6 de abril de 2012

Tecnologías RF que pueden impactar en nuestra WLAN

Uno de los puntos frecuentemente dejados de lado en el diseño e implementación de redes WLAN 802.11 es el de la calidad del espectro de radio frecuencia disponible.
Las redes 802.11 operan en las bandas de 2,4 y 5 GHz que son parte del conjunto de  bandas "no licenciadas". Estas frecuencias no se usan exclusivamente en los sistemas WiFi, sino que son compartidas por múltiples sistemas y productos diferentes. Esta situación es potencial causa "ruido" en la frecuencia con la consecuente degradación de la calidad de la señal de los dispositivos 802.11. Y menor calidad de señal es menor performance en las conexiones.
Las potenciales fuentes de ruido de radio frecuencia son múltiples y muy variadas. Un conjunto muy particular es el de otros dispositivos o tecnologías que operan en estas mismas frecuencias: bluetooth, teléfonos inalámbricos, ZigBee, etc.


Bluetooth
Tecnología que permite conectar dispositivos inalámbricos para conformar redes personales (en un rango de hasta 10 metros).
  • Comprendidas en el estándar IEEE 802.15
  • Se trata de dispositivos de bajo consumo con un área de cobertura reducida.
  • Operan en la frecuencia de 2,4 GHz e implementan Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS).
  • Utiliza un canal de 1 MHz que cambia cada 400 mseg.
  • No requieren alineación.
  • De acuerdo a su potencia de transmisión los dispositivos se clasifican en 3 clases: Clase 1 (20 dBm), Clase 2 (4 dBm), Clase 3 (0 dBm).
  • De acuerdo a la versión del protocolo se pueden conseguir diferentes tasas de transferencia: Versión 1.2 (1 Mbps), Versión 2.0 + EDR (3 Mbps), Versión 3.0 + HS (24 Mbps), Versión 4.0 (24 Mbps).
Bluetooth es una fuente de interferencias potenciales para redes 802.11, aunque generalmente (la mayoría de los dispositivos son clase 2) no tienen un impacto importante en las comunicaciones WiFi.


Teléfonos inalámbricos
El uso de teléfonos inalámbricos tanto en el hogar como en la oficina es creciente.
  • Pueden utilizar 4 frecuencias diferentes: 900 MHz, 1800 MHz, 2,4 GHz. y 5 GHz.
  • Los teléfonos que operan en las frecuencias de 2,4 y 5 GHz. coinciden con las bandas que se utilizan en redes WiFi.
  • Sin importar la frecuencia en la que operan, todos ellos implementan tecnologías semejantes.
  • Utilizan Time Division Multiple Access (TDMA), lo que permite que múltiples estaciones operen simultáneamente en la misma frecuencia.
  • Implementan Frequency Division Multiple Access (FDMA), por lo que si encuentra congestionada una frecuencia puede moverse a otra en la misma banda.
  • La mayoría de los teléfonos utilizan FHSS en toda la banda.
La implementación de teléfonos inalámbricos es incompatible con la operación de redes WiFi en la misma frecuencia. 
Tienen un impacto muy negativo en redes 802.11 que operan en 2,4 GHz (b/g/n); aún cuando utilizan potencias bajas. En redes que operan en 5GHz. (a/n) el impacto no es tan severo dado que hay mayor diversidad de canales, si bien puede ocasionar pérdida de performance.


ZigBee
Se trata de una tecnología nueva que está teniendo mayor penetración progresivamente. Si bien se lo suele confundir con Bluetooth, es claramente diferente.
  • Se basa en el estándar IEEE 802.15.4.
  • Desarrollado para implementar redes de sensores y control.
  • Operan en frecuencias de 91 MHz. (USA), 868 MHz. (Europa) y 2,4 GHz.
  • En la banda de 2,4 GHZ utiliza 16 canales de 5 MHz.
  • Emplea potencias de hasta 60 mW.
  • Ofrece tasas de transferencia bajas: 20, 40 y 250 Kbps.
  • Rangos de alcance de entre 10 y 100 metros.
  • Consumo de energía muy bajo.
  • Puede establecer topologías variadas: ad hoc, estrella o malla.
Se utiliza para dispositivos de monitoreo, controles remotos, dispositivos de automatización, juguetes, etc.
Es una tecnología incompatible con 802.11 y puede generar interferencias con un impacto significativo.


Otras fuentes de interferencia
Dado el carácter de bandas no licenciadas, múltiples dispositivos utilizan estas frecuencias, particularmente la banda de 2,4 GHz. Entre estos dispositivos se pueden contar:
  • Video cámaras.
    Utilizan potencias de 20 dBm con canales angostos. Pero dadas las características de las transmisiones de video pueden afectar seriamente redes WiFi que utilizan canales adyacentes.
  • Monitores de bebés.
    En los entornos hogareños esta puede ser un fuente de interferencias importante. Utilizan potencias del orden de los 20 dBm y pueden utilizar varios canales simultáneamente.
  • Hornos de microondas.
    Provocan interferencias en el centro de la banda de 2,4 GHz, con potencias muy altas.
  • Tubos fluorescentes.
    No son estrictamente una fuente de interferencias. El gas que rellena el tubo al encenderse está ionizado y es conductivo, pudiendo entonces reflejar radio frecuencia. Esto lo convierte en una fuente potencial de múltiples rutas.
La determinación de potenciales fuentes de interferencia es fundamental al momento de diseñar o diagnosticar una red que utilice tecnología IEEE 802.11. Tanto en redes hogareños como empresariales, el análisis de estos elementos es clave para lograr un servicio estable y de performance adecuada.
Bibliografía asociada:
Introducción a las redes wireless LAN - Oscar Gerometta 

4 comentarios:

  1. Muy bueno tu artículo yo desconocía la tecnología ZigBee.

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  2. Buenas Tardes Óscar

    Me puedes ayudar en conocer la diferencia entre el access point AIR-AP1242G-A-K9 y el nuevo AIR-SAP1602E-n-k9, entiendo que solo sustituye al anterior AP, pero quisiera saber más del IOS, ya que no tengo controlador de access point solo les configuro en modo standalone.

    ¿me será útil para configurarlo como standalone?

    Gracias por tu atención.

    Saludos cordiales.

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    Respuestas
    1. Creo que decir que uno sustituye al otro es minimizar diferencias, a menos que quieras decir que el AP 1242 es un equipo que ha dado ya muchos años de buen servicio, mientras que el AP 1600 es un dispositivo de última generación. Por la demás, compararlos es difícil.
      Respecto de tu pregunta, si, el 1602 es un AP que puede funcionar como autónomo. Si revisas el data sheet (http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/wireless/ps5678/ps12555/data_sheet_c78-715702.html) verás que ese número de parte corresponde a los equipos standalone, los "CAP" son dispositivos que requieren controlador.
      Si puede ser el reemplazo que buscas, es difícil decirlo, ya que dependerá de la implementación que debas hacer. Por de pronto este es un equipo para instalación indoor, mientras que que el 1240 es para ambientes agresivos.

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  3. La tecnologia esta representada en todo y cualquier cosa que vemos o utilizamos frecuentemente,Con ejemplo de algunos restaurantes que usan innovadores prototipos llamados
    Localizadores de Meseros son basados en redes inalámbricas.

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