Redes WI-FI.

¿Qué es WiFi?

      Wi-Fi, la abreviatura de Wireless Fidelity, es la denominación genérica para los productos que incorporan cualquier variante de la tecnología inalámbrica 802.11, que permite la creación de redes de trabajo sin cables también conocidas como WLAN, Wireless Local Area Netwoks. En un principio, la expresión Wi-Fi era utilizada únicamente para los dispositivos con tecnología 802.11b, el estándar dominante en el desarrollo de las redes inalámbricas, que funciona en una banda de frecuencias de 2,4 GHz. Con el fin de evitar confusiones en la compatibilidad de los aparatos y la interoperabilidad de las redes, el término Wi-Fi se extendió a todos los dispositivos provistos con tecnología 802.11 (ya sea 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11i, 802.11h, 802.11e, con diferentes frecuencias y velocidades de transmisión).

     Por tanto, se denomina Wifi o Wireless a las comunicaciones inalámbricas, en las que se utilizan modulación de ondas electromagnéticas, radiaciones o medios ópticos. Éstas se propagan por el espacio vacío sin medio físico que comunique cada uno de los extremos de la transmisión.

Principales especificaciones existentes.

• IEEE 802.11.- Funciona en la banda de 2.4GHz, con una velocidad máxima de entre 1Mbps y 2Mbps. Totalmente en desuso.

• IEEE 802.11a.- Funciona en la banda de 5GHz, con una velocidad máxima de 54Mbps. Dado que la banda de 2.4 Ghz tiene gran uso (pues es la misma banda usada por los teléfonos inalámbricos y los hornos de microondas, entre otros aparatos), el utilizar la banda de 5 GHz representa una ventaja del estándar 802.11a, dado que se presentan menos interferencias. Sin embargo, la utilización de esta banda restringe el uso de los equipos 802.11a a únicamente puntos en línea de vista, esto significa que los equipos que trabajan con este estándar no pueden penetrar tan lejos como los del estándar 802.11b dado que sus ondas son más fácilmente absorbidas. Es incompatible con las demás especificaciones, que trabajan a 2.4GHz.

• IEEE 802.11b.- Funciona en la banda de 2.4GHz, con una velocidad máxima de 11Mbps. La velocidad real mantenida está en torno a los 6Mbps.

• IEEE 802.11g.- Funciona en la banda de 2.4GHz, con una velocidad máxima de 54Mbps. La velocidad real mantenida está en torno a los 25Mbps. Esta especificación es compatible con la IEEE 802.11b, pero evidentemente en transmisiones entre dos puntos se adaptará siempre al de menor velocidad, disminuyendo sensiblemente la velocidad cuando existe un nodo que utiliza la especificación IEEE 802.11b.

• IEEE 802.11n.- Es la especificación más reciente. Esta especificación funciona tanto en la banda de 2.5GHz como en la de 5GHz, y una velocidad máxima de 600Mbps. La velocidad real mantenida está por encima de los 100Mbps. Este incremento en la velocidad, y también en el alcance, se consigue gracias a la utilización de una serie de tecnologías, entre ella MIMO (Multiple Imput - Multiple Output), que permite la comunicación a través de varios canales a la vez utilizando tres antenas, pudiendo ser una de ellas omnidireccional.

• IEEE 802.11i- Está en desarrollo y que más que nada implementaría la utilización de encriptaciones WPA2.

     Todos ellos son totalmente compatibles con la especificación IEEE 802.3, que es la utilizada por las redes Wired o cableadas, lo que hace que funcionen sin ningún problema redes mixtas, es decir, redes en las que tenemos elementos conectados mediante Wi-Fi y otro mediante cableado UTP.

Ventajas e inconvenientes.

VENTAJAS.

• Comunicación punto a punto sencilla.- Es posible comunicarse entre varios equipos directamente sin necesidad de un engorroso cableado que los una, las ondas serán la vía de conexión entre los ordenadores.
• Instalación rápida y costes mínimos.- Hoy en día montar una red inalámbrica es un procedimiento bastante económico y al alcance de cualquiera. Además, conservan compatibilidad con redes cableadas simplemente usando unos puntos de acceso compatibles con ambas tecnologías.
• Configuración simple.- La configuración general es muy sencilla, equiparable a la red tradicional cableada, sumando el hecho de configurar un extra, la seguridad de la red (WEP y demás).
• Excelente movilidad.- Una red inalámbrica nos permite desplazar el equipo (dentro del área de influencia de la red) cuando queramos y donde queramos, sin tener que preocuparnos del cableado. En el caso de ordenadores portátiles la movilidad es mucho mayor debido a la propia naturaleza del portátil. La ausencia de cableado facilita la reubicación de las estaciones de trabajo y la rapidez en la instalación, que deriva en menores costes.

INCONVENIENTES.

• Alcance limitado.- El alcance de las ondas no es infinito y está restringido a un área determinada, normalmente está definido entre 10 y 300 metros, dependiendo de varios factores:
  • Potencia del punto de acceso.
  • Potencia del accesorio Wifi a través del cual nos conectamos.
  • Apantallamiento de la señal, es decir, lo obstaculizada que se encuentre ésta (puertas, muebles, armarios, paredes).
  • Interferencias, o cual suele dar problemas de conectividad ya que no es habitual poder cubrir toda la casa (o la oficina) con el área de influencia de la señal, a menos que utilicemos amplificadores de señal y otros dispositivos. Esto puede llegar a traducirse en pérdidas de conexión.
• Seguridad.- Uno de los problemas más graves a los cuales se enfrenta actualmente la tecnología Wifi es la seguridad. Un muy elevado porcentaje de redes son instaladas por administradores de sistemas y redes por su simplicidad de implementación sin tener en consideración la seguridad y, por tanto, convirtiendo sus redes en redes abiertas, sin proteger la información que por ellas circulan. Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de estas redes. Las más comunes son la utilización de protocolos de seguridad de datos específicos para los protocolos Wifi como el WEP y el WPA. La seguridad y el cifrado de nuestra red inalámbrica puede ser un punto débil si no vamos con cuidado, no sólo por el hecho de sufrir violación de la privacidad, sino porque otro usuario externo a nosotros puede entrar en nuestra red y aprovecharse de nuestro acceso a Internet y nuestros recursos.
• Velocidad de transmisión limitada.- La velocidad máxima de transmisión es de 11Mbps aunque lo normal está entre 1,5 y 5Mbps para la 802.11b. En el caso de 802.11g la máxima está en 54Mbps y lo normal oscila entre 5 y 15Mbps. Son valores más que suficientes para las necesidades de redes sencillas y para las ofertas de conexiones de todos los proveedores de Internet, sin embargo, las tecnologías cableadas (Ethernet en este caso) son potencialmente más veloces, con hasta 100Mbps, 1Gbps y más.

Tipo Red	Velocidad	Tipo Red	Velocidad
Ethernet 10	10 Mbps	802.11b	1.5 y 5 Mbps
Ethernet 10/100	20-50 Mbps (máx.100 Mbps)	802.11g	5 y 15 Mbps
Ethernet 10/100/1000	máx. 1000 Mbps	802.11n	40 Mbps

Legislación española a este respecto.

     La Legislación de Wireless en España para el nivel de señal en transmisión es de 100mW para la frecuencia de 2.4GHz y de 1W para la frecuencia de 5.4GHz, esto quiere decir que si empleamos amplificadores que superen estas cantidades estaremos incumpliendo esta normativa, pero como se puede ver todas las especificaciones reseñadas se encuentran dentro de estos límites, por lo que no tienen ningún problema de legalidad.

¿Qué significan dBm, mW, dBi?

• db es la abreviatura de decibelio y es una medida de potencia usada para expresar intensidad de señales.

• dBi llamado también decibelio isotrópico es la unidad utilizada para expresar la ganancia de las antenas. La energía entregada por los equipos es irradiada al espacio a través de las antenas, el valor de dBi corresponde a la ganancia respecto de una antena ideal (teórica) que sólo se limite a irradiar la potencia recibida del equipo y transmitir al mismo las señales recibidas desde el espacio sin sumar ni restar potencia. Según su diseño una antena puede aumentar el nivel de las señales transmitidas y recibidas (ganancia) al igual que variar la selectividad del espacio irradiado por la misma (direccionalidad).

• dBm es la unidad "decibelio milivatio" que es directamente convertible a vatio (W) y es una unidad de potencia. La Potencia de Emisión (Transmit Power) es una característica muy importante en un dispositivo Wi-Fi porque determina el alcance y cobertura del mismo. Los valores típicos de potencia de emisión de los dispositivos Wi-Fi habituales se encuentra entre 15 y 20 dBm, que se corresponden con 32 y 100 mW. La fórmula de cálculo es:

dBm = (log10 (mW)) * 10

mW = 10^(dBm/10)

     La única forma de garantizar la estabilidad de un enlace WiFi es teniendo bien claro todos los valores de señal y ganancias relativos al enlace.

• Potencia de emisión. - Es el nivel de señal que entrega el punto de acceso en la toma de la antena. Este nivel de señal puede venir expresado en decibelios (abreviado como dBm) aunque también hay fabricantes que indican la potencia directamente en milivatios (mW). Por ejemplo, un punto de acceso puede tener una potencia de emisión de 16dBm, es decir, 39,8mW.
• Sensibilidad del receptor. - Es la cantidad mínima de señal que debe recibir el receptor antes de que se produzcan errores. Se dice que la sensibilidad es mayor cuanto más bajo es este nivel (en negativo). Una sensibilidad mayor nos da la posibilidad de hacer enlaces mejores, ya sea en términos de distancia o de velocidad.
• Ganancia de la antena.- Es también un factor crítico tanto para la emisión como para la recepción de la señal. Esta ganancia se expresa en dBi (decibelio isotrópico). Cuanto más alta sea la ganancia de la antena, más distancia se puede alcanzar con un enlace.
• Pérdida en el espacio libre.- Cualquier señal emitida al aire se ve afectada por los obstáculos, pero también por el propio aire. En otras palabras, es la cantidad de señal que se pierde al atravesar el espacio.
• Pérdida de cables/conectores/adaptadores.- Todo cable, conector o adaptador presenta pérdidas al paso de la señal de radio. Estas pérdidas son valores muy específicos de cada marca y modelo de cable, lo mismo que la calidad de los conectores, latiguillos y pigtails.

Factores que influyen la claridad de la señal

     La claridad de señal es la clave para la realización de una comunicación Wireless. Algunos de los factores que afectan la claridad son:

• Potencia de la señal.- Obviamente, una señal fuerte permite una mejor recepción en largas distancias. La normativa en España para el nivel de señal en transmisión Wireless es de 100mW para la frecuencia de 2,4GHz y de 1W para la frecuencia de 5,4GHz.
• Distancia.- La potencia de la señal de radiofrecuencia (RF) disminuye con la distancia. Además se pueden sumar interferencias no deseadas con lo que se consiguen distancias menores. La señal puede ser modificada de diferentes formas para adecuarla a la distancia que tenga que recorrer (tipos de antenas).
• Interferencias.- Los factores atmosféricos, como la nieve, la lluvia o el granizo, pueden interferir en la señal. Es un dato a tener en cuenta cuando se quieren realizar enlaces wireless en exteriores. Normalmente las interferencias de RF son causadas por aparatos que están emitiendo cerca, en la misma banda y mismo canal que nosotros. También se consideran interferencias a las transmisiones wifi que estén en el mismo canal que nuestra señal, por lo que siempre es conveniente utilizar el canal menos utilizado. Incluso otros sistemas de RF como puede ser microondas o cualquier otro sistema también puede interferir y degradar el nivel de nuestra señal.
• Línea de visión.- La señal necesita visión directa para realizar bien la comunicación. Si hay obstáculos en la línea de visión, no se podrá realizar la conexión. La transmisión Wifi  sólo es válida para enlaces con visión directa. Aunque en interiores es posible que aprovechando los rebotes de la señal en paredes u otros objetos, pero en ningún caso se ofrece una garantía de señal al traspasar un objeto por fino que pueda ser este, se podría conseguir un enlace wireless.