wpan 802 redes de area personal

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WPAN 802.15 ( Wireless Personal Area Network) ( redes inalámbricas de área personal) -cubren distancias del orden de los 10 metros como máximo -conectan varios dispositivos portátiles personales sin la necesidad de utilizar cables -no requiere de altos índices de transmisión de datos. -bajo consumo de energía, adecuada para el uso con dispositivos móviles pequeños, que funcionan con baterías. A diferencia de las redes de área local (WLAN), una conexión involucra muy poca o nula infraestructura Grupos de trabajo 802.15.1 realiza el estándar basado en las especificaciones del (grupo de interés especial) SIG de Bluetooth. publicó el estándar IEEE 802.15.1 el 14 junio de 2002. 802.15.2 desarrolló un modelo de coexistencia entre las WLAN y WPAN, así como de los aparatos que las envuelven. 802.15.3. Trabaja para establecer los estatus y publicar un estándar nuevo de alta velocidad (20 Mbits/s o mayores) para WPANs, está diseñando para consumir poca energía y ofrecer soluciones a bajos costos así como aplicaciones multimedia. 802.15.4, investiga y desarrolla soluciones que requieren una baja transmisión de datos y con ello una duración en las baterías de meses e incluso de años, complejidad relativamente baja. Publico el estándar IEEE 802.15.4. Aplicaciones Control y monitoreo industrial, seguridad pública (detección y determinación de la localización de personas en lugares de desastres); medición en automóviles (monitoreo de la presión neumática en las llantas); tarjetas o placas inteligentes; agricultura de precisión (medición del nivel de humedad en el suelo, pesticida, herbicida, niveles de pH); automatización del hogar. Tipos de WPAN 3 clases: se diferencian por: rango de datos, consumo de energía y calidad de servicio QoS WPANs con un rango de velocidad elevada (802.15.3) diseñado para aplicaciones multimedia que requieren altos niveles de QoS. WPANs de rango medio (802.15.1) manejan una cantidad de tareas que van de teléfonos celulares hasta comunicación entre PDAs y tienen QoS apropiado para aplicaciones de voz. Las LR-WPAN (baja tasa de transmisión, low rate) (802.15.4) Duración del enlace de red Las WLANs no tienen un tiempo de vida inherente tienen una “existencia” independiente de los aparatos que las conforman.

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Este documento presenta un resumen de lo que son las redes de área personal los grupos de trabajo, aplicaciones y tipos de WPAN una comparacion entre el modelo OSI y el modelo IEEE 802.15, ademas contiene un resumen detallado del estandar 802.15.1 o mas conocido como Bluetooth donde se establecen sus principales caracteristicas.

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WPAN 802.15 ( Wireless Personal Area Network) ( redes inalmbricas de rea personal)-cubren distancias del orden de los 10 metros como mximo-conectan varios dispositivos porttiles personales sin la necesidad de utilizar cables-no requiere de altos ndices de transmisin de datos. -bajo consumo de energa, adecuada para el uso con dispositivos mviles pequeos, que funcionan con bateras. A diferencia de las redes de rea local (WLAN), una conexin involucra muy poca o nula infraestructura Grupos de trabajo 802.15.1 realiza el estndar basado en las especificaciones del (grupo de inters especial) SIG de Bluetooth. public el estndar IEEE 802.15.1 el 14 junio de 2002. 802.15.2 desarroll un modelo de coexistencia entre las WLAN y WPAN, as como de los aparatos que las envuelven. 802.15.3. Trabaja para establecer los estatus y publicar un estndar nuevo de alta velocidad (20 Mbits/s o mayores) para WPANs, est diseando para consumir poca energa y ofrecer soluciones a bajos costos as como aplicaciones multimedia. 802.15.4, investiga y desarrolla soluciones que requieren una baja transmisin de datos y con ello una duracin en las bateras de meses e incluso de aos, complejidad relativamente baja. Publico el estndar IEEE 802.15.4. Aplicaciones Control y monitoreo industrial, seguridad pblica (deteccin y determinacin de la localizacin de personas en lugares de desastres); medicin en automviles (monitoreo de la presin neumtica en las llantas); tarjetas o placas inteligentes; agricultura de precisin (medicin del nivel de humedad en el suelo, pesticida, herbicida, niveles de pH); automatizacin del hogar.Tipos de WPAN 3 clases: se diferencian por: rango de datos, consumo de energa y calidad de servicio QoSWPANs con un rango de velocidad elevada (802.15.3) diseado para aplicaciones multimedia que requieren altos niveles de QoS. WPANs de rango medio (802.15.1) manejan una cantidad de tareas que van de telfonos celulares hasta comunicacin entre PDAs y tienen QoS apropiado para aplicaciones de voz. Las LR-WPAN (baja tasa de transmisin, low rate) (802.15.4)Duracin del enlace de red Las WLANs no tienen un tiempo de vida inherente tienen una existencia independiente de los aparatos que las conforman. Modelo ISO-OSI vs. Modelo IEEE 802.15. IEEE 802 divide al DLL en 2 subcapas, control de acceso al medio (MAC) y control de enlaces lgicos (LLC). LLC es comn a todos estndares 802, como el 802.3, 802.11. MAC depende del hardware y vara respecto a la implementacin fsica de esta capa

WPAN pueden interacten con otro tipo de redes, Una WPAN se puede unir y participar con otras LANs en la familia IEEE 802 (IEEE 502.3, IEEE 802.11) a travs de una compuerta de unin (AG, attachment gateway) El estndar IEEE 802.15.1 Bluetooth Tecnologa utilizada para la conectividad inalmbrica de corto alcance, El principal mercado es la transferencia de datos y voz entre dispositivos y computadoras personales; es una tecnologa de radiofrecuencia (RF) que trabaja en la banda de 2.4 GHz y utiliza salto de frecuencia para expansin del espectro. La distancia de conexin puede ser de hasta 10 metros o ms, dependiendo del incremento de la potencia del transmisor, pero los dispositivos no necesitan estar en lnea de vista.Principales objetivos: - Facilitar las comunicaciones entre equipos mviles y fijos - Eliminar cables y conectores - Ofrecer la posibilidad de crear pequeas redes inalmbricas y facilitar la sincronizacin de datos entre equipos personales. Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM, Intel crearon en 1998 un grupo de inters especial denominado SIG, cuyo propsito fue establecer un estndar para interfaz area junto con un software de control, con el fin de asegurar la interoperabilidad de los equipos entre diversos fabricantes.1994, Ericsson inici un estudio para investigar la viabilidad de una interfaz va radio, de bajo coste y bajo consumo, para la interconexin entre telfonos mviles y otros accesorios, con la intencin de eliminar los cables2002 la IEEE aprob finalmente el estndar IEEE 802.15.1 compatible totalmente con la tecnologa Bluetooth. En noviembre de 2004 el SIG aprob lo que ser Bluetooth 2.0 EDR (Enhanced Data Rate), el cual presenta una velocidad de transmisin de 3 Mbps y un alcance de hasta 100 metros.

Caractersticas generales de Bluetooth Opera en la banda de 2,4 GHz con una tasa binaria mxima de 720 Kbps. Utiliza expansin del espectro con saltos en frecuencia (Frequency Hopping), lo cual especifica 1600 saltos por segundo entre 79 frecuencias. Utiliza modulacin GFSK (modulacin FSK con un filtrado gaussiano). Usa duplexacin en el tiempo TDD Soporta hasta ocho dispositivos en una piconet (un maestro y siete esclavos). Tiene dos tipos de transferencia de datos entre dispositivos: los orientados a conexin de tipo sncrono (SCO) y los no orientados a conexin de tipo asncrono (ACL) Las piconets pueden combinarse para formar lo que se denominan scatternets La potencia de transmisin est comprendida entre 0 dBm (dispo. Clase 3) y 20 dBm (dispo. Clase 1).

Stack Bluetooth Uno de los principales objetivos de la tecnologa Bluetooth es conseguir que aplicaciones de dispositivos diferentes mantengan un dilogo Fluido para ello deben ejecutarse sobre el mismo stack de protocolos.

SDP (Service Discovery Protocol) Proporciona un mecanismo que permite a las aplicaciones descubrir cules son los servicios disponibles en su entorno y determinar las propiedades especficas de stos.SDP debe proporcionar las siguientes funcionalidades: Permitir la bsqueda de servicios basados en atributos especficos. Debe permitir que los servicios sean descubiertos basndose en la clase de servicio. Debe permitir averiguar las caractersticas de un servicio sin tener conocimiento a priori de este serv. Debe permitir almacenar informacin sobre servicios (forma temporal) para mejorar la eficiencia del protocolo. Proporcionar complejidad adecuada para ser utilizado en dispositivos con prestaciones limitadas SDP debe proporcionar los siguientes servicios en versiones futuras. Se proporcionar acceso a los servicios, slo acceso a la informacin sobre los servicios. Se proporcionarn mecanismos para la tarifacin por el uso de los servicios. Se proporcionar al cliente la capacidad de controlar o cambiar la operacin de un servicio. Se proporcionar notificacin de eventos para los casos en que los servicios no estn disponibles o cuando se modifican los atributos de los servicios. RFCOMM Permite emular el funcionamiento de los puertos serie sobre el protocolo L2CAP. Soporta hasta 60 conexiones simultneas entre dos dispositivos Bluetooth. Se tiene 2 tipos de dispositivos:Tipo 1: Se trata de dispositivos terminales de comunicacin, como los ordenadores, las impresoras, etc. Tipo 2: Son aquellos que forman parte de un segmento de comunicacin; como por ejemplo, los mdems L2CAP Protocolo q se encarga d adaptar los protocolos superiores al protocolo de banda base. Principales funciones:Multiplexacin de protocolos de alto nivel Segmentacin y reensamblado de paquetes largos (hasta 64 Kbytes). Descubrimiento de dispositivos y calidad de servicio. HCI (Host Controller Interface) Provee una interfaz entre el controlador de banda base y al administrador de enlace y acceso al estado del hardware y registros de control. Esta interfaz provee un mtodo uniforme de acceder a las capacidades de la banda base Bluetooth.LMP (Link Manager Protocol) Los mensajes LMP son usados para el establecimiento, seguridad y control del enlace.Banda base Bluetooth utiliza el esquema TDD para la comunicacin de varios dispositivos en modo full-dplex. Se divide el canal en slots de 625us de duracin. La informacin se transmite en paquetes, en saltos de frecuencia diferentes, para incrementar la proteccin frente a interferencias.Los paquetes Bluetooth poseen tres partes bien diferenciadas:

Cdigo de acceso: cada paquete empieza con un cdigo de acceso que puede tener una longitud de 72 bits. Existen tres tipos diferentes de cdigo de acceso: cdigo de acceso al canal (CAC), Cdigo de acceso de dispositivo (DAC) e Cdigo de Acceso de Bsqueda (IAC). Cabecera: contiene informacin acerca del control del enlace (LC). Para proteger la cabecera de posibles errores en la transmisin, cada bit es repetido 3 veces en fila produciendo as un total de 54 bits.Carga til: puede constar de 0 a 2745 bits y se compone de tres segmentos: cabecera (existente solo en paquetes ACL), Informacin y CRC (existente solo en paquetes ACL): o Carga til de voz: Voz (0-2745 bits)

Radio Bluetooth Las especificaciones de esta capa son las siguientes: Banda ISM de RF de 2,4 GHZ (2400 - 2483,5 MHz). 79 canales de 1 MHz de ancho de banda FH/TDD con 1600 saltos/s. Potencia de salida: 100 mW (20 dBm), 2,5 mW (4 dBm) y 1 mW (0 dBm). Modulacin GFSK con BT = 0,5 (ndice de modulacin de 0,28 a 0,35) Velocidad de transmisin: 1 Mbps Sensibilidad del receptor: -70 dBm Topologas de red Bluetooth diseada para operar en un ambiente multi-usuario. Esta presenta dos tipos de configuraciones posibles, La estructura que maneja esta tecnologa est compuesta, en su forma ms bsica, por lo que se denomina una piconet y en una estructura un poco ms compleja a la que se denomina una scatternet. La piconet son varios dispositivos que se encuentran en el misma radio de cobertura en donde comparten un mismo canal y que est constituida entre dos y ocho de estas unidades. Cada dispositivo tiene una direccin nica de 48 bits, mientras que la scatternet est formada por la conexin de una piconet a otra, con un mximo de interconexiones de diez piconets.Establecimiento de la conexin Operan en 2 modos (maestro y esclavo), slo es posible la comunicacin entre el maestro y los esclavos, nunca entre varios esclavos. Establecimiento del enlace: se lleva a cabo mediante el (LMP). El enlace fsico es una secuencia de trasmisin sobre un canal fsico de time-slots alternados entre el maestro y el esclavo. Establecimiento del canal: despus del establecimiento del enlace fsico, se debe establecer un canal Bluetooth (enlace lgico) entre ambos dispositivos mediante el protocolo L2CAP. Establecimiento de la conexin: se establece la conexin entre las aplicaciones de los dos dispositivos..Modos de operacin Modo ACTIVE: el dispositivo participa activamente en la piconet, escuchando continuamente los time-slot que le corresponden para ver si el maestro manda paquetes con su propia direccin. Modo SNIFF: el esclavo slo escucha el canal en unos time-slots predeterminados. El maestro le enva paquetes en estos time-slot predefinidos, y el esclavo continuar escuchando mientras reciba paquetes con su direccin. Modo HOLD: slo recibe un determinado tipo de paquetes, aunque puede seguir realizando otras operaciones como paging, inquiring o scaning, tambin sigue manteniendo su direccin como miembro activo de la piconet. Modo PARK: el dispositivo no participa en la piconet, pero permanece sincronizado con ella, aunque deja de tener su direccin como miembro activo.

Seguridad Bluetooth es posible usar:

Tcnicas de seguridad ya incluidas en el chip Autenticacin mediante desafo - respuesta Cifrado del flujo Una clave distinta en cada sesin Seguridad opcional en capas superiores

El estndar IEEE 802.15.2 Coexistencia Debido al uso de la banda de 2.4Ghz para transmisiones inalmbrica se crearon mecanismos para facilitar la coexistencia entre dispositivos WLAN y WPAN Colaborativos: en este caso las colisiones pueden ser evitadas si los sistemas inalmbricos son capaces de compartir informacin en tiempo real acerca del estado de su transmisin (velocidad de transmisin, latencia, potencia). No colaborativos: en este caso las colisiones pueden ser completamente evitadas mediante tcnica de censado (mirar antes de cruzar). Los mecanismos de coexistencia son: Alternando el Acceso al Medio Inalmbrico Arbitracin de Trafico de Paquetes Seleccin Adaptiva de Paquetes Programacin Adaptiva de Paquetes Clasificacin del Canal Saltos de Frecuencia Adaptiva

El estndar IEEE 802.15.3 High Rate Wireless Personal Networks Se preocuparon en desarrollar un estndar que fuera barato en su implementacin y en sus costos de operacin, por lo que este estndar es poco complejo. Mientras ms simple sean los protocolos, el formato de las tramas, la modulacin, etc, d un estndar la transmisin de datos es ms eficiente y por lo tanto ms rpido.Aplicaciones Se puede implementar prcticamente en cualquier dispositivo que sea digno de utilizar un microprocesador. como juguetes, termmetros, y relojes, las ms interesantes dentro del hogar es la distribucin de video. Se pueden hacer transferencias de datos de alta velocidad, para conectar reproductores de mp3, impresoras, escners, productos personales y cmaras digitales a una computadora