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• Alex Gerson Perez Rojas

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA ELÉCTRICA Y TELECOMUNICACIONES

REDES INALAMBRICAS (EXPERIENCIA N° 3) INFORME FINAL INTEGRANTES:   

PEREZ ROJAS ALEX GERSON CALIXTRO ARIAS CESAR FONSECA DUEÑAS LUIGI

PROFESOR: 

ING. JOSÉ VIDAL HUARCAYA

CURSO: 

LABORATORIO DE EVOLUCIÓN TECNOLOGICA

16190008 16190253 16190257

PROCEDIMIENTO: 1. Elaborar un cuadro con la evolución de la redes WiFi en base a los estándares de la IEEE. (velocidad de transmisión, ancho de banda y modulación).

2. Cuáles son las principales arquitecturas y topologías de las redes WiFi. TOPOLOGÍA La topología de red o forma lógica de red se define como la forma de comunicación que los nodos que conforman una red usan para comunicarse, es decir, la distribución geométrica de las computadoras conectadas. Red bus: Red cuya topología se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí. La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre si. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente. La ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados. Los extremos del cable se terminan con una resistencia de acople denominada terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus por medio de un acople de impedancias. Es la tercera de las topologías principales. Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable. A diferencia de una red en

anillo, el bus es pasivo, no se produce generación de señales en cada nodo. *Ventajas Facilidad de implementación y crecimiento. Económica. Simplicidad en la arquitectura. *Desventajas Longitudes de canal limitadas. Un problema en el canal usualmente degrada toda la red. El desempeño se disminuye a medida que la red crece. El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados). Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes

Red estrella: Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones que han de hacer necesariamente a través de este. Dado su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco. Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes. *Ventajas Tiene dos medios para prevenir problemas. Permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente.

*Desventajas Si el nodo central falla, toda la red se desconecta. Es costosa, ya que requiere más cable que la topologia Bus y Ring . El cable viaja por separado del hub a cada computadora

Red en anillo: Topología de red en la que cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación. En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones. Cabe mencionar que si algún nodo de la red deja de funcionar, la comunicación en todo el anillo se pierde. En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los datos pueden transmitirse por el otro. *Ventajas Simplicidad de arquitectura. Facilidad de implesion y crecimiento. *Desventajas Longitudes de canales limitadas. El canal usualmente degradará a medida que la red crece.

Red en malla: La topología en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores. El establecimiento de una red de malla es una manera de encaminar datos, voz e instrucciones entre los nodos. Las redes de malla se diferencian de otras redes en que los elementos de la red (nodo) están conectados todos con todos, mediante cables separados. Esta configuración ofrece caminos redundantes por toda la red de modo que, si falla un cable, otro se hará cargo del tráfico. Esta topología, a diferencia de otras (como la topología en árbol y latopología en estrella), no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red). Las redes de malla son auto ruteables. La red puede funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de los nodos evitan el paso por ese punto. En consecuencia, la red malla, se transforma en una red muy confiable.Es una opción aplicable a las redes sin hilos (Wireless), a las redes cableadas (Wired) y a la interacción del software de los nodos. *Ventajas Una red con topología en malla ofrece una redundancia y fiabilidad superiores. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la confiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, ya que utilizan mucho cableado. Por ello cobran mayor

importancia en el uso de redes inalámbricas (por la no necesidad de cableado) a pesar de los inconvenientes propios del Wireless.

Red en árbol: Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones. La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.

ARQUITECTURA Vemos el concepto de arquitectura de red y sus 4 Características básicas para que la red funcione correctamente. Continuamos viendo datos importantes dentro de nuestro manual de redes. En concreto veremos lo que es una arquitectura de red. Antes de meternos en la arquitectura de red tenemos que destacar lo que es

una

red

convergente

y

su

finalidad.

Antiguamente las redes se dividían dependiendo del tipo de dispositivos que la formaban, de esta forma una red telefónica solo servia para comunicarse vía teléfono y una red informática para conectar dispositivos informáticos. Bien pues aparece un nuevo tipo de red que es la convergente, la cual permite utilizar una única red para varias funciones. Esta red necesita una buena arquitectura de red para su funcionamiento y por ello es sumamente importante ver que es una arquitectura de red y sus principales características. Lo primero que tenemos que saber es, a que nos referimos cuando hablamos de arquitectura de red, bien pues nos referimos a las tecnologías que admiten la infraestructura, servicios y protocolos que transmiten los mensajes a través de la red, para que esta sea fiable y funcione perfectamente. Actualmente una buena arquitectura de red debe cumplir 4 características básicas: 

Tolerancia a fallos



Escalabilidad

 

calidad del servicio Seguridad A continuación pasamos a detallar cada una de ellas para dejar estas características totalmente claras. Tolerancia a fallos

Una red tolerante a fallos es aquella que limita el impacto de un error de software o hardware y que además puede recuperarse de dicho error rápidamente. Para que se entienda mejor, si nosotros enviamos un mensaje y nos da un error de enrutamiento, la red lo que tendría que hacer es mandar inmediatamente el mismo mensaje pero por otra ruta distinta de tal forma que el destinatario no conoce dicho error y recibe sin problemas el mensaje. Para aplicar este sistema utilizamos lo que se llama redundancia, y es simplemente implementar varios caminos, soluciones, etc para que si uno falla, tengamos más y el mensaje siempre llegue a su destinatario. Escalabilidad Esta característica no es otra que la de permitir el crecimiento de las redes sin repercutir en su funcionamiento. Para que os hagáis una idea, cada semana se conectan miles de usuarios nuevos y proveedores de Internet, para que esto no cree problemas de rendimiento se ha creado un diseño jerárquico de capas para la estructura física y la arquitectura lógica. (Esto lo veremos detenidamente más adelante). Calidad del servicio Para que una red suministre una buena calidad de servicio, crea lo que se denominan prioridades, para que así, de esta forma, por ejemplo, se de más prioridad a un streamming de video que a una página web, ya que esta última no requiere tantos servicios para funcionar correctamente. Esto es algo que se ira entendiendo mejor a lo largo del manual. Seguridad Esta es la característica que más se esta desarrollando actualmente ya que es la que más preocupa a la sociedad actual. La confidencialidad de los datos es primordial a la hora de enviar mensajes a través de una red, y es por eso, que esta característica es a mi entender junto con la tolerancia a fallos, son las dos más importantes y las que requieren mayor desarrollo e investigación. Como sistemas de seguridad, en las redes utilizamos los sistemas de contraseñas cifradas, los firewall, los encriptadores de datos, etc. Ya en el siguiente artículo veremos de que se compone una red y sus representaciones gráficas.

3. Cuáles son los algoritmos para seguridad en las redes inalámbricas. WEP. WEP ue desarrollado para redes inalámbricas y aprobado como estándar de seguridad Wi-Fi en septiembre de 1999. WEP debía ofrecer el mismo nivel de seguridad que las redes cableadas, sin embargo hay un montón de problemas de seguridad conocidos en WEP, que también es fácil de romper y difícil de configurar.

WPA. Durante el tiempo en que se estaba desarrollando el estándar de seguridad inalámbrica 802.11i, se utilizó WPA como mejora temporal de la seguridad de WEP. Un año antes de que WEP fuera oficialmente abandonada, WPA fue formalmente adoptada.

WPA2. El protocolo basado en el estándar de seguridad inalámbrica 802.11i se introdujo en 2004. La mejora más importante de WPA2 sobre WPA fue el uso del Advanced Encryption Standard (AES). AES está aprobado por el gobierno de los Estados Unidos para encriptar la información clasificada como de alto secreto, por lo que debe ser lo suficientemente bueno como para proteger las redes domésticas. Qué método de seguridad funcionará para su red Aquí está la calificación básica de mejor a peor de los modernos métodos de seguridad WiFi disponibles en modernos (después de 2006) routers:

1. WPA2 + AES 2. WPA + AES 3. WPA + TKIP/AES (TKIP Existe como un método alternativo) 4. WPA + TKIP 5. WEP 6. Red abierta (sin seguridad en absoluto)

4. Cuál es el estándar más reciente que se está utilizando en las redes inalámbricas. Estándares más recientes de redes inalámbricas Relacionamos solo las caracteristicas de las implementaciones mas recientes de los protocolos WiFi, que son de interes para todos los que nos interesamos en dispositivos novedosos. Todas las mejoras recientes tratan de evitar la popular frecuencia de la banda de 2.4 GHz ya que está muy congestionada debido a varios dispositivos que la usan como: equipos de microonda, bluetooth, teléfonos inalámbricos, cámaras de seguridad, hornos microwave, etc. El estándar 802.11ac, caracteristicas y ventajas El estándar 802.11ac se está implementando desde el comienzo del 2014. Los componentes que lo emplean consumen menos energía, por lo que es ideal para dispositivos portables, además ahora es posible transmitir datos idénticos a usuarios diferentes. Usando la banda de 5 GHz el radio de alcance es menor, pero en la práctica se pueden alcanzar distancias mayores usando la tecnología "Beamforming" que focaliza la señal de radio. 802.11ac es mucho más rápido, la rapidez se debe a dos factores: 1- La posibilidad de usar canales de radio más anchos. En vez de usar 40 MHz de ancho de canal, AC puede funcionar con 80 o hasta 160 MHz. Otra posibilidad es la de usar la característica "Channel Bonding", es decir poder combinar dos canales independientes. 2Antenas múltiples. Los routers actuales transfieren al mismo tiempo hasta seis flujos de datos (spatial streams) usando tres antenas. Con AC se pueden utilizar hasta cuatro antenas.

El estándar 802.11ah o Wi-Fi HaLow, caracteristicas y ventajas IEEE 802.11ah es un nuevo protocolo de redes inalámbricas que comienza a implementarse en el 2016. Surge a causa de los constantes requerimientos de la tecnología, la información y el mercado. Se diferencia de los anteriores por usar frecuencias inferiores a 1 GHz y permite aumentar el rango de alcance de estas redes, hasta alrededor de 1000 metros. Esto facilita en la práctica su distribución en áreas rurales, usando torres de telefonía con sensores para compartir la señal. También ofrece el beneficio de un menor consumo de energía. Este protocolo es un competidor del popular Bluetooth usado en dispositivos pequeños. Wi-Fi alliance anuncio que 802.11ah se conocería con el nombre Wi-Fi HaLow, que se pronuncia "HAY-Low".

CUESTIONARIO:

1. ¿Qué estándares para redes WLAN se puede aplicar en redes MAN? Una red de área metropolitana (MAN por las siglas en inglés de Metropolitan Area Network) consiste en computadoras compartiendo recursos entre sí en áreas de cobertura de mayor tamaño que una LAN, pero menor que una WAN. Funcionan de forma muy parecida a una red de área local pero cumplen estándares tecnológicos diferentes. Estas mejoras son necesarias para subsanar los problemas de latencia (retardo en la entrega de información) y pérdida de calidad de la señal en interconexiones que abarcan largas distancias. Generalmente usan un bus doble, ida y vuelta, con fibra óptica, para interconectar las diferentes LAN a la red. También se consiguen redes MAN usando pares de cobre o microondas. Por la mayor estabilidad y menor latencia que ofrecen, son ideales para ofrecer servicios multimedia y videovigilancia en grandes ciudades, entre otras ventajas.

Como el resto de las redes cableadas, tiene su versión inalámbrica llamada WMAN (Wireless Metropolitan Area Network). Esta red utiliza tecnologías de telefonía celular como LTE y WiMax para interconectar sus miembros.

2. ¿Cuáles son las tendencias para las redes WLAN? 1.- Convergencia hacia nuevos modelos de negocio y casos de uso “La convergencia de redes inalámbricas y alámbricas es real. Muchos de nuestros clientes se están reorganizando alrededor de este concepto a medida que negocios, que solían ser independientes, se juntan. Quienes optaban por redes alámbricas tradicionales están trayendo al mundo inalámbrico su experiencia en conectividad de fibra. Muchos operadores están concentrados en llevar cada vez más fibra a sus redes para habilitar arquitecturas C-RAN y despliegues a gran escala de small cells que lleven la fibra más cerca a los suscriptores,” puntualizó Ferro. Los Operadores de Servicios Múltiples (MSO) y las empresas neutral host con redes de fibra existentes las están monetizando vendiendo acceso para backhaul de small cells. Algunos incluso están construyendo sus propias redes de small cells y arrendándolas a operadores inalámbricos. Se están formando alianzas poco usuales entre compañías de cable, proveedores inalámbricos y neutral hosts.

“También hay convergencia de espectro licenciado y no licenciado a medida que se abren nuevas frecuencias como 3.5 GHz, una de las bandas globales 5G,” añadió el directivo. “Un fabricante podría implementar una red privada LTE en 3.5 GHz para controlar de forma inalámbrica la robótica en una fábrica. O un neutral host podría desplegar una red LTE en un estadio o centro comercial y vender capacidad a los proveedores de servicios. Muchos de estos son casos de negocio y de uso nuevos de los que se está hablando en cuanto a 3.5 GHz”.

2.- LTE habilita la migración a 5G Para el mercado celular tradicional, el objetivo de la banda ancha móvil (BAM) mejorada sigue siendo impulsado por la evolución de LTE. Con la capacidad Carrier Aggregation probada y desplegada en el campo, LTE está alcanzando velocidades muy altas con velocidades de bajada y subida de datos de más de 100 Mbps. De hecho, los sitios LTE "Gigabit" ya están apareciendo. La latencia de LTE suele ser inferior a 20 milisegundos en muchas partes de la red. En los próximos años, asegura Ferro, LTE seguirá siendo la base y la red de apoyo de la "red de redes" que promete el 5G. Algún día, el 5G se convertirá en la tecnología principal de red macro, pero probablemente comenzará como una mejora de capacidad para las áreas con mayor demanda y altas concentraciones de usuarios, además de impulsar nuevos casos de uso para aplicaciones verticales. “El 5G definitivamente será utilizado para la internet de las cosas (IoT) y aplicaciones de muy baja latencia,” mencionó el directivo de CommScope. Explicó que estos casos de uso aparecerán primero en aplicaciones como la fabricación industrial con robótica coordinada de forma inalámbrica con latencia ultrabaja. “La verdadera promesa del 5G es una combinación de altas velocidades, baja latencia y dispositivos de baja potencia. Los cambios arquitectónicos en el 5G permitirán a los operadores elegir las opciones de fronthaul que sean óptimas para la mejor latencia o rendimiento. Veremos que estos cambios vienen en etapas, con casos de uso específicos basados en mercados verticales.”

3.- El desafío de las small cells Toda la industria ha estado hablando de este desafío por un tiempo, pero las small cells todavía son demasiado difíciles de desplegar. La adquisición de sitio es un gran desafío. Se están empezando a ver proyectos de mayor volumen, pero aún lleva más tiempo del que todos quisieran. Los procesos de zonificación que duran 12 meses o más son

simplemente demasiado largos. De acuerdo con Ferro, la expectativa para el 2018 es un movimiento real en los esfuerzos a nivel mundial para estandarizar y acelerar las implementaciones de small cells. “Por supuesto, muchas otras discusiones tecnológicas están en curso en el mundo inalámbrico. Este año veremos avances significativos en la definición del 5G tanto como estándar como para implementaciones en el mundo real. El ciclo de hype inicial se ha reducido, un paso necesario hacia el discernimiento práctico de cómo es que todos haremos realidad el 5G”, finalizó el directivo. BIBLIOGRAFIA:  https://searchdatacenter.techtarget.com/es/cronica/Tres-tendencias    

para-la-industria-inalambrica-en-2018 https://gpcinc.mx/blog/redes-lan-man-wan/ http://www.monografias.com/trabajos53/topologias-red/topologiasred.shtml http://redestipostopologias.blogspot.mx/2009/03/topologia-deredes.html http://es.wikipedia.org/wiki/Topolog%C3%ADa_de_red http://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/huejutla/sistemas/ redes/topologias