inició un estudio para investigar la viabilidad de
una interface vía radio, a un bajo costo y bajo consumo, para la interconexión entre teléfonos
móviles y otros accesorios con la intención de eliminar cables entre aparatos. El estudio partía
de un largo proyecto que investigaba sobre multicomunicadores conectados a una red celular,
hasta que se llegó a un enlace de radio de corto alcance, llamado MC link. Conforme éste
proyecto avanzaba se fue viendo claro que éste tipo de enlace podía ser utilizado ampliamente
en un gran número de aplicaciones, ya que tenía como principal virtud el que se basaba en
un chip de radio relativamente económico. También estaban convencidos de que si se
conseguía una solución a bajo costo, ésta abriría el paso de la conectividad inalámbrica a una
multitud de nuevas aplicaciones y originaría un sinnúmero de componentes y dispositivos
asociados.
A comienzos de 1997, según avanzaba el proyecto MC link, Ericsson fue despertando
el interés de otros fabricantes de equipos portátiles. En seguida se vio claramente que para
que el sistema tuviera éxito, un gran número de equipos deberían estar equipados con ésta
tecnología. Esto fue lo que originó a principios de 1998, la creación de un grupo de interés
especial (Special Interest Group SIG), formado por 5 promotores que fueron: Ericsson,
Nokia, IBM, Toshiba e Intel.
La idea era lograr un conjunto adecuado de áreas de negocio, dos líderes del mercado
de las telecomunicaciones, dos líderes del mercado de los PCS portátiles y el líder de la
fabricación de chips [49].
71
6.3 Funcionamiento
Cada dispositivo deberá estar equipado con un microchip, llamado transceptor, (fig. 6-2) que
transmite y recibe en la frecuencia de 2.4 GHz, disponible en todo el mundo (con algunas
variaciones de ancho de banda en diferentes países. Ve tabla 1). Además de los datos, están
disponibles tres canales de voz. Cada dispositivo tiene una dirección única de 48 bits basado
en el estándar IEEE 802.15.1.
Fig. 6-2 Transceptor Bluetooth.
Gracias a este protocolo, los dispositivos que lo implementan pueden comunicarse
entre ellos cuando se encuentran dentro de su alcance. Debido a la naturaleza de las
transmisiones, los dispositivos no tienen que estar alineados y pueden incluso estar en
habitaciones separadas su la potencia de transmisión lo permite. Esto dispositivos se
clasifican como clase 1, clase 2 o clase 3 en referencia a su potencia de transmisión (ver tabla
4), siendo totalmente compatibles los dispositivos de una clase con los de las otras.
Tabla 5 Clases de Bluetooth.
Clase Potencia (pérdida de
señal)
Alcance
I 100 mW (20 dBm) 100 metros
II 2,5 mW (4 dBm) 15-20 metros
III 1 mW (0 dBm) 10 metros
En la mayoría de los casos, los dispositivos no son de la misma clase. El receptor, por
ejemplo un PC, sería de clase 1, mientras que el emisor, un Smartphone, pertenecería a la
clase 3. De esta manera, la mayor sensibilidad y potencia de transmisión del dispositivo de
clase 1 permite que la señal llegue con energía suficiente hasta el de clase 3. Además, la
mayor sensibilidad del dispositivo de clase 1 reconocerá la señal del dispositivo de clase 3
aunque sea débil.
72
Las especificaciones principales del Bluetooth son:
Banda de frecuencia: 2,4 GHz (Banda ISM).
Potencia del transmisor: entre 1 y 100mW, típica de 2,5 miliwatios.
Canales máximos: hasta 3 de voz y 7 de datos por piconet.
Velocidad de datos: hasta 720 kbit/s por piconet.
Rango esperado del sistema: hasta 100 metros.
Número de dispositivos: 8 por piconet y hasta 10 piconets.
Tamaño del módulo: 0.5 pulgadas cuadradas (9x9 mm).
Interferencia: Bluetooth minimiza la interferencia potencial al emplear saltos
rápidos en frecuencia = 1.600 veces por segundo [4].
6.3.1 Objetivos principales
Diseñado originalmente como un reemplazo del cable, la utilidad real de Bluetooth parece
recaer en su papel como traductor universal. Los estándares Bluetooth permiten a los
fabricantes de aparatos de hardware totalmente distintos habilitar conexiones simples que
requieren una mínima configuración y no precisan controladores especiales.
Parte de su éxito se debe al soporte que Apple prestó inicialmente a Bluetooth permite
hacer llamadas de módem a través de un móvil ajustado a Bluetooth que funciona en una red
de datos GSM o GPRS, sincronizar una agenda electrónica basada en Palm OS y transferir
archivos entre aparatos conectados, ya sean ordenadores u otros equipos. El software
disponible para Windows también permite imprimir en impresoras ajustadas a Bluetooth.
Una de las promesas de Bluetooth es que puede convertir un teléfono móvil en un
accesorio puro que no es necesario tocar directamente. Podemos hacer conexiones de datos
desde el portátil con el teléfono móvil en un bolsillo del estuche del ordenador, marcar un
número en el teléfono móvil desde el portátil o hablar a través de unos auriculares Bluetooth
que transmiten la señal de voz al teléfono móvil. Bluetooth tiene su verdadero papel entre las
robustas redes de tipo Ethernet y la mezcla de cables y estándares incompatibles, tan
complicados para el usuario medio.
Hoy en día el Bluetooth se usa principalmente a nivel personal, estando su uso muy
extendido en los Smartphones. Con ellos se crean picoredes conectando varios dispositivos
como un reproductor de música, un localizador GPS, teclados y ratones y en general casi
cualquier dispositivo de interfaz humana. Otros usos menos conocidos por el usuario, pero
de uso muy extendido, son el control remoto de dispositivos, o su uso en equipamiento
médico.
Para impulsar y mejorar la tecnología Bluetooth, se creó el evento UnPlugFest que
busca fomentar la interoperabilidad de todos los dispositivos Bluetooth en desarrollo o en
mercado.
Aunque el Bluetooth está orientado a la comunicación entre dispositivos, los usuarios
le han buscado otros usos más interesantes. Así han surgido el bluejacking e incluso el
toothing. El primero consiste en enviar mensajes a otros usuarios cercanos (el radio de acción
de bluetooth es de unos diez metros) que tengan su terminal con bluetooth activado.
73
Este método conlleva un problema de seguridad ya que su uso indiscriminado daría
acceso a cualquiera a introducir malware en el dispositivo. El toothing la añade la
funcionalidad de las relaciones sociales. Al no generar ingresos, estos usos están poco
desarrollados. Con la llegada de la banda ancha móvil y la proliferación de los programas de
mensajería instantánea vía 3G, estos usos están condenados al olvido. También sirve para
enviar pequeñas publicidades desde anunciantes a dispositivos con Bluetooth. Un negocio
podría enviar publicidad a teléfonos móviles cuyo Bluetooth (los que lo posean) estuviera
activado al pasar cerca.
Algunas consolas, como la Wii o la PlayStation 3, usan redes Bluetooth para conectar
diferentes accesorios [4].
6.3.2 Topología
Una de las más grandes ventajas en la que se demuestra la versatilidad del diseño del estándar
IEEE 802.15.1, está en la fácil estructuración y arreglo de redes entre distintos dispositivos.
La estructura que maneja esta tecnología está compuesta, en su forma más básica, por lo que
se denomina una piconet y en una estructura un poco más compleja a la que se denomina
scatternet.
Dos o más dispositivos Bluetooth que comparten el mismo canal de conexión
conforman una Piconet. Esta se establece a través de enlaces punto – multipunto, en donde
uno de los dispositivos cumple el rol de maestro mientras los demás son esclavos, ver la fig.
6-3. Una piconet puede tener un máximo de siete esclavos activos. Si un equipo se encuentra
dentro del radio de cobertura de otro, éstos pueden establecer conexión entre ellos [35].
Fig. 6-3 Piconet formada por un maestro y tres esclavos.
Sin embargo, sólo aquellas unidades que realmente quieran intercambiar información
comparten un mismo canal creando la piconet. Este hecho permite que se creen varias
piconet. Este hecho permite que se creen varias piconets en áreas de cobertura superpuestas.
A un grupo de piconets se le llama Scatternet. En la fig. 6-4, se puede apreciar la
formación de una scatternet en la que participan dos piconets: A y B [45].
74
Fig. 6-4 Formación de una Scatternet.
Cuantas más piconets se añaden a la scatternet, el rendimiento del sistema de salto en
frecuencia disminuye poco a poco, existiendo una reducción por término medio del 10%, por
otra parte un dispositivo Bluetooth solo puede actuar como maestro en una sola piconet,
debido a que una piconet está determinada por la sincronización con el reloj Bluetooth del
dispositivo maestro. En cambio, este dispositivo sí podrá hacer el papel de esclavo en
diversas piconets [45].
6.3.3 Evolución de la tecnología
La utilidad Bluetooth fue desarrollada como un reemplazo del cable en 1994 por Jaap
Haartsen y Mattisson Sven, que estaban trabajando para Ericsson en Lund, Suecia. La
utilidad se basa en la tecnología de saltos de frecuencia de amplio espectro.
Bluetooth tienen la ventaja de simplificar el descubrimiento y configuración de los
dispositivos, ya que éstos pueden indicar a otros los servicios que ofrecen, lo que redunda en
la accesibilidad de los mismos sin un control explícito de direcciones de red, permisos y otros
aspectos típicos de redes tradicionales.
El Bluetooth es un sistema altamente popular y rentable, por ello no se ha descansado
en la búsqueda de mejoras, y los avances se han hecho notar a través de las versiones. A
continuación se mencionan algunas de las versiones de Bluetooth y se describen algunas de
sus características:
Bluetooth v.1.1: se trata de 721.3 kbps de capacidad de transmisión de información,
se busca solucionar erratas de la especificación 1.0., añade el Indicador de Calidad de
Señal Recibida (RSSI).
Bluetooth v.1.2: a diferencia de la 1.1, provee una solución inalámbrica
complementaria para coexistir Bluetooth y Wi-Fi en el espectro de los 2.4 GHz, sin
75
interferencia entre ellos. Su velocidad de transmisión se eleva a 1Mbps, hay mejoras
en la calidad en audio, realiza la sincronización más rápida.
Bluetooth v.2.0: creada para ser una especificación separada, principalmente
incorpora la técnica EDR (Enhanced Data Rate) que le permite mejorar las
velocidades de transmisión en hasta 3Mbps a la vez que intenta solucionar algunos
errores de la especificación 1.2.
Bluetooth v.2.1: simplifica los pasos para crear la conexión entre dispositivos,
además el consumo de potencia es 5 veces menor.
Bluetooth v.3.0: aumenta considerablemente la velocidad de transferencia, para
envío de datos en tiempo real. La idea es que el nuevo Bluetooth trabaje con Wi-Fi,
de tal manera que sea posible lograr mayor velocidad en los smartphones [20].
Bluetooth v.4.0
El SIG de Bluetooth ha completado la especificación del Núcleo de Bluetooth en su versión
4.0, que incluye al Bluetooth clásico, el Bluetooth de alta velocidad y los protocolos
Bluetooth de bajo consumo. El bluetooth de alta velocidad se basa en Wi-Fi, y el Bluetooth
clásico consta de protocolos Bluetooth preexistentes. Esta versión ha sido adoptada el 30 de
junio de 2010. El bluetooth de baja energía (Bluetooth Low Energy o BLE) es un subconjunto
de Bluetooth v4.0 con una pila de protocolo completamente nueva para desarrollar
rápidamente enlaces sencillos. Como alternativa a los protocolos estándar de Bluetooth que
se introdujeron en Bluetooth v1.0 a v4.0 está dirigido a aplicaciones de muy baja potencia
alimentados con una pila botón. Diseños de chips permiten dos tipos de implementación, de
modo dual, de modo único y versiones anteriores mejoradas.
El estándar Bluetooth 4.0 es una actualización de la anterior tecnología inalámbrica
Bluetooth 3.0, la cual salió a la luz en 2009. El nuevo estándar añade una especificación de
bajo consumo eléctrico para transmitir pequeños cantidades de datos en rangos cortos. El
estándar también incluirá las capacidades de traslado de datos de alta velocidad introducidas
con Bluetooth 3.0, le permite saltar a redes Wi-Fi 802.11.
En implementaciones de modo único solo se incluye la pila de protocolo de baja
energía. CSR1 , Nordic Semiconductor2 y Texas Instruments3 han dado a conocer solo las
soluciones modo Bluetooth de baja energía. Se integra la funcionalidad de Bluetooth de bajo
consumo en un controlador Bluetooth clásico existente en implementaciones de modo dual.
En la actualidad (marzo de 2011) los siguientes fabricantes de semiconductores han
anunciado la disponibilidad de chips que cumplen esta norma: Atheros, CSR, Broadcom
y Texas Instruments. La arquitectura resultante comparte la radio y funcionalidades del
Bluetooth clásico, resultando en un incremento de coste negligible comparado con el
Bluetooth clásico. El 12 de junio de 2007, Nokia y Bluetooth SIG anunciaron que Wibree
formará parte de la especificación Bluetooth, como una tecnología Bluetooth de muy bajo
consumo [21]. El 17 de diciembre de 2009, el Bluetooth SIG adoptó la tecnología Bluetooth
de bajo consumo como el rasgo distintivo de la versión 4.0. Los nombres provisionales
Wibree y Bluetooth ULP (Ultra Low Power) fueron abandonados y el nombre BLE se utilizó
durante un tiempo. A finales de 2011, se presentaron los nuevos logotipos "Smart Bluetooth
1 CSR.com CRS
2 Nordicsemi.com Nordic Semiconductor
3 TI.com Texas Instruments
76
Ready" para los anfitriones y "Smart Bluetooth" para los sensores como la cara pública
general de BLE. Su principal ventaja es el menor consumo de energía, lo que podría ampliar
mucho el espectro de utilización de esta tecnología en dispositivos con baterías de baja
potencia. Además, mejora su alcance y su velocidad de transmisión y reducir sensiblemente
el consumo energético, la nueva tecnología Bluetooth 4.0 aumenta el rango de alcance hasta
los 100 metros y reduce el tamaño de los chips necesarios. Por si fuera poco, el nuevo sistema
podrá transferir a velocidades de hasta 1Mbps. El analista de Wet Technology Research
Solutions, Kirsten West, "el bajo consumo del nuevo Bluetooth será una contribución
significativa y esperamos que llegue a la mitad de todos los dispositivos con esta tecnología
en 2015", señalando además que "la principal ventaja de este nuevo protocolo es que está
totalmente optimizado para funcionar con baterías de baja potencia".
6.4 Arquitectura de protocolos
Bluetooth posee varios protocolos los cuales se clasifican como: protocolos principales;
protocolos de reemplazo de cables (RFCOMM); protocolos de control de telefonía
(TCSBIN) y protocolos adoptados [45].
6.4.1 Pila de los protocolos
Uno de los principales objetivos de la tecnología Bluetooth es conseguir que aplicaciones de
diferentes fabricantes mantengan una comunicación fluida. Para conseguirlo, receptor y
transmisor deben ejecutarse sobre la misma pila de protocolos como se muestra en la fig. 6-
5. La pila de protocolos se puede dividir en cuatro capas lógicas:
Protocolos del núcleo (Banda base, LMO, L2CAP y SDP).
Remplazo de cables (RFCOMM).
Control de telefonía (TCS).
Protocolos adaptados (PPP, UDP/TCP/IP, OBEX) [L.A.G].
77
Fig. 6-5 Pila de protocolos de Bluetooth.
6.4.2 Principales Protocolos
Radio
El cual especifica aspectos como la banda de frecuencia y el arreglo de canales, indica que
se debe utilizar FH1 (salto de frecuencia), el esquema de modulación, los niveles de
transmisión permitidos.
Banda Base
La capa de comunicación más baja es llamada Banda base. Esta capa implementa el canal
físico real cuya principal característica es el salto en frecuencias, emplea una secuencia
aleatoria de saltos a través de 79 frecuencias de radio diferentes. La Banda base controla la
sincronización de las unidades Bluetooth, además soporta dos tipos de enlaces: Síncrono
Orientado a Conexión (Synchronous Connection Oriented - SCO), para datos y Asíncrono
No Orientado a Conexión (Asynchronous Connectionless - ACL), principalmente para audio.
Los enlaces SCO soportan tráfico de voz en tiempo real [35].
Protocolo de gestión de enlace
El protocolo de gestión de enlace (LMP: Link Manager Protocol) es el responsable de la
autenticación, cifrado, control y configuración del enlace. El LMP también se encarga del
manejo de los modos y consumos de potencia, además soporta los procedimientos necesarios
para establecer un enlace SCO [35].
78
Interfaz de Controlador de Servidor
Host Controller Interface (HCI) o Interfaz de Controlador de Servidor brinda un método de
interfaz uniforme para acceder a los recursos hardware de Bluetooth. [35]
Protocolo de control y adaptación de enlace lógico
El protocolo de control y adaptación de enlace lógico (L2CAP: Logical Link Control and
Adaptation Protocol), corresponde a la capa de enlace de datos. Éste brinda servicios de datos
orientados y no orientados a la conexión a las capas superiores. L2CAP multiplexa los
protocolos de capas superiores con el fin de enviar varios protocolos sobre un canal banda
base. Con el fin de manipular paquetes de capas superiores más grandes que el máximo
tamaño del paquete banda base, L2CAP los segmenta en varios paquetes banda base. La capa
L2CAP del receptor reensambla los paquetes banda base en paquetes más grandes por la capa
superior. La conexión L2CAP permite el intercambio de información referente a la calidad
de la conexión, además maneja grupos, de tal manera que varios dispositivos pueden
comunicarse entre sí [8].
6.4.3 Protocolo de Reemplazo de Cables
Protocolo RFCOMM
El protocolo emula puertos seriales sobre el protocolo L2CAP. RFCOMM, emula señales de
control y datos RS-232 sobre la banda base Bluetooth. Éste ofrece capacidades de transporte
a servicios de capas superiores que usan una línea serial como mecanismo de transporte.
RFCOMM soporta dos tipos de comunicación: Directa entre Dispositivos actuando como
terminales y Dispositivo-Modem-Dispositivo, además tiene un esquema para emulación de
Null Modem [9].
6.4.4 Protocolo de Control de Telefonía
Protocolo de descubrimiento de servicio
El protocolo de descubrimiento de servicio define una aplicación de un cliente Bluetooth para
descubrir servicios disponibles de servidores Bluetooth, además de proporcionar un método
para determinar las características de dichos servicios [10].
Protocolo de control de telefonía
El control de telefonía binario (TCS binario) es un protocolo que define la señalización de
control de llamadas, para el establecimiento y liberación de una conversación o una llamada
de datos entre unidades Bluetooth. Además, éste ofrece funcionalidad para intercambiar
información de señalización no relacionada con el progreso de llamadas [11].
79
6.4.5 Protocolos adoptados
La utilización de protocolos no específicos ofrece la ventaja de la interacción de esta
tecnología con protocolos comerciales ya existentes. Así como la posibilidad de que
Bluetooth este abierto a implementaciones libres o nuevos protocolos de aplicación de uso
común.
Protocolo de punto a punto (Point-to-Point), permite la transmisión de paquetes IP
(Internet Protocol) en un enlace punto a punto.
Wireless Application Protocol (WAP) o Protocolo de aplicaciones inalámbricas,
trabaja con una amplia variedad de tecnologías de red inalámbricas conectando
dispositivos móviles a Internet. Bluetooth puede ser usado como portador para ofrecer
el transporte de datos entre un cliente WAP y su servidor de WAP adyacente.
Protocolo de Control de Transmisión (TCP). Protocolo orientado a conexión,
permite la entrega de datos de manera confiable.
Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP). Protocolo no orientado a conexión, no
confiable, tiene como prioridad la entrega rápida de datos y no se entrega sin errores.
Protocolo de Internet (IP). Protocolo no orientado a conexión, poco confiable y de
máximo esfuerzo.
Protocolo de Intercambio de Objetos (OBEX). Es un protocolo de comunicación
inicialmente definido por la IrDA. OBEX fue definido por otro grupo, pero fue
aprobada por el Bluetooth. OBEX es muy útil cuando quiere transferir objetos como
archivos entre dispositivos Bluetooth. OBEX no requiere que TCP e IP se encuentren
presentes en la pila, pero el fabricante es libre para aplicar OBEX en TCP/IP.
La capa de audio. Es usada sólo para enviar audio sobre Bluetooth. Las
transmisiones de audio pueden ser ejecutadas entre una o más unidades usando
muchos modelos diferentes. Los datos de audio no pasan a través de la capa L2CAP,
sino directamente después de abrir un enlace directo entre dos unidades Bluetooth
[45].
Las pilas de protocolos Bluetooth más conocidas son: Widcomm, Toshiba Bluetooth
Stack, Microsoft Windows XP Bluetooth y BlueSoleil Stack. Linux dispone de las pilas
BlueZ, OpenBT y Affix, de Nokia [35].
6.5 Perfiles
Un dispositivo Bluetooth puede apoyar uno o varios perfiles. Los cuatro perfiles “básicos”
son el Perfil de Acceso Genérico (GAP), el Perfil de Puerto Serie (SPP), el Perfil de Uso de
Descubrimiento de Servicio (SDAP), y el Perfil de Cambio de Objetos Genérico (GOEP).
La tabla 6 muestra los perfiles de Bluetooth y una descripción de ellos [16].
80
Tabla 6 Perfiles de Bluetooth.
Nombre Descripción
Perfil de Acceso Genérico Procedimientos para el manejo de enlaces.
Perfil de Descubrimiento de Servicios Protocolo para descubrir los servicios que se
ofrecen.
Perfil de Puerto Serie Reemplazo para un cable de puerto serie
Perfil de Intercambio Objetos Genérico Define la relación cliente-servidor para el
traslado de objetos.
Perfil de Acceso a LAN Protocolo entre computadora móvil y una LAN
fija.
Perfil de Acceso Telefónico a Redes Permite que una computadora portátil realice una
llamada por medio de un teléfono móvil.
Perfil Fax Permite que un fax móvil se comunique con un
teléfono móvil.
Perfil de Telefonía inalámbrica Conecta a handset (teléfono) con una estación
base local.
Intercom (Intercomunicador) Walkie-talkie digital.
Perfil Envió de Objetos Ofrece una manera de intercambiar objetos
simples.
Perfil de Transferencia de Objetos Proporciona una característica para transferencia
de archivos más general.
Perfil Headset (diadema telefónica) Posibilita la comunicación de voz sin utilizar las
manos.
Perfil de Sincronización Permite a un PDA sincronizarse con otra
computadora.
Para utilizar una cierta tecnología Bluetooth un dispositivo deberá soportar ciertos perfiles.
Los perfiles son descripciones de comportamientos generales que los dispositivos pueden
utilizar para comunicarse, formalizados para favorecer un uso unificado. La forma de utilizar
las capacidades de Bluetooth se basa, por tanto, en los perfiles que soporta cada dispositivo,
estos permiten la manufactura de dispositivos que se adapten a sus necesidades. Como
mínimo, una especificación de perfil debe cubrir:
Dependencias con otros perfiles.
Formatos recomendados para la interfaz con el usuario.
Partes concretas de la pila Bluetooth que se utilizan (opciones particulares,
parámetros). Puede incluir una descripción del tipo de servicio requerido.
Los siguientes perfiles han sido definidos y adoptados por Bluetooth SIG.
81
Perfil de Acceso Genérico no es realmente una aplicación, sino más bien una base
sobre la cual se construyen las aplicaciones, su tarea principal ofrecer una manera
para establecer y mantener enlaces (canales) seguros entre dispositivos móviles. Este
perfil asegura que dos dispositivos habilitados con Bluetooth puedan intercambiar
información independiente del fabricante y la aplicación.
Perfil de Descubrimiento de Servicios también es relativamente genérico; los
dispositivos lo utilizan para descubrir servicios que ofrecen otros dispositivos,
cualquier aplicación es capaz de descubrir servicios disponibles en cualquier
dispositivo Bluetooth a la cual se conecte.
Perfil de Puerto de Serie es un protocolo de transporte que la mayoría de los perfiles
restantes utiliza. Emula una línea serie y especialmente útil para aplicaciones
heredadas que requieren una línea serie.
Perfil de Intercambio Genérico define una relación entre cliente-servidor para el
traslado de datos. Los clientes inician operaciones, pero tanto un cliente como un
servidor pueden fungir como esclavo. Al igual que el perfil puerto serie, es la base
para otros perfiles.
Perfil de Acceso a LAN permite a un dispositivo Bluetooth conectarse a una red fija,
este perfil es competencia directa del estándar 802.1.
Perfil de Acceso Telefónico a redes permite que una computadora portátil conectarse
a un teléfono móvil que contenga un MODEM integrado, sin necesidad de cables.
Perfil de Fax es parecido al de acceso telefónico a redes, excepto que posibilita a
maquinas fax inalámbricas enviar y recibir faxes a través de teléfonos móviles sin que
exista una conexión por cables entre ambos.
Perfil de Telefonía Inalámbrica proporciona una manera de conectar el handset de
un teléfono inalámbrico a la estación base.
Perfil de Intercom hace posible que dos teléfonos se conecten como walkie-talkie.
Perfil Headset se puede utilizar para comunicarse sin necesidad de utilizar las manos
al manejar en un automóvil.
Perfil de Sincronización se encarga de cargar en un PDA o en una computadora
portátil cuando esta fiera de casa y desea recabar estos datos al llegar a casa [1].
6.6 Arquitectura de transporte de datos
El sistema de transferencia de datos por Bluetooth funciona mediante una arquitectura de
capas, en la fig. 6-6 se muestra las capas de transferencia básicas y los canales L2CAP. Los
distintos modos operativos dentro de la tecnología Bluetooth siguen la misma arquitectura
de transferencia [11].
La capa de enlace lógico permite una comunicación independiente entre dos o más
dispositivos basados en bluetooth. La comunicación lógica es necesaria para describir la
interdependencia entre algunos enlaces lógicos, principalmente por el funcionamiento de las
aplicaciones heredadas [11].
82
Bluetooth siempre considera que el canal físico no es confiable de forma
conservadora. Para asegurar la corrección en las transmisiones varios niveles se hacen
responsables de distintas comprobaciones y acciones. El nivel de banda base (BB)
realiza corrección de errores hacia adelante y comprueba la integridad de las cabeceras y la
comprobación de redundancia cíclica (CRC), cuando es posible.
BB no puede asegurar la corrección de transmisiones grandes por sí solo, por lo que
L2CAP incorpora mecanismos adicionales que permiten lograr los niveles de fiabilidad de
las redes cableadas típicas. Las transmisiones por broadcast no pueden identificar un camino
de vuelta al origen, por lo que no se pueden realizar peticiones de retransmisión; en su lugar
se repite la transmisión varias veces, aunque esto no es suficiente como para considerarlas
fiables.
Fig. 6-6 Arquitectura de transferencia de datos Bluetooth.
6.6.1 Enlaces físicos
Un enlace físico constituye una conexión de banda base entre dispositivos Bluetooth. Este
tipo de enlace se asocia a tan sólo un canal físico. Sin embargo, un canal físico puede admitir
más de un enlace.
El sistema Bluetooth, un enlace físico es un concepto virtual sin representación en la
estructura de paquetes transmitidos. Los campos del código de acceso, el reloj y la dirección
del dispositivo maestro Bluetooth se utilizan para identificar los canales físicos. No obstante,
en los paquetes de datos no hay ningún segmento que identifique directamente estos enlaces.
En su defecto, estos enlaces se asocian con la comunicación lógica, ya que este tipo de
comunicaciones se produce sólo en los enlaces físicos.
Las propiedades de algunos enlaces físicos se pueden modificar, como la potencia de
transmisión. En cambio, otros enlaces físicos no pueden alterar sus propiedades. Cuando
existe la posibilidad de realizar cambios, el protocolo LMP se utiliza para adaptar las
propiedades que se van a modificar. El protocolo LMP opera en las capas superiores (a través
83
de un enlace lógico), por lo que el enlace físico apropiado se identifica a partir del enlace
lógico que transporta la señalización LMP [11].
6.6.2 Enlaces lógicos
Algunas comunicaciones lógicas pueden realizarse a través de distintos enlaces lógicos, ya
sean multiplexados o de otro tipo. Dentro de las comunicaciones lógicas, en enlace lógico
tiene un identificador propio (LLID) en bits situado en la cabecera de la carga útil de los
paquetes de banda base que transporta una carga útil de datos.
Los enlaces lógicos distinguen entre un conjunto limitado de protocolos básicos
capaces de transmitir y recibir datos en las comunicaciones lógicas. No todas las
comunicaciones lógicas pueden efectuarse a través de todos los enlaces lógicos. En concreto,
las comunicaciones lógicas SCO y eSCO sólo pueden transmitir flujos de datos a una
velocidad constante y, para ello, se identifican mediante una dirección LT_ADDR exclusiva.
En estas comunicaciones, los identificadores LLID no son necesarios y sólo se utilizan los
paquetes sin cabecera de carga útil, ya que la longitud se conoce previamente [11].
Enlace lógico de control ACL (ACL-C)
El enlace lógico de control ACL (ACL-C) se utiliza para transmitir señalización LMP entre
los dispositivos de la piconet. El enlace de control sólo se transporta en la comunicación
lógica ACL predeterminada y en la comunicación lógica PSB (en la fase de información de
control). El enlace ACL-C tiene prioridad sobre el ACL-U cuando se encuentra en la misma
comunicación lógica [11]
Enlace lógico asíncrono del usuario (ACL-U)
El enlace lógico asíncrono del usuario (ACL-U) transmite en tramas los datos asíncronos del
usuario. Este enlace se transporta en todas las comunicaciones excepto en la lógica síncrono.
Los paquetes del enlace ACL-U se identifican con uno de los dos valores LLID
reservados. El primero de estos valores indica si el paquete de banda base contiene el inicio
de una trama L2CAP y el segundo señala una continuación de una trama anterior. Así se
garantiza una sincronización correcta de la nueva configuración L2CAP tras desechar los
paquetes.
Con esta técnica, ya no es necesario definir cabeceras L2CAP más complejas para
cada paquete de banda base, ya que sólo se tendrá que incluir una en los paquetes de inicio
L2CAP. También establece que antes de poder transmitir una trama L2CAP nueva, la
transmisión de la anterior debe haberse completados. Una excepción a esta regla es la
capacidad de desechar parte de una trama L2CAP enviada para aceptar otra [11].
84
6.7 Tipos de conexión
Con la tecnología Bluetooth inalámbrica, se pueden realizar conexiones utilizando los
siguientes tipos de dispositivos:
Para navegar por internet o acceder a una cuenta de correo electrónico, conectarse a
través de la conexión del equipo de escritorio o conectarse a un punto de acceso LAN
de Bluetooth.
Para acceder a internet o a una cuenta de correo electrónico, efectué la conexión a
través del teléfono móvil. Para utilizar un teléfono móvil, debe marcar la ISP o abrir
una cuenta con una operadora inalámbrica de alta velocidad.
Para enviar y recibir mensajes de texto, establezca una conexión con el teléfono
móvil.
Para efectuar una sincronización inalámbrica de la computadora de mano con el
equipo, establezca una conexión con el equipo.
Para compartir archivos con otro dispositivo Bluetooth, como una computadora a
mano o una impresora, cree un par de confianza con dicho dispositivo.
6.8 Estados de un dispositivo
Cuando dos dispositivos coinciden dentro del alcance de sus radios, cada uno empieza a
inspeccionar qué otro elemento se encuentra a su alcance, qué servicios ofrece y cuál es su
dirección física (hexadecimal). A medida que se detecta cada dispositivo, se muestra el
resultado de su detección, después de encontrar los dispositivos de interés, puede seleccionar
aquellos a los que se desea conectar.
Las combinaciones de valores y los estados de detección que se pueden obtener son:
Bluetooth desactivado
Bluetooth activado no detectable
Bluetooth activado detectable
La aplicación Bluetooth de dispositivos móviles puede activarse y desactivarse. Así
mismo dispone del valor de visibilidad, que también se puede activar y desactivar.
La detección ocurre dentro de un estado de búsqueda denominado INQUIRY o
inspección como se muestra en la figura. Una vez que se ha conformado la piconet, ésta debe
tener establecido un canal para comunicarse. Para regular el tráfico en dicho canal, uno de
los dispositivos asume el papel de maestro, y los demás elementos de la red serán esclavos.
85
Fig. 6-7 Estados en un dispositivo Bluetooth.
Una vez terminada la fase de inspección ya se tienen las direcciones de los
dispositivos y estos pueden empezar a transmitir, no sin antes realizar un PAGING o
paginación, mediante la cual se establece la conexión con algún dispositivo encontrado. El
estado de CONNECTION o conexión es realmente el momento en el que se transfieren los
datos y una vez terminada la transferencia, se puede retornar al estado de STANDBY o espera,
o bien quedar en alguno de los siguientes estados de bajo consumo de energía:
SNIFF, estado en el cual el esclavo y el maestro se ponen de acuerdo para transmitir
y recibir en slots de tiempo determinados.
HOLD, estado que permite al dispositivo mantenerse inactivo durante un lapso, sin
importar que llegue o no información.
PARK, estado en el cual el dispositivo deja de participar en la Piconet y queda en un
estado de actividad mínima, pero no abandona por completo la receptividad de
eventos. Estos tres estados se diferencian en qué tan reactivo se vuelve el sistema ante
señales externas y qué consumo de potencia requiere [35].
6.9 Estructura de los paquetes
La estructura genérica de los paquetes es un reflejo de las capas de la arquitectura del sistema
Bluetooth. Esta estructura está diseñada para un uso óptimo en condiciones de
funcionamiento normales.
Los paquetes sólo suelen incluir los campos necesarios para representar las capas
implicadas en la transmisión. Así, una solicitud de detección o inquiry a través de un canal
físico de búsqueda no crea ni necesita ningún enlace lógico ni ninguna capa superior, por lo
que se compone tan sólo del código de acceso al canal. Las comunicaciones normales en una
piconet se realizan con paquetes en lo que se especifican todos los campos, ya que se utilizan
todas las capas de la arquitectura.
Todos los paquetes incluyen el código de acceso al canal. De esta forma, se identifican
las comunicaciones del canal físico al que van dirigidos y se excluyen los paquetes de canales
diferentes que estén utilizando la misma portadora de radio frecuencia. La estructura de
paquetes Bluetooth no tienen ningún campo que represente directamente la información
relacionada con los enlaces físicos, los datos especificados en la cabecera es el protocolo LC
que opera por comunicación lógica, excepto para las comunicaciones ACL y SCO, que
comparten un protocolo LC transmitido por cualquiera de estos enlaces lógicos.
86
Los paquetes EDR detallan el intervalo de guardar y la secuencia de sincronización
antes de la carga útil. Este campo se utiliza para que la capa física pueda cambiar la secuencia
de modulación. La cabecera de carga útil aparece en todos los paquetes de las
comunicaciones lógicas compatibles con diversos enlaces lógicos. Esta cabecera incluye un
identificador de enlace lógico, que dirige la carga útil, y un campo en el que se especifica la
longitud de esta carga.
Algunos paquetes incluyen, además un código de comprobación CRC tras la carga
útil con el que se detectan la mayoría de los errores recibidos. Los paquetes EDR tienen una
cola o tras este código CRC.
La carga útil del paquete sirve para transferir los datos del usuario, que se
interpretarán conforme al tipo de identificador de enlace o comunicación lógica. Los
mensajes LMP y las señales L2CAP de las comunicaciones lógicas ACL se transportan en la
carga útil del paquete, junto con los datos genéricos del usuario de las aplicaciones. En el
caso de las comunicaciones lógicas SCO, la carga útil contiene los datos del para el enlace
lógico [11].
6.10 Detección de dispositivos
La detección es el proceso mediante el que la computadora busca otros dispositivos Bluetooth
de su alcance (aproximadamente 10 metros). A medida que se detecta cada dispositivo, se
muestra el resultado de su detección. Después de encontrar los dispositivos que están
buscando, puede seleccionar aquellos a los que se desea conectar.
La aplicación Bluetooth de dispositivos móvil puede activarse y desactivarse, y la
aplicación dispone del valor detectable, que también se puede activar y desactivar.
Combinaciones de valores y los estados de detección que se pueden obtener:
Bluetooth desactivado: si se desactiva Bluetooth, otros usuarios no podrán detectar
dicho dispositivo. Cuando Bluetooth esta desactivado no se puede acceder a ningún
valor detectable.
Bluetooth activado y no detectable: si el dispositivo móvil está encendido,
Bluetooth está activado y el valor detectable se establece en No. Se podrán recibir
conexiones únicamente de dispositivos con lo que se haya formado anteriormente un
par de confianza. De manera predeterminada, el valor detectable se activa al activar
el Bluetooth.
Bluetooth está activado y detectable si: el dispositivo móvil está encendido,
Bluetooth activado y detectable se establece en sí. Se podrán recibir conexiones de
cualquier dispositivo de Bluetooth. Las conexiones se establecerán automáticamente
con los que se haya comunicado anteriormente, pero se pueden rechazar las
invitaciones para conectarse con otros dispositivos no reconocidos.
87
Fig. 6-8 Casos de uso de Bluetooth.
6.11 Casos de uso y actividades
Una aplicación Bluetooth puede ser un cliente o un servidor, un productor de servicios o
consumidor, puede comportarse como un peer-to-peer al exponer tanto como el servidor o el
cliente de dicho comportamiento. Existen aplicaciones típicas de Bluetooth que se dividen
en tres categorías de casos de uso, como se muestra en la fig. 6-8. Las tres categorías de casos
de uso de Bluetooth:
Inicialización: toda aplicación Bluetooth, servidor o cliente, primero debe inicializar
la pila de Bluetooth.
Cliente: un cliente consume servicios remotos. En primer lugar descubre cualquier
dispositivo cercano y, a continuación, para cada dispositivo con el que descubrió la
búsqueda de servicios de interés.
Servidor: un servidor hace servicios a disposición de los clientes. Se registra en el
Servicio de Base de Datos de Descubrimiento (SDDB). A continuación se espera para
las conexiones entrantes, acepta como vienen, y sirve a los clientes que hacen ellos.
Por último, cuando el servicio ya no es necesario la aplicación la elimina de la SDDB.
En la fig. 6-9 se muestra las actividades principales tanto el cliente como el servidor
deben empezar con la inicialización, la aplicación de servidor prepara un servicio y espera
para las conexiones, y que el cliente descubre los dispositivos y servicios y, después se
conecta a un dispositivo específico para consumir un servicio en particular [46].
88
Fig. 6-9 Actividades cliente y servidor.
Inicialización de una aplicación
Primero la aplicación hace referencia al administrador Bluetooth con la clase LocalDevice,
después las aplicaciones cliente hacen una recuperación de referencia con DiscoveryAgent
que proporciona todos los descubrimientos relacionados con los servicios [46], la fig. 6-10
muestra la inicialización de Bluetooth.
Fig. 6-10 Inicialización de una aplicación Bluetooth.
Configuración de un servidor
Crear un servidor de Bluetooth para hacer un servicio disponible para el consumo tiene cuatro
pasos principales:
89
1. Creación de un servicio de registro para el servicio que desea poner a disposición.
2. Añadiendo el nuevo servicio de registro a la base de datos de Service Discovery.
3. Registra el servicio.
4. Esperando a las conexiones de clientes.
Son importantes dos de las operaciones relacionadas:
Modificar el servicio de registro, si el servicio de los atributos que son visibles a
los clientes tienen necesidad de cambio.
Cuando todo este hecho, eliminar el servicio de registro de la SDDB [46].
La fig. 6-11 siguiente muestra la configuración de un servidor:
Fig. 6-11 Configuración de un servidor Bluetooth.
6.12 Uso de un dispositivo
En Bluetooth se manejan dos conceptos relacionados con la conformación de redes: las
piconet y las scatternet.
Dos o más dispositivos Bluetooth que comparten el mismo canal de conexión
conforman una piconet. Esta se establece a través de enlaces punto multipunto, en donde uno
de los dispositivos cumple el rol de maestro mientras los demás actúan como esclavos como
se observa en la fig. 6-12. Una piconet puede tener un máximo de siete esclavos activos. Si
un equipo se encuentra dentro del radio de cobertura de otro, éstos pueden establecer
conexión entre ellos [23].
Fig. 6-12 Ejemplo de un piconet.
90
A un grupo de piconets se le llama scatternet, como se observa en la fig. 6-13, la PC
A interactúa en la piconet A con otra PC y en la piconet B con un punto de acceso a una red
de área local.
Fig. 6-13 Ejemplo de un scatternet.
Socket
Otra parte importante de la tecnología Bluetooth y el diseño de la API (Aplication
Programming Interface), es establecer la comunicación entre el socket, que son considerados
como puntos de comunicación de dos vías entre dos programas que pueden estar dentro de
la red.
La comunicación entre proceso a través de socket se basa en la filosofía cliente-
servidor, donde un proceso de esta comunicación actúa dentro del proceso del servidor
creando un socket cuyo nombre conocerá el proceso cliente, el cual podrá hablar con el
proceso servidor a través de la conexión con dicho socket nombrado. El mecanismo de
comunicación vía socket tienen los siguientes pasos:
1. El proceso servidor crea un socket con nombre y espera la conexión.
2. El proceso cliente crea un socket sin nombre.
3. El proceso cliente realiza una petición de conexión al socket servidor.
4. El cliente realiza la conexión a través de su socket mientras el proceso servidor
mantiene el socket servidor original con nombre.
91
Todo socket está determinado por dos características esenciales:
El tipo del socket, indica la naturaleza del mismo, el tipo de comunicación que puede
generarse entre los sockets.
El dominio del socket describe el conjunto de sockets que pueden establecer una
comunicación con el mismo.
Los socket pueden tener algunas propiedades, así como tipo de comunicación que se puede
dar entre el cliente y servidor como:
Fiabilidad de transmisión.
Mantenimiento del orden de los datos.
No duplicación de los datos.
Envío de mensajes urgentes.
Tipos de socket
Tipo SOCK_DGRAM: sockets para comunicaciones en modo no conectado, con
envío de datagramas de tamaño limitado. En dominios de Internet como los que ocupa
el protocolo del nivel de transporte sobre el que se basa el UDP ya que es no orientado
a conexión.
Tipo SOCK_STREAM: para comunicaciones fiables en modo conectado, de dos
vías y con el tamaño variable de los mensajes de datos. Por debajo de los dominios,
Internet utiliza el protocolo TCP ya que es orientado a conexión.
Tipo SOCK_RAW: permite el acceso a protocolos de más bajo nivel como el IP a
nivel de red.
6.13 Comparativa
Es importante destacar que una comparativa entre Bluetooth y otras tecnologías similares
resulta un poco difícil debido a que se difiere en la utilización y servicios entregados. La
comparativa realizada en la tabal 6 sólo incluye campos objetivos y medibles.
Bluetooth sobre IrDA, tiene la capacidad de penetrar objetos sólidos y una máxima
movilidad dentro de la piconet por ser omnidireccional formando una WPAN, además
permite el intercambio de datos que resulta difícil o imposible con IrDA.
En relación con ZigBee o estándar IEEE 802.15.4 para WPAN, una piconet es
formada máximo por 8 nodos (un maestro y siete esclavos) mientras que ZigBee
puede constar de 65535 nodos como máximo distribuidos en subredes de 255 nodos,
en otro aspecto Bluetooth se usa para aplicaciones en teléfonos móviles y la
informática casera, mientras que la velocidad del ZigBee se hace insuficiente para
estas tareas, desviándolo a usos como la Domótica, los productos dependientes de la
batería, los sensores médicos, en los cuales la transferencia de datos es menor.
Con respecto al estándar IEEE 802.11b o WiFi, Bluetooth conecta dispositivos a alta
velocidad en distancias de 10 metros, mientras que WiFi se utiliza principalmente
92
como medio de acceso a Internet y para la creación de WLAN o redes inalámbricas
de área local.
En otras tecnologías relevantes, se tiene al estándar IEEE 802.16 o WiMAX como
una solución muy adecuada para dar servicios de banda ancha en lugares (en la
mayoría de las veces zonas rurales) donde el despliegue de redes de cobre, cable o
fibra representa un costo demasiado elevado. WiMAX se utiliza para WMAN
(Wireless Metropolitan Area Network) o red inalámbrica de área metropolitana [35].
Tabla 7 Comparativa de tecnologías inalámbricas.
Red WMAN WLAN WPAN
Estándar 802.16 802.11b 802.15.1 802.15.4
Certificación WiMAX WiFi Bluetooth ZigBee
Velocidad 70 Mb/s 11
Mb/s
Hasta 721
Kb/s
20,40,250 Kb/s
Frecuencia 2-66 GHz 2.4 GHz 2.4GHz 868 MHz, 915MHz,
2.4 GHz
Rango 50 Km 100 m 10 m 75 m
Topología de red P2P P2P, PA y MP Ad-hoc,
piconet
En malla
Itinerancia
(Roaming)
Sí
(802.16e)
Sí No No
Ventajas Movilidad,
portabilidad
Velocidad,
flexibilidad
Convenien
cia, costo
Robustez, consumo,
costo
Equivalente a: ADSL (Línea de
usuario digital
asimétrica)
LAN Cables de
conexión
Objetos que se
comunican entre si
6.14 Seguridad
La tecnología Bluetooth provee tres modos de seguridad:
Modo 1 (no seguro). El dispositivo no inicia ningún procedimiento como
encriptación o autenticación.
Modo 2 (seguridad a nivel de servicio). Son las aplicaciones quienes deciden si
quieren utilizar las características de seguridad que ofrece el protocolo.
Modo 3 (seguridad a nivel de enlace). El propio protocolo establece la seguridad
del sistema antes de establecer el canal de comunicación, por lo tanto toda la
comunicación desde ahí va cifrada. Es el nivel de mayor seguridad [35].
6.15 Principales aplicaciones
En relación a las principales aplicaciones y modelos de uso destacamos:
Teléfono 3 en 1: Un mismo teléfono lo podemos utilizar como fijo si se encuentra
dentro del radio de acción del punto de acceso instalado en nuestra casa, como
teléfono móvil si nos encontramos fuera del radio de acción del punto de acceso de
93
nuestra casa, y por último, como medio de acceso a nuestros contactos, teléfonos,
correo electrónico, entre otros.
Escritorio inalámbrico: Bluetooth nos ofrece la posibilidad de eliminar los cables
que utilizamos en nuestro equipo. Desde un teclado inalámbrico, pasando por el ratón,
incluso un disco duro portátil que se comunique mediante esta tecnología. En
definitiva, permite el acceso a cualquier tipo de periféricos inalámbricos (impresoras,
escáneres, fax, copiadoras).
Sincronización continua: Los dispositivos Bluetooth mantienen constantemente la
información sincronizada, por lo que si modificamos ésta en nuestro PC, y la misma
estaba almacenada en nuestro PDA, se modificará automáticamente. Además nos
posibilita sincronizar automáticamente listas de contactos entre teléfonos móviles,
notebook y dispositivos de mano.
Desplazamientos conectados: Bluetooth nos da la posibilidad en desplazamientos,
de conectar un ordenador de mano al teléfono móvil para acceder a Internet, o a los
sistemas corporativos. Igualmente permite compartir documentos o archivos en
reuniones y conferencias.
Dispositivos manos libres: Ésta ha sido una de las primeras aplicaciones que se han
encontrado en el mercado. El uso de estos dispositivos permite acceder a la
información de los contactos, enviar correo electrónico, etc.
Portátil o PDA como teléfono: Mediante unos auriculares inalámbricos podemos
acceder a nuestro portátil o PDA y realizar llamadas como si de un teléfono se tratase
[22].
Enviar pequeñas publicaciones desde anunciantes a dispositivos con Bluetooth:
Un negocio podría enviar publicidad a teléfonos móviles cuyo Bluetooth estuviera
activado al pasar cerca.
Las consolas: Sony PlayStation 3, Microsoft Xbox360 y Wii incorporan Bluetooth,
lo que les permite utilizar mandos inalámbricos, aunque los mandos originales de la
Wii funcionan mezclando la tecnología de infrarrojos y Bluetooth.
Enlace inalámbrico: entre sistemas de audio y los altavoces (o altoparlantes)
correspondientes.
94
Glosario de términos
API Una API (del inglés Application Programming Interface - Interfaz
de Programación de Aplicaciones) es el conjunto de funciones y
procedimientos (o métodos si se refiere a programación orientada a
objetos) que ofrece cierta biblioteca para ser utilizado por otro
software como una capa de abstracción.
ADSL Línea de abonado digital asimétrica, ADSL (del inglés Asymmetric
Digital Subscriber Line) es un tipo de tecnología de línea DSL.
Consiste en una transmisión analógica de datos digitales apoyada en
el par simétrico de cobre que lleva la línea telefónica convencional
o línea de abonado, siempre y cuando la longitud de línea no supere
los 5,5 km medidos desde la central telefónica, o no haya otros
servicios por el mismo cable que puedan interferir.
AMR Multi-tasa adaptativo (del inglés Adaptive Multi-Rate, AMR) es un
formato de compresión de audio optimizado para la codificación de
voz. AMR ha sido adoptado como el estándar de codificación de
audio por 3gpp en octubre de 1998 y actualmente se utiliza
ampliamente en GSM. Gestiona dinámicamente el ancho de banda
seleccionando entre ocho diferentes tasas de bits.
ATM El Modo de Transferencia Asíncrona (del inglés Asynchronous
Transfer Mode, ATM) es una tecnología
de telecomunicación desarrollada para hacer frente a la gran
demanda de capacidad de transmisión para servicios y aplicaciones.
AVRCP Control remoto de audio/vídeo. Diseñado para ofrecer una interfaz
estándar para el control de televisores y aparatos de música entre
otros, de forma que un mando único pueda agrupar todo el control.
Puede usarse junto con A2DP o VDP.
También permite extensiones específicas del fabricante. Su versión
1.3 permite transmitir información del estado de la fuente, por
ejemplo el título de una canción.
DBMS (Database Management System) Los sistemas de gestión de base de
datos son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de
interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la
utilizan. Se compone de un lenguaje de definición de datos, de un
lenguaje de manipulación de datos y de un lenguaje de consulta.
DLNA Alianza para el estilo de vida digital en red (del inglés Digital Living
Network Alliance), es una asociación de fabricantes de electrónica e
informática. Su objetivo es definir directrices de interoperabilidad
que permitan compartir medios digitales entre dispositivos de
consumo como ordenadores, impresoras, cámaras, teléfonos
móviles y otros dispositivos multimedia.
DSN Nombre Fuente de datos o Nombre de origen de datos (del inglés
Data Source Name), representa todo lo relativo a una fuente de datos
configurada por el usuario para conectarse a una Base de datos. Es
decir, por cada conexión que el usuario quiera establecer con
95
algún(os) fabricante(s), tiene que especificar una serie de
información que permitan al Controlador o Driver saber con qué
fabricante(s) se tiene que conectar y la cadena de conexión que tiene
que enviarle a dicho fabricante(s) para establecer la conexión con la
fuente de datos ODBC accedida por el proveedor en cuestión.
HSCSD High-Speed Circuit-Switched Data, es una mejora al mecanismo de
transmisión de datos de GSM o circuit-switched data (CSD). Fue
aprobado por la ETSI en 1997 y fue desplegado por varios
operadores de GSM en el mundo. HSCSD introduce dos
modificaciones tecnológicas que permiten conseguir una velocidad
de transmisión seis veces superior a la de GSM (57,6 kbit/s frente a
9,6 kbit/s).
MIMO Múltiple entrada múltiple salida (del inglés Multiple-input Multiple-
output, MIMO), se refiere específicamente a la forma como son
manejadas las ondas de transmisión y recepción en antenas para
dispositivos inalámbricos como enrutadores. En el formato de
transmisión inalámbrica tradicional la señal se ve afectada
por reflexiones, lo que ocasiona degradación o corrupción de la
misma y por lo tanto pérdida de datos.
ODBC Open DataBase Connectivity: es un estándar de acceso a Bases de
Datos desarrollado por Microsoft, el objetivo es acceder a cualquier
DBMS, esto se logra al insertar una capa intermedia entre la
aplicación y el DBMS. El propósito de esta capa es traducir las
consultas de datos de la aplicación en comandos que el DBMS
entienda.
POP3 Protocolo de Oficina Postal (del inglés Post Office Protocol), en
clientes locales de correo para obtener los mensajes de correo
electrónico almacenados en un servidor remoto. Es un protocolo de
nivel de aplicación en el modelo OSI.
Las versiones del protocolo POP, informalmente conocido como
POP1 y POP2, se han quedado obsoletas debido a las últimas
versiones de POP3. En general cuando se hace referencia al
término POP, se refiere a POP3 dentro del contexto de protocolos de
correo electrónico.
RFCOMM Comunicación por radio frecuencia (del inglés Radio Frequency
Communication, RFCOMM), es un conjunto simple de protocolos
de transporte, construido sobre el protocolo L2CAP; y que
proporciona sesenta conexiones simultáneas para dispositivos
bluetooth emulando puertos serie RS-232. El protocolo está basado
en el estándar ETSI TS 07.10. RFCOMM es a menudo
denominado emulación de puertos serie.
UMTS Sistema universal de telecomunicaciones móviles (del inglés
Universal Mobile Telecommunications System, UMTS) es una de las
tecnologías usadas por los móviles de tercera generación, sucesora
de GSM, debido a que la tecnología GSM propiamente dicha no
96
podía seguir un camino evolutivo para llegar a brindar servicios
considerados de tercera generación.
VLSI Integración en escala muy grande (del inglés
Very Large Scale Integration, VLSI), de sistemas de circuitos
basados en transistores en circuitos integrados comenzó en los
años 1980, como parte de las tecnologías de
semiconductores y comunicación que se estaban desarrollando.
Los primeros chips semiconductores contenían sólo un transistor
cada uno. A medida que la tecnología de fabricación fue avanzando,
se agregaron más y más transistores, y en consecuencia más y más
funciones fueron integradas en un mismo chip,
el microprocesador es un dispositivo VLSI.
97
Referencias
[1] A. D. Gratton, “Bluetooth Profiles”, Prentice Hall, 2000.
[2] A. Maher. "Andvanced iOS 4 Programming: Developing Mobile Applications for
Apple iPhone, iPad and iPod touch." John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-97123-9. 2010
[3] A. K. Nori. "Mobile and Embedded Databases". Microsoft Corporation, One
Microsoft Way, Redmond, WA 98052. In Proc. of ACM International Conference on
Management of Data, 2007.
[4] A. R. Castellano, "Bluetooth. Introducción a su Funcionamiento", Escuela Técnica
Superior de Ingeniería - ICAI, 2012.
[5] A. Silbershatz, H. F. Korth, S. Sudarshan. "Fundamentos de Diseño de Bases de
Datos". McGraw Hill, 5a Edición. Madrid. ISBN: 0-07-295886-3. 2006.
[6] Books Llc. "Mobile Phone Operating Systems: Symbian Os, Android, Mobile
Operating System, Web Os, S60, Cyanogenmod, Symbian Platform, Blackberry Os" ISBN
1157464408.
[7] Bluetooth Special Interest Group, LMP Specification, 2008
[8] Bluetooth Special Interest Group, L2CAP Specification, 2008
[9] Bluetooth Special Interest Group, RFCOMM with TS 07.10, 2008
[10] Bluetooth Special Interest Group, SDP Specification, 2008.
[11] Bluetooth Special Interest Group, Data Transport Architecture Specification, 2008
[12] Bluetooth SIG, Personal Area Networking Profile, Version 0.95a, 26 June 2001,
work in progress.
[13] Bluetooth Special Interest Group, Telephony Control Protocol Specification, 2008
[14] C. Batni, S. B. Navathe, S. Ceri, A. V. Martín García, D. R. Ibancos. "Diseño
conceptual de Bases de Datos". ISBN: Adisson Wesley/ Diaz de Santos, 2004.
[15] C.J. Date. "Introducción a los Sistemas de Bases de Datos". ISBN: 968-444-419-2.
Prentice Hall, 7ª Edición. 2001.
[16] C. Kumar, Kline, P. J, & Thompson, T. J. “Bluetooth Application Programming
with the Java API`s”, Morgan Kaufmann Publishers. 1-22, 2004. ISBN: 1-55860-934-2.
[17] C. M. de Bernardo, T. Priede. "Marketing móvil: una nueva herramienta de
comunicación". Netbiblio, S.L. ISBN: 978-84-9745-182-6. 2007
[18] C. Mezquida. “Diseño y optimización de una antena impresa para Wireless LAN”.
Universidad Politécnica de Valencia - Escuela Politécnica Superior de Gandia Ingeniería
Técnica de Telecomunicación (Sistemas de Telecomunicación). 2004.
98
[19] C. M. Ruiz. "Programación en Lenguajes Estructurados" IES Zaidín Vergeles de
Granada. Departamento de Informática. Desarrollo de Aplicaciones Informáticas.
[20] D. Roldán. “Comunicaciones inalámbricas: Un enfoque aplicado”. ISBN:
8478976213. Editorial Ra-Ma, 2004.
[21] D. Suvak, K. Dodd, "Minimal IrDA Protocol Implementation (IrDA Lite)". Infrared
Data Association, Counterpoint Systems Foundry, Inc.Actisys Corporation. Versión 1.0,
November 7, 1996.
[22] E. Fernández. "Conocimientos y aplicaciones tecnológicas para la dirección
comercial". ESIC EDITORIAL. ISBN: 84-7356-382-4.
[23] F. Basto, M. L. Chicangana, J. A. Hurtado. "Desarrollo de aplicaciones Bluetooth
utilizando el API JRS-82". White paper.
[24] F. Kuhlmann, A. Alonso. "Información y telecomunicaciones". ISBN: 968-16-5093-
X. Primera edición, 1996.
[25] Gralla, Preston (2007). Cómo funcionan las redes inalámbricas. Anaya Multimedia.
ISBN 978-84-415-2068-4.
[26] I. Muñiz. “WiMAX: el nuevo acceso inalámbrico a Internet”. Centro de
Investigación e Innovación en Telecomunicaciones CINIT, feb. 2005.
[27] I. Pérez López. “Wireless. Redes Inalámbricas: WiFi, WiMAX”. IES Manuel
Bartolomé Cossio. Enero, 2007.
[28] J. C. Haartsen, “The Bluetooth radio system”. IEEE Personal Communications.
February 2000.
[29] J. Ghetie. "Fixed-Mobile Wireless Networks Convergence, Technologies, Solutions,
Services". ISBN: 9780521513562 September 2008.
[30] J. I. Portillo, A. B. Bermejo, A. M. Bernardos. "Tecnología de identificación por
radiofrecuencia (RFID): Aplicaciones en el ámbito de la salud". Fundación Madrid para el
Conocimiento.ISBN-13: 978-84-612-4360-0.
[31] JSR-82 [http://jcp.org/en/jsr/detail?id=82]: Todo lo referente al JSR-82 en la web del
JCP. Documentación javadoc, especificación y más.
[32] J. T. Gironés. "El gran libro de Android." MARCOMBO, S.A. ISBN 978-84-264-
1976-8. 2013
[33] L. A. Gama, M. Alvarado. "Transacciones para Cómputo Móvil: presente y
perspectiva futura". Revista Digital Universitaria, Vol. 3 No. 4. ISSN: 1607-6079. 2002
99
[34] L.A. Gama, E. García. "Implementación de un Servicio para interconectar
Dispositivos Móviles a una Base de Datos utilizando Sockets". Instituto Tecnológico de
Zacatepec.
[35] L. A. Gama Moreno, E. Villa Téllez, C. Noguerón González. "Bluetooth: un enfoque
al estándar IEEE 802.15.1". Instituto Tecnológico de Zacatepec.
[36] Lee Henry, Chuvyrov Eugene. "Beginning Windows Phone 7 Development."
Apress. ISBN 978-1-4302-3596-5. 2011
[37] Vijay, Kumar. M o b i l e C o m p u t i n g A Brief History of Personal Communication
System Computer Science University of Missouri-Kansas City Kansas City, MO 64110,
USA.
[38] M. E. Boquera. “Servicios avanzados de Telecomunicaciones”. IBN 84-7978-607-
8. Díaz de Santos. 2003
[39] M. Espinoza, C. Loaiza. “Seguridad para la red inalámbrica de un campus
Universitario”. LACNIC XI. 2008.
[40] M. Elo. “Tendencias en prueba de RF”, Keithley Instruments, Inc. Cleveland, Ohio
(EE UU). GM2 PUBLICACIONES TÉCNICAS, S.L., Madrid, 2009.
[41] M. Juntao Yuan. "Enterprise J2ME Developing Mobile Java Applications". Prentice
Hall, USA. ISBN: 0131405306. 2007.
[42] N. Cardona, J. J. Olmos, M. García, J.F. Monserrat. "3GPP LTE: Hacia la 4G móvil".
MARCOMBO, S.A. ISBN: 978-84-267-1875-4. 2001
[43] P. Ottar Ribe Pahr, A. Morken. Norweigan University of Science and Technology.
“Apache Derby SMP Scalability”. Autum Proyect 2006.
[44] P. Ward, G. Dafoulas. “Database Management Systems”, Thomson, Middlesex
University Press. ISBN: 13: 978184480. 2006.
[45] R. Meier. “Professional Android 2 Application Development", Wiley Publishing,
Inc., 2010, ISBN: 978-0-470-56552-0.
[46] S. Ni. “GPRS network planning on the existing GSM system”. IEEE Global
Telecommunications Conference. San Francisco, USA. Dec. 2000.
[47] Sun Developer Network (SDN), Sun Microsystems “Using the Java APIs for
Bluetooth Wireless Technology, Part 1 - API Overview”. White paper 2004.
[48] S. William; “Comunicaciones y Redes de Computadores”. ISBN 978-84-205-4110-
5. Pearson Prentice Hall.2004.
100
[49] UDLAP,Colección de Tesis Digitales Universidad de las Américas Puebla,
“Bluetooth” http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/valle_i_lf/capitulo3.pdf
[50] Want, R., “An Introduction to RFID Technology.” IEEE Pervasive Computing,
2006.
[51] Y. Abdulrahman, M. Bwanga, T. Ajay. “WiMAX: A key to bridging the digital
divide”. IEEE Proceedings of Southeast Conference. Virginia, USA, Mar. 2007.
[52] Francisco Sivianes Castillo, Gemma Sánchez Antón, Jorge Ropero Rodríguez,
Octavio Rivera Romero, Jaime Benjumer Mondéjar, Julio Barbancho Concejero, María del
Carmen Romero Ternero. (2010). Servicios en Red. Madrid, España: Ediciones Paraninfo
SA.
[53] Edmundo Álvarez Jiménez. (2010). Mejoras a DeTraS: describiendo la actividad
humana frente al ordenador. España: Creative Commons.