Comunicaciones inalambricas

Medios guiados

Los medios de transmisión guiados están constituidos por cables que se encargan de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto.

Los más utilizados en el campo de las telecomunicaciones y la ínter conexión de computadoras son tres:

• cable de par trenzado: consiste en un conjunto de pares de hilos de cobre conductores, cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía. 
• cable coaxial: Conductor central rodeado por una capa conductora cilíndrica. Se emplea en sistemas troncales o de largo alcance que portan señales múltiples con gran número de canales.
• fibra óptica: es un enlace hecho con un hilo muy fino de material transparente de pequeño diámetro y recubierto de un material opaco que evita que la luz se disipe. Por el núcleo, generalmente de vidrio o plásticos, se envían pulsos de luz, no eléctricos.

Hay dos tipos de fibra óptica:

• multimodo: la luz puede circular por más de un camino pues el diámetro del núcleo es de aproximadamente 50 µm. 
• monomodo: sólo se propaga un modo de luz, la luz sólo viaja por un camino. El diámetro del núcleo es más pequeño (menos de 10 µm).

Medios no guiados

En este tipo de medios, la transmisión y la recepción de información se lleva a cabo de antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario, en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

Para las transmisiones no guiadas, la configuración puede ser:

• Direccional, en la que la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas; y
• Omnidireccional, en la que la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas.

las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos:

• Radiofrecuencia u ondas de radio;
• microondas
  • terrestres
  • satelitales
• luz
• infrarroja 
• láser

Las señales inalambricas son ondas electromagnéticas que recorren un medio (aire)

 Las ondas electromagnéticas no requieren necesariamente un medio material para su propagación.

 Las ondas armónicas y ecuación de HELMHOLTZ, en las ondas armónicas o monocromáticas el perfil de onda es una sinusoide:

ξ(x,t)] t =0= ξ o coskx 

ξ o es el valor máximo de la perturbación o amplitud y k recibe el nombre de número de onda. 

Cada tipo de comunicación inalambrica tiene sus ventajas e inconvenientes:

Infrarrojos (IR): Tasa de datos alta y muy bajo costo, pero a una distancia muy corta.

Los infrarrojos son clasificados, de acuerdo a su longitud de onda, de este modo:

• infrarrojo cercano (de 800 nm a 2500 nm)
• infrarrojo medio (de 2.5 µm a 50 µm)
• infrarrojo lejano (de 50 µm a 1000 µm)

Banda estrecha: Tasa de datos baja y costo medio, requiere licenciamiento de frecuencias y su cubrimiento es relativamente alto.

Se llama NB-IoT (Narrow Band-Internet of Things) y es el nuevo estándar de comunicación inalámbrica. Una red de banda estrecha que se utilizará en los próximos años para la conexión de aparatos y dispositivos englobados en lo que se conoce como Internet de las cosas: termostatos, lámparas, electrodomésticos, sensores de temperatura, alarmas, medidores de todo tipo y, en general, cualquier objeto con capacidad de conectarse a Internet.

Espectro disperso: costo medio y tasa de datos altas, cubrimiento limitado.

Ventajas

• Resiste todo tipo de interferencias, tanto las no intencionadas como las malintencionadas (más conocidas con el nombre de jamming), siendo más efectivo con las de banda estrecha.

• Tiene la habilidad de eliminar o aliviar el efecto de las interferencias multitrayecto.
• Se puede compartir la misma banda de frecuencia con otros usuarios.

• Confidencialidad de la información transmitida gracias a los códigos pseudoaleatorios (multiplexación por división de código).

Desventajas

• Ineficiencia del ancho de banda.
• La implementación de los circuitos es en algunos casos muy compleja.

Satélites: tasa de datos bajas, costo elevado, cobertura mundial. 

• Satélites de comunicaciones, son los empleados para realizar telecomunicación (radio, televisión, telefonía).
• Satélites meteorológicos, son utilizados para la observación del medio ambiente, meteorología, cartografía sin fines militares, utilizados principalmente para registrar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra
• Satélites de navegación, que utilizan señales para conocer la posición exacta del receptor en la tierra, como los sistemas GPS, GLONASS y Galileo.
• Satélites de reconocimiento, denominados popularmente como satélite espía, son satélites de observación o comunicaciones utilizados por militares u organizaciones de inteligencia. La mayoría de los gobiernos mantienen la información de sus satélites como secreta.
• Satélites astronómicos, son satélites utilizados para la observación de planetas, galaxias y otros objetos astronómicos.
• Satélites de energía solar, son una propuesta para satélites en órbita excéntrica que envíen la energía solar recogida hasta antenas en la Tierra como una fuente de alimentación.
• Estaciones espaciales, son estructuras diseñadas para que los seres humanos puedan vivir en el espacio exterior. Una estación espacial se distingue de otras naves espaciales tripuladas en que no dispone de propulsión o capacidad de aterrizar, utilizando otros vehículos como transporte hacia y desde la estación.

Redes Inalambricas de área personal

Las redes inalámbricas de área personal WPAN por sus siglas en inglés Wireless Personal Area Network son redes que comúnmente cubren distancias del orden de los 10 metros como máximo, normalmente utilizadas para conectar varios dispositivos portátiles personales sin la necesidad de utilizar cables [

• Bloutooyh, IrDa

Redes Inalambricas de área local

Una red de área local inalámbrica, también conocida como WLAN (del inglés wireless local area network), es un sistema de comunicación inalámbrico para minimizar las conexiones cableadas.

Uno de los problemas de este tipo de redes es precisamente la seguridad ya que cualquier persona con una terminal inalámbrica podría comunicarse con un punto de acceso privado si no se disponen de las medidas de seguridad adecuadas. Dichas medidas van encaminadas en dos sentidos: por una parte está el cifrado de los datos que se transmiten y en otro plano, pero igualmente importante, se considera la autenticación entre los diversos usuarios de la red. En el caso del cifrado se están realizando diversas investigaciones ya que los sistemas considerados inicialmente se han conseguido descifrar. Para la autenticación se ha tomado como base el protocolo de verificación EAP (Extensible Authentication Protocol), que es bastante flexible y permite el uso de diferentes algoritmos.

• Wi-Fi

Redes Inalambricas de área amplia

Una red de área amplia, o WAN (Wide Área Network en inglés), es una red de computadoras que une varias redes locales, aunque sus miembros no estén todos en una misma ubicación física. Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado, otras son instaladas por los proveedores de Internet (ISP) para proveer conexión a sus clientes.

Características:

• Posee máquinas dedicadas a la ejecución de programas de usuario (hosts).
• Una sub-red, donde conectan varios hosts.
• División entre líneas de transmisión y elementos de conmutación (enrutadores).
• Es un sistema de interconexión de equipos informáticos geográficamente dispersos, que pueden estar incluso en continentes distintos. El sistema de conexión para estas redes normalmente involucra a redes públicas de transmisión de datos.

• Wi-Max (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
• Micro-ondas