PDF de programación - Tema XI: Redes Inalámbricas WLAN

Redes de Datos

Redes Inalámbricas

Tema XI:
WLAN

¿Qué es una WLAN?

• Acrónimo de Wireless Local Area Network

Red de Área Local Inalámbrica

• Características más importantes

Red de alta velocidad, desde 11 Mbps hasta? 133 
Red sin cables

Mbps según el protocolo

• Equivalente a una red local cableada estándar

Mismo tipo de aplicaciones
Mismo tipo de uso

• Ofreciendo ventajas inalámbricas

Movilidad, flexibilidad
Estética, rapidez de instalación, coste ...

Mbps: Mega bits por segundo

Tema XI

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Bandas ISM

• La ITU­R ha previsto unas bandas, llamadas ISM (Industrial­

Scientific­Medical) en las que se puede emitir sin licencia
– Algunos teléfonos inalámbricos (los DECT no), algunos 

mandos a distancia y los hornos de microondas hacen uso 
de las bandas ISM. 
• De esta forma no hay que pedir licencia al comprar un 

horno de microondas

• Las redes inalámbrica utilizan siempre bandas ISM, 

pues no sería viable pedir licencia para cada red 
inalámbrica que se quisiera instalar

• La emisión en la banda ISM, aunque no esté regulada debe 

cumplir unas condiciones bastante estrictas en
– La potencia máxima de emisión y
– El tipo de antena utilizado

Tema XI

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Nivel físico en 802.11

•

Infrarrojos: 
– Solo válido en distancias muy cortas y en la misma habitación 

(802.11)

• Radio

– Radio FHSS (Frequency Hoping Spread Spectrum):

• Sistema de bajo rendimiento, poco utilizado actualmente.(802.11)

– Radio DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum):

• Buen rendimiento y alcance. El más utilizado hoy en día. 

(802.11­/b/g)

– Radio OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing):

• Usado para altas velocidades (>11 Mb/s) en la banda de 5 GHz 

(802.11a/h). Emplea una técnica parecida a ADSL para 
aprovechar el espectro lo mejor posible

• Los equipos que utilizan diferentes sistemas no pueden interoperar 

entre sí (salvo que tengan varias etapas de radio).

• Dentro de un mismo sistema hay auto­negociación de la velocidad y 

funcionalidades

Tema XI

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Nivel físico en 802.11

Infrarrojos
850 – 950 nm
1 y 2 (802.11)

FHSS
2,4 GHz

DSSS
2,4 GHz 

1 y 2 (802.11)

1, 2 (802.11)

5.5, 11 (802.11b)
6, 9, 12, 18, 22, 
24, 33, 36, 48 y 
54 (802.11g) 

OFDM
5 GHz 

6, 9, 12, 18, 24, 

36, 48 y 54 
(802.11a/h)

Muy rara

Poca.           

Mucha

Poca

Medio físico

Banda

Velocidades*

(Mb/s)

Utilización

Características

No atraviesa 

paredes

Sistema 
antiguo, a 
extinguir
Sensible a 

interferencias 
Bluetooth y 

hornos 

microondas

Tema XI

Buen 

rendimiento y 

alcance

Solo disponible 

en América, 

Japón, 

Singapur y 

Taiwan

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Espectro Disperso

• El “espectro disperso” se utiliza para reducir la 

interferencia en la banda de 2,4 Ghz en las 
emisiones de más de 1 mW  

• Hay dos formas de hacer una emisión de espectro 

disperso:
– Frecuency Hopping (salto de frecuencia). 

• El emisor va cambiando continuamente de canal.
• El receptor ha de seguirlo.

– Direct Sequence (secuencia directa). 

• El emisor emplea un canal muy ancho. 
• La potencia de emisión es similar al caso anterior, pero 
al repartirse en una banda mucho mas ancha la señal 
es de baja intensidad (poca potencia por Hz).

Tema XI

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Frequency Hopping vs Direct 

Sequence

1 MHz

100

/

)
z
H
W
m

(
 

a

i

c
n
e
t
o
P

/

)
z
H
W
m

(
 

a

i

c
n
e
t
o
P

5

22 MHz

Frequency Hopping

Frecuencia (MHz)

Señal concentrada, gran intensidad
Elevada relación S/R
Área bajo la curva: 100 mW

Tema XI

Frecuencia (MHz)

Direct Sequence
Señal dispersa, baja intensidad
Reducida relación S/R
Área bajo la curva: 100 mW

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Reparto de canales DSSS a 2,4GHz 

802.11b/g

Canal fi

     1      2     3      4      5     6      7     8     9     10   11    12   13              14

2,4 GHz

1

1

1

1

4

3

2

8

7

12

11

6

5

10

9

7

Europa (canales 1 a 13)

6

11

América / China (canales 1 a 11)

2,5 GHz

14

13

13

6

11

14

Japón (canales 1 a 14)

9

Israel (canales 3 a 9)

Tema XI

3

22 MHz

8

Canales DSSS simultáneos
• Si se quiere utilizar más de un canal en una 

misma zona hay que elegir frecuencias que no se 
solapen.
– El máximo es de tres canales:

• América y China: 

– Canales 1, 6 y 11

• Europa: 

– Canales 1, 7 y 13

• Con diferentes canales se pueden constituir LANs 

inalámbricas independientes en una misma zona

Tema XI

9

Posibles interferencias

• Externas:

– Bluetooth transmite a 2,4 GHz por FHSS. 

• Interfiere menos con DSSS. Nada con 802.11a (5 GHz)

– Los hornos de microondas (funcionan a 2,4 GHz) interfieren con 

FHSS. 

• A DSSS le afectan menos. Nada a 802.11a

– Otros dispositivos que funciona en 2,4 GHz (teléfonos inalámbricos, 
mandos a distancia de puertas de garaje, etc.) tienen una potencia 
demasiado baja para interferir con las WLANs

– En los sistemas por infrarrojos la luz solar puede afectar la 

•

Internas (de la propia señal):
– Debidas a multitrayectoria (rebotes de la señal en paredes, techos, 

transmisión

etc.)

Tema XI

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Interferencia debida a la multitrayectoria

Techo   

Señales recibidas  

   Obstrucción

Suelo   

Resultado combinado

Tiempo

Tiempo

•Se produce interferencia debido a la diferencia de tiempo entre la señal que llega 
directamente y la que llega reflejada por diversos obstáculos.
•La señal puede llegar a anularse por completo si el retraso de la onda reflejada 
coincide con media longitud de onda. 

•En estos casos un leve movimiento de la antena resuelve el problema.

•FHSS es más resistente a la interferencia multitrayectoria que DSSS. 

•Este problema se resuelve con antenas diversidad

Tema XI

11

Antenas diversidad

• Se utilizan, normalmente en los puntos de acceso, para 

minimizar la interferencia multitrayectoria. El proceso es el 
siguiente:
– El equipo recibe la señal por las dos antenas y compara, 

eligiendo la que le da mejor calidad de señal.

• El proceso se realiza de forma independiente para 

cada trama recibida, utilizando el preámbulo (128 bits 
en DSSS) para hacer la medida

– Para emitir a una estación se usa la antena que dió 
mejor señal la última vez que se recibió algo de ella

– Si la emisión falla (no se recibe el ACK) cambia a la otra 

antena y reintenta

• Las dos antenas cubren la misma zona
• Al resolver el problema de la interferencia multitrayectoria de 

DSSS el uso de FHSS ha caído en desuso

Tema XI

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Alcance en función de la frecuencia

Las frecuencias altas se atenúan más.

Por tanto a mayor frecuencia menor alcance

Enlace punto a punto
(antena direccional)

Enlace punto a multipunto
(antena omnidireccional)

Tema XI

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Radiofrecuencias y Salud

• La radiación electromagnética de 2,4 GHz es absorbida por el agua 

y la calienta (hornos de microondas).
– Un emisor WLAN podría calentar el tejido humano, lo cual 

plantea posibles problemas de salud
• La potencia radiada es tan baja (100 mW máximo) que el 

efecto es despreciable.

– Es mayor la influencia de un horno de microondas en 

funcionamiento.

• Comparado con la telefonía móvil un terminal GSM transmite con 

más potencia (hasta 600 mW) y se tiene mucho más cerca del 
cuerpo normalmente (aunque GSM no emite en la banda de 2,4 
GHz).

• Los equipos WLAN normalmente solo emiten cuando transmiten 

datos. 
– Un teléfono GSM emite siempre que está encendido. 

Tema XI

14

Red Wi-FI

 

Tema XI

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ESTANDAR 802.11

• Creada por los principales líderes de la 
industria inalámbrica a finales de los 90

• Objetivo:

 Compatibilidad Ethernet Inalámbrica

• Misión:

Certificar la ínter funcionalidad y 
compatibilidad de los productos de redes 
inalámbricas  y
Promover este estándar para la empresa 
y el hogar

Tema XI

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Modelo de Referencia de 802.11

Capa de
enlace

Capa
física

Subcapa LLC (802.2)

Subcapa MAC:

Acceso al medio (CSMA/CA)
Acuses de recibo
Fragmentación
Confidencialidad (WEP)

PLCP (Physical Layer Convergence Procedure)

PMD (Physical Media Dependent)

Infrarrojos

802.11

FHSS
802.11

DSSS
802.11

HR/DSSS
802.11b

OFDM
802.11a

DSSS­OFDM

802.11g

Tema XI

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IEEE 802.11 Arquitectura (I)

Componentes de una WLAN

Muy similares a una red cableada

• Tarjetas de Red para los ordenadores
• Puntos de Acceso, que actúan como concentradores 

y conectan si se desea a la red cableada

• Repetidores, para amplificar la señal
• Puentes (Bridges), para emitir la señal entre dos 

puntos

•Componentes de  802.11 

Cliente (STA)
Punto de acceso (Access Point ­AP)
Basic Service Set (BSS)
Extended Service Set (ESS) 
Sistema de Distribución ­ Distribution System (DS)

Tema XI

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Componentes de una WLAN (I)

Tarjeta WI-FI (TR)

• Tarjetas WIFI (TR)

 Son equivalentes a una tarjeta de red normal, sólo que sin cables.
 Su configuración a nivel de IP es EXACTAMENTE igual que una 

Ethernet.
 Formato

son: 

• PCMCIA, para portátiles, 
• USB
• Otros formato PCI, en CompactFlash, Smart Card y similares
 Las diferencias más importantes entre una WIFI y una Ethernet, 

• El cifrado de datos,  el ESSID, el Canal,
•  y el ajuste de velocidad. 

 

Tema XI

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Componentes de una WLAN (II)

Puntos de Acceso
• Punto de acceso (Access Point) (PA)

Son el centro neurálgico de las redes inalámbricas
Coberturas omnidireccionales en torno a los 300 
Permiten conectar dispositivos entre sí, y con la red 

metros en exterior

cableada

 

Tema XI

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Tema XI

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Direcciones MAC de los AP

• Un AP tiene normalmente dos direcciones MAC:

•

 La de su interfaz en la red cableada (DS) normalmente Ethernet
 La de su interfaz inalámbrica
 El BSSID (BSS Identifier). 
 Es la dirección MAC de la interfaz inalámbrica 
 Se utiliza como identificador del BSS que corresponde a ese AP
 Este dato es fundamental para el funcionamiento de una red 802.11
• Si el AP tiene mas de una interfaz inalámbrica (por ejemplo un AP de 
banda dual 802.11a/b) cada una tendrá una dirección MAC diferente. 
 En ese caso, cada emisor de radio configura un BSS diferente y 
tendrá por tanto un BSSID diferente, aunque evidentemente sus 
áreas de cob