ESTUDIO DE PROPAGACIÓN PARA REDES CON VoWLAN

ESTUDIO DE PROPAGACIÓN PARA REDES CON VoWLAN

Cesar Humberto Flórez Echeverri

chufe20022002@gmail.com 

Carlos Andrés Tobón Escobar

catetobon@hotmail.com

Juan Pablo Rivera Escobar

Juanchozn11@gmail.com 

Jorge Eduardo García Villa

83.jorge@gmail.com 

Actualmente la Universidad Católica de Manizales cuenta con una red WIFI que no posee una buena cobertura,  calidad de servicio y convergencia.

Las redes inalámbricas (WLAN) se han convertido en una solución muy común para proporcionar acceso a internet a un bajo costo, es por eso que implementaremos una WLAN que permita los servicios de Televisión, Telefonía, Conexión a Internet y además la portabilidad, todo esto tomando como referencia el concepto de NGN (Red de trabajo de la próxima generación / Next Generation Networking), el cual se prefiere a redes basadas en conmutación de paquetes en protocolo IP.

Para este caso nuestro objetivo específico será Analizar, diseñar e implementar una red WIFI que permita servicios convergentes con Calidad de Servicio.

Para nuestro caso, entiéndase como convergencia tecnológica lo siguiente:

“La convergencia tecnológica implica tanto la posibilidad para el usuario de disponer en un mismo dispositivo de varios servicios (telefonía, TV e Internet), como la capacidad de las diferentes redes de los licenciatarios de televisión por cable o de telefonía de soportarlos.

La convergencia tecnológica es un proceso de vasto alcance que afecta directamente el modo de desarrollo de la sociedad y cuya implicación más inmediata, desde el derecho de la competencia, es la aparición de mercados conexos en el que concurren viejos y nuevos actores, no siempre en igualdad de condiciones. De allí que se requiera imperiosamente de una regulación adecuada que garantice la libre competencia, pues lo que está en juego no es solo el desarrollo de un determinado mercado de servicios, sino también del propio modelo de sociedad que la revolución digital y la convergencia tecnológica están desarrollando y que se ha

Dado en llamar "sociedad de la información"”^[1]

En este orden de ideas uno de los puntos principales o fundamentales es un buen análisis de propagación por eso en este artículo nos centraremos en cómo hacer un buen análisis de propagación, para empezar definiremos dicho concepto.

TECNOLOGÍAS ACTUALES

Uno de los estándares publicados por la IEEE  es el 802.11 el cual está diseñado para trabajar sobre redes WIFI, este estándar posee una gran falencia cuando se pretende la transmisión de audio, video y datos a través de una red WLAN que requiera QoS y es “DCF (Función de Coordinación Distribuida / Distribution Coordination Function) todas las estaciones y flujos de datos tienen la misma prioridad de acceso al medio, es decir, no hay manera de garantizar el cumplimiento de los parámetros de calidad para cada servicio debido a la ausencia de un mecanismo que brinde prioridad en el acceso al medio según el tipo de paquete”^[2].

 “Con el estándar 802.11, la tecnología IEEE 802.11 soporta tráfico en tiempo real en todo tipo de entornos y situaciones. Las aplicaciones en tiempo real son ahora una realidad por las garantías de Calidad de Servicio (QoS) proporcionado por el 802.11e. El objetivo del nuevo estándar 802.11e es introducir nuevos mecanismos a nivel de capa MAC para soportar los servicios que requieren garantías de Calidad de Servicio. Para cumplir con su objetivo IEEE 802.11e introduce un nuevo elemento llamado Hybrid Coordination Function (HCF) con dos tipos de acceso:

• (EDCA) Enhanced Distributed Channel Access, equivalente a DCF.
• (HCCA) HCF Controlled Access, equivalente a PCF.

En este nuevo estándar se definen cuatro categorías de acceso al medio (Ordenadas de menos a más prioritarias).

• Background (AC_BK)
• Best Effort (AC_BE)
• Video (AC_VI)
• Voice (AC_VO)

Para conseguir la diferenciación del tráfico se definen diferentes tiempos de acceso al medio y diferentes tamaños de la ventana de contención para cada una de las categorías.”

Sin embargo pese a hacer una gran propuesta para la solución del problema del estándar 802.11 aún no es recomendable trabajar sobre éste pues aun no está aprobado y la mayoría de los dispositivos actuales poseen tarjetas de redes inalámbricas para interactuar con el estándar 802.11 b/g.

“Otra gran opción es el estándar IEEE 802.11n el cual se ha creado para satisfacer las necesidades de transferencia y aumentar la velocidad y fiabilidad de la red, así como para ampliar la distancia operativa de las redes inalámbricas. Este estándar ofrece ancho de banda de hasta 300mbps y el doble del intervalo del 802.11g, convirtiéndolo en lo último en redes inalámbricas.

Por otra parte, el 802.n opera en bandas de frecuencia de 2.4 Ghz ó 5Ghz permitiéndoles proporcionar compatibilidad inversa para dispositivos 802.11 a/b/g, por lo tanto es importante conocer los tipos de aplicaciones y dispositivos que un cliente tiene previsto utilizar al recomendar un punto de acceso. Para los clientes que requieren una transferencia de red muy elevada 802.n es la mejor opción“^[3] 

PROPAGACIÓN DE ONDAS.

La propagación de ondas se refiere a la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio libre. Aunque el espacio libre realmente implica en el vacío, con frecuencia la propagación por la atmósfera terrestre se llama propagación por el espacio libre y se puede considerar siempre así. La principal diferencia es que la atmósfera de la Tierra introduce perdidas de la señal que no se encuentran en el vacío.

Las ondas electromagnéticas se propagan a través de cualquier material dieléctrico incluyendo el aire pero no se propagan bien a través de conductores con pérdidas como el agua de mar ya que los campos eléctricos hacen que fluyan corrientes en el material disipando con rapidez la energía de las ondas. Las ondas de radio se consideran ondas electromagnéticas como la luz y al igual que ésta, viajan a través del espacio libre en línea recta con una velocidad de 300,000,000 metros por segundo. Otras formas de ondas electromagnéticas son los rayos infrarrojos, los ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.

Las ondas de radio se propagan por la atmósfera terrestre con energía transmitida por la fuente, posteriormente la energía se recibe del lado de la antena receptora. La radiación y la captura de esta energía son funciones de las antenas y de la distancia entre ellas.

FRENTES DE ONDA.

Las ondas electromagnéticas no son visibles al ojo humano y se debe de analizar con métodos indirectos mediante esquemas. Los conceptos de rayos y frentes de onda son auxiliares para ilustrar los efectos de propagación de las ondas electromagnéticas a través del espacio libre. Un rayo se considera como una línea trazada a lo largo de la dirección de propagación de una onda electromagnética. Estos rayos son utilizados para mostrar la dirección relativa de la propagación de la onda electromagnética pero esto no indica que se refiere a la propagación de una sola onda electromagnética.

Un frente de onda representa una superficie de ondas electromagnéticas de fase constante. El frente de onda es formado cuando se unen los puntos de igual fase en rayos que se propagan desde la misma fuente.

En este orden de ideas procederemos a explicar brevemente los pasos fundamentales y necesarios que se llevan a cabo en un estudio de este tipo para una red VoWLAN.

Lo primero es definir el área de cobertura, los puntos críticos, la cantidad de usuarios y la potencia irradiada mínima que se necesita para soportar los componentes de la convergencia. Figura 1

[pic 1]

Figura 1

Nota: Los puntos críticos están marcados con los números 1, 2, 3, y 4 bien sea por la cantidad de usuarios o por el tipo de construcción que perjudica la propagación de ondas.

Es pertinente mencionar que para dicho proyecto se poseen 4 Access Point, una controladora y 2 o 3 antenas direccionales.

LIMITACIONES TECNOLÓGICAS

Roaming: Es un proceso típico de las redes celulares y hace referencia a la movilidad del usuario en la red. A medida que se desplaza, el usuario abandona la zona de cobertura de un AP para entrar en la de otro. Durante este transito la conectividad debe mantenerse y eso implica el intercambio de información entre los AP implicados. Este proceso recibe el nombre de handover y el servicio ofrecido por la red que los soporta es el roaming.

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