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RFID. Etiquetas Inteligentes José Manuel Huidobro Ingeniero de Telecomunicación RFID son las siglas en inglés de Radio Frequency IDentification, y es una tecnología, similar en teoría, a la de la identificación por código de barras, pero que utiliza ondas electromagnéticas o electrostáticas para la transmisión de la señal que contiene la información. RFID también se conoce como DSRC (Dedicated Short Range Communicactions) La técnica RFID surgió en el campo militar, durante la II Guerra Mundial, para la identificación de elementos (barcos y aviones) amigos o enemigos (identification, friend or foe/IFF), combinando la propagación de señales electromagnéticas con las técnicas de Radar. Hoy, su ámbito de aplicación se ha extendido a otros más mercantiles. Las primeras aplicaciones comerciales de RFID aparecieron a finales de la década de los 60, en la que varias compañías desarrollaron métodos para evitar el robo de artículos en las tiendas (EAS/Electronic Article Surveillance) mediante etiquetas que almacenaban solo 1 bit. La simple presencia o ausencia de la misma era suficiente para detectar la señal al pasar por un arco detector situado en la puerta. RFID se asocia a las etiquetas inteligentes muy finas (smart tags) para identificación por radiofrecuencia, aunque tiene otras aplicaciones. Una etiqueta de RFID es parecida a la de los códigos de barras, pero incluye un pequeño transceptor radioeléctrico y una memoria en la que es posible almacenar información. Esta etiqueta se coloca adherida en los productos y pueden ser leídas utilizando un dispositivo lector de mano, ya que son capaces de responder con la información almacenada si se las estimula con una radiación electromagnética adecuada, para lo que se emplea un lector de etiquetas. Una de las principales ventajas que aportan las etiquetas RFID, frente a los códigos de barras, es que con ellas se elimina la necesidad de tener una visión directa entre el lector y la etiqueta, así, como que también el rango de distancia a la que puede hacerse la lectura de la misma es mucho mayor. PRINCIPALES APLICACIONES Gracias a estas etiquetas y mediante el uso de ondas de radio, los responsables de los centros de logística, aeropuertos, oficinas de correos, etc. pueden controlar la ubicación, el estado, su número y otro tipo de información sobre los productos sin necesidad de intervención humana, ni tener un acceso directo a los mismos, incluso cuando éstos están en movimiento, acelerando los procesos de inventario y permitiendo optimizar los stock. También, evitan el robo de mercancías ya que, si no han sido desactivadas antes por un empleado, dan lugar a una alarma al pasar por el típico arco detector (bucle inductivo) que suele haber a la entrad/salida de las tiendas. Otra de sus posibles aplicaciones sería para efectuar el pago automático de la mercancía adquirida al pasar por caja, si ésta dispone de un lector adecuado, pero hay que tener en cuenta en el diseño del sistema las interferencias que se pueden producir entre distintos elementos, si están muy próximos. La tecnología para identificación por frecuencias de radio hace posible la identificación a distancia y sin cables de objetos a los que se les ha incorporado etiquetas electrónicas. La RFID pertenece a una amplia gama de tecnologías para adquisición de datos e identificación automática en la que también se incluyen los códigos de barras que aparecieron hace ya 50 años y son ampliamente utilizados, la lectura de caracteres ópticos, los sistemas infrarrojos de identificación y otros muchos. La tecnología de RFID es extremadamente versátil y se puede aplicar a una gama diversa de sectores comerciales e industriales, para: – Identificación y seguimiento de objetos, personas y animales. – Confirmación de la propiedad. Verificación de la autenticidad. – Almacenamiento y actualización de la información referente ob- lu Qué es ... BIT 146 AGO.-SEP. 54 2004 jetos o a personas específicos. Por ejemplo, tarjeta sanitaria. – Trazabilidad de procesos (cadenas de montaje) Una de las últimas aplicaciones, curiosa al menos, es su implantación en la mano de los soldados, de tal manera que su arma solamente pueda ser disparada por él, así si la quitan sería un objeto inútil y no podría ser utilizada en contra de nadie. Ya existen impresoras para producir etiquetas RFID, que contienen un código de barras junto al chip embebido, y que permiten a las empresas ampliar y acelerar la impresión RFID en palets (que suelen ser alquilados) y cajas de embalaje, cumpliendo con las actuales y futuras normativas de la industria de identificación por radiofrecuencia. PRINCIPIOS DE LA TECNOLOGÍA RFID Las etiquetas inteligentes (RFID Tags), consisten de un “chip” o circuito integrado con memoria de datos, capaz de ser leído y/o escrito sin contacto, vía ondas de radio, usando antenas. Estas etiquetas se usan en los siguientes casos: – En ambientes donde una etiqueta con código de barras se maltrata o pinta y puede quedar ilegible – Cuando no existe línea directa de observación con el objeto que es leído o la etiqueta sobre el mismo. – Cuando se desee eliminar o reducir la necesidad de una base de datos central con conexiones a cada punto de lectura y escritura, ya que los datos residen en la etiqueta y no necesitan ser consultados. Existen dos componentes claves en un sistema de RFID: La Etiqueta (RFID tag o transponder) que incorpora una antena y un microchip con memoria que puede ser leído a distancia, a través del aire, sin necesitar línea de visión directa. Las etiquetas se clasifican dentro de tres gamas de frecuencia: frecuencia baja, intermedia y de alta. Estas etiquetas necesitan programarse, si no vienen ya de fábrica, para lo que existe un dispositivo de usuario especial, que puede ser el propio lector. El Lector y Antena: El Lector (transceiver) consta de un módulo RF y una lógica de control (decodificador), mientras que la Antena (antenna/ coil) es la unidad que transmite o induce (y recibe) una señal radioelectromagnética o electroestática que activa las etiquetas que se hallen en su campo de lectura, provocando que ésta refleje su información en el lector, en menos de 100 ms. Ambos elementos pueden estar separados o integrados en el mismo equipo, y se comunican con el servidor que procesará los datos recibidos. La potencia de emisión está en torno a 100 mW y, por norma, nunca puede superar 1 watio. Estos elementos pueden ser fijos, por ejemplo, para leer los elementos en una cinta trasportadora, o portátiles, para ser utilizados con elementos que pueden estar en cualquier lugar. En el caso de lectores fijos, la antena suele tener una polarización linear, mientras que para uno portátil lo más adecuado es una polarización circular, ya que la RF es invisible y su alineación no puede ser hecha visualmente, como sucede con los lectores de infrarrojos. Las etiquetas RFID, que están disponibles en una amplia gama de estilos y de materiales para satisfacer cualquier uso, pueden ser clasificadas en diferentes formas: – Activa / Pasiva: Una etiqueta activa usa las propias baterías que lleva incorporada (por lo que es de gran tamaño), mientras que una pasiva no, ya que emplea la energía recibida de la antena lectora para transmitir sus datos. La consecuencia directa de este hecho es que las etiquetas pasivas son de un costo mínimo (en torno a 0,1 euro) y son más pequeñas; podrán contar con un rango más bajo de lectura, pero también cuentan con una vida teóricamente indefinida (pueden durar hasta 30 años, frente a los no más de 10 que dura una activa). – Solo lectura / Lectura-escritura: Una vez que una etiqueta de solo lectura ha sido programada (memoria ROM), cuya capacidad no supera los 128 bits), ya sea durante su fabricación o antes de su BIT 146 AGO.-SEP. 55 2004 Ô primer uso, con un código de identificación único, este no puede ser cambiado. Tales etiquetas identifican un registro en una base de datos describiendo el objeto “etiquetado”. Las etiquetas de lectura- escritura (por ejemplo, memoria EEPROM, no volátil), con mayor capacidad –de 512 bits hasta 1 MB– ofrecen la habilidad de contar con información actualizada o añadida y por lo tanto son aplicables para requerimientos de información variable. Una aplicación de estas etiquetas es, por ejemplo, en las cadenas de montaje de automóviles, donde la etiqueta cuenta con un código que se va actualizado cada vez que se realiza alguna operación, para identificar el estado actual del vehículo en la cadena. Existen etiquetas específicas para cada tipo de soporte y, así, las hay para papel, vidrio, metal o madera, ya que si se colocan en otro distinto para el que han sido diseñadas su “sintonía” puede variar y el lector daría una lectura errónea. RANGO DE FRECUENCIAS Los sistemas RFID se diferencian por sus frecuencias de operación, lo que determina su rendimiento o tasa de transferencia de datos. La antena del lector emite ondas de radio con un rango de alcance desde 2 cm hasta 30 metros o más, dependiendo de su frecuencia y de la potencia. A baja frecuencia (entre 100 y 500 kHz) los sistemas tienen alcance limitado y bajos costes de puesta en marcha, utilizándose, por ejemplo, para identificación de objetos (inventarios). Los sistemas de alta frecuencia a 13,5 MHz se utilizan para control de accesos y EAS, mientras que los de alta frecuencia UHF (450 a 900 MHz) y microondas (2,4 GHz a 5,9 GHz) ofrecen mejores rendimientos, es decir, un mayor alcance y velocidad de lectura –hasta de 2 Mbit/s–, pero a consecuencia de mayores costos y de necesitar de una línea de visión directa (sus aplicaciones típicas son en los sistemas automáticos de peaje o telepeaje en autopistas, sin que el vehículo se tenga que detener, simplemente hace falta que reduzca su velocidad. RFID COMPARADO CON LOS CÓDIGOS DE BARRAS La alternativa a los sistemas RFID son los códigos de barras, que es uno de los métodos de identificación impresa más sencillos y extendidos, por lo que dentro de muchos años es previsible que siga existiendo. Algunos expertos pronostican que de aquí a 10 años, al menos el 90% de los códigos de barras usados hoy continuarán en uso pero, por otra parte, la tecnología RFID se está desarrollando con una gran rapidez gracias a su empleo en varias aplicaciones importantes en los sectores de la logística y de la gestión del inventario en los almacenes. Los códigos de barras establecieron las bases para una automatización de procesos de gestión de la cadena de suministros y la adopción de cualquier nueva tecnología tomará en consideración la ventaja comparativa que brinda, además de su relación con él. Por ejemplo: el costo para aplicar los códigos de barras es prácticamente cero, significa aplicar la tinta directamente en el embalaje del producto (no llega a hacer falta siquiera una etiqueta). Así, pues, RFID tendrá que ser compatible con los sistemas y el proceso interno de las compañías, por lo tanto que los códigos de barras y el RFID tendrán que coexistir durante un largo periodo de tiempo. Integrada por chips, la etiqueta inteligente tiene capacidad de almacenar una cuantiosa información y permite una lectura múltiple y simultánea, gracias a una nueva tecnología llamada “anticolisión”, de varios items en un mismo embalaje, algo que no es posible con los códigos de barras. Por otra parte, puede ser reutilizada, tiene mayor durabilidad y es más resistente al frío, al calor y a la humedad. No requieren mantenimiento. Como se ve, RFID presenta varias ventajas, pero también un problema importante para que su adopción sea rápida y masiva, que es la carencia de unos estándares abiertos -algo en lo que el Global TAG (Grupo de Trabajo sobre RFID), ANSI e ISO está trabajando-, lo que supone una barrera para poner en práctica la tecnología a una escala global. En la actualidad, las compañías desean utilizar los sistemas RFID basados en sistemas abiertos, pero eso todavía no es posible y, por lo tanto, los lectures y las etiquetas de diversos fabricantes son incompatibles entre sí. Un inconveniente, añadido, que presenta el empleo de RFID es la cantidad de datos que se generan, por lo que si la empresa no tiene sus sistemas de proceso adaptados para su tratamiento, puede llegar a colapsarlos, pero una vez que esto se haya tenido en cuenta, no habrá problema alguno y estas etiquetas acabarán imponiéndose. lu Qué es ... BIT 146 AGO.-SEP. 56 2004

UWB (Ultra Wide-Band) Ramón J. Millán Ingeniero de Telecomunicación Las tecnologías inalámbricas de área local (WLAN) más utilizadas en nuestros días, como Wi-Fi y Bluetooth, fueron desarrolladas con el objetivo de interconectar sin hilos distintos dispositivos en un entorno de cortas distancias a unas velocidades moderadas. Sin embargo, estas tecnologías presentan aún serias limitaciones, entre las que destacan: incrementar la velocidad de transmisión, aumentar la autonomía de funcionamiento y aumentar la seguridad. Con el fin de mejorar notablemente estas tres características, aparece una tecnología, nueva en el ámbito civil, que tiene una gran tradición de uso en el campo militar, conocida por ultra banda-ancha o UWB (Ultra Wide-Band). UWB, es una tecnología de radiofrecuencia, que se ha desarrollado desde la década de los años 60 en empresas relacionadas con instituciones militares y gubernamentales norteamericanas. Es por lo tanto una tecnología muy probada, que ha demostrado su potencial en muchas aplicaciones y en diversos escenarios, algunos de los cuales se corresponden con los requisitos que exigen las nuevas generaciones de sistemas móviles de comunicaciones personales y entre dispositivos. Además, si bien inicialmente los equipos UWB eran muy caros debido a la utilización de componentes discretos, la situación ha cambiado radicalmente con la aparición de los circuitos integrados. No hay que olvidar tampoco que el éxito comercial de las tecnologías de comunicaciones inalámbricas depende enormemente de que la porción del espectro radio que las administraciones públicas asignen como disponible sea el adecuado. En la actualidad el espectro radio es un recurso cada vez más escaso. En este aspecto, UWB tiene la ventaja de que trabaja en las bandas con licencia existentes pero con un nivel de potencia tan bajo (en realidad, por debajo del límite inferior de interferencia de los aparatos de radio tradicionales) que los usuarios con licencia no experimentarán ningún tipo de interferencia. TECNOLOGÍA Las transmisiones en UWB constan de una serie de impulsos de energía modulados, del orden de los picosegundos de duración, siendo la duración de los impulsos mucho menor que el intervalo de tiempo de un bit. Para la modulación o codificación de la información de los distintos impulsos se varía su amplitud, polarización, fase o temporización. Por esta razón se ha llamado a UWB transmisión en modo banda base sin portadora basada en impulsos o no sinusoidal, ya que los impulsos pueden alimentar directamente a la antena para su transmisión. Debido a la extremadamente corta duración de los impulsos, el espectro de frecuencias de una señal UWB es de un ancho de banda de varios GHz. Puesto que UWB debe distribuir la energía sobre un ancho de banda tan grande, la densidad espectral de dicha energía es muy pequeña, lo que se traduce en una carencia casi absoluta de interferencias con otras señales que estén utilizando dicha porción del espectro. Los emisores UWB transmiten secuencias de impulsos que son detectados por los receptores, estando ambos sincronizados con una precisión de trillones de segundos. Para que tenga lugar la recepción es necesario que los receptores tengan información previa de la temporización y secuencias de los impulsos de los emisores. Los amplificadores de entrada de los receptores están activados durante un periodo de tiempo extremadamente corto, lo que le permite al receptor rechazar la mayoría de las señales no deseadas. En UWB los pares emisor-receptor están activos durante periodos de tiempo muy cortos por lo que es posible la existencia de muchos de estos pares en un mismo entorno, ya que cada uno de ellos tendrá una temporización y secuencia de impulsos diferentes, característica muy importante en las redes inalámbricas de área local, lo que permite la existencia de gran número de trasmisiones simultáneas. Un aspecto negativo de UWB es el alcance, ya que si se aumenta éste ha de ser a costa de disminuir la velocidad de transmisión, debido a las limitaciones de potencia. Este alcance también se verá afectado en el caso de presencia de obstáculos que tiendan a reflejar las señales, si bien su capacidad de atravesar estructuras u objetos es mucho mayor que la de otras tecnologías inalámbricas. ESTANDARIZACIÓN El UWB Working Group (www.uwb.org) es una asociación abierta de compañías, individuos y entidades de normalización y regulación, formada en 1998, cuyo objetivo común es el desarrollo y aceptación de la tecnología UWB. Este grupo de trabajo fue formado para proporcionar un foro coherente para la diseminación y discusión de temas relacionados con UWB. Hoy en día no hay estándares de UWB para su utilización en las redes inalámbricas de área local en la banda de 3,1 GHz a 10,6 GHz. Sin embargo, hay dos grupos de trabajo que están en estos momentos intercambiando información para la redacción de estos estándares, uno norteamericano, IEEE 802.15, y otro europeo, ETSI ERM TG31. Los trabajos para la definición de un estándar de UWB por parte del IEEE comenzaron en enero de 2003, con el objetivo es generar un estándar sencillo, barato, de bajo consumo y de elevada velocidad de transmisión para WLAN. La velocidad será del orden de 110 a 200 Mbps y proporcionará la QoS necesaria para las transmisiones multimedia. El alcance será de unos 10 metros, con unas potencias medias radiadas de 0,1 a 0,25 mW. También se pretende que este estándar, conocido por 802.15.3a no compita con los estándares 802.11. APLICACIONES La tecnología UWB fue concebida para ser utilizada en aplicaciones militares, siendo a partir de la década de los 90 cuando varias empresas e instituciones perciben su enorme potencial para otro tipo de aplicaciones comerciales, orientadas tanto al mercado de redes de área personal (WPAN) como de área local (WLAN). En el campo militar sus dos grandes aplicaciones desde el principio fueron las comunicaciones y la vigilancia de espacios “obscuros”, como el suelo, subsuelo y los bosques. En efecto, los dispositivos UWB pueden ser utilizados para medir con gran precisión distancias y para capturar imágenes de alta resolución de objetos enterrados bajo tierra o detrás de superficies. Estas aplicaciones militares en radar y de localización, también podrían ser fácilmente extendidas al mercado corporativo, principalmente en servicios de emergencia, vigilancia, sanidad, seguridad o construcción. Dadas sus características, se han creado grandes expectativas en relación a su utilización para la fabricación, a costes muy bajos, de dispositivos móviles de bajo consumo, corto alcance y gran ancho de banda; unas características que se corresponden con la dirección que siguen los sistemas inalámbricos de comunicación personal y entre dispositivos en entornos corporativos y domésticos, que buscan integrar las tecnologías inalámbricas de área personal como medio de acceso a los sistemas móviles celulares de tercera y cuarta generación. Aunque por otro lado, los analistas apuntan a un desarrollo más temprano del segmento más relacionado con la electrónica de gran consumo, sobre todo orientado a la interconexión de dispositivos multimedia en un entorno residencial, con soluciones de conectividad inalámbrica. En este ámbito, UWB se considera una tecnología muy útil para mejorar las prestaciones de los decodificadores de TV por cable y satélite, añadiendo la capacidad de proporcionar acceso a Internet de banda ancha y distribuir la señal de vídeo y audio descodificada a todos los aparatos de televisión del hogar. De hecho, UWB ya ha empezado a ser utilizada en el desarrollo del denominado USB (Universal Serial Bus) inalámbrico. COMPARATIVA Dentro de las tecnologías inalámbricas que pueden considerarse como competidoras de UWB, cabe destacar Bluetooth y Wi-Fi. En lo que se refiere a velocidad de transmisión, UWB permitirá velocidades de varios Gbps, llegándose en un futuro próximo a 480 Mbps según estimación de las empresas que están desarrollando el estándar 802.15.3a para su uso en las WLAN, con lo que se superará en varios órdenes de magnitud la velocidad de 54 Mbps de las normas 802.11a y 802.11g de Wi-Fi. En este aspecto, Bluetooth es un débil rival, pues la velocidad que alcance es inferior a 1 Mbps. El consumo de las baterías de los terminales inalámbricos se reducirá drásticamente ya que los niveles de potencia radiada en sistemas UWB son de menos de 0,5 mW, mientras que en Bluetooth y en Wi-Fi son del orden de algunas decenas o centenas de mW. Por lo tanto, los dispositivos UWB gozan de una gran autonomía, lo cual siempre es muy bien acogido por los usuarios. Otra ventaja de UWB es la seguridad intrínseca que posee, puesto que es necesario conocer la secuencia de transmisión de los bits de información para poder escuchar las transmisiones. Además la relación señal/ruido es tan baja que las transmisiones son confundidas con ruido ambiente o ruido de fondo. Asimismo las transmisiones pueden cifrarse sin ningún tipo de limitación y se pueden excluir de la escucha aquellos terminales que se hallen más alejados de una cierta distancia específica. Tampoco se tiene que sintonizar la transmisión, ya que no existe portadora. Aparte de las claras ventajas sobre Wi-Fi y Bluetooth mencionadas anteriormente, donde UWB es imbatible es en el precio. Debido a la simplicidad de su funcionamiento y a la pequeña potencia radiada, la tarjeta de interfaz de red (NIC) de los sistemas de redes inalámbricas de área local en tecnología UWB se reduce a un circuito integrado (CMOS) con un tamaño muy reducido. Esto supondrá que los dispositivos en los que se integre no sufrirán alteraciones significativas en su tamaño, forma y peso. Las compañías que participan en estos desarrollos estiman que este circuito integrado tendrá un precio muy competitivo cuando se fabrique en serie. En principio, la gran desventaja de UWB respecto a todas estas tecnologías, aparte de su menor alcance sobre todo en comparación con Wi-Fi, es su falta de estandarización y menor implantación en el mercado. Wi-Fi ya ha penetrado con fuerza en el mercado empresarial y residencial, siendo cada vez más habitual su integración en routers DSL, consolas de videojuegos, equipos de música, etc. Bluetooth está también muy extendido en el hogar, sobre todo en teléfonos móviles y PDA, aunque no es muy habitual su empleo por los usuarios salvo para la sincronización de la agenda de estos dispositivos con la del PC.

PoC (Push to Talk Over Cellular) Julio Navío Director de Tecnología de Nokia Push to Talk es la tecnología que, utilizando voz sobre IP en el mundo móvil, permite a los usuarios de teléfonos móviles comunicarse con cualquier otro sólo con pulsar un botón del terminal simulando el funcionamiento de un walkie-talkie. El servicio se comenzó a ofrecer en la pasada década en Estados Unidos, y se enfocó sobre todo al mercado de la empresa, utilizándose principalmente por la industria de la construcción y las flotas de camiones de mercancías en los mercados del continente americano. Actualmente, el servicio ha llamado la atención de la industria y se está comenzando a plantear su lanzamiento comercial al gran público. ¿Pero por qué Push to Talk está recibiendo esta atención por parte de la industria móvil? La respuesta a esta pregunta la encontramos en el éxito del operador estadounidense Nextel Communications cuyo servicio, a pesar de estar orientado al mercado empresarial, fue masivamente acogido por el mercado de consumo. Durante ocho años, Push to Talk, bajo la marca Direct connect, fue el único servicio de PoC en el mercado de Estados Unidos. Este servicio se ha hecho muy popular entre los usuarios de Nextel, que han llegado a realizar más comunicaciones de este tipo que llamadas de voz. La media de duración de una sesión Push to Talk es de 45 segundos, alcanzando el ARPU (Annual Revennues Per User) un valor estable en torno a los 70 dólares americanos entre los usuarios privados frente a los 50 dólares de media que mantiene el resto del sector. Dentro de los distintos operadores estadounidenses es Nextel por tanto es el que mayor ARPU consigue, siendo la diferencia de 20 dólares americanos, atribuibles mayoritariamente a su popular servicio Push to Talk. La decisión de distintos vendedores de infraestructura de posibilitar la oferta de este servicio sobre redes celulares PoC (Push to Talk over Cellular), por ejemplo sobre redes CDMA2000 y GPRS, añadió importancia a este servicio. Este hecho ensanchó el espectro de usuarios potenciales del servicio ofrecido hasta entonces sólo por medio de redes propietarias iDEN. Aparte de los distintos avances de Motorola para ofrecerlo en redes CDMA, todas las miradas estaban puestas en el universo GSM, en el que Nokia, Ericsson y Siemens emprendieron una colaboración, a la que poco después también se uniría Motorola, para definir un estándar abierto que permitiera la funcionalidad PoC en las redes GPRS. Lo verdaderamente relevante de este servicio es ser un servicio de voz sobre IP sobre GPRS/EDGE que evoluciona hacia la utilización del Subsistema Multimedia IP (IMS según sus siglas en inglés: IP Multimedia Subsystem), como especifica el 3GPP, para posibilitar conexiones IP entre teléfonos móviles (VoIP, Voice over IP). Los vendedores insisten, no obstante, en que Push to Talk no es un sustituto de ninguno de los servicios celulares existentes como VoIP y en que los operadores por tanto serán capaces de ofrecerlo como un servicio diferenciado del convencional servicio de voz. La naturaleza “half duplex” del PoC implica que la capacidad de la red es utilizada sólo en un sentido durante la duración de la ráfaga de voz por contraposición a la naturaleza “full duplex” de una llamada convencional. Para los operadores de red, PoC ofrece a los usuarios un servicio de valor añadido con un muy bajo coste de uso. Si a esto se le suma el beneficio de la información de presencia, un usuario puede no sólo conocer la disponibilidad de sus contactos (por medio de una lista que recibe coloquialmente el nombre de “buddy list”), sino también comunicarse con un grupo de usuarios de una sola vez simplemente con pulsar un botón y sin necesidad de marcar sus números de teléfono. DISTINTOS CASOS DE ESTUDIO DIRECT CONNECT DE NEXTEL El operador Nextel fue el primero en lanzar su servicio Push to Talk (Direct Connect) en el año 1996. El servicio utiliza una porción del espectro radio de 800 MHz asignada a servicios móviles radio especializados (SMR). El propietario de la tecnología permitió a Nextel ofrecer en exclusividad el servicio Push to Talk en los Estados Unidos hasta comienzos de este año. Centrados sólo en el mercado empresarial, Nextel ha disfrutado del monopolio de este nicho de mercado los últimos ocho años y ha visto como en estos años el servicio ha rebasado el núcleo del segmento de negocio al que estaba dirigido y ha alcanzado al mercado de consumo. El servicio de Nextel se ha hecho tan popular que contaba a finales de septiembre del año 2003 con 12.329.000 usuarios que realizaban más comunicaciones de tipo walkie-talkie que llamadas convencionales. Para el sector empresarial el modelo de precios consiste en una tarifa plana mensual, mientras que para los usuarios privados el servicio se cobra por cada sesión o comunicación independientemente del tiempo empleado. En ambos casos el servicio es compatible con el resto de servicios habituales de telefonía móvil. Hasta primeros de este año 2004, el servicio Direct Connect de Nextel era regional, es decir, la cobertura del servicio sólo alcanzaba una zona local, pero con el lanzamiento de los servicios de Push to Talk de los competidores, Nextel ha extendido su cobertura a todo el país. VERIZON WIRELESS Con un gran plan de despliegue por todo Estados Unidos, Verizon Wireless se convirtió en Agosto de 2003 en el primer operador en lanzar un servicio Push to Talk para competir con el monopolio de Nextel en todo el país. Hasta primeros de este año 2004 la oferta de terminales que permitieran el acceso a este nuevo servicio del operador se limitaba a uno: el Motorola V60p, cuyo precio ronda los 250 dólares. Estos datos pueden dar una idea del desarrollo del servicio. En términos de latencia, la solución de Verizon ofrece peores resultados que la de Nextel. Aún así sólo seis semanas después del lanzamiento del servicio ya se habían contratado el servicio unos 100.000 usuarios. FAST MOBILE – SERVICIO FASTCHAT Quizá la experiencia en el mercado estadounidense que más nos interesa es este servicio Fastchat que lanzó la compañía FAST MOBILE, disponible en el mercado norteamericano desde mayo del año 2003 y que funciona sobre redes GSM por medio de la descarga de un software específico. La compañía espera tenerlo listo a lo largo de este año 2004 para redes CDMA también, pero de momento lo ofrecen para redes GSM independientemente del operador de red. El software también permite el envío de fotos, vídeos, correos electrónicos y mensajes cortos. TELEFÓNICA MÓVILES MÉXICO También en el continente americano, la compañía subsidiaria del grupo Telefónica Móviles ha lanzado recientemente, con el nombre de servicio Movistar Contacto Directo, un servicio PoC dirigido especialmente al sector empresarial sobre la red GSM/GPRS del operador. La solución cuenta también con un sistema de control de presencia, único en el mercado, que permite conocer el estado del teléfono de la persona a la que se está llamando facilitando la comunicación entre los usuarios. SITUACIÓN EN EUROPA En la actualidad son muchos los operadores europeos que han anunciado el lanzamiento del servicio durante este año, y otros muchos los que están probando los distintos pilotos de los suministradores para valorar su lanzamiento en lo que queda de año o en el próximo. Desde la perspectiva de los operadores, la instalación de Push to Talk sobre las redes GSM/GPRS existentes permite un rápido despliegue de un servicio de voz diferenciado que requiere sólo una mínima inversión adicional desde el punto de vista de la infraestructura. Desde el punto de vista de la respuesta del usuario final, la popularidad del SMS en Europa frente al Push to Talk con el que deberá competir, ya que cubren necesidades similares, es un inconveniente más que desalentador. A pesar de esto, la idea extendida entre todos los vendedores es que el servicio es completamente complementario con el SMS (para empezar porque es un servicio de voz) y que cada uno tiene su espacio correspondiente. Mientras que en Estados Unidos el mercado no adoptó el SMS y optó por otros servicios similares de bajo coste relativo como fueron la mensajería instantánea y el Push to Talk. El mercado europeo, que sí adoptó masivamente el SMS, podría considerar la utilización del Push to Talk para realizar comunicaciones de voz cortas, ya que se diferencian de las llamadas convencionales principalmente en dos cosas, el coste y la posibilidad de crear grupos de comunicación. La primera de las razones es posiblemente la más convincente. Una comunicación por medio de Push to Talk spuedeser más barata que una llamada convencional, aunque no podemos decir lo mismo con respecto a un SMS. La segunda de las razones posiciona al Push to Talk como la tecnología ideal para comunicarse con grupos de ocio, familia o comunidades, que pueden encontrar nuevos y diversos usos para ella. En este caso los SMS a grupos y los chats por medio de SMS podrían ser su competencia. A pesar de los argumentos citados, no podemos adivinar cuál será el comportamiento del mercado europeo. Sí podemos afirmar que el mercado empresarial puede obtener un gran valor de la posibilidad de realizar conferencias instantáneas de voz con grupos de colegas. Push to Talk sobre GSM puede servir además de sustituto para la comunicación entre grupos cerrados que actualmente es soportada por TETRA. Para algunos de esos grupos como taxistas o flotas de repartidores, esta solución les permitiría la comunicación por medio de sus propios teléfonos móviles sin necesidad de instalar un equipo independiente completo de comunicaciones que utilice PMR o TETRA. Es importante destacar que el Push to Talk, y concretamente el PoC, no cumple los requisitos exigidos por los servicios de seguridad pública y no puede ser adoptada por segmentos como personal de ambulancias o policías. La respuesta a si el éxito del servicio en Estados Unidos se va a repetir en Europa estará muy condicionada a la forma en que se presente éste al usuario final y a cómo sea percibida por el mismo. La adopción por parte de los usuarios dependerá en gran medida en cómo se promocione y se ofrezca el servicio los operadores. El reto principal es cambiar los hábitos de la base de usuarios que hasta ahora eran adeptos del SMS. Posicionar bien el servicio en cuanto a obtención de beneficios, precio, escenarios de uso, experiencia satisfactoria del usuario y conveniencia de uso determinarán la su éxito o fracaso. PREVISIONES Y DATOS EEUU Dado que el mercado estadounidense es el más veterano y en el que más arraigado está el servicio, la opinión de sus usuarios puede ser de mucha utilidad para ofrecer de la manera más adecuada el PTT en Europa. Del estudio realizado por NOP World para el PoC Market Review de Junio de 2004 sobre una base de 279 usuarios de PoC en Abril de 2004, se desprenden las siguientes conclusiones. Principalmente, los usuarios eligen realizar una comunicación PTT en lugar de una llamada convencional porque es más rápido (28% como razón principal), porque es más barato (24%) y porque es más conveniente (20%). Aunque existen otras razones como el simple hecho de probar una nueva tecnología (14%) o porque no es necesario marcar un número de teléfono (8%). El 35% de los usuarios gastan menos de 15$ al mes en el servicio, debido sobre todo a las tarifas planas que se ofrecen en Estados Unidos para disfrutar de este servicio. El número de componentes de un grupo, cuando se realiza una comunicación por medio de PTT, varía según la edad de sus componentes. Entre los usuarios de 16 a 34 años lo que predomina son las comunicaciones en grupos de 3 y 4 personas. De 35 a 45 años son las comunicaciones entre dos interlocutores lo que predomina, seguido de los grupos de más de 10 personas, debido al uso profesional del servicio. Para los usuarios de más de 45 años los grupos de más de 10 personas pierden peso frente al resto de grupos y, las comunicaciones entre dos interlocutores suponen el 44% del total. En cuanto al motivo por el que lo utilizan, el 57% asegura que lo hace para concretar una cita. Mismo porcentaje que los que aseguran que lo usan para mantenerse en contacto con sus conocidos. Para realizar comunicaciones relacionadas con el trabajo lo utilizan un 56%, y, como otras razones importantes, aparecen organizar actividades de ocio un 30%, para hacer bromas un 20% y para probar la tecnología un 9%. Los contactos que forman parte de las listas de los usuarios están formados, por orden, por los compañeros de trabajo (43%), los socios (24%), los amigos (19%), los hijos (7%), otros familiares (4%) y los padres (1%). Por último decir que más de dos tercios de los usuarios entrevistados aseguraron estar muy satisfechos con el servicio. EUROPA Basándonos en los resultados de un estudio realizado por Nokia en Julio de 2004 a más de 1200 usuarios de Reino Unido y Alemania, se deduce, que en su mayoría, los usuarios de estos dos países piensan positivamente de este nuevo servicio, aún sin haberlo utilizado. Además destacan positivamente el hecho de que se pueda hablar con grupos y creen que van a utilizar el servicio principalmente para mantenerse en contacto con sus conocidos y para concertar citas. Podemos ver los datos que acompañan a estas conclusiones en la siguiente figura. En cuanto al coste que esperan los usuarios europeos, es importante destacar que mientras que los usuarios de contrato prefieren mayoritariamente una cuota mensual que cubra todo el coste del servicio, los usuarios de prepago se dividen a partes iguales entre los que están a favor de una cuota mensual y los que se decantan por que el servicio se cobre por minuto. En lo que todos están de acuerdo es en que el uso que den al servicio dependerá de las tarifas que imponga el operador. El mercado potencial de PoC sobre GSM/WCDMA superará los 65 millones de usuarios en todo el mundo para 2007 (Según las previsiones de IMS Research enOctubre de 2003). INTRODUCCIÓN TECNOLÓGICA Las comunicaciones Push to Talk en tiempo real han sido enormemente populares desde la introducción y generalización de las redes radio bidireccionales LMR/PMR. No obstante, el acceso a este tipo de comunicaciones bidireccionales de voz sobre redes móviles de conmutación de circuitos (GSM, CDMA y TDMA) exigía un consumo excesivo de los limitados recursos radio, y por esta razón su generalización se hacía imposible. La conmutación de paquetes de voz sobre GPRS ha inaugurado una nueva era en las comunicaciones de voz. Esta tecnología permite una implementación eficiente del servicio Push to Talk basado en el etándar del IETF y en los protocolos del 3GPP por medio de paquetes de datos sobre redes móviles. Cuando se inicia una comunicación, los recursos radios y de red de transmisión se reservan sólo por el tiempo durante el que se está realizando la comunicación, y no durante todo el tiempo que dura una conversación como ocurre en una llamada convencional. Gracias a la tecnología IP, el Push to Talk Over Cellular (PoC), mejora drásticamente la eficiencia en el uso de los recursos de la red en situaciones en las que un grupo de personas necesita comunicarse con otras repetida pero ocasionalmente. ARQUITECTURA DE RED El servicio Push to Talk se implementa por medio del Servidor de Aplicación Push to Talk sito en el entorno del IP Multimedia Subsystem (IMS) (Ver figura 2). Los servidores se encargan de la señalización para el establecimiento de la comunicación Push to Talk, de la reserva de los recursos necesarios cada vez que un interlocutor manda un mensaje y del enrutado de los paquetes IP en tiempo real hasta sus destinos. Además, el servidor ofrece al operador las interfaces para el provisionamiento y mantenimiento de la red, y crea informes detallados del servicio que pueden ser usados como base para su cobro. Existe un interfaz con una base de datos en la que se guarda la información del operador referente a los usuarios, sus derechos de acceso, información para autentificación y los miembros de los grupos preconfigurados. Un usuario puede comunicarse con un interlocutor o con un grupo. Para ello, el teléfono móvil PoC envía, cada vez que se quiere mandar un mensaje, los paquetes de datos en los que va recogido el mensaje a un servidor Push to Talk dedicado, y, en caso de que el mensaje sea para un grupo de usuarios, el servidor duplica y reenvía los paquetes a los distintos destinatarios. Ni en la red de acceso GPRS ni en cualquier otra red de acceso está contemplado el multicasting.Esta es la razón por la que Push to Talk trabaja de forma transparente sobre la red GPRS. La creación de grupos y el control del proceso de registro están basados en el protocolo SIP (Session Initiation Protocol) definido por el IETF. La movilidad la proporciona la red GPRS estándar.

Redes Metro Ethernet En 1972, Bob Metcalfe desarrolló un sistema para la comunicación entre PCs e impresoras. Era la primera red de área local (LAN). Metcalfe quiso que fuera tan flexible y versátil que la bautizó como "Ethernet", es decir, red basada en éter o lo que es lo mismo: un sistema de comunicación que pudiera funcionar sobre cualquier medio físico. Con el paso del tiempo, el IEEE estandarizó Ethernet bajo la recomendación 802.3. Ethernet ha llegado a dominar la LAN por su simplicidad, prestaciones y bajo coste. Sin embargo, se ha visto tradicionalmente confinado al entorno LAN debido a limitaciones técnicas. Los organismos de estandarización (IEEE, IETF, ITU) y los acuerdos entre fabricantes, están jugando un papel determinante en su evolución. Incluso se ha creado el MEF (Metro Ethernet Forum), organismo dedicado únicamente a definir Ethernet como servicio metropolitano. ¿POR QUÉ ETHERNET PARA REDES MAN? Veamos algunas ventajas e inconvenientes que aporta Ethernet frente a Frame Relay o ATM, tecnologías usadas en redes MAN hasta ahora. VENTAJAS – Bajo coste Los costes para implantar la infraestructura (cable, conectores, tarjetas, equipos de interconexión, etc.) son mucho menores. Además, los costes de configuración y mantenimiento de una red Ethernet también son menores que los de una red Frame Relay o ATM; Ethernet sólo requiere conectar los equipos, sin más configuración. – Configuración rápida bajo demanda Una red sobre SDH no es fácilmente ampliable. Sin embargo, Ethernet sí permite esta flexibilidad. Además, Ethernet ofrece una gran variedad de velocidades de transmisión, (desde 10 Mbps hasta 10 Gbps), en incrementos de 1 Mbps o incluso menos. – Fácil de interconectar con otras redes Debido a que el 98% de las LAN están implementadas sobre Ethernet, no es necesaria una conversión de protocolos entre LAN y MAN. Esto facilita enormemente la integración de redes LAN en la red MAN. – Tecnología mucho más fácil de aprender que ATM o Frame Relay INCONVENIENTES – La distancia Era una gran limitación puesto que las redes Ethernet sobre cobre sólo podían cubrir una extensión de 100 m antes de que el retardo de propagación causara una degradación seria en la comunicación. – La fiabilidad y la redundancia Las redes Ethernet no eran consideradas tan fiables como las redes TDM. De hecho, los mecanismos de redundancia y recuperación ante fallos de Ethernet, como Spanning Tree, eran sumamente lentos e ineficientes. – La capacidad de crecimiento Hechos como el continuo broadcast necesario o la necesidad de aprendizaje de direcciones físicas (MAC) de todos los usuarios en todos los nodos de la red, ponían en entredicho la capacidad de crecimiento de la tecnología. – La seguridad Ethernet se consideraba una tecnología de medio compartido en el que los usuarios fácilmente podían acceder al tráfico de otros. Hoy en día la tecnología nos proporciona las herramientas necesarias para superar dichas limitaciones. Así, podemos afirmar que: – La distancia ya no es una limitación. Las tecnologías ópticas nos permiten transportar Ethernet a decenas e incluso centenares de kms – La fiabilidad y la redundancia han dejado de ser un problema y hoy en día los fabricantes de equipamiento Ethernet aportan soluciones tan fiables como las de telefonía tradicional TDM, con tiempos de protección similares – La capacidad de crecimiento de las redes Ethernet se ha incrementado en varios órdenes de magnitud, gracias a modificaciones de la tecnología – La seguridad y la separación entre usuarios se ha reforzado gracias a tecnologías de tunelización CONCEPTOS EVC. Un EVC (Ethernet Virtual Connection) es la asociación entre dos o más interfaces UNI (usuario « red). Es un canuto virtual que proporciona al usuario servicios extremo a extremo atravesando múltiples redes MEN. Equivale al PVC de Frame Relay o de ATM. Existen dos tipos de EVCs: punto a punto y multipunto a multipunto. VLAN. Una VLAN es una red de área local (LAN) virtual. Proporciona enrutamiento de tramas a nivel 2. El estándar IEEE 802.1Q especifica el formato de la trama Ethernet, donde se incluye un campo para identificar la VLAN a la que pertenece (VLAN ID). En un entorno metropolitano, el VLAN ID nos permite crear EVCs Ethernet. Cada EVC está identificado con una etiqueta o VLAN ID distinto. El 802.1Q define 12 bits para la definición de VLANs. En una MEN, este valor puede ser pequeño. Por ello, tanto el IEEE como otros organismos de estandarización están proponiendo métodos alternativos para la identificación del EVC: – IEEE 802.1ad o Q-in-Q: actualmente en estado de borrador. Consiste en la multiplexación de las VLANs de cliente en VLANs del operador de la red MEN – MAC-in-MAC: en la actualidad se está estudiando la posibilidad de crear un grupo en el IEEE para su estandarización. Existen ya implementaciones propietarias. Consiste en la “tunelización” de las tramas Ethernet de cliente en tramas Ethernet de operador – MPLS: también en estado de borrador. Consiste en utilizar las etiquetas MPLS para la identificación de EVCs SERVICIOS ETHERNET El MEF ha definido dos grupos o tipos de servicios Ethernet: – E-Line: servicios punto a punto – E-LAN: servicios multipunto a multipunto E-LINE El servicio E-Line proporciona un EVC punto a punto entre dos interfaces UNI. Se utiliza para proporcionar una conexión Ethernet punto a punto. Dentro del tipo de servicio E-Line se incluye una amplia gama de servicios. El más sencillo consistente en un ancho de banda simétrico para transmisión de datos en ambas direcciones y no fiable; es decir, servicio “best effort” entre dos interfaces UNI a 10 Mbps. Un servicio más sofisticado considerado dentro del tipo de servicio E-Line sería, por ejemplo, una línea E-Line, que ofrezca una CIR concreta junto con una CBS, y una EIR junto con una EBS, y un retardo, variación del retardo y BER máximos asegurados entre dos interfaces UNI. Al igual que con los PVCs de Frame Relay o ATM, se pueden multiplexar varios EVC punto a punto en un mismo puerto físico (UNI). E-Line se puede utilizar para crear los mismos servicios que puede ofrecer una red Frame Relay (a través de PVCs) o una línea alquilada punto a punto. Pero, como valor añadido, el rango de ancho de banda que puede proporcionar Ethernet es mucho mayor. E-LAN El tipo de servicio E-LAN proporciona conectividad multipunto a multipunto. Conectará dos o más interfaces UNI. Los datos enviados desde un UNI llegarán a 1 ó más UNI destino. Cada uno de ellos está conectado a un EVC multipunto. A medida que va creciendo la red y se van añadiendo más interfaces UNI, éstos se conectarán al mismo EVC multipunto, simplificando enormemente la configuración de la misma. Desde el punto de vista del usuario, la E-LAN se comporta como una LAN. Al igual que E-Line, el tipo de servicio E-LAN abarca una enorme gama de servicios. EJEMPLO DE USO DE REDES MEN INTRANET / EXTRANET VPN DE NIVEL 2 Ethernet es una buena solución para conectar una oficina con otras sedes de su misma empresa (Intranet), o con oficinas de sus clientes, por ejemplo (Extranet). El caso de la figura muestra la conexión de la sede central de una empresa (enterprise HQ) con otra sede de la misma empresa (enterprise branch site), con la oficina de algún socio (business partner site), y con la de un proveedor (supplier site). Como se ve en la figura, el router de la enterprise HQ implementa tres EVCs diferentes, uno por conexión a cada sede, y los multiplexa en un único interfaz UNI (en un único puerto físico). CONCLUSIONES Cuando se introdujeron FDDI, el canal de fibra y ATM, eran más rápidos que Ethernet, pero también incompatibles con éste, mucho más complejos y difíciles de manejar. Con el tiempo, Ethernet los igualó en cuanto a velocidad, por lo que ya no tenían ventajas y poco a poco están dejando de utilizarse, excepto ATM, el cual se utiliza en el núcleo del sistema telefónico. Por éste y otros motivos apuntados, los mayores operadores de telecomunicaciones (Telefónica, BT, France Telecom…) están ofreciendo ya servicios Ethernet como alternativa a otras tecnologías de comunicación de datos de larga distancia. Bibliografía “Metro Ethernet Networks”. Mark Whalley, Dinesh Mohan. Agosto 2003. www.metroethernetforum.org/metro-ethernet-networks.pdf “Metro Ethernet Services”. Ralph Santitoro. Octubre 2003. www.metroethernetforum. org/metro-ether net-services.pdf

El sistema Galileo Félix Pérez Martínez Director del Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones E.T.S.I. Telecomunicación Universidad Politécnica de Madrid Los sistemas de navegación por satélite (en adelante SNS) permiten la navegación y el posicionado de receptores instalados en plataformas fijas y móviles, situados en cualquier punto de la superficie terrestre, con precisiones de unos metros (inferiores al centímetro en aplicaciones de posicionado relativo) y en cualquier condición meteorológica. Su principio de funcionamiento es conceptualmente muy simple pero su implementación tecnológica es extraordinariamente compleja. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO En efecto, a partir de las medida de la distancia entre un satélite y un receptor o de la variación de la misma con el tiempo, y conocida la posición del primero, se puede establecer una superficie en la que está situado el receptor, denominada superficie de posición: una esfera y un hiperboloide respectivamente. Tras realizar medidas a varios satélites se determina la posición calculando la intersección de las superficies obtenidas. Las distancias pueden obtenerse del tiempo que tarda la señal en alcanzar al receptor o del desfasaje que sufre una portadora, y su variación con el tiempo por del desplazamiento Doppler que sufre esta misma portadora. Para que el sistema pueda ser utilizado por móviles de alta dinámica (aeronaves) es preciso que el receptor “vea” simultáneamente al menos cuatro satélites lo que obliga a disponer de una constelación de satélites muy numerosa. La dificultades provienen de que una elevada precisión en la localización del receptor requiere un conocimiento muy exacto de la posición de los satélites, una precisión muy alta en la medida de los retardos temporales y la corrección de los efectos de la ionosfera y troposfera que afectan a la velocidad de propagación de las señales trasmitidas por los satélites. Ello se traduce en la necesidad de: – Disponer de un conjunto de estaciones monitoras, distribuidas a lo largo de la superficie terrestre, que analizan las señales que reciben de los satélites y proporcionan los datos que permiten establecer los parámetros (efemérides) que utilizarán los receptores (una vez que les son transmitidos desde una estación de control) para determinar la posición de los satélites en cada instante. – Sincronizar las señales transmitidas por los satélites mediante un conjunto de relojes atómicos (situados en tierra y en los satélites), relojes cuya deriva con el tiempo debe ser medida y transmitida a los receptores. – Realizar las medidas a dos frecuencias para corregir el efecto de la ionosfera e, incluso, disponer de una estación receptora local - cuya posición es conocida - que permite establecer los errores asociados a la propagación y otros efectos adicionales, para retransmitírselos a los usuarios de la zona, en muchos casos, mediante satélites geoestacionarios. CONSTITUCIÓN DEL SISTEMA GALILEO Como todo SNS, el sistema Galileo, cuya descripción puede encontrarse en http://www.esa.int/esa- NA/galileo.html, consta de tres partes o segmentos: – Segmento espacial. Son los satélites, encargados de generar y transmitir las “señales de navegación”. El sistema Galileo dispondrá de una constelación de 27 satélites operativos y tres de reserva, todos ubicados en tres órbitas circulares medias (órbitas MEO) a una altitud de 23.222 km y con una inclinación de 56º con el ecuador. También se utilizarán satélites geoestacionarios para suministrar algunos servicios orientados a las aplicaciones más críticas o de mayor calidad. Estos satélites, además de permitir definir superficies de posición adicionales, permiten enviar señales de integridad (informan a los receptores del correcto funcionamiento del sistema) y transmiten señales para corregir los errores del sistema. Cada satélite transmite cuatro portadoras moduladas por códigos seudoaleatorios e incorpora cuatro relojes atómicos, dos basados en un estándar de frecuencia atómico de Rubidio y otros dos utilizando un máser de Hidrógeno. Las derivas a largo plazo de estos relojes serán corregidos por relojes atómicos de Cesio situados en tierra que sincronizarán todo el sistema y proporcionará a los usuarios el denominado “Tiempo del Sistema Galileo” que podrá ser utilizado en numerosas aplicaciones (las mismas que se resuelven actualmente con el “Tiempo GPS”, pero con mayor calidad). – Segmento de control. Es el corazón y el cerebro del sistema. Incluye el MCC (Mission Control Centres), el ICC (Integrity Control Centres), el OSS (Orbitography and Synchronisation Stations y el RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations). El MCC realiza, entre otras, las siguientes tareas: generar todos los parámetros de referencia a ser usados por el sistema (tiempo y parámetros de sincronización), monitorización, validación y control de las otras partes del segmento; archivo de datos; evaluación y monitorización del funcionamiento del sistema y la administración del sistema de navegación de Galileo. El ICC monitoriza y valida las señales de los satélites, usando datos de las estaciones de control y medición (tales como el RIMS y OSS). El OSS forma una red global de estaciones que suministran los datos que permiten el cálculo a bordo de las efemérides (posiciones orbitales de los satélites) y parámetros para sincronizar los relojes de los satélites con el tiempo de Galileo. Los RIMS son estaciones remotas que analizan los datos de las señales en el espacio. – Segmento de usuarios. El segmento del usuario está formado por los receptores capaces de sintonizar la señal emitida por los satélites, decodificar el mensaje de navegación, medir los tiempos de retardo y/o diferencias de fase y realizar los cálculos precisos para extraer los datos requeridos. Asimismo, suelen incorporar otras funciones tales como ayuda a la navegación, almacenamiento de datos, presentación sofisticada integrando sistemas GIS, etc. En muchos caso serán capaces de procesar las señales de los satélites de otros sistemas como el EGNOS, GPS y GLONASS. Es importante señalar que la mayor parte de los servicios de valor añadido, y por tanto una parte significativa del mercado, se configurarán utilizando las señales disponibles de forma externa al operador del sistema. En otras palabras, es en el segmento de usuario donde, utilizando chip-set y plataformas comerciales de bajo coste, se implementarán equipos con mucha inteligencia que, conectados a otros equipos y sistemas de telecomunicación, producción, trasporte etc., resolverán problemas específicos y supondrán una gran actividad con las consiguientes oportunidades de negocio. SERVICIOS SUMINISTRADOS A diferencia del actual sistema GPS, el Galileo esta concebido para aplicaciones civiles, a partir de las cuales debe financiarse su operación. Por ello una parte muy significativa del esfuerzo a realizar estará orientado a la implementación de numerosos servicios de pago. Se han definido ya tres tipos de servicios: – Servicio con acceso abierto: servicio básico gratuito y abierto para todo el público. – Servicio con acceso controlado de nivel 1 (SAC 1): servicio con pago de tarifa con acceso controlado para aplicaciones comerciales y aplicaciones profesionales que necesitan niveles de calidad superior y una garantía de servicio. – Servicio con acceso controlado de nivel 2 (SAC 2): servicio con pago de tarifa con acceso controlado para aplicaciones de alta seguridad las cuales no deberán sufrir cualquier interrupción o distorsión por razones de seguridad. UNA GRAN OPORTUNIDAD PARA EL SECTOR DE LAS TIC Dentro de unos meses se pondrá en órbita el primer satélite, denominado “Galileo System Test Bed” (GSTB) con el que se validarán las tecnologías más críticas del proyecto. Posteriormente, se lanzarán cuatro satélites para validar el segmento terreno. Para finales del 2008 está previsto que el sistema sea declarado operacional y comience el despliegue de los servicios. El éxito del sistema GPS que, a pesar de sus limitaciones técnicas y políticas se ha convertido en un elemento imprescindible para la operación de numerosos sistemas, permite predecir que el despliegue del sistema Galileo – junto con los nuevos desarrollos del sistema GPS– revolucionarán las actividades en sectores tan diversos como el trasporte, seguridad, construcción, medioambiente, ocio, administraciones públicas, investigación científica, telecomunicaciones y un largo etc. Todo ello no es sino una gran oportunidad para el sector de las TICs. Dentro de pocos años, mas de setenta satélites estarán emitiendo sus señales de navegación, que podrán ser detectadas con un conjunto amplio y barato de componentes. Quienes, aportando imaginación e inteligencia, sean capaces de generar nuevos equipos y servicios de calidad a precios que los hagan interesantes para los miles de millones de potenciales usuarios, aprovecharán una de esas oportunidades que, de vez en cuando, la tecnología pone en nuestras manos.

La tecnología GRID puede ser una nueva revolución en Internet Carlos J. Martínez Ingeniero de Telecomunicación La GRID suscita una gran expectación porque su futuro, aunque todavía incierto, tiene un potencial revolucionario. No es un tema concerniente únicamente a la informática ni las telecomunicaciones, esta última básica en las redes de transporte, sino a científicos de todas las areas y cada vez más al mundo de la economía y empresa. En la década de los 90 la aparición de la Web de intercambio de contenidos e información disparó el uso masivo de la Internet. El siguiente paso en el desarrollo de Internet puede estar ya viniendo de la mano de las tecnologías de "Malla", "Rejilla", o "Grid computing". La Grid, que permite no sólo la comunicación y almacenamiento sino el procesamiento de información distribuida alrededor del mundo, puede llevar a un cambio radical en la colaboración de sistemas conectados a Internet. LA GRID "VIRTUALIZA" LOS RECURSOS INFORMÁTICOS USANDO ESTÁNDARES ABIERTOS La investigación científica actual no se concibe sin el uso masivo de ordenadores, en este entorno aparecieron las primeras iniciativas GRID o modelo para resolver problemas de computación utilizando gran número de ordenadores interconectados en una infraestructura de telecomunicaciones distribuida. Al igual que la Web nos permitió acceder a la información desde cualquier sitio en cualquier momento, la Grid puede poner la capacidad de proceso que se necesite a disposición de usuarios de Internet. Aun considerada en estado prototipo, la tecnología se empieza a aplicar ya a entornos de negocios. Definición, según los principales actores. El Dr. Ian Foster, codirector de una de las primeras iniciativas mundiales (GriPhyN, Grid Physics Network US), nos clasifica una Grid como un sistema que: 1) ...coordina recursos no sujetos a control centralizado, 2) ...usa protocolos e interfaces estándar, abiertos, y de propósito general, y 3) ...provee una calidad de servicio significativa. Para el CERN (Centro Europeo Investigación Nuclear), el mayor usuario y promotor de la evolución del modelo en Europa, la Grid es "un servicio para compartir potencia de calculo y capacidad de almacenamiento de datos vía Internet". La Grid conecta grupos de ordenadores, unidades de almacenamiento, dispositivos y redes, permitiendo a los centros de investigación, y empresas, asignar dinámicamente recursos según las necesidades del negocio. Al igual que la infraestructura física suministro energía electrica, la Grid es parte de una ciber-infraestructura que incluye las tecnologías distribuidas de información y comunicación. La evolución de las redes de información es continua. A finales de los 70 la conexión de los dos primeros ordenadores hace realidad el sueño del mundo académico de compartir información y nace Internet. A mediados de los 90, el hipertexto para enlazar millones de documentos construyó la World Wide Web. Con el milenio se usan las "farms" o granjas de nodos en Intranets, mientras en Internet ideas Peer-to-peer como Gnutela o Limeware comparten datos entre personas a nivel mundial. El siguiente paso ha comenzado ya, con la unión de ordenadores que comparten ciclos de procesamiento no usados. El caso mas popular es la red SETI@ Home, iniciada en California (Mt.View y Berkeley) en 1999, que en la actualidad une PCs de usuarios de todo el mundo para analizar recepciones de radio del espacio en búsqueda de patrones particulares. Las primeras experiencias vienen de la mano de las necesidades de investigación de Físicas de Altas Energías en EE.UU. y Europa. CON LA EVOLUCIÓN DE MOORE DE PROCESADORES VS. REDES, LA UNIÓN DE PEQUEÑOS SUPERA A GRANDES SERVIDORES Según la ley de Moore y estadísticas vemos que la potencia de un procesador se dobla cada 18 meses, la capacidad de almacenamiento se dobla cada 12 meses, y el ancho de banda de red se dobla cada 9 meses. La evolución que se espera entre 2001 y 2010 es en Ordenadores: x 60 , y Redes: x 4000, con esta expectativa las soluciones GRID se presentan como una destacada tecnología de futuro. Si revisamos las características más importantes de estas formas de computación, podemos concluir que estas tecnologías son casos especiales de una nuevo paradigma de computación, la Grid. Se trata de un modelo de proceso distribuido que en poco tiempo puede revolucionar la computación de altas prestaciones y el uso de la Internet en general. PERMITE APROVECHAR EL GRAN NÚMERO DE ORDENADORES EN UNA INFRAESTRUCTURA DE TELECOMUNICACIONES DISTRIBUIDA Dados los problemas a resolver de: 1) potencia, 2) coste de adquisición y mantenimiento, y 3) desequilibrios de carga y utilización, aparecen tecnologías y modelos que permiten realizar cálculos masivos aprovechando al máximo los recursos distribuidos normalmente poco utilizados. La solución clásica conocida es la computación centralizada basada en servidor, tras ella aparecieron los cluster como una alternativa económica a la adquisición de un sistema multiprocesador. Mas tarde soluciones como Intranet Computing, que nace de la unión de recursos hardware distribuidos en una red de área local, seguidas de las lógicas evoluciones basadas en Internet Computing yen web, Computing Portal. Finalmente la Grid aparece como respuesta natural a la disponibilidad global de infraestructuras de telecomunicación y datos, un avance imposible sin la ingeniería de telecomunicaciones. Expectativas de Negocio. La Enterprise Grid Alliance (EGA, creada en California en abril 2004), une empresas e instituciones que participan en el desarrollo de estas tecnologías y modelos. Estas empresas se han dado cuenta de la importancia que tendrá a medio plazo ofrecer Grid a sus clientes, y quieren entrar cuanto antes en la etapa de explotación comercial. Existe una confusión con algunas empresas que ofrecen servicios tradicionales "cluster" o "computación bajo demanda" con el nombre de Grid, sin embargo ya existen ofertas comerciales que usan el software base Globus y crean autenticas Grid. Mediante la explotación de los rápidos avances en las tecnologías, las mallas empresariales y científicas permiten a las organizaciones de los sectores público y privado adaptar sus recursos de tecnología de la información a sus necesidades de negocio e investigación. LA HERRAMIENTA GLOBUS ES EL ESTÁNDAR DE FACTO PARA LA CAPA INTERMEDIA (MIDDLEWARE) Globus, componentes de la GRID. Es de destacar el resultado de un grupo de universidades e instituciones, desde NASA a Cisco, que han unido fuerzas en el Proyecto Globus, creando la herramienta Globus Toolkit, que permite compartir recursos localizados en diferentes dominios de administración, con diferentes políticas de seguridad y gestión de recursos. Con su homogenización de protocolos y utilidades Globus (versión GT4) se ha convertido en el estándar de facto para la capa intermedia (middleware) de la Grid. Globus tiene recursos para manejar: a) La gestión de recursos (Grid Resource Management Protocol - GRAM) b) Servicios de Información (Monitoring and Discovery Service – MDS, Gris Info Service – GRIS, Gris Index Info Service - GIIS) c) Gestión y Movimiento de Datos (Grid GridFTP, & Global Access to secondary Storage GASS). Experiencias principales. En el año 2000 los investigadores principales I. Foster y P. Avery, de las universidades de Chicago y Florida, llevan adelante el proyecto GriPhyN. Su objetivo es proporcionar la gran cantidad de proceso necesaria para los grandes proyectos de Investigación Física, especialmente pensando en una serie de experimentos internacionales para el estudio de partículas de altas energías. El proyecto esta terminando en este año 2005, con el nombre y fase actual, dejando tras de si una enorme experiencia en la tecnología GRID. En Europa, el proyecto EDG (European DataGrid) del quinto programa marco une redes dedicadas a la física de Partículas y de nuevo enfocada a la investigación de partículas del CERN. Este esfuerzo continua con EGEE (Enabling Grids for E-Science in Europe), puesto en marcha en Abril de 2004, y que permitirá compartir datos y procesadores equivalentes a 20.000 ordenadores y entre investigadores de 27 países. REFERENCIAS [1] Grid Café, learning about Grid , http://gridcafe.web.cern.ch/gridcafe [2] Southern California Earthquake Center with Globus, www.scec.org [3] GriPhyN, Comunicaciones de Paul Avery, University of Florida, -- www.GriPhyN.org [4] EGEE project site – www.egee.org [5] EGA www.gridalliance.org

Seguridad en Wi-Fi José Manuel Huidobro Las redes Wi-Fi, en concreto las materializadas en las empresas y en los hot spots, están tomando un gran protagonismo por las innumerables ventajas que aportan, pero también tienen algunos inconvenientes, el mayor de los cuales -que presentan todas las redes inalámbricas, incluidas las celulares- es su escasa seguridad (escuchas ilegales, acceso no autorizado, usurpación y suplantación de identidad, interferencias aleatorias, denegación de servicio, amenazas físicas, etc.), algo inherente a la utilización del aire como medio de transmisión ya que el canal aéreo tiene una posibilidad de acceso intrínsecamente más sencilla que el tradicional cable. Aunque el estándar IEEE 802.11, aprobado en 1999, para las WLAN contiene varias características de seguridad, tales como los modos de autenticación del sistema abierto y de clave compartida, el Identificador del Juego de Servicios (SSID/Service Set Identifier) y el Equivalente a Privacidad Cableada (WEP/Wired Equivalent Privacy), no son suficientes para aplicaciones empresariales y se implementa WPA (Wi-Fi Protected Access) a la espera de la aparición comercial de productos compatibles 802.11i que, desarrollado por el Grupo de Trabajo TGi del IEEE y aprobado a mediados de 2004, resuelve definitivamente sus deficiencias al implementar AES (Advanced Encryption Standard), un mecanismo extremadamente seguro aprobado por el NIST, que viene a ocupara el papel de 3DES con claves de 128, 192 o 256 bits, una solución válida tanto para redes punto a punto (ad-hoc) como con punto de acceso (AP), pero que consume mayores recursos. Cada una de estas características provee diferentes grados de seguridad que serán expuestos a continuación. También se aporta información de cómo las antenas se pueden utilizar para limitar y, en algunas circunstancias, darle forma a la propagación en el medio inalámbrico, contribuyendo así a mejorar la seguridad. A causa de estos problemas de seguridad, hay cierto recelo a desplegar redes Wi-Fi, especialmente en vista de la vulnerabilidad de las claves WEP que se utilizan para encriptar y desencriptar los datos transmitidos. En varios documentos y artículos de investigación se han resaltado las vulnerabilidades potenciales de las claves WEP estáticas. Además, los hackers tienen acceso en Internet a numerosas herramientas para descifrar claves WEP, que les permite monitorizar y analizar de forma pasiva paquetes de datos y después utilizar esta información para descifrar la clave. PROPAGACIÓN DE RF Antes de que se implemente cualquier otra medida de seguridad es importante considerar las implicaciones de la propagación de RF (Radio Frecuencia) por los puntos de acceso (AP) en una red inalámbrica. Escogidas de una forma inteligente, la combinación adecuada de transmisor/antena puede ser una herramienta efectiva que ayudará a limitar el acceso a la red inalámbrica al área única pretendida de cobertura. Escogidas de forma poco inteligente, pueden extender la red más allá del área pretendida hacia puntos fuera de todo control. Principalmente, las antenas se caracterizan por dos de sus parámetros: directividady ganancia. Las antenas omnidireccionales tienen un área de cobertura de 360 grados, mientras que las antenas direccionales limitan la cobertura a áreas mejor definidas. La ganancia de la antena típicamente se mide en dBi (dBi está definida en referencia a una antena teóricamente isotrópica con propagación perfectamente esférica) y está definida como el incremento de la potencia que la antena agrega a la señal RF. Debido a que los productos actuales 802.11 hacen uso de la banda de uso común que no necesita licencia ISM (Industrial, Scientific, and Medical) de 2,4 GHz y 5 GHz, están sujetas a las reglas promulgadas por la FCC en 1994 para uso de espectro distribuido. Estas reglas especifican que cualquier antena vendida con un producto debe ser probada y aprobada por un laboratorio homologado y. para evitar que los usuarios utilicen de forma incorrecta o ilegal antenas con productos 802.11, también se requiere que cualquier AP (Punto de Acceso) capaz de utilizar antenas removibles deberá utilizar conectores no estandarizados. En los Estados Unidos la FCC definió el máximo de PIRE (Potencia Efectiva Isotrópica Radiada) de una combinación transmisor/antena como 36 dBm (4W), donde PIRE = potencia del transmisor + ganancia de la antena - pérdida del cable. En España, esta potencia, según la UN- 85 de la CNAF, es de 20 dBm (100 mW), bastante menos. Esencialmente, esto significa que si la potencia del transmisor aumenta, la ganancia de la antena debe disminuir para permanecer por debajo del máximo legal de 36 dBm. Por ejemplo, un transmisor del 100 mW equivale a 20 dBm y éste transmisor combinado con una antena de 16 dBi produce un total de 36 dBm, que es el límite legal. Para incrementar la ganancia de la antena, estaríamos legalmente obligados a reducir la potencia del transmisor. En la práctica, la mayor parte de las combinaciones transmisor/antena que se venden juntas están por debajo del máximo permitido de 36 dBm. En todos los casos, el usuario deberá asegurarse de que esto es así. Las implicaciones de todo esto son que las combinaciones del poder del transmisor/ganancia de la antena están estrictamente reguladas y limitan el área que legalmente puede ser cubierta por un solo AP. Cuando se está diseñando una WLAN, es importante llevar a cabo un reconocimiento a fondo del lugar y considerar los patrones de propagación RF de las antenas que se vayan a usar y la potencia efectiva de la combinación transmisor/antena. También, como la banda ISM está esencialmente abierta para ser usada por cualquier persona sin necesidad de licencia, es importante considerar la posibilidad de la denegación de servicio (Denial Of Service) de otras fuentes benignas. DEFENSA EN ENTORNOS INALÁMBRICOS Lo mismo que en otras redes, la seguridad para las redes WLAN se concentra en el control y la privacidad de los accesos: un control de accesos fuerte impide a los usuarios no autorizados comunicarse a través de los AP (Access Points), que son los puntos finales que en la red Ethernet conectan a los clientes WLAN con la red. Por otra parte, la privacidad garantiza que sólo los usuarios a los que van destinados los datos transmitidos los comprendan. Así, la privacidad de los datos transmitidos sólo queda protegida cuando los datos son encriptados con una clave que sólo puede ser utilizada por el receptor al que están destinados esos datos. Por tanto, en cuanto a seguridad, las redes Wi-Fi incorporan dos servicios: de autenticación y privacidad. Autenticación:Los sistemas basados en 802.11 pueden operar como sistemas abiertos (inseguros), de forma que cualquier cliente inalámbrico (estación móvil con su ID) puede asociarse a un punto de acceso si la configuración lo permite, o como sistemas cerrados, que requieren autenticación por clave compartida. También, existen listas de control de acceso basadas en la dirección MAC (Media Access Control) exclusivas de los clientes, disponiendo los AP de una lista con todos los autorizados para rechazar a los que no lo están. Si se utiliza autenticación WEP, el punto de acceso queda configurado con una clave, de manera que sólo los clientes que intenten asociarse usándola puedan hacerlo. Privacidad: Por defecto los datos se envían sin utilizar ningún cifrado. Si se utiliza la opción WEP, los datos se encriptan (cifran) antes de ser enviados mediante el algoritmo RC4 (se genera un flujo de claves al cual se le aplica un OR exclusivo con el texto en claro para lograr el texto cifrado), con claves de 64 bits (débil) o 128 bits (fuerte) compartidas estáticas. Para realizar el cifrado se emplea la misma clave que se usa para la autenticación WEP. También se pueden utilizar otros mecanismos más potentes, entre los que se encuentra WPA o AES. SSID (SERVICE SET IDENTIFIER) El estándar Wi-Fi define un mecanismo por el cual se puede limitar el acceso: el SSID, que es un nombre de red que identifica el área cubierta por uno o más AP. Así, una estación inalámbrica que desee asociarse a un AP puede escuchar y escogerle basándose en su SSID, que se transmite periódicamente. El SSID puede utilizarse como una medida de seguridad configurando el AP para que no lo transmita. En este modo, la estación inalámbrica que desee asociarse con un AP debe tener ya configurado el SSID para ser el mismo que el del AP. Si los SSID son diferentes, las tramas administrativas enviadas al AP desde el estación inalámbrica serán rechazadas porque contienen un SSID incorrecto y la asociación no se llevará a cabo. Una estación inalámbrica puede disponer de varios SSID, para conectarse a distintas redes, en diferentes localizaciones. Desafortunadamente, debido a que las tramas de administración en las WLAN 802.11 siempre se envían de forma abierta, este modo de operación no provee seguridad adecuada. Un atacante fácilmente puede escuchar en el medio inalámbrico buscándolas y descubrir el SSID del AP. Muchas organizaciones confían en el SSID para obtener seguridad sin considerar sus limitaciones. Esto es, por lo menos parcialmente, responsable de la facilidad con la que las WLAN pueden ser atacadas. WEP (WIRED EQUIVALENT PRIVACY) Cuando el IEEE comenzó el desarrollo del estándar 802.11 para redes inalámbricas, era consciente de la vulnerabilidad de usar un medio de propagación radioeléctrico, por lo que incluyó un sencillo mecanismo para proteger la comunicación entre los dispositivos de los usuarios y los puntos de acceso, al que denominó WEP, que con el paso del tiempo se ha demostrado fehacientemente que es insuficiente para entornos empresariales. WEP es el algoritmo opcional de seguridad para dotar de protección a las redes inalámbricas, incluido en la primera versión del estándar IEEE 802.11, mantenido sin cambios en las nuevas 802,11a, 802.11b y 802.11g. El algoritmo WEP es esencialmente el algoritmo criptográfico de cifrado de flujo RC4 de Data Security Inc., que es simétrico porque utiliza el mismo código para cifrar y para descifrar el texto plano que se intercambia entre la estación inalámbrica y el AP. El proceso para descifrarlo es el inverso y para proteger el mensaje frente a modificaciones no autorizadas, mientras está en tránsito, se aplica el algoritmo de comprobación de integridad CRC- 32 al texto plano, una especie de huella digital, que no es del todo fiable. WEP utiliza claves estáticas, secretas, compuestas por 64 ó 128 bits -utilizando un vector de inicialización (IV) fijo de 24 bits, generado de manera aleatoria- que define el administrador de red en el AP y en todos los clientes que se comunican con él. Es un sistema muy débil ya que la clave de cifrado se puede obtener monitorizando las tramas. Cuando se utilizan claves WEP estáticas, el administrador de red debe realizar la tediosa y lenta tarea de introducir las mismas claves en cada dispositivo existente en la red WLAN. Este tipo de clave es poco segura (el conocimiento de la de un usuario, porque la pierda, se la roben o sufra un ataque de hackers, implica el conocimiento de las de toda la organización, incluso sin que se sea consciente de ello) y obliga a cambiar todas porque la de un único usuario se haya visto comprometida; por tal motivo se deberían utilizar claves dinámicas (rotación de claves), aunque el proceso de distribución sea mucho más complicado, pues es la única manera de garantizar la fiabilidad del sistema a largo plazo. Para solventar los agujeros de WEP, en junio de 2004, el IEEE aprobó el estándar de seguridad 802.11i, que utiliza una forma de encriptación ampliamente aceptada, como es el potente AES para poder disfrutar con tranquilidad de todas las ventajas que nos ofrecen las redes locales inalámbricas, aunque para implementar 802.11i, deberán realizarse cambios al nivel de chip, lo que significa que los productos comerciales actuales ni tienen ni, probablemente, tendrán la capacidad necesaria para soportarla. Interinamente, hasta la aprobación del 802.11i, se ha estado utilizando WPA (Wi-Fi Protected Access) que representa una mejora sobre WEP puesto que utiliza claves dinámicas, de manera que hace prácticamente casi invulnerables las redes inalámbricas. WPA (WI-FI PROTECTED ACCESS) WPA es un pre-estándar, anunciado en noviembre de 2002 y soportado por la industria, en concreto por la Wi-Fi Alliance, de 802.11i (compatible con él mediante actualización) que utiliza una encriptación mejorada mediante TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), lo cual soluciona los problemas inherentes a WEP, ampliando la longitud de la clave e incluyendo el uso de claves dinámicas para cada usuario, para cada sesión y para cada paquete enviado, además de añadir un eficaz mecanismo para la autenticación de los usuarios. A partir de la clave principal generada por EAP y conocida por los extremos, genera un conjunto de claves que se emplean en el cifrado. Diseñado para funcionar sobre el hardware actual, solamente es necesaria una actualización del software. Una vez implementado, proporciona a los usuarios de una WLAN un alto nivel de seguridad, garantizando que solo los usuarios autorizados podrán tener acceso a los datos. La autenticación se consigue mediante 802.1X, un protocolo orientado a la autenticación de puertos, para restringir el acceso a los servicios de una red hasta ser autenticado, que permite utilizar diversos métodos a través del protocolo de autenticación extensible (EAP), del que existen variantes, como EAP-TLS, PEAP, LEAP (Cisco) y EAP-MD5. Posibilita la autenticación de los usuarios y la distribución de claves. Además de todo lo anterior, se utiliza MIC (Message Integrity Check) o Michael, un mecanismo que retoma el CRC empleado por WEP y le añade otra capa de verificación que mejora la comprobación de la integridad de los paquetes enviados. También, el diseño WPA se ha realizado pensando en que se puede utilizar en dos entornos diferente: en las empresas (enterprise mode) y en el hogar (home mode). Para las empresas y grandes corporaciones se utilizan sofisticados mecanismos de autenticación: 802.1X junto con un servidor AAA de red (por ejemplo RADIUS/Remote Authentication Dial-In User Service, o LDAP) que facilita el control de acceso centralizado y la gestión) y distribución automatizada de claves especiales, llamadas “master keys”, a partir de las cuales se generan automáticamente las claves de trabajo. Con este mecanismo establecido, la necesidad de establecer una VPN (Virtual Private Network) no es necesaria, al menos por razones exclusivas de seguridad. Para las empresas que requieran una seguridad WLAN total, de extremo- a-extremo, y no dispongan de WPA, ésta se puede garantizar utilizando una VPN, accedan sus usuarios desde la propia empresa, su hogar o desde un hot spot, ya que crean un camino seguro (túnel) sobre un medio inseguro, como puede ser Internet. Aunque la mayoría de las empresas no necesitan implementar una WLAN con seguridad especial dentro de sus intranets, algunas pocas, como son las instituciones financieras, requieren amplias medidas de seguridad, y pueden tener necesidad de implementar una solución especializada (propietaria), incluyendo firewalls, tunelado IPSec y autenticación reforzada. En el entorno del hogar o en pequeñas empresas (SOHO y PYMES), en donde no suelen existir servidores ni se precisa llevar a cabo una compleja gestión de usuarios, WPA corre en un modo especial que permite la entrada de claves manualmente. Este modo, llamado PSK (Pre- Shared Key) se ha diseñado pensando en el usuario residencial (sin servidor de autenticación), por lo que resulta muy sencillo de implementar; todo lo que éste necesita hacer es entrar la clave (también llamada clave maestra) en el punto de acceso o router Wi-Fi y en cada uno de los PC que van a estar conectados a la WLAN, para que WPA entre en servicio y se ocupe de todo el proceso posterior. Esta PSK nunca se transmite por el aire ni se utiliza para encriptar el flujo de datos, sino, simplemente, para iniciar el proceso de claves dinámicas TKIP, por lo que es mucho más seguro que WEP.

La nanotecnología y los ordenadores del futuro Desde que los primeros ordenadores aparecieron, allá por las décadas de los cuarenta y cincuenta, su evolución ha sido muy rápida, sobre todo en las dos últimas décadas y así, desde la aparición del PC (Personal Computer) de IBM en 1981, su potencia de cálculo se ha multiplicado por varias miles de veces al mismo tiempo que su tamaño (el del propio procesador) ha disminuido por igual factor. El ordenador que utilizó la NASA para poner al hombre en la Luna en 1969, por ejemplo, tenía menos capacidad de la que puede tener hoy en día cualquier PDA, un dispositivo de mano y que cuesta menos de 300 euros. El aumento de potencia –capacidad de cálculo– de los ordenadores se consigue a base de incorporar más transistores en el chip que, al estar más cerca unos de otros, aumenta su velocidad ya que los caminos a recorrer por las señales son más cortos. Por el contrario, se disipa más potencia y se genera más calor al haber más dispositivos en menor espacio, lo que hace necesario el empleo de sistemas de refrigeración más potentes. Todo esto es posible gracias a nuevas técnicas que consiguen la reducción de espacio en el proceso fabricación. Las fotográficas, que se utilizan ahora para traspasar el diseño de los circuitos a las obleas de silicio, en las que se formarán los transistores, tienen su limitación debido al límite en la resolución de las imágenes, así que se están empezando a analizar otras técnicas, algunas de las cuales son las que se exponen a continuación, pero que no solamente se utilizan para la fabricación de los chips (microprocesadores, memorias, etc.) que luego se incorporarán en los ordenadores, sino que también tienen otras aplicaciones, como veremos. Además de lo que es la propia fabricación de los microprocesadores, pasando de los tradicionales a otros basados en moléculas o fotones, se plantean usos diferentes para ellos, algunos muy futuristas pero que pueden llegar a ser una realidad muy pronto dadas las fuerte inversiones en este campo y los grandes avances que se están logrando en los centros dedicados desarrollar la I+D+i que se necesita. La nanotecnología El termino "nanotecnología" se utiliza para describir cualquier cosa que se puede medir en una escala nanómetro (la mil millonésima parte de un metro). La nanotecnología molecular trata de la ubicación y diseño exacto de átomos y la meta y las promesas fabulosas de esta ciencia emergente fueron por primera vez descritas en el libro de K. Eric Drexler "Engines of Creation", en 1986, hace ya casi 20 años. La nanotecnología, que tiene grandes posibilidades de convertirse en la tecnología clave en las próximas décadas, es la capacidad de alterar la composición molecular de la materia y de diseñar la distribución atómica como lo hace la naturaleza. Por ejemplo, las propiedades físicas (tamaño, composición, etc.) de la materia dependen de cómo se ubiquen dichos átomos. Si reubicamos los átomos de la tierra, agua o aire, podemos hacer plantas; con los átomos de la arena, podemos hacer chips para ordenadores. La nanotecnología habla de máquinas nuevas y más pequeñas que llegan al extremo de lo invisible y que serían capaces de construir edificios, detener enfermedades, revertir el proceso de envejecimiento o producir alimentos. La nanotecnología, aparte de permitir la fabricación de microprocesadores más pequeños, pero más potentes y rápidos, tiene aplicaciones en muchos otros campos. El proyecto del chip molecular sustituirá al silicio, en favor de la química, más manipulable. Se prevé que se podrán fabricar ordenadoras o sistemas de almacenamiento de datos del tamaño de una partícula de polvo y miles de veces más potentes que los existentes. La nanotecnología está ya hoy afectando áreas completas dentro del campo de las Tecnologías de la Información y creando nuevos mercados sustitutivos que empezarán a afectarnos dentro de muy poco. Por ejemplo, su utilización podría mejorar hasta 100 veces la velocidad actual de las conexiones a Internet, mediante fibra óptica y láser, según un estudio desarrollado por investigadores de la Universidad de Toronto. La nanotecnología permite a los científicos tener nuevos conceptos de diagnósticos de enfermedades y tratamiento a una escala molecular y atómica. Al utilizar partículas de nanómetro, un médico puede separar las células del feto de la sangre de una mujer embarazada para ver si su desarrollo es normal. Este método también se emplea en el diagnóstico temprano del cáncer y de las enfermedades cardíacas. Uno de los impactos más significativos de la nanotecnología es en la interfaz de los materiales bioinorgánicos. Al combinar enzimas y chips de silicio podemos producir biosensores que podrían ser implantados en seres humanos o animales, o circular por el torrente sanguíneo para monitorizar la salud y enviar dosis correctivas de medicación en el momento y lugar que sean más eficaces. La nanotecnología podría afectar la producción de virtualmente todo objeto hecho por el hombre, desde automóviles y circuitos de ordenadores, hasta medicinas avanzadas y el reemplazo de tejidos, y llevar a la invención de objetos que aún están por imaginarse. Se ha demostrado que los nanotubos de carbono son diez veces más fuertes que el acero, con un sexto de su peso, lo que puede llegar a revolucionar la fabricación de aeronaves y barcos. Ordenadores Cuánticos y Moleculares La velocidad y el tamaño de los microprocesadores están íntimamente relacionados, ya que al ser los transistores más pequeños, la distancia que tiene que recorrer la señal eléctrica es menor y tarda menos tiempo. Al ser los transistores cada vez más pequeños, la cantidad de ellos contenidos en un microprocesador, y por consiguiente su velocidad, se ha venido duplicando cada dos años. Pero los estudios revelan que este ritmo no se puede mantener y que el límite se alcanzará más tarde o temprano, ya que si se reduce más, las interferencias de un transistor provocarían fallos en los transistores adyacentes. La industria de los semiconductores ha seguido la "ley de Moore", según la cual el número de transistores en un chip se duplica cada 18 meses (lo que conlleva a duplicar la potencia/velocidad de los procesadores), pero lo cierto es que la tecnología actual tiene un límite físico impuesto por la miniaturización de los componentes y, por consiguiente, por las dimensiones del procesador y por el número de transistores. De hecho, recientemente, Intel ha anunciado que el Pentium IV no superará los 4 GHz. Utilizando elementos ópticos, en lugar de eléctricos, el límite físico no existe, por lo que se podrían construir microprocesadores fotónicos miles o millones de veces más rápidos que los actuales y con un consumo de energía mucho menor. En este aspecto ya están trabajando varios laboratorios y los resultados son muy esperanzadores. La fabricación a gran escala reduciría los precios y su uso se extendería, reemplazando en poco tiempo a los actuales. En la actualidad, con el fin de superar estos límites de tamaño y velocidad, se está trabajando en varios centros de investigación de todo el mundo en dos líneas que pueden revolucionar el mundo de la informática: Los ordenadores cuánticos y los ordenadores de ADN. Los ordenadores cuánticos Los ordenadores utilizan bits para codificar la información, de modo que un bit puede tomar el valor cero o uno. Por contra, los ordenadores cuánticos utilizan los qubits (bits cuánticos) para realizar esta tarea. Un qubit almacena la información en el estado de un átomo, pero por las propiedades de los átomos hacen que el estado no tenga porque ser cero o uno, sino que puede ser una combinación de los dos a la vez. Así, al poder almacenar una mezcla de ambos valores a la vez en cada qubit podemos tratar toda la información de una sola vez. En un qubit se tiene muchos estados, representados por una flecha que apunte a cualquier punto de una esfera, el polo norte es un 1 absoluto y el polo sur un 0 absoluto, mientras que los demás puntos son superposiciones quánticas; lo que cambia es el proceso de calculo, que es infinitamente mas rápido que con 0 y 1. Su procesador consta de algunos átomos de hidrógeno y carbono en una molécula de cloroformo con los spines de sus núcleos alineados por señales de radiofrecuencia, usando las técnicas usuales de resonancia magnética de origen nuclear (NMR). Gracias a estas propiedades los ordenadores cuánticos tienen una especial capacidad para resolver problemas que necesitan un elevado número de cálculos en un tiempo muy pequeño. Además, como estarán construidos con átomos, su tamaño será microscópico consiguiendo un nivel de miniaturización impensable en los microprocesadores de silicio. Por desgracia, en la actualidad aún no se ha llegado a construir ordenadores cuánticos que utilicen más de dos o tres qubits. Aún así, hay un gran número de centros de investigación trabajando, tanto a nivel teórico como a nivel práctico, en la construcción de ordenadores de este tipo y los avances son continuos. Los ordenadores de ADN La computación molecular consiste en representar la información a procesar con moléculas orgánicas y hacerlas reaccionar dentro de un tubo de ensayo para resolver un problema. La primera experiencia de este tipo en laboratorio se realizó en 1994 cuando se resolvió un problema matemático medianamente complejo. Para ello se utilizó la estructura de moléculas de ADN para almacenar la información de partida y se estudió las moléculas resultantes de las reacciones químicas para obtener la solución. Por una parte, esta técnica aprovecha la facultad de las moléculas de reaccionar simultáneamente dentro de un mismo tubo de ensayo tratando una cantidad de datos muy grande al mismo tiempo. Por otra, el tamaño de las moléculas los sitúa a un tamaño equiparable al que se puede conseguir con los ordenadores cuánticos. Otra ventaja importante es que la cantidad de información que se puede almacenar es sorprendente; por ejemplo, en un centímetro cúbico se puede almacenar la información equivalente a un billón de CDs. Si comparamos un hipotético ordenador molecular con un ordenador actual vemos que el tamaño, la velocidad de cálculo y la cantidad de información que se puede almacenar son ampliamente superiores. La velocidad de cálculo alcanzada por un ordenador molecular puede ser un millón de veces más rápida y la cantidad de información que puede almacenar en el mismo espacio es un billón de veces superior. Aunque aún no se pueden construir ordenadores de este tipo, desde la primera experiencia práctica, esta área ha pasado a formar parte de los proyectos más serios como alternativa al silicio. Buena prueba de ello son las investigaciones llevadas a cabo en el marco del DIMACS o Centro de Matemática Discreta y Computación Teórica, del cual forma parte los laboratorios Bell, entre otros muchos. Otros focos de investigación son el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y el Consorcio Europeo de Computación Molecular formado por un importante número de universidades. Científicos israelitas, presentaron un ordenador de ADN tan diminuto que un millón de ellos podría caber en un tubo de ensayo y realizar 1.000 millones de operaciones por segundo con un 99,8 por ciento de precisión. Es la primera máquina de computación programable de forma autónoma en la cual la entrada de datos, el software y las piezas están formados por biomoléculas. Los programas están formados por moléculas de ADN que almacenan y procesan la información codificada en organismos vivos. En 1964, Gordon Moore, uno de los socios fundadores de Intel, formuló una ley, la famosa Ley de Moore, aceptada universalmente durante las últimas tres décadas: "El número de transistores que caben en un chip de silicio se dobla cada 18 meses". Dicha ley recibe retoques de cuando en cuando. El coeficiente multiplicador anual de la densidad se mantuvo en el valor 2 desde 1958 hasta 1972, se redujo a 1,6 desde entonces hasta 2010 (estimativo) y se cree que pasará a valer 1,16 desde esta última fecha en adelante, hasta alcanzar los límites de la Física.