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Una tecnología ya disponible Según todos los analistas, las soluciones Wi-Fi serán uno de los sectores con mayor crecimiento en los próximos años en el mercado de las telecomunicaciones. Esta demanda viene acompañada por una oferta que se renueva constantemente y ofrece un amplio abanico de soluciones, así en breve podremos disponer en España además de los equipos 802.11b en 2,4 GHz de soluciones 802.11g y 802,11a o Hyperland que en las bandas de 2,4 GHz y 5,8 GHz nos ofrecerán velocidades de hasta 72 Mbps, también sin licencia. Sin embargo dentro de este mercado existen dos sectores bien diferenciados, las aplicaciones interiores o Indoor (hot spot, oficinas inalámbricas…) y las conexiones de oficinas remotas u Outdoor. Es en este segundo sector en donde Telcom ha volcado toda su experiencia en el campo de las radiocomunicaciones profesionales desde 1998, primero con soluciones ópticas (enlaces led/laser) y desde 1999 con las soluciones wireless de Alvarion (fabricante Israelí de soluciones LMDS y Wi-Fi) Se trata de entornos de comunicación totalmente distintos, con problemáticas bien diferenciadas y que por lo tanto necesitan de equipos diseñados especialmente para ellas. En Telcom a pesar de la amplia oferta, apostamos por el BreezeNet DS11 Outdoor Bridge de Alvarion, el único equipo del mercado que ofrece el nivel de integración que necesitan las aplicaciones Outdoor (arquitectura indoor-outdoor, posibilidad de antena integrada, amplificador, protector de rayos, totalmente de intemperie). No en vano, este fabricante es quien suministra las soluciones de acceso a todos los operadores de LMDS (3,5 GHz) bajo diferentes acuerdos de OEM. Antonio Durán, Área de Diversificación Telcom S.A. www.telcomsa.es Según todos los pronósticos, el año 2003 será definitivamente el año del despegue de la tecnología Wi-Fi en España. Desde que, a principios de los 90, se emprendieron los primeros trabajos de normalización de las redes de área local inalámbricas, hemos asistido a progresivos avances tecnológicos, pero lo más importante es que, finalmente, se está consolidando en el mercado de los terminales de usuario una norma común: el estándar IEEE 802.11 con certificación Wi-Fi. Por ello, cada vez más dispositivos vienen ya equipados, de serie, con un módulo radio Wi-Fi, ya se trate de impresoras, ordenadores portátiles, agendas electrónicas, teléfonos móviles o descodificadores de TV. Un segundo aspecto, que va a favorecer el crecimiento de este mercado, es la mejora de los mecanismos de seguridad incorporados, que garantizan, en distintos niveles, la confidencialidad de las comunicaciones. En tercer lugar, la disponibilidad de comunicaciones inalámbricas se ha convertido en una necesidad, derivada de los modernos hábitos de trabajo de nuestra sociedad, que están ya definitivamente vinculados a la movilidad. Por último, tenemos que tener presente que el gran dinamizador del mercado de las TIC continuará siendo Internet. La ventaja de las tecnologías Wi-Fi es, precisamente, la posibilidad de dotar a esas redes locales inalámbricas de una pasarela Wi-Fi que permita, de manera segura, compartir, entre todos los dispositivos, un mismo acceso de banda ancha a la Red de Redes. José V. Rodríguez Director General de la División de Redes Sagem Comunicaciones Ibérica https://www.safran-electronics-defense.com/ W i - F i Perspectivas de mercado A las puertas del despegue IDC. La inversión mundial en tecnologías de la información crecerá desigualmente en 2003, y los sectores más beneficiados serán el hardware y los servicios inalámbricos. Las redes inalámbricas serán una dura competencia para la telefonía de tercera generación. El gasto de las compañías de telecomunicaciones descenderá un 5% en todo el mundo. Pero crecerá significativamente en los mercados emergentes y en servicios wireless. JUPITER RESEARCH. Las redes inalámbricas con conexión a Internet seguirán creciendo en hoteles, SOHO, campus universitarios y hogares. Es probable que estas redes, principalmente las 802.11 o Wi-Fi, al ser más rápidas y económicas, afecten seriamente a la tecnología 3G. Direcciones de interés Web Oficial del Estándar 802.11 http://www.ieee802.org/11 Web del Estándar Wi-Fi (WECA) 802.11b https://www.wi-fi.org/ BIT 137 ENE.-MAR. 49 2003 Las estimaciones de las consultoras

REDES INALÁMBRICAS WI-FI Las comunicaciones digitales vía radio han sido durante los últimos años los principales motores en la evolución del sector de las telecomunicaciones. Tecnologías como GSM, DECT, WLL, LMDS, UMTS, … han protagonizado las mayores expectativas de la historia de las telecomunicaciones que se han visto traducidas en grandes éxitos y algunas fustraciones. En estos momentos una nueva tecnología – conocida como Wi-Fi (Wireless Fidelity) - está emergiendo con inusitada fuerza. De hecho, algunos expertos ya la consideran una seria amenaza para la telefonía móvil de tercera generación, en la medida que puede capturar un porcentaje significativo del mercado de acceso móvil de banda ancha que hasta ahora se asociaba al UMTS. El Wi-Fi no es sino un protocolo de comunicación estándar que define la conexión vía radio para Redes Área Local (WLAN) en entornos empresariales, propiciando la disponibilidad en el mercado de dispositivos de bajo precio y la creación de nuevos servicios basados en dicha tecnología. Su éxito radica en que, al ser el primero en haberse implementado en el mercado, se ha convertido en el "estándar de facto" para este tipo de aplicaciones y, lo que es más importante, está demostrando su capacidad para ofrecer acceso de banda ancha en múltiples entornos públicos a precios asequibles. En este monográfico se presentan algunos de sus aspectos más significativos. En el primer artículo se describen ampliamente las características técnicas y socioeconómicas del nuevo estándar, incluyendo algunas reflexiones sobre su futuro desarrollo. La seguridad, quizás el elemento más crítico en este tipo de redes, es analizada en el segundo. Por ultimo, en dos artículos se presentan algunas de sus aplicaciones más novedosas: las primeras dirigidas a suministrar servicios públicos esenciales, las segundas a resolver necesidades específicas de alto valor añadido. Según las estimaciones de Analysis Research solamente el mercado de servicios derivado de las aplicaciones públicas de las WLAN en Europa alcanzará la cifra de 3000 Millones de Euros en el año 2006. Si se cumpliesen estas expectativas las WLAN se consolidarían como uno de los grandes motores del avance de las telecomunicaciones en el futuro inmediato. Todo ello justifica una atenta lectura de las siguientes páginas. Félix Pérez Martínez

IEEE 802.11(Wi-Fi) El estándar de facto para WLAN Fidel Ramón García Pedraja /Vicente Quílez Sánchez de Alcatel Una WLAN es una red inalámbrica en la que una serie de dispositivos (PCs, workstations, impresoras, servidores,..) se comunican entre si en zonas geográficas limitadas sin necesidad de tendido de cable entre ellos. La gran ventaja de esta tecnología es que ofrece movilidad al usuario y requiere una instalación muy sencilla. Entre los componentes que permiten configurar una WLAN podemos mencionar los siguiente: Terminales de Usuario (Clientes), dotados de una Tarjeta Interfaz de Red (NIC) que incluye un transceptor radio y la antena; Puntos de Acceso (Access Points o APs), que permiten enviar la información de la red cableada (por ejemplo Ethernet) hacia los NIC/Clientes; y Controlador de APs necesario para despliegues que requieren varios APs por razones de cobertura y/o tráfico. Este último suele incorporar funcionalidad de AP, de cliente VPN, de cliente RADIUS para labores de autentificar y autorizar con un servidor AAA apropiado (Autentificación, Autorización y Accounting), de routing y de firewalls. La existencia en el mercado de dichos dispositivos capaces de interconectarse de forma barata y sencilla ha dado origen a una gran variedad de aplicaciones que sobrepasan ampliamente el ámbito de utilización en entornos empresariales para el que nacieron las WLAN. Estandarización de tecnologías WLAN Las redes WLAN cumplen con los estándares genéricos aplicables al mundo de las LAN cableadas (i.e. IEEE 802.3 o equivalentes) pero En la tabla 1 podemos ver el "throughput" de una red WLAN que sería equivalente al de una red Ethernet cableada; como se observa este "throughput" resulta ser sensiblemente inferior al considerado como velocidad máxima de la tecnología. IEEE 802.11b lidera los desarrollos actuales y su evolución IEEE 802.11a ya está comenzando su disponibilidad en el mercado. Aunque Hiperlan2 resuelve algunos problemas asociados con el 802.11ª en temas vinculados con la robustez frente a interferencias y QOS (calidad de servicio), es muy probable que haya perdido la carrera comercial respecto a ambos protocolos debido a su retraso para introducirse en el mercado. La banda de frecuencia de 2,4 GHz es compartida por WLAN y por otras tecnologías (Bluetooth para redes PAN, HomeRF para Home- Networking, hornos de microondas.. ) lo que incrementa la posibilidad de congestionar dicha banda. Para solventar esta problemática se decidió utilizar también la banda de 5 GHz para aplicaciones WLAN aumentando el ancho de banda disponible y la capacidad de tráfico de forma considerable. La figura 1 muestra el mapa actual de frecuencias (2002) para aplicaciones WLAN. IEEE 802.11 b/a (Wi-Fi): Estándar "de facto" para WLAN La denominación Wi-Fi (Wíreless- Fidelity) aplicada al protocolo necesitan una normativa específica adicional que defina el uso de los recursos radioeléctricos. Estas normativas específicas definen de forma detallada los protocolos de la capa física (PHY) y de la capa de Control de Acceso al Medio (MAC) que regulan la conexión vía radio. El primer estándar de WLAN lo generó el organismo IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) en 1997 y se denomina IEEE 802.11. Desde entonces varios organismos internacionales han desarrollado una amplia actividad en la estandarización de normativa de WLAN y han generado un abanico de nuevos estándares. En USA el grueso de la actividad lo mantiene el organismo IEEE con los estándares 802.11 y sus variantes (b, g, a, e, h, ..) y en Europa el organismo relacionado es el ETSI con sus actividades en Hiperlan-BRAN. La tabla 1 muestra las características técnicas de las tres tecnologías WLAN más significativas actualmente. Es necesario mencionar que parte de la información transmitida en el aire es especifica de la transmisión radio (cabeceras, codificación,..) y por lo tanto no forma parte de la capacidad útil para el usuario. Es decir que los valores de velocidad máxima de 11 Mbps ó de 54 Mbps no son equivalentes al concepto de velocidad aplicado en las redes LAN cableadas. W i - F i BIT 137 ENE.-MAR. 28 2003 Tabla 1: Características de los estándares WLAN más significativosinalámbrico IEEE 802.11b significa que, vía radio, mantiene con fidelidad las características de un enlace Ethernet cableado. Por extensión se conoce como WiFi 5 al protocolo IEEE 802.11a que es el nuevo estándar de la misma familia para la banda de 5 GHz. Dado que estos protocolos Wi-Fi ya están implementados en múltiples productos comerciales podemos considerar que se han convertido en el estándar "de facto" para las aplicaciones WLAN en detrimento del estándar Hiperlan2 del ETSI. A continuación se describen algunos aspectos de interés relacionados con los protocolos Wi-Fi: Topología de Red Como en la mayoría de redes LAN, en las redes WLAN podemos encontrar dos tipos de de topología: Red Ad-Hoc y Red Modo Infraestructura Una red "Ad Hoc" consiste en un grupo de ordenadores que se comunican cada uno directamente con los otros a través de las señales de radio sin usar un punto de acceso. Los ordenadores de la red inalámbrica que quieren comunicarse entre ellos necesitan usar el mismo canal radio y configurar un identificador específico de WiFi (denominado ESSID) en "Modo Ad Hoc". Se conoce como configuración "Modo Infraestructura" a la forma típica de trabajar cuando se utilizan Puntos de Acceso (AP). Si queremos conectar nuestra tarjeta Wi-Fi a uno de ellos, debemos configurarla para trabajar en este modo de trabajo. Es mas eficaz que la red ad-hoc, en la que los paquetes "se lanzan al aire, con la esperanza de que lleguen al destino..", mientras que el modo Infraestructura gestiona y se encarga de llevar cada paquete a su sitio mejorando, además, la velocidad. En el Modo Infraestructura la tarjeta de red se configura automáticamente para usar el mismo canal radio que usa el punto de acceso más adecuado (normalmente el mas cercano). La figura 2 muestra la topología de dos redes WLAN en modo Infraestructura conectadas a un mismo Servidor. El modo Infraestructura es el que se utiliza cuando se quiere conectar una red WLAN a una red cableada. Características Técnicas Las características técnicas de los protocolos IEEE.811 se reflejan en la tabla 2. • IEEE 802.11: Fue el primer estándar disponible y permite dos variantes para el interfaz aire: DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum y FH-SS (Frequency Hopped Spread Spectrum). La capacidad alcanzada es de 1 / 2 Mbps (según fabricante). • IEEE 802.11b es el estándar que lidera los desarrollos actuales de WLAN. Emplea solamente DS-SS y utiliza modulación con forma de onda CCK (Complimentary Code Keying) lo que permite alcanzar hasta 11 Mbps de velocidad. • IEEE 802.11a, es una evolución del 802.11b, opera en la banda de 5 GHz y ofrece una capacidad de hasta 54 Mbit/s. El interfaz aire utiliza multiplexación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). • IEEE 802.11g (versión "draft" ó provisional desde Octubre 2002). Con multiplexación OFDM permite hasta 54 Mbps de capacidad máxima en la banda de 2.4 Ghz. Permite interoperabilidad con IEEE 802.11b utilizando un interfaz aire SS-DS y ofreciendo hasta 11 Mbps de capacidad. • El estándar IEEE 802.11a utiliza la banda de 5 GHz que en Europa no está asignada en este momento de forma prioritaria para aplicaciones WLAN por lo que actualmente tiene que compartir banda con otras aplicaciones. La norma IEEE 802.11h es una evolución del IEEE 802.11a que permite asignación dinámica de canales y control automático de potencia para minimizar los efectos interferentes. Estará disponible a lo largo de este año 2003. La capa física (PHY) de los estándares IEEE 802.11 se diseñó para cumplir con la regulación de radio frecuencia del FCC (organismo federal USA). Las mismas bandas de frecuencia, con algunas variantes, se utilizan en el resto del mundo. La figura 3 muestra el espectro de la banda de 2.4 GHz en España. Los canales (de 22 MHz cada uno) utilizados por 802.11b son los impares (canales 1,3,5,7,9,11 y13). Respecto a la capa MAC (Control de Acceso al Medio) podemos mencionar que los estándares IEEE 802.11 utilizan dos posibles mecanismo de acceso: • CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) en el que cada estación escucha a otros usuarios (Carrier Sense) y si el canal esta sin usar la estación está autorizada a transmitir (Collision Avoidance). Pero si está ocupada, cada estación espera hasta que la transmisión presente finalice, y después entra en un procedimiento de "random back." Esto previene que múltiples estaciones intenten obtener el medio inmediatamente después de completarse la Ô BIT 137 ENE.-MAR. 29 2003 Figura 1: Mapa mundial de frecuencias WLAN (2002) Figura 2: Topología de red con Puntos de Acceso (AP)transmisión precedente. • RTS/CTS: Es un procedimiento opcional en el que el terminal que quiera transmitir tiene que enviar al Punto de Acceso una solicitud de envío (Request To Send) a la que el Punto de Acceso accede (Clear To Send) a la transmisión. De esta manera se soluciona el problema del nodo oculto en el que dos transmisores separados no detectan las transmisiones de terminales distantes y los paquetes llegan degradados al punto de acceso. En este caso el punto de acceso coordina el tráfico WLAN al ser el encargado de dar los permisos de transmisión. Capacidad compartida y entornos multi-celda Como ya hemos visto anteriormente el "throuhgput" medio de una red WLAN es sensiblemente inferior a la cantidad indicada como velocidad máxima de la tecnología. Esto es debido a que parte de la información transmitida se consume en cabeceras radio o en funciones de codificación de canal. Adicionalmente la distancia existente entre el terminal y el Punto de Acceso o la existencia de interferencias disminuirán aún más la capacidad práctica transmitida. En una red WLAN la capacidad se configura, por defecto, en modo automático para que se regule en función de la calidad del enlace radio. obstáculos se considera que en aplicaciones de interior (potencia 20 dBm) el alcance típico del 802.11 varía entre 45 y 100 m, sin embargo en aplicaciones de exterior (potencia 30 dBm) y en función de la ganancia de las antenas terminales este alcance puede ser superado ampliamente. Seguridad en IEEE 802.11 La seguridad es uno de los aspectos esenciales para la aceptación de las WLAN por usuarios empresariales o para aplicaciones públicas. Como todas las tecnologías radio, las WLAN no se pueden confinar dentro de los muros de un edificio por lo que deben extremarse las medidas de seguridad, ya que en caso contrario se abriría la red LAN a todo aquel que con una tarjeta WLAN y una antena direccional quiera conectarse. El protocolo IEEE 802.11 provee seguridad mediante dos atributos: autentificación y el cifrado ó criptografía. Autentificación (verificar que una entidad, en este caso un cliente terminal, es realmente quien dice ser) es siempre un paso previo para autorizar a este cliente a comunicarse con otro o con el punto de acceso en el area de cobertura. Existen diferentes opciones para realizar el proceso de autentificación . Para las WLAN en topologías ad-hoc, la autentificación puede ser en "Open System" o con "Shared Key". En un Open System, cualquier terminal cliente puede solicitar la autentificación y el terminal que recibe esta solicitud puede otorgar la autentificación a las estaciones que se encuentran en su lista de usuarios definidos. En un sistema Shared Key, solamente las estaciones que comparten una clave secreta pueden ser autentificadas. Para las topologías en modo infraestructura, la autentificación se resuelve mediante un diálogo entre el cliente y el punto de acceso. Los Puntos de Acceso (AP) IEEE 802.11 vienen, por defecto, equipados con capacidad de cifrar según el algoritmo WEP, el cual se Además la capacidad mencionada debe ser compartida por los distintos usuarios que comparten un mismo Punto de Acceso. Cuando la capacidad resultante para cada usuario no es suficiente para la aplicación requerida es necesario incrementar el número de Puntos de Acceso en una misma celda (utilizando diferentes canales radio) y así permitir mayores densidades de tráfico. Para evitar solapamiento entre canales, cuando dos equipos transmiten en el mismo emplazamiento, la norma IEEE 802.11 indica que se debe dejar una separación entre las frecuencias centrales de los canales mayor de 22 MHz. Esta condición significa que, en la banda de 2.4 GHz, hasta tres (3) Puntos de Acceso pueden coexistir en una misma celda (se suelen emplear los canales 1, 6 y 11 - ver figura 3). La banda de 5 GHz (IEEE 802.11a) permite la utilización de hasta ocho (8) Puntos de Acceso coexistiendo en la misma celda. La utilización de dispositivos de banda dual 802.11a + 802.11b permitiría la instalación de hasta once (11) Puntos de Acceso en la misma celda sin solape de frecuencia. El dimensionado del número de Puntos de Acceso de una red debe garantizar el tráfico en el área considerada pero también la cobertura radioelectrica. En muchas ocasiones la presencia de obstáculos obliga al despliegue de entornos multicelda para garantizar la cobertura del área deseada. El alcance de estas tecnologías está íntimamente relacionado con las antenas utilizadas y con el entorno de propagación (interior, exterior, obstáculos, …). Dependiendo de la frecuencia y del número de W i - F i BIT 137 ENE.-MAR. 30 2003 Figura 3: Banda 2.4 GHz en España Tabla 2: Características de los principales estándares IEEE 802.11utiliza también como base del proceso de autentificación. El algoritmo WEP (Wired Equivalent Privacy) permite que la encriptación se ajuste a 256 bits, 128 bits, 64 bits o deshabilitada. Cuanto más alto es este dato, supuestamente la comunicación es más segura, a costa de perder rendimiento en la red. Sin embargo en el mundo de la criptografía se sabe que, cualquiera que sea la longitud de la clave, siempre hay formas de descifrar los mensajes y por lo tanto es conveniente cambiar las claves frecuentemente. Algunos fabricantes han desarrollado extensiones propietarias de las normas de seguridad (sobre 802.11) para implementar el cambio de claves periódicamente pero el inconveniente es que todos los dispositivos de la red WLAN deben ser suministrados en ese caso por el mismo fabricante. La tendencia mas reciente es sin embargo emplear el estándar 802.1x como base sólida del mecanismo de autentificación y autorización Estos atributos de seguridad que se han descrito operan a nivel físico y de enlace. Pero existen otras vías de añadir mas seguridad al sistema WLAN a otros niveles, tales como jugar con las direcciones MAC de los clientes (nivel 2) o construir VPNs entre el cliente y el servidor correspondiente (nivel 3), con lo que en la práctica puede decirse que la parcela de seguridad está suficientemente consolidada. Intercomunicación entre Puntos de Acceso (Roaming): Estándar preliminar IEEE 802.11 f. Los estándares mencionados hasta ahora permiten la conexión de los terminales dentro de una misma subred IP. Hasta ahora si queremos movernos sobre diferentes sub-redes IP debemos utilizar soluciones de un mismo fabricante. Actualmente el IEEE está desarrollando un nuevo estándar que define la intercomunicación entre Puntos de Acceso de distintos fabricantes (facilitando el roaming) y que estará disponible en 2003 (actualmente ya existe una versión preliminar de dicho estándar). Entre otros temas la norma define el registro de un Punto de Acceso dentro de una red y el intercambio de información cuando un usuario se mueve por una zona cubierta por AP de diferentes fabricantes. Esta norma es conocida como IEEE 802.11 f Dispositivos WLAN disponibles en el mercado En 1999 se creó una organización internacional sin ánimo de lucro denominada Wi-Fi Alliance (WECA) que certifica la interoperabilidad de productos de distintos fabricantes basados en la especificación 802.11. Actualmente pertenecen a la Alianza Wi-Fi 205 compañías y ya han recibido la certificación Wi-Fi® 611 productos diferentes desde que se inició el proceso en Marzo de 2000. Esta certificación garantiza que productos de distintos fabricantes son capaces de comunicarse entre sí y gran parte de ellos ya están disponibles comercialmente. Existen en el mercado una gran variedad de dispositivos: Puntos de Acceso (AP), NIC inalambricos, Portatiles con Wi-Fi integrado, Pocket PCs Wi-Fi, Servidores inalámbricos,… La figura 4 muestra algunos de estos dispositivos. Las tarjetas NIC mas comunes son las que vienen en formato PCMCIA, para portátiles, aunque también las hay en formato PCI, en CompactFlash, Smart Card y similares. Son equivalentes a una tarjeta de red normal, sólo que sin cables. Su configuración a nivel de IP es igual que una Ethernet Las tarjetas para portátiles o PDAs están a la venta por precios de $100/200. Algunos fabricantes ofrecen PCs y PDAs con el interfaz WLAN integrado. De momento estos componentes tienen un problema de consumo de energía que debe ser resuelto en el futuro próximo para garantizar el mantenimiento de las aplicaciones. Actualmente una PDA Wi-Fi tiene una autonomía limitada. Toshiba Research estima que solamente el mercado español derivado de esta tecnología alcanzó 55 ME en el año 2002 (básicamente ordenadores portátiles que incorporan tarjetas Wi-Fi) y recientemente, Febrero 2003, Intel ha anunciado un acuerdo con distintos fabricantes de ordenadores para que la totalidad de su nueva producción incorpore (de serie) dispositivos de comunicación Wi-Fi. La figura 5 muestra la estimación de Toshiba Research para el mercado de equipos Wi-Fi en España en los próximos años. Aplicaciones WLAN: Más allá del uso en redes empresariales Originalmente las redes WLAN fueron diseñadas para su empleo en redes empresariales. En este tipo de aplicaciones una sub-red WLAN, Ô BIT 137 ENE.-MAR. 31 2003 Figura 4: Punto de Acceso, Tarjeta PCMCIA , Wireless PDA y Tarjeta Compact Flash Figura 5: Mercado de Equipos W-Fi en España (Source Toshiba Research)compuesta por varios Puntos de Acceso inalámbricos, se conecta a una red cableada que nos permite acceder a todos los servicios disponibles en la empresa. Pero en actualidad las redes WLAN han encontrado una gran variedad de nuevos escenarios de aplicación tanto en el ámbito residencial como en entornos públicos: • Escenario Residencial: Una línea telefónica terminada en un router ADSL al cual se conecta un AP para formar una red WLAN que ofrece cobertura a varios ordenadores en el hogar. • Redes Corporativas: Una serie de Puntos de Acceso distribuidos en varios áreas de la empresa conforman una red WLAN autónoma o complementan a una LAN cableada. Son aplicaciones de alta densidad tráfico con altas exigencias de seguridad. • Acceso público a Internet desde cafeterías, tiendas, .... En estos establecimientos se ofrece a los clientes una tarjeta inalámbrica (NIC) que permiten acceso a Internet desde sus propios portátiles. Es un escenario de acceso, involucrando un bajo número de Puntos de Acceso, parecido al residencial, pero que necesita mayores funcionalidades en el núcleo de red (AAA, billing, ..). • Acceso público de banda ancha en pequeños pueblos, hoteles, campus universitarios, .. .En general este escenario necesita múltiples Puntos de Acceso para garantizar la cobertura del área considerada. o Es necesario distinguir entre las redes sin ánimo de lucro (redes libres) que ofrecen un servicio gratuito a una comunidad y las redes que ofrecen servicios de pago a clientes que residen o transitan por la zona de cobertura. • WLAN para cobertura de "Hot Spots" (escenario público). Estas redes cubren áreas donde se concentra un gran número de usuarios de alto tráfico como son aeropuertos, estaciones de ancha en pueblos o en pequeñas ciudades utilizando WLAN. Este servicio está bastante extendido en USA. • Operadores "Wíreless ISP" que ofrecen cobertura nacional (e.g., Wayport, MobileStar, …) en los puntos de alta densidad de trafico conocidos como "hot spots" (aeropuertos, estaciones, hoteles, …) utilizando WLAN. • Operadores móviles que complementan su oferta de movilidad global con cobertura WLAN en "hot spots". Esta actuación es debida a dos factores: de un lado evitar que los operadores WLAN anteriores, que ofrecen la cobertura de "Hot Spots" a nivel nacional, capten un porcentaje importante del mercado de servicios de UMTS. De otro lado capitalizar su infraestructura de red dado que ya poseen muchos activos necesarios para las redes WLAN tales como plataformas de autentificación, de gestión de red y de servicio, de facturación, etc. Como ejemplos de operadores que ofrecen este tipo de servicio público en la actualidad podemos mencionar los siguientes: • Wayport (USA) que cobra una tarifa de $4.95 a $7.95 por día y localidad; • MobileStar (USA) ofrece tarifas de suscripción mensual que van desde $15.95 por 200 minutos hasta $59.95 por acceso sin limites • En Europa, Telia HomeRun frece servicios similares en Suecia y en Noruega pero con tarifas mas altas. • T-Mobile (rama móvil de DT) anuncia en Diciembre 2002 que se hará cargo de la red Wi-Fi de 1200 Starbucks Cafes en USA. Gran parte de la infraestructura Wi-Fi de dichos cafés pertenecía a MobileStar que se desliga de dichos nodos de acceso. • France Telecom anuncia en Febrero 2003 el lanzamiento del servicio WLAN • El proyecto Cometa Project anuncia 20.000 hot spots en USA en el año 2003. ferrocarril, centros de congresos, … La red a instalar requiere un elevado número de Puntos de Acceso así como importantes exigencias de seguridad, gestión de red, facilidades de facturación, etc. • Acceso a Internet desde medios públicos de transporte. En los últimos meses se está convirtiendo en un tema de actualidad el hecho de que compañías ferroviarias quieran ofrecer acceso de banda ancha desde sus trenes en movimiento, o compañías aéreas (Lufthansa) que ofrecen acceso a Internet desde sus vuelos intercontinentales o varias ciudades que disponen de taxis que incorporan una pantalla integrada en el asiento que permite acceder a Internet de banda ancha. En el caso de Lufthansa la solución está basada en un acceso Wi-Fi en el interior del avión que termina un enlace vía satélite con la red Internet. En las otras dos aplicaciones Wi-Fi forma parte tanto de la red de acceso (en el interior del vehículo) como de la solución de transporte hacia la red fija. Las primeras aplicaciones públicas de WLAN se instalaron en campus universitarios y son del tipo "redes libres" sin ánimo de lucro. Este concepto se ha extendido a la oferta de servicios en pueblos o pequeñas ciudades gestionados directamente desde sus ayuntamientos. En España hay múltiples ejemplos de redes libres siendo el corredor del río Henares (Alcalá-Guadalajara) la zona con mayor profusión de Puntos de Acceso. Cuando las redes públicas son del tipo de pago por servicios siempre hay un operador de telecomunicaciones detrás de su gestión. Un operador establecido (especialmente si es móvil) dispone de gran parte de la infraestructura necesaria para ofrecer un servicio de amplia cobertura. Actualmente existen varios tipos de operadores actuando en el sector WLAN: • Operadores "Wíreless ISP" que ofrecen cobertura local de banda W i - F i BIT 137 ENE.-MAR. 32 2003BIT 137 ENE.-MAR. 33 2003 • En España tenemos los ejemplos de Afitel con despliegue en la ciudad de Zamora ó la oferta de NeoSky para llevar servicios de banda ancha a aldeas remotas por medio de una red WLAN conectada vía satélite con la red Internet. Analysys Research en un estudio de mercado publicado en Noviembre 2001 estima que en Europa habrá en el año 2006 más de 20 millones de usuarios de redes WLAN públicas generando más de 3000 Millones de Euros de ingresos para sus operadores. Este analista considera que el 10% de los usuarios de redes móviles serán también usuarios de redes WLAN y que los operadores móviles perderán más del 10% de sus ingresos por la competencia de esta tecnología por lo que les recomienda que complementen sus redes con tecnología WLAN. Un estudio posterior realizado por Strategy Analytics (Agosto 2002) reduce el tamaño del mercado para WLAN públicas y considera que su impacto sobre el negocio de los operadores móviles no será tan importante como presupone Analysys, pero también aconseja a estos operadores que desplieguen redes WLAN para minimizar dichas perdidas. La figura 6 muestra la estimación del mercado mundial para las aplicaciones públicas de las WLAN realizada por Strategy Analytics. El estudio de Strategy Analytics considera que actualmente se está llegando a un proceso de consolidación de los operadores WLAN del que sobrevivirá un pequeño número, con acuerdos de "roaming" entre ellos. En esta fase también se añadirán servicios WLAN a la oferta de la mayoría de los operadores móviles produciéndose un complemento ideal de conectividad global a nivel nacional con cobertura de banda ancha en todos los puntos de alta densidad de tráfico (hot spots). Entorno Regulatorio Los reguladores de los distintos países están actualmente en el proceso de asignación de bandas de frecuencia para aplicaciones WLAN. Cada país tiene una estrategia diferente en este tema y por lo tanto es conveniente que los usuarios potenciales de WLAN comprueben localmente si solamente pueden desplegar Puntos de Acceso (AP) en aplicaciones de interior o sí también pueden desplegarlos en entornos de exterior y cuales son las frecuencias que deben utilizar. Actualmente en Europa gran parte de la banda de 5 GHz está reservada para aplicaciones de Hiperlan2 o de tecnologías con asignación dinámica de frecuencias (como 802.11h.). Tecnologías como 802.11a estarían limitadas a usar solamente 150 MHz del total de la banda disponible. Sin embargo estos temas están en revisión permanente y pueden cambiar en el próximo futuro. El punto 1.5 de la agenda de la próxima Conferencia WRC 2003 (Worldwide Radio Conference 2003) propone que los reguladores consideren la posibilidad de nuevas asignaciones en la banda 5150-5725 MHz. La CEPT solicita que las bandas 5150-5350 MHz y 5470-5725 MHz se asignen mundialmente para aplicaciones móviles de WLAN de forma prioritaria y de esta forma asegurar la no interferencia con otros servicios. La Administración española, aunque soporta la propuesta de la CEPT, propone que en España la banda 5470-5725 MHz necesite una licencia para aplicaciones de exterior (outdoor). La figura 7 resume la situación regulatoria para uso de WLAN públicas en los países más significativos países (año 2002). Tendencias futuras Distintos organismos (WECA, IEEE, ETSI, ..) continúan trabajando en la búsqueda de soluciones para mejorar alguna de las limitaciones actuales de la tecnología. Su actividad garantiza que en los próximos meses los aspectos de seguridad y "roaming" estarán plenamente resueltos desde la infraestructura de red. En el ámbito tecnológico dispondremos de Puntos de Acceso duales (802.11a y 802.11b) y de nuevos NIC para PDAs y Tablet PCs optimizados para minimizar efectos interferentes y maximizar la movilidad, asi como de PCs con modems WiFi integrados en silicio. Asimismo se mejorará de forma drástica el consumo de estos dispositivos inalámbricos (especialmente en soluciones portátiles) que es una de las principales exigencias para garantizar el éxito de las redes WLAN. En cuanto a aplicaciones seremos testigos de la consolidación de operadores WLAN para Hot Spots (incluyendo muchos operadores móviles) así como de la implantación de la tecnología en los medios públicos de transporte. No será extraño tener una conexión de banda ancha a Internet desde un avión, desde un tren o desde un barco y la tecnología WLAN estará de alguna forma presente en la solución. Figura 6: Mercado mundial para aplicaciones públicas WLAN (Strategy Analytics) Figura 7: Regulación de bandas de frecuencias en países significativos (2002)

Nuevas aplicaciones de las WLAN José Fabián Plaza Fernández. Presidente de InfoGLOBAL S.A. Desde la comunicación permanente de trenes y autobuses, hasta el acceso a Internet de banda ancha en entornos rurales. Aunque los ejemplos señalados parezcan, en principio, entornos completamente distintos, todos tienen en común la utilización de redes sin cables WLAN basadas en la tecnología “Wi- Fi”. Metro de Madrid: concepción y sistemas pioneros Cuando a mediados del año 2.000 se daban los últimos retoques al estudio preliminar del proyecto TEBATREN (Telecomunicaciones de Banda Ancha para Trenes) no podíamos imaginar que la concepción teórica idónea del proyecto se convertiría poco después en una de las “estrellas” tecnológicas con un éxito contrastado. El proyecto, que se realizó a lo largo del año 2.001 y contó con la participación de Sico-Software, Revenga Ingenieros, Rodhe&Schwarz- España y la coordinación de InfoGLOBAL. Hay que significar que nada se hubiera realizado sin el empuje, soporte y colaboración de Metro de Madrid, así como el apoyo del Ministerio de Ciencia y Tecnología, mediante el programa PROFIT. El planteamiento inicial consistía en comunicar los trenes con la red fija, con el objetivo, en principio, de transmitir imágenes, tanto desde el interior de los trenes al puesto de mando como desde demostraron una total idoneidad para la comunicación bidireccional entre la red fija y los trenes, aunque, debido al coste de los equipos, parecía más conveniente utilizarlos sólo en sentido red fija-trenes mientras que el sentido trenes-red fija se implementaba con sistemas básicos en 2,4 GHz (los primeros equipos WLAN 802.11.b o WiFi comerciales que aparecieron en EEUU). A finales del año 2.001 se demostró mediante pruebas exhaustivas la total idoneidad de los sistemas basados en el estándar 802.11.b, con un rendimiento óptimo en la transmisión de video codificado MPEG1 y una total traslación de los servicios de la red fija hasta el interior del tren (sistemas de información al viajero, telefonía, telecontrol, etc), con velocidades máximas de 10 Mbps por tramo. el exterior (andenes) a la cabina principal del tren. Por otra parte, dado que Metro de Madrid dispone de una de las más completas y avanzadas redes integradas multiservicio del mundo, el objetivo inicial de transmitir imágenes pasó a ser un objetivo más ambicioso: extender la red al interior de los trenes con lo que dicha extensión proporcionaría también el resto de servicios. Por tanto, el sistema debía ser vía radio, de alta capacidad (banda ancha), completamente digital (y más concretamente, con soporte completo de redes IP), robusto (ambiente industrial, muy “ruidoso” electromagnéticamente) y, desde luego, capaz de funcionar con sistemas en movimiento. Las técnicas OFDM, gracias a su robustez en sistemas moviéndose a velocidades de hasta 150 Km/h, W i - F i BIT 137 ENE.-MAR. 34 2003 Figura 1. Proyecto TEBATREN: Telecomunicaciones de Banda Ancha para Trenes aplicado a Metro de Madrid.No obstante, el proyecto había avanzado también en otros puntos importantes, que lo han convertido en una referencia pionera en el uso de las tecnologías “WiFi”: – Transmisión. Necesidad de una posible traslación de la banda (2,4- 2,483 GHz) a otras frecuencias con menor atenuación en caso de utilizar cable radiante (mucho más indicado que las antenas discretas para los túneles). – Velocidad y robustez. Necesidad de un mayor ancho de banda y de robustez en la modulación, con lo que la idea original de utilizar técnicas OFDM y el estándar 802.11.a que utiliza dicha técnica y permite velocidades de hasta 54 Mbps, parecían sincronizarse perfectamente. – Conectividad completa, no sólo con la red fija sino entre coches, permitiendo la construcción modular y automática de trenes sin interconexión física entre las unidades pero con una conexión automática de todos los sistemas entre sí vía WLAN. EMT: de los trenes a los autobuses Una vez completada la fase de pruebas y caracterización completa de los sistemas en caso de trenes (Metro de Madrid) las posibilidades de los sistemas WLAN se están trasladando a otro servicio público de transportes, pero esta vez en superficie: los autobuses de la Empresa Municipal de Transportes (EMT) de Madrid. Como en el caso anterior, del problema original de la transmisión de imágenes desde el autobús al centro de control se pasó a una necesidad de extensión de la red corporativa a los propios autobuses, empezando con una cobertura restringida solamente en cocheras, aprovechando los momentos en que el autobús reposta o realiza cualquier función de mantenimiento para actualizar “de golpe” toda la información necesaria: transmisión desde el autobús de toda la información de ruta grabada, incluidas las imágenes, y transmisión hacia el autobús de toda la información del sistema de información al viajero, que incluye videos e información multimedia contextual, esto es, a mostrar en función de la situación del autobús en ruta. El autobús está, en la actualidad,. permanente comunicado mediante un sistema de banda estrecha que permite, entre otras cosas, conocer su posición y proporcionar las comunicaciones vocales. Lógicamente, sería deseable una cobertura completa de banda ancha, al menos en el sentido red-autobús, aunque lo ideal sería una comunicación permanente bidireccional de banda ancha. Para el primer caso, se pueden utilizar tanto la TDT como, incluso, la Radio Digital (DAB) perfectamente combinadas con la banda estrecha actual para el establecimiento de una red IP completa asimétrica. Idealmente, con 2 Mbps mediante TDT es posible actualizar toda la información contextual al viajero, incluidos los contenidos multimedia. En el segundo caso, esto es, comunicación bidireccional, volvemos a encontrarnos con el estándar 802.11.a como ideal, dada la idoneidad de la modulación OFDM para este caso y por ancho de banda. Lógicamente, los sistemas 802.11.b proporcionan una solución más que aceptable para las necesidades del caso. Todos los sistemas descritos están siendo evaluados actualmente, en una fase piloto, por la EMT. Primeras conclusiones Los sistemas WLAN basados en el estándar 802.11.b (2,4 GHz) han demostrado ser sistemas viables y eficaces para el soporte de comunicaciones avanzadas en servicios públicos de transporte, como Metro de Madrid y EMT, permitiendo la transmisión integrada de voz, datos e imagen a través de redes IP de banda ancha (hasta 10 Mbps), lo cual permite el soporte de servicios como la telefonía, gestión integrada de los sistemas embarcados, sistemas de información al viajero multimedia, transmisión de video para seguridad, etc. No obstante, la posible utilización de los sistemas basados en 802.11.a (y/o Hiperlan en el caso europeo) puede permitir ventajas realmente considerables: – Mayor ancho de banda (hasta 54 Mbps) y mayor robustez del Ô BIT 137 ENE.-MAR. 35 2003 Figura 2. Proyecto TEBATREN: Imágenes en tiempo real del interior del tren vistas desde el Puesto de Mando y desde el propio interior del tren donde se ve, además, el aspecto del anden antes de llegar a la estación. Pruebas realizadas entre las estaciones de Mar de Cristal y Colombia..sistema (OFDM) en caso de comunicación de vehículos (trenes, autobuses u otros vehículos de servicios públicos). – Posible protección del sistema en determinados entornos que no sean de uso común sino privativo, como es precisamente el caso comentado. Este tema no solo afecta a la seguridad sino a la garantía de calidad de servicio, especialmente en superficie. Acceso de banda ancha en entornos rurales: el caso de Castilla-La Mancha Aunque hoy son ya múltiples las experiencias, en distintas Comunidades Autónomas, el caso de Castilla-La Mancha merece especial consideración dada la aplicación de conceptos propios de un operador de servicios de telecomunicación a una tecnología que, en principio, parecía destinada al uso “particular” o, si se quiere, no como elemento “digno de tener en cuenta” en un despliegue de red. Durante el año 2.001, la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha, a través de la Consejería de Ciencia y Tecnología, puso en marcha un ambicioso plan para llevar el acceso a las cabeceras base, que, además, ya son tanto unidireccionales (con retorno terrestre) como bidireccionales (ambos sentidos por satélite). Entre dichos elementos merecen especial mención los siguientes aspectos: – Seguridad. Acceso controlado a nivel físico y lógico. – Monitorización permanente del tráfico por servicio y por usuario. – Gestión centralizada de la provisión de servicios, desde la sede de Telecom.-CLM en Toledo. – Gestión de red. (Alarmas, incidencias, etc). – Estudio detallado de coberturas por localidad, de forma que se garantice la cobertura completa. Esto ha llevado al estudio y desarrollo de sistemas radiantes específicos, como antenas sectoriales microstrip, diseñadas y fabricadas en España, así como elementos integrados antena-AP (Access Point, que permiten la “bajada” directa mediante cable de categoría 5 (Ethernet) o bien directamente mediante el coaxial de las antenas de TV mediante los conversores de banda inicialmente desarrollados para los entornos industriales anteriores. – Integración completa de soluciones satélite-WLAN que permiten llevar el acceso de banda ancha a poblaciones aisladas y dispersas. – El despliegue de una red IP multiservicio, con soporte no solo de acceso a Internet sino de sistemas de distribución de video (teleenseñanza, videoconferencia, TV-Digital), voz (telefonía sobre IP), distribución masiva de información, redes privadas virtuales (VPNs) en la propia localidad o entre localidades, etc. La industrialización, tanto a nivel de sistemas, como a nivel de procesos de instalación, provisión de servicios y Internet de banda ancha a más del 95% de la población, fundamentalmente mediante ADSL (proyecto NERPIO, tomando el nombre de una de las localidades más aisladas de Castilla-La Mancha, situada en la provincia de Albacete). Durante el desarrollo de dicha iniciativa y, ya en 2.002, se vió la necesidad de complementar dicho plan con tecnologías alternativas (satélite, en principio) que garantizarán el acceso en cualquier localidad de la Comunidad independientemente de su situación geográfica o población. Para ello, Telecom-CLM, como operador regional, está desarrollando el proyecto NERPIO-SAT. Inicialmente, se conectaron unos 25 nodos experimentales, principalmente en colegios, centros públicos de acceso a Internet, ayuntamientos, etc, utilizando sistemas satélite-red terrestre. Con el acceso a Internet de banda ancha situado en una determinada localidad, era cuestión de poco tiempo su extensión a toda la localidad mediante los sistemas WLAN 802.11.b, pero con una serie de consideraciones y “criterios de operador” que hacen el sistema realmente destacable: – Inclusión de elementos de gestión de red y provisión de servicios en W i - F i BIT 137 ENE.-MAR. 36 2003 Figura 3. Utilización de sistemas WLAN para la alimentación del sistema de información al viajero multimedia tanto en tiempo real como aprovechando su paso por cocherasoperación, están permitiendo que en menos de tres meses pueda ofrecer servicios de acceso de banda ancha en más de 200 localidades de Castilla-La Mancha, permitiendo el acceso a Internet de alta velocidad y otros servicios de telecomunicación en zonas rurales dónde hasta ahora solo existía la telefonía básica analógica. El proyecto DEMETER El proyecto DEMETER (diosa de la mitología griega protectora de la tierra y sus frutos) consiste en la realización de sistemas de videovigilancia y detección automática de emergencias (incendios, derrumbes, inundaciones, etc) en entornos naturales. Inicialmente, el proyecto se concibió con una arquitectura de terminales vía satélite que proporcionaban la conectividad a un conjunto de estaciones dotadas de cámaras y digitalizadores (y codificadores) de video. La digitalización no solo se emplea con objeto de permitir la transmisión del video en redes multiservicio, sino para el tratamiento de la información de forma que pueda automatizarse la detección de eventos como incendios, presencia, derrumbamientos, etc. El sistema puede ser controlado en tiempo real desde los puestos de seguimiento de emergencias o control de cámaras. Además de las necesidades tecnológicas concretas del caso, inicialmente se planteaba hacer viable el sistema desde el punto de vista de costes mediante la extensión de las estaciones con cámaras vía radio. Como en los casos anteriores, el proyecto se planteó casi simultáneamente al advenimiento de los sistemas WLAN, de forma que con su eclosión y caída de costes, hacen viable el despliegue de sistemas de digitalización y procesamiento de video para la vigilancia de espacios naturales, utilizando celdas básicas interconectadas entre si por WLAN, con una cabecera principal de interconexión para toda la macrocélula vía satélite. Conclusiones La eclosión de los sistemas WLAN y la caída de precios tiene importantes repercusiones en distintos sectores. En este caso se han descrito brevemente aplicaciones en transportes públicos (trenes y autobuses), despliegue de servicios de telecomunicación en zonas rurales y sistemas con dudosa viabilidad económica en otras condiciones (vigilancia de espacios naturales). El hecho anterior es debido, fundamentalmente, al uso común (uso libre) de los sistemas. También esta característica puede suponer un Ô BIT 137 ENE.-MAR. 37 2003 Figura 4. Arquitectura del despliegue Satélite-WLAN en zonas rurales. Figura 5.. Ejemplo de despliegue en la localidad de Alcolea de Calatrava (Ciudad Real).problema si los sistemas no se diseñan y dimensionan correctamente (seguridad). Por otra parte, resulta clara la necesidad de regular la siguiente generación de sistemas (802.11.a, Hyperlan) teniendo en cuenta dos necesidades, aparentemente públicos de telecomunicación para zonas rurales, servicios de telecomunicación para transportes como trenes y autobuses, redes de emergencias, redes de soporte a espacios naturales, etc. De la habilidad del regulador para compatibilizar ambas necesidades dependerá que continúe la eclosión de estos sistemas, cuyos beneficiarios son los propios usuarios y, por otra parte, se garanticen servicios públicos tanto por operadores como en régimen de autoprestación por parte de otros agentes. Por último señalar que las posibles aportaciones de valor añadido de la industria nacional van a depender de lo anterior y de su propia visión y posicionamiento. En los casos descritos, parece clara la anticipación de los agentes nacionales que esperemos se consolide industrialmente. Esto no hubiera sido posible sin la estrecha colaboración de distintas universidades en todos los proyectos señalados, entre las que destacan la Universidad Politécnica de Madrid, Universidad de Vigo y la Universidad de Castilla-La Mancha. opuestas: – La necesidad de no “cerrar” el uso, a la vista del éxito de los sistemas 802.11.b, precisamente por ser de uso común. – La necesidad de ciertos servicios con garantías de protección del espectro (uso privativo): servicios W i - F i BIT 137 ENE.-MAR. 38 2003 Figura 6. Despliegue de cámaras digitales en entornos naturales. Disposición de las células WLAN para conectar las cámaras con una conexión vía satélite por cada macrocélula. La Comisión pide a los Quince que impulsen el acceso a servicios públicos a través de redes inalámbricas La Comisión Europea ha adoptado una recomendación en la que insta a los estados miembros a facilitar la utilización de redes de área local inalámbricas (WLAN, por sus siglas en inglés) para el acceso a los servicios públicos de la Administración. Insta a los Quince a permitir el desarrollo de redes públicas de acceso LAN sin condiciones específicas del sector y sólo sujetas a autorizaciones generales. De este modo la Comisión recoge los objetivos del Consejo Europeo de impulsar plataformas de banda ancha de múltiple acceso para potenciar la Sociedad de la Información. Las WLAN -Wi-Fi ("wireless fidelity") yque operan habitualmente en bandas de frecuencia exentas de licencia-- son una tecnología de "rápido desarrollo, innovadora y prometedora" para implantar el acceso inalámbrico de banda ancha a Internet y, como tal, "se complementa con otras infraestructuras de alta velocidad. Aunque inicialmente desarrolladas para uso privado (intranets), están explotando su potencial en el mercado de acceso público a Internet en lugares como aeropuertos, estaciones de ferrocarril y centros comerciales.