REDES INALÁMBRICAS (WLANs)

Por Carlos Rodríguez Navarro

Ingeniero Técnico Industrial (Especialidad Electrónica Industrial)

Ingeniero Técnico Informático (Especialidad Sistemas)

Seguramente tras la lectura de anteriores artículos sobre redes cableadas convencionales aparecidos en esta y otras revistas , presentándose sin duda las bondades y  ventajas de estas tecnologías frente a las nuevas WLANs, quizás el técnico se encuentre confundido ante la reciente irrupción en el mercado de los distintos estándares de LANs inalámbricas como la IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11i y demás estándares WLANs  que hay que tener presentes...! ante tal  gran abanico de posibilidades no es de extrañar que haya tanta confusión!.

No obstante, comprender los diferentes productos, tecnologías y las soluciones comerciales actuales, nos ayudará a encontrar la mejor solución y sin duda sospesar si nos conviene migrar nuestra  red convencional con cableado IEEE 802.3 hacia cualquiera de las variantes de redes inalámbricas existentes hoy en día (estándares  IEEE802.11x) .

La tecnología WLAN (de Wireless-Lan, es decir red-inalámbrica) tiene su origen en el comité IEEE 802.11 que desarrollo a finales de los años 90 un conjunto de normalizaciones para redes Lan sin cableado o inalámbricas, por lo que, en esencia, no es una tecnología excesivamente moderna. Quizás el gran éxito comercial de esta tecnología en el momento actual, se deba en parte a la creciente integración y miniaturización de componentes electrónicos, la evolución de la tecnología y el avance del mercado.

Ahora pues WLANs son mas fáciles de instalar y mantener que las LANs convencionales cableadas IEEE 802.3, por lo que no hay duda que continuarán creciendo a un ritmo mucho mas rápido pues:

•  Se instalan muy fácilmente eliminando el engorroso cableado estructurado UTP diseñado a medida de las necesidades del entorno y toda  su parafernalia necesaria como armarios de distribución, puntos de conexión, hubs, switches, etc.

•  Son extremadamente eficaces y fiables (se eliminan de inmediato los riesgos físicos de fallos de cableado, hubs, conectores, etc)

•  Por encima de todo: llevan un menor coste asociado.

• Así pues ejemplos de  entornos ideales de instalación de redes inalámbricas  son:

•  Entornos difíciles de cablear:Son muchas las situaciones en las que el tendido de cables no es posible o resulta complicado. Edificios históricos o antiguos, áreas abiertas o calles muy concurridas impiden o elevan notablemente el coste de instalación de una red. 
•   Equipos de trabajo provisionales:  Zonas de exposiciones, convenciones, campeonatos deportivos u otros emplazamientos que exigen la instalación de oficinas provisionales en donde es conveniente el establecimiento de redes locales temporales que se retiran una vez finalizado su cometido. 
•   Posibilidad de acceso a la información en tiempo real:Médicos y personal sanitario, empleados de establecimientos o responsables de almacén pueden acceder a información en tiempo real mientras tratan con sus pacientes, clientes o procesan información.
•   Entornos que varían con frecuencia:Salas de exposición, salas de reunión, establecimientos de venta al público o fábricas en las que el espacio de trabajo se modifica con frecuencia.
•   Redes para pequeñas oficinas y oficinas en casa:Los trabajadores que desarrollan sus actividades en pequeñas oficinas o en su propia casa requieren una red asequible, de pequeñas dimensiones, que se instale y utilice fácilmente.
•   Redes para el hogar:Cada vez es más frecuente que los hogares cuenten con más de un ordenador, siendo ideal disponer de una red sin cables, que permita compartir recursos entre los miembros de la familia. Además la domótica , los nuevos electrodomésticos con conexión a la red  y la idea del hogar digital precisan de una infraestructura de acceso flexible a la red de redes , que las redes cableadas IEEE 802.3    no pueden ofrecer. 
•   Ampliaciones de Redes Ethernet:Los administradores de redes de entornos dinámicos pueden reducir, gracias al empleo de una red local inalámbrica, los gastos generales originados por los traslados, ampliaciones de redes u otras modificaciones en sus sistemas.

Ejemplo de ampliación de una red Ethernet con una red WLAN

 

•   Instalaciones de formación/educaciónLas salas de formación de las empresas y los alumnos de escuelas y universidades pueden recurrir a la conectividad inalámbrica para acceder e intercambiar información y aprender, sin la complejidad de cablear múltiples puestos para los numerosos alumnos. 
•   Movilidad en la comunicación:Las redes inalámbricas permiten moverse libremente por el área de cobertura de su Unidad Base manteniendo la conectividad con su red de área local.

La implementación pues, de una WLAN en determinados ambientes, ahorra dinero a las empresas por muchas razones (algunas de ellas ya esbozadas), aunque la más importante de todas ellas, es el ahorro en el costo de instalación de cableado UTP, cuyos inconvenientes hoy día es mas que notable

Así las cosas ,resumiendo las redes  tradicionales cableadas presentan las siguientes inconvenientes:

•  Exigen una solución a medida de la instalación (generalmente  en un factor multiplicador varias veces superior  a una instalación de BT).
•  Requieren continuas mejoras en la instalación (generalmente ampliaciones aunque pueden ser coyunturales para mejora el ancho de banda disponibles o mejorar las colisiones producidas por el trafico intenso en alguna subred). 
•  Están sujetas a averías físicas por diferentes orígenes y causas  que pueden llegar incluso a la caída total de la red o subredes.
•  Requieren según los casos de gran cantidad espacio físico (los armarios de  distribución o cableado, las cajas de repartición, los hubs, etc.) 
•  No son reusables: excepto componentes concretos como los hubs y switches, el resto de la instalación se ha desechar por ejemplo, por un cambio de ubicación de la red y volver a hacer el desembolso por una instalación a medida.

Además de todo lo expuesto con anterioridad, en un entorno Lan-inalámbrico son mas que evidentes, para los usuarios de la red, no solo las ventajas económicas derivadas del menor coste relativo de la red, sino también otro tipo de contraprestaciones como son: 

 

Los beneficios en el tiempo que se ahorra a los usuarios, quienes pueden llevar consigo sus PC’s portátiles (o organizadores personales) dondequiera que vayan  sin estar obligados a una ubicación determinada. 
•  Flexibilidad que ofrece a sus usuarios: en las organizaciones grandes, su amplia cobertura permite que los usuarios que se desplacen a cualquier parte del edificio mientras mantienen su acceso a la información y las herramientas que necesitan.
•  La gran Facilidad de instalación que no requiere cableado físico ni por supuesto infraestructura , ya que la infraestructura común se reduce solamente a un router inalámbrico (o un punto de acceso inalámbrico conectado a un router convencional) y al uso  de tarjetas inalámbricas en cada ordenador ( pueden ser usb, internas PCI  o del tipo pcmcia para ordenadores portátiles)

 

•  Bajos precios de la circuiteria necesaria: han bajado los costes muy cuantiosamente ya que por ejemplo el precio actual de un adaptador inalámbrico puede rondar entre los 80 y 150 € según fabricante y prestaciones, y presumiblemente conforme se vaya implantando la tecnología se reducirá aun más (como ha ido pasando con las redes cableadas IEEE 802.3)

Estándar IEEE 802.11b ó Wi-Fi

Componentes de una red wi-fi

Éste es el estándar de mayor fuerza en estos momentos y el que más nivel de penetración presenta (amen de ser la solución más económica ).

El IEEE 802.11b opera en la banda de radio 2.4GHz y tiene una velocidad de enlace máxima de 11Mbps. La alianza WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance),cuyas responsabilidaes son la certificación de los productos IEEE 802.11 para asegurar interoperabilidad y el fomento de esta tecnolología como estándar WLAN global) respalda al IEEE 802.11b y lo ha denominado como "Wi-Fi", abreviación en inglés de "Fidelidad Inalámbrica" (Wíreles Fidelity).

 

Como ejemplo comercial de una solución comercial presentamos un ejemplo real de red “Wi-Fi” compuesta por un punto de acceso, y varios adaptadores de red inalámbricos (pcmcia para los ordenadores portátiles ,y adaptadores usb o tarjetas internas PCI para los ordenadores de sobremesa):

Ejemplo propuesto de una  Red WLAN real

La infraestructura física resumida se limita a:

Ejemplo de pto de acceso

•  Tarjetas de red inalámbricas (usb para los PC’s de sobremesa y pcmcia para los ordenadores portátiles) las cuales rondan por unidad  aproximadamente el 50% la del punto de acceso inalámbrico (menos de 100 euros con la instalación por unidad ).

Ejemplo de tarjeta inalámbrica usb

Las caratericticas resultantes de la red Wi-Fi resultante son:

• Capacidad máxima de 256 ordenadores.

• Conexión simultanea a Internet de hasta 15 equipos.  ( Si se quiere dar salida a través de un adsl de 256kb/s)

• Proporciona una velocidad de transmisión de datos de 11Mbps. 

• Permite la compatibilidad plena con todos los productos que cumplen la norma IEEE802.11b entre los equipos de la Red.

• Graduación automática de la velocidad de datos a 11, 5.5, 2 y 1 Mbps.

• Seguridad de los datos. Encriptación y desencriptación de datos a 64/128 bit.

• Control de acceso de Dirección MAC que permite asignar diferentes derechos de acceso a diferentes usuarios.

• Cortafuegos (firewall). Bloquea todos los paquetes no deseados enviados por extraños protegiendo su Intranet.

• Amplio rango de cobertura de hasta 300 m. en espacios abiertos y 70 m. en espacios cerrados.

• Servidor DHCP que permite que todos los ordenadores de la red pueden obtener automáticamente las direcciones TCP/IP desde este equipo.

• Servidor virtual. Permite que ciertos servicios de su red local, como WWW, FTP y otros, sean accesibles a los usuarios de Internet.

• Puede definir los atributos para soportar aplicaciones especiales que requieren conexiones múltiples, como juegos en Internet, videoconferencia, etc.

• Configurable a través de la red haciendo uso del navegador.

Estándar IEEE 802.11a

Ejemplo de tarjeta PCI  de 22Mbs ampliable hasta 44Mbs

El estándar IEEE 802.11a es mucho más rápido que el IEEE 802.11b, con una velocidad máxima de 54Mbps., aunque por desgracia tiene asociado un coste mucho mayor tanto del punto de acceso como de los adaptadores inalámbricos, por lo que esta tecnología no esta muy implantada sobre todo por presentar incompatibilidades con el estándar IEEE 802.11b.

Además de una velocidad más rápida de enlaces, el estándar IEEE 802.11a especifica ocho canales de radio, a diferencia de los tres canales del IEEE 802.11b. Esto provee mayor protección contra posibles Interferencias de múltiples puntos de acceso. Por lo tanto, en localidades con alta densidad de usuarios inalámbricos, el IEEE 802.11a tiene una ventaja definitiva de banda ancha por encima del style="FONT-SIZE: 16pt; mso-bidi-font-size: 12.0pt"IEEE 802.11b.

Con un mejor rendimiento y soporte para redes más densas, se podría llegar a pensar que el IEEE 802.11a es la mejor opción, pero por desagracia no todas los adaptadores IEEE 802.11a funcionan con puntos de acceso IEEE 802.11b, que son bastante comunes en estos momentos.

Aunque hay varios productos IEEE 802.11a disponibles, ninguno de ellos lleva el sello Wi-Fi. Cuando esté disponible, la certificación de interoperabilidad de los fabricantes se llamará Wi-Fi5 porque el estándar 802.11a opera en la banda de radio 5GHz

Tecnología Bluetooth

Ejemplo adaptador Bluetooth

Aunque por su bajo ancho de banda (1Mb/seg) no podemos considerar esta tecnología propiamente de redes (amen de no estar respaldada por la IEEE), dada la creciente expansión de esta tecnología no podíamos pasar por alto su existencia, especialmente por las posibilidades de futuro que se proveen cuándo aumenten sus prestaciones (mayor ancho de banda y alcance y se universalice en las conexiones con los periféricos sin cables o “PC’s sin cables”)

Fundamentalmente es una tecnología de conexión inalámbrica basada en enlaces de radio de bajo coste y corto alcance utilizando la frecuencia de 2.4Ghz que permite comunicarse entre si a teléfonos móviles, impresoras, organizadores personales, ordenadores, etc. en un radio de 10 metros sin necesidad de que haya alcance visual entre estos (aunque ya existen soluciones comerciales con un radio de alcance de 100 metros y mayor ancho de banda).

Al contrario de lo que pasa con los anteriores estándares, el Bluetooth SIG (grupo especial de Interés Bluetooth) formado por empresas como Nokia, Ericson, INTEL, 3com, etc. es el encargado de la dirección y desarrollo de esta tecnología.

Por ultimo, como es lógico, es factible la conexión de baja velocidad entre varios PC’s a través de bluetooth, pero lamentablemente aunque su precio sea relativamente bajo y haya soluciones ya en el mercado, como hemos visto su pequeño ancho de banda, su engorrosa configuración y el alcance reducido conseguido no lo hacen aconsejable por el momento.

Estándar IEEE 802.11g

Como colofón final , considérese un ultimo Standard : El IEEE 802.11g , propuesto recientemente y aprobado parcialmente que utiliza la banda de radio 2.4 GHz y tiene una velocidad máxima de enlace de 54Mbps. Por lo tanto, su rendimiento es similar al del estándar IEEE 802.11a; y, debido a que utiliza la misma frecuencia de radio que el IEEE 802.11b, ofrece compatibilidad con los puntos de acceso IEEE 802.11b anteriores pero como se pude observar con un ancho de banda muy superior.

El alto rendimiento y la compatibilidad con versiones anteriores son dos grandes razones para esperar con ansias la llegada de este nuevo estándar. Se esperaba que los productos IEEE 802.11g saliesen al mercado en la primavera del 2003, pero en el momento actual no existen soluciones comerciales disponibles que hagan pensar de que este nuevo estándar se vaya a implantar en un futuro inmediato .

 Seguridad y  Evolución previsible

Por ultimo no podemos terminar este breve resumen sobre Wlan  sin mencionar (al menos de pasada) que la seguridad de estas redes se debe basar en el uso la tecnología WEP ( Wireless Equivalent Privacy) que el comité de  la IEE la añadió al estándar IEEE 802.11.

Esta tecnología fue diseñada para ofrecer un nivel de privacidad similar a los niveles que ofrecen las redes ordinarias por cable IEEE 802.3, sin embargo es obvio (dado la fácil vulnerabilidad del medio ) que todavía queda mucho camino por recorrer.

El comité para el IEEE 802.11 se encuentra trabajando en nuevas especificaciones para un nuevo estándar seguridad que se llamará IEEE 802.11i cuyas mejoras se centran en un nuevo algoritmo de privacidad y provisiones para mejoras en la autentificación.

Al día de hoy , con la tecnología IEEE 802.11b imperante , para evitar problemas de seguridad en el futuro si dispone de un adaptador inalámbrico utilice las posibilidades intrínsecas de seguridad que se le ha dotado: asegúrese de activar su WEP, cambie regularmente las claves de encriptación (diaria o semanalmente ) y  cuando esté conectado a una red inalámbrica, aprovéchese de otras opciones de seguridad de su sistema operativo de red (por ejemplo protegiendo con contraseñas los archivos y directorios compartidos que contengan datos confidenciales , limitando el numero y tipo  de usuarios de su red, utilizando las opciones de seguridad de sus aplicaciones, protegiendo con contraseña sus documentos en aplicaciones de tratamiento de textos, bases de datos o hojas de calculo a través las mismas aplicaciones que los crearon, etc. )

Debido a que el IEEE 802.11b o “Wi-Fi” es tan común, sabemos que se quedará en estándar de facto durante bastante tiempo. Es el estándar en las empresas de facto, sobre todo a raíz de que en muchos países el acceso inalámbrico público se ha hecho muy popular.

 En nuestro país ya ha empezado el despliegue en lugares públicos como aeropuertos, campus universitarios, centros comerciales, etc. ,en los cuales por una módica cuota mensual ,se tendrá acceso a Internet cómodamente desde un organizador personal (PDA) o PC portátil mientras se espera el tren o autobús o simplemente se esta lejos de la oficina.

 Muchos de estos puntos de acceso, no obstante, evolucionarán para soportar ambos estándares: IEEE 802.11a y IEEE 802.11b. Parecería lógico que los sistemas clientes soportaran ambos estándares, por medio de tarjetas de banda dual (de hecho ya empiezan a aparecer soluciones híbridas a precios muy competitivos) pero esta no parece ser la tónica (sobre todo por la baja implantación del IEEE 802.11a).

 Tal es la implantación del estándar WI-FI que muchos fabricantes de computadoras están empezando a integrar el estándar IEEE 802.11b en sus sistemas: esto significa muy buenas noticias para los usuarios ya que una solución integrada no requiere de una ranura mas para tarjetas y la integración ofrece un mejor precio final.

En el futuro a medida que los otros estándares (presumiblemente el IEEE 802.11a) obtengan mayor popularidad, se podrá comprar nuevos adaptadores, a medida que la necesidades de su red (especialmente de ancho de banda) así lo requieran.