Microcontroladores

ÍNDICE

1. ABSTRACT

2. INTRODUCCIÓN

3. GENERALIDADES SOBRE REDES DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICAS

3.1 Definición de Red de Área Local Inalámbrica

3.2 Aplicaciones de los sistemas WLAN

3.3 Configuraciones WLAN

4. NIVEL FÍSICO. ARQUITECTURA Y TECNOLOGÍAS DE MODULACIÓN

4.1 Arquitectura de capas 802.11

4.2 Tecnologías utilizadas en las Redes Inalámbricas

5. NIVEL DE ACCESO AL MEDIO (MAC)

5.1 Descripción Funcional MAC.

5.1.1 DFC Función de Coordinación Distribuida

5.1.1.1 Protocolo de Acceso al medio CSMA/CA y MACA

5.1.1.2 Espaciado entre tramas IFS

5.1.1.3 Conocimiento del medio

5.1.2 PFC Función de Coordinación Puntual

5.2 Formato de las tramas MAC

5.3 Direccionamiento en modo infraestructura

5.4 Servicios del Sistema de Distribución. Asociación.

5.4.1 Algoritmo de Asociación Activa.

5.5 Subnivel de Gestión MAC

5.5.1 Sincronización

5.5.2 Gestión de Potencia

5.6 CONCLUSIONES

5.7 BIBLIOGRAFÍA

1. ABSTRACT

Este artículo realiza un estudio sobre el funcionamiento de los protocolos IEEE802.11

que se centran en las LAN sin cables o Wireless LAN. En concreto, se detiene en el

funcionamiento de capa física, especialmente la de tecnología DSSS y de acceso al medio.

Por otra parte, estudia la arquitectura de los modos ad-hoc e infraestructura.

2. INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha producido un crecimiento espectacular en lo referente al

desarrollo y aceptación de las comunicaciones móviles y en concreto de las redes de área

local (Wireless LANs). La función principal de este tipo de redes es la proporcionar

conectividad y acceso a las tradicionales redes cableadas (Ethernet, Token Ring...), como si

de una extensión de éstas últimas se tratara, pero con la flexibilidad i movilidad que ofrecen

las comunicaciones inalámbricas. El momento decisivo para la consolidación de estos

sistemas fue la conclusión del estándar IEEE 802.11 el pasado mes de junio de 1997. En

este estándar se encuentran las especificaciones tanto físicas como a nivel MAC que hay

que tener en cuenta a la hora de implementar una red de área local inalámbrica. Otro de los

estándares definidos y que trabajan en este mismo sentido es el ETSI HIPERLAN.

La norma 802.11 ha sufrido diferentes extensiones sobre la norma para obtener

modificaciones y mejoras. De esta manera, tenemos las siguientes especificaciones:

• 802.11 Especificación para 1-2 Mbps en la banda de los 2.4 GHz, usando salto

de frecuencias( FHSS) o secuencia directa (DSSS).

• 802.11b Extensión de 802.11 para proporcionar 11Mbps usando DSSS.

• Wi-Fi (Wireless Fidelity) Promulgado por el WECA para certificar productos

802.11b capaces de interoperar con los de otros fabricantes.

• 802.11a Extensión de 802.11 para proporcionar 54Mbps usando OFDM.

• 802.11g Extensión de 802.11 para proporcionar 20-54Mbps usando DSSS y

OFDM. Es compatible hacia atrás con 802.11b. Tiene mayor alcance y menor

consumo de potencia que 802.11a.

En este trabajo nos centraremos en el estudio del primero, el estándar IEEE 802.11.

La idea que queremos resaltar es que los sistemas WLAN no pretenden sustituir a las

tradicionales redes cableadas, sino más bien complementarlas. En este sentido el objetivo

fundamental de las redes WLAN es el de proporcionar las facilidades no disponibles en los

sistemas cableados y formar una red total donde coexistan los dos tipos de sistemas.

El presente trabajo está estructurado tal y como se indica a continuación: en el

apartado 3 se presentan las generalidades de los sistemas WLAN mediante algunas

definiciones y también lo dedicamos a las configuraciones de redes inalámbricas que

podemos encontrar habitualmente. En el apartado 4 nos centramos en el nivel físico y

veremos qué soluciones nos aporta 802.11 en cuanto a tecnologías de modulación y gestión

de la transmisión y recepción de datos. En el apartado 5 nos centraremos en el nivel MAC

del estándar IEEE 802.11 y hacemos una breve descripción del algoritmo de acceso que se

utiliza en este nivel: el algoritmo CSMA/CA. Finalmente, expondremos una conclusiones y

bibliografía.

3. GENERALIDADES SOBRE REDES DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICAS

3.1 Definición de Red de Área Local Inalámbrica

Una red de área local inalámbrica puede definirse como a una red de alcance local

que tiene como medio de transmisión el aire. Por red de área local entendemos una red que

cubre un entorno geográfico limitado, con una velocidad de transferencia de datos

relativamente alta (mayor o igual a 1 Mbps tal y como especifica el IEEE), con baja tasa de

errores y administrada de forma privada. Por red inalámbrica entendemos una red que

utiliza ondas electromagnéticas como medio de transmisión de la información que viaja a

través del canal inalámbrico enlazando los diferentes equipos o terminales móviles

asociados a la red. Estos enlaces se implementan básicamente a través de tecnologías de

microondas y de infrarrojos.

En las redes tradicionales cableadas esta información viaja a través de cables

coaxiales, pares trenzados o fibra óptica. Una red de área local inalámbrica, también

llamada wireless LAN (WLAN), es un sistema flexible de comunicaciones que puede

implementarse como una extensión o directamente como una alternativa a una red

cableada. Este tipo de redes utiliza tecnología de radiofrecuencia minimizando así la

necesidad de conexiones cableadas. Este hecho proporciona al usuario una gran movilidad

sin perder conectividad.

El atractivo fundamental de este tipo de redes es la facilidad de instalación y el

ahorro que supone la supresión del medio de transmisión cableado. Aún así, debido a que

sus prestaciones son menores en lo referente a la velocidad de transmisión que se sitúa

entre los 2 y los 10 Mbps frente a los 10 y hasta los 100 Mbps ofrecidos por una red

convencional, las redes inalámbricas son la alternativa ideal para hacer llegar una red

tradicional a lugares donde el cableado no lo permite, y en general las WLAN se utilizarán

como un complemento de las redes fijas.

3.2 Aplicaciones de los sistemas WLAN

Las aplicaciones más típicas de las redes de área local que podemos encontrar actualmente

son las siguientes:

- Implementación de redes de área local en edificios históricos, de difícil acceso y en

general en entornos donde la solución cableada es inviable. - Posibilidad de reconfiguración de la topología de la red sin añadir costes adicionales.

Esta solución es muy típica en entornos cambiantes que necesitan una estructura de red

flexible que se adapte a estos cambios.

- Redes locales para situaciones de emergencia o congestión de la red cableada.

- Estas redes permiten el acceso a la información mientras el usuario se encuentra en

movimiento. Habitualmente esta solución es requerida en hospitales, fábricas,

almacenes...

- Generación de grupos de trabajo eventuales y reuniones ad-hoc. En estos casos no

valdría la pena instalar una red cableada. Con la solución inalámbrica es viable

implementar una red de área local aunque sea para un plazo corto de tiempo.

- En ambientes industriales con severas condiciones ambientales este tipo de redes sirve

para interconectar diferentes dispositivos y máquinas.

- Interconexión de redes de área local que se encuentran en lugares físicos distintos. Por

ejemplo, se puede utilizar una red de área local inalámbrica para interconectar dos o

más redes de área local cableadas situadas en dos edificios distintos.

3.3 Configuraciones WLAN

El grado de complejidad de una red de área local inalámbrica es variable, dependiendo

de las necesidades a cubrir y en función de los requerimientos del sistema que queramos

implementar podemos utilizar diversas configuraciones de red.

A. Peer to peer o redes ad-hoc

La configuración más básica es la llamada de igual a igual o ad-hoc y consiste en

una red de dos terminales móviles equipados con la correspondiente tarjeta adaptadora para

comunicaciones inalámbricas. En la figura 3 mostramos un ejemplo. Para que la

comunicación entre estas dos estaciones sea posible hace falta que se vean mutuamente de

manera directa, es decir, que cada una de ellas esté en el rango de cobertura radioeléctrica

de la otra. Las redes de tipo ad-hoc son muy sencillas de implementar i no requieren ningún

tipo de gestión administrativa.

B. Modo Infraestructura

Para aumentar el alcance de una red del tipo anterior hace falta la instalación de un

punto de acceso. Con este nuevo elemento doblamos el alcance de la red inalámbrica

(ahora la distancia máxima permitida no es entre estaciones, sino entre cada estación y el

punto de acceso). En la figura 4 mostramos un ejemplo. Además, los puntos de acceso se

pueden conectar a otras

...