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basicos inalambric teoria de comunicaciones conceptos

Teoria: Conceptos basicos de comunicaciones inalambric
#1
Conceptos basicos de comunicaciones inalambricas
Gracias a: [url]http://www.hackxcrack.com[/url]

Con este primer avance voy a explicar la terminologia usada en comunicaciones inalambricas, que no es poco y disponen de un maremagno de siglas, especificaciones y peculiaridades.

Aunque esta sea la parte "mas pesada" del Taller, es IMPRESCINDIBLE, que tengamos estos conocimientos claros y bien afianzados, en esta parte no encontrarais otra cosa que llamar a cada cosa por su nombre y asentar los principios basicos de la comunicación sin cables.

El objetivo de esta parte del Taller es ser capaces de diferenciar los distintos protocolos, hardware disponible o necesario, normativas, factores que determinan la comunicación, problematica y por ondas, etc..

Comencemos.... Las señales inalambricas son ondas electromagnaticas que viajan a travas de un medio concreto: habitualmente el aire, pero tambian el vacio o cuando "se tropiezan" con un obstaculo parte de esa señal lo atraviesa o queda retenida o se "refracta"

Pueden cubrir tanto grandes distancias como pequeñas, todo dependera de factores como la frecuencia, la potencia o como se dijo antes, los medios que atraviesa la señal....

La unidad de medida para distinguir unas señales de otras en las comunicaciones wireless, es el hercio y cada dispositivo o conjunto de ellos, emiten en diferentes frecuencias, en distintos hercios, para que unas señales no "estorben" a otras.

Sin embargo, no todas las comunicaciones inalambricas transportan datos, las hay de video o de voz, tambian... el conjunto de todas ellas se les denomina espectro de radio, es una parte de un todo llamado espectro electromagnatico, y utiliza frecuencias desde los 3 Kilo hercios (3KHz) hasta los 300 Giga hercios (300 GHz), todo lo que a continuación se relata, versa sobre la transmisión inalambrica de datos.

Cada tipo de comunicación inalambrica tiene sus "mas y sus menos", entre los mas significativos tenemos:


IR. Infrarrojos: que soporta tasas de datos muy elevadas, costes bajos pero con distancias muy limitadas.

Banda Estrecha: Con tasas de transferencia bajas y costes medios. Alcanza distancias limitadas y requiere una licencia para transmitir

Espectro Diverso: El llamado y conocido por su nombre inglas Spread spectrum, las tasas de datos son altas, coste medio y cubre areas no muy grandes.

PCS: Personal Communications Service o Servicio de comunicaciones de banda ancha, las tasas de datos son bajas, coste medio y el objetivo de cubrir un area de una Ciudad

CDPD: Cellular Digital Packet Data, Datos Celulares y Datos Digitales, Tasas bajas, coste elevado y cobertura de un Pais.

No podemos emitir en cualquier frecuencia... bueno si... pero podemos incurrir en delitos... hay "bandas de frecuencia" que se necesita un permiso, una Licencia, para transmitir por ella y otras que no.

Las Licencias las entregan los gobiernos u organismos autorizados para ello, obviamente lo que llamamos comunicaciones WiFi o wireless utilizan bandas sin licencia, tambian los bluetooth, las PDAí­Â¢íƒÆ’í‚¢íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…¡íƒâ€ší‚¬íƒÆ’í‚¢íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…¾íƒâ€ší‚¢s, etc... ellos tambian usan bandas sin licencia... y los mandos de la televisión, del aire acondicionado, los coches teledirigidos, juguetes de niños, etc... todos ellos son ejemplos de uso de bandas de radio frecuencia sin licencia.

Independientemente del tipo de comunicación a usar, existen diversos factores, parametros y problematicas , como base, apuntara de momento varias preguntas que debemos hacernos:

¿Cual es la Tasa de datos que podemos conseguir?

¿ A qua distancia se pueden colocar las estaciones inalambricas entre ellas? Claro... manteniendo la tasa maxima de datos.

¿Cuantos usuarios pueden existir sin perjuicio de la tasa de datos?

Como ves, el factor determinante es la tasa de transferencia de datos, el ancho de banda maximo, como lo quieras llamar.... cuanto mayor sea la tasa de datos mejor.... pero hay que luchar con la distancia, la cantidad de usuarios y la rapidez para lograr una óptima comunicación.

Ademas, a estos factores "tangibles", se le añaden otros que pueden reducir la calidad de la señal, ya lo veremos mas adelante.

El caso es que todos esos parametros y factores persiguen un objetivo: La capacidad de recibir una señal buena tan lejos como sea posible.

Algo que no debemos olvidar es que el incremento de la cantidad de datos requiere un uso de un espectro de frecuencia mayor, o por lo menos, un matodo diferente de colocar en el medio la señal de radio frecuencia.

Es como el cable... para obtener mayores "velocidades" sin pardidas de señal podemos usar medios "de mayor capacidad", como la fibra, o podemos usar matodos diferentes para transportarla... como el uso de cables para recibir y emitir al mismo tiempo (Full Duplex) en lugar de un mismo cable para las dos cosas (Half Duplex)

Si lo prefieres puedes verlo de otro modo... imagina los bomberos en acción apagando fuegos con sus mangueras ... o imaginatelos usando pajitas de esas que usamos para tomarnos una horchata.... la tasa de trasferencia de agua sera mayor con sus mangueras, no sólo porque son "mas anchas", tambian porque "sale mas deprisa", con mayor presión, mas cantidad en menos tiempo.... algo parecido ocurre cuando combinamos frecuencia, potencia y amplitud en las señales inalambricas.

Las comunicaciones inalambricas se ven afectadas por varios factores:

íƒÆ’í†â€™íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…¡· El tipo de modulación usada: La modulación es el proceso por el que la frecuencia o amplitud es modificado para transmitir datos, seguro que conoces varios matodos de modulación...


AM, lo que llamamos comonmente onda media... lo que hace la modulación AM es alterar la altura de la onda
FM, nuestra vieja amiga frecuencia modulada... y hace eso... alterar la frecuencia...

PM, lo que se llama modulación de fase... y lo que hace es alterar la polaridad, es decir, si hemos dicho que las ondas forman parte del espectro electromagnatico, aste puede tener estados positivos o negativos, la modulación de fase altera los estados electromagnaticos de las ondas.

Tambian tenemos las ondas digitales, que "cambian" de 0 a 1... lo que se llaman las ondas cuadradas...

Con un grafico lo entenderemos mejor:
[Imagen: ondas.jpg]
Figura 1. ondas y señales

La señal digital "sube" cuando existe un uno y "baja" cuando el dato a representar es un cero.

En AM, como lo que se modula es la altura de la onda... si observas, son "mas altas" cuando se trata de representar a un uno y "mas bajas" cuando el valor representado es un cero.

FM, modula la frecuencia... cuando es un uno el valor, las ondas estan "mas pegaditas" unas de otras que cuando lo que se pretende representar es un cero... en estos casos la onda se "alarga"

PM, polariza la señal, cuando representa a un uno es una onda "invertida" con respecto a la representación del cero... es como la letra M y la letra W es lo mismo pero al revas.

íƒÆ’í†â€™íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…¡· La distancia es un factor clave en las comunicaciones inalambricas... cuanto mas lejos estan emisor y receptor mas dabil sera la señal... es obvio... pero no hay que olvidarlo.

Si queremos ser un poco mas tacnicos, diremos que cuanto mas lejos estan los nodos inalambricos, la diferencia entre la señal y el ruido sera menor... porque ruido hay... siempre lo hay... cuando un receptor solo capta ruido no se puede comunicar.

Con ruido no sólo me refiero al ruido electrónico, al ruido elactrico o al ruido de otras señales... en comunicaciones el ruido puede ser una pared que se debe atravesar... no es lo mismo que una onda electromagnatica atraviese un fino panel de pladur o un tabique que una puerta acorazada o una ventana o el agua....

íƒÆ’í†â€™íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…¡· La relación señal ruido es un requisito fundamental en la comunicación, hay que tender a mas señal con menos ruido, si hay ruido en el medio, en el canal, la velocidad de transmisión se reduce... o reducirse tanto que no exista comunicación.

Por tanto, el ruido, la velocidad y la distancia estan intimamente ligados en la transmisión, recuerda esto tambian.

Los ordenadores envian señales de datos electrónicas, los radio transmisores son los encargados de convertir esas señales en ondas de radio, por eso se necesitan antenas, una antena (entre otras cosas) se ocupa de cambiar la corriente elactrica en ondas.... esas ondas se "lanzan" (se irradian) hacia el exterior en linea recta y a medida que "avanzan" van perdiendo la fuerza... se atenoan... si ademas deben atravesar obstaculos, arboles, paredes, ventanas, etc... se debilitan aon mas... terminado por desaparecer.... o dicho de otra forma... el ruido es mayor que la señal y se pierde la comunicación.

Para que te hagas una idea, la fuerza de una señal a unos pocos metros de la antena que la transmite es de sólo la centasima parte que la salida inicial... esto es la atenuación.... pardida de la señal debido a la distancia entre dos nodos.

Por si fuese poco, a la atenuación hay que sumarle otros factores negativos en la pardida de la señal, como son la absorción, la dispersión, la refractación y otras interferencias.

Cuando una señal de radio atraviesa un objeto, parte de ella "se absorbe", esa absorción puede refractar la onda o dispersarla... por ejemplo, una pared "normal" refracta la onda... "la dobla", pero tambian el aire hace eso mismo... todo depende del indice de refracción del material por el que pasa... repito, no es lo mismo hacer pasar una onda por el aire o por un cristal que por una pared metalica.

El agua es un factor muy negativo.... y a veces llueve... o hay niebla.... las gotas en el aire hacen que la señal se absorba o disperse perdiendo la comunicación... por ello en dias lluviosos, con niebla es probable que nuestras comunicaciones se vean afectadas.

Vuelvo a repetir algo importante.... la pardida de señal no tiene porqua ser una pardida de comunicación total.... pero afectara a la velocidad, a la distancia a recorrer y a la tasa maxima de datos a transferir.

Cuando hablamos de interferencias en una comunicación inalambrica, nos referimos a "otras señales" que pueden interferir negativamente en las mismas, entre ellas estan:


Señales de banda estrecha: Afectan a parte de del espectro de radiofrecuencias, es muy dificil diagnosticarlo (y caro, un analizador de espectros puede costar cerca de los 5.000 euros, eso de los baratos) sus origenes pueden ser por muchos factores, desde solapamientos parciales de señal hasta interferencias generadas por malos funcionamientos o fraudulentos.... hay quien se construye "aparatillos" con los magnetrones de los microondas de casa para distorsionar las señales en la capa fisica y provocar un DoS a la red.

Todas las Bandas: El mayor enemigo... los bluetooth, las tecnologias bluetooth saltan continuamente y muchas veces por segundo por la banda de los 2,4 Ghz y pueden provocar interferencias, tambian los microondas, los telafonos inalambricos (sobre todo los analógicos)

La Intemperie: niebla, excesiva humedad, relampagos cargan la atmósfera y alternan (refractan) la señal a transmitir.
Zero13

"Así como el hierro se oxida por falta de uso, también la inactividad destruye el intelecto.." - Leonardo Da Vinci

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