Estado actual de las comunicaciones inalámbricas
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Estado actual de las comunicaciones inalámbricas Jordi Mayné Ingeniero de Aplicaciones Rev. 1 2005 Comunicaciones inalámbricas 1 Comunicaciones inalámbricas Indice 1. Comunicaciones Inalámbricas...........................................................................................................................3 1.1 Tipos de Comunicaciones inalámbricas por RF ........................................................... 3 1.2. ISM Bands (Industrial, Scientific and Medical bands)................................................ 4 1.3. Tipos de Modulación Digital....................................................................................... 5 1.3.1. Modulación por desplazamiento de Amplitud, ASK (Amplitude Shift Keying) y (On/Off Keying) ............................................................................................................. 5 1.3.2 Modulación por desplazamiento de Frecuencia, FSK (Frequency Shift Keying). 5 1.3.3 Modulación por desplazamiento de Fase, PSK (Phase Shift Keying)................... 6 1.3.4 Modulación por desplazamiento de Fase en Cuadratura, QPSK (Quadrature PSK) ........................................................................................................................................ 6 1.3.5 Modulación por desplazamiento de Fase Múltiple, MPSK (Multiple PSK) ......... 7 1.3.6 Modulación de Amplitud en Cuadratura, QAM (Quadrature Amplitude Modulation) .................................................................................................................... 7 1.3.7 Modulación de Fase en Cuadratura, QPM (Quadrature Phase Modulation)......... 7 1.3.8 Modulación de Fase y Amplitud en Cuadratura, QAPM (Quadrature Amplitude Phase Modulation).......................................................................................................... 7 1.3.9 Modulación por División de Frecuencia Ortogonal, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ................................................................................. 7 2. Componentes y Estándares................................................................................................................................8 2.1 Comunicaciones sin Protocolo estándar ....................................................................... 8 2.1.1 Wireless RF a 434 y 868 MHz. Bandas ISM. ...................................................... 8 2.1.2. WirelessUSB (Wireless con comunicación SPI)................................................ 11 2.2 Comunicaciones con Protocolo estándar.................................................................... 12 2.2.1 ZigBee IEEE 802.15.4......................................................................................... 12 2.2.2 Bluetooth ............................................................................................................. 17 2.2.3 WiFi o WLAN IEEE 802.11 ............................................................................... 19 2.2.4 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications).................................. 20 2.2.5 HomeRF .............................................................................................................. 20 2.2.6 HiperLAN2.......................................................................................................... 21 2.2.7 UWB (Ultra Wide Band)..................................................................................... 21 2.2.8 WiMedia Alliance................................................................................................ 23 2.2.9 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) .......................... 23 Nota: Toda la información relacionada sólo pretende ser una recopilación de los sistemas de comunicación inalámbricos vía RF actuales, cuya información está en Internet y ha sido traducida para que un diseñador de equipos electrónicos tenga una guía donde pueda seleccionar la opción más óptima para su aplicación. Todos los componentes expuestos son productos de los fabricantes de semiconductores representados por SILICA Avnet Iberia, con lo que pueden haber otros componentes de otros fabricantes. Esta guía se actualiza día a día debido a la innovación constante de los componentes y de las tecnologías, para cualquier información adicional puede contactar con su oficina de Silica. 2 Comunicaciones inalámbricas 1. Comunicaciones Inalámbricas Una comunicación inalámbrica es cuando los medios de unión entre sistemas no son con cables. Sus principales ventajas son que permiten una facilidad de emplazamiento y reubicación, evitando la necesidad de establecer un cableado y rapidez en la instalación. Las técnicas utilizadas son: por Infrarrojos (IR), y por radiofrecuencia (RF). Infrarrojos: Sólo permiten comunicaciones para pequeñas distancias, los puntos de conexión deben ser siempre visibles, el campo de aplicación es limitado, su uso aún es muy extendido. RadioFrecuencia: Permite comunicaciones de corto y medio alcance, puede atravesar obstáculos y paredes, el campo de aplicación es muy grande. En este artículo sólo se van a tratar los sistemas de RadioFrecuencia o “wireless RF”. 1.1 Tipos de Comunicaciones inalámbricas por RF Las transmisiones de datos entre equipos electrónicos sin cables se están aplicando cada vez más debido a los medios tecnológicos actuales, que son los circuitos integrados que permiten hacer un diseño sin tener demasiados conocimientos de RF, ni disponer de cara instrumentación para RF, ya que estos dispositivos requieren pocos componentes externos y ningún tipo de ajuste en RF. Primero se usaron módulos de RF con componentes discretos unidireccionales y precisamente para no tener que depender del diseño de una circuitería en RF. Posteriormente con la aparición de circuitos transmisores completamente integrados con las funciones de emisor y receptor, en diferentes bandas de frecuencia que se fueron estandarizando en las diferentes zonas (Europa y USA), han permitido poderlos utilizar en los diferentes campos de aplicación industrial, comercial, y medico, como: control remoto, transmisión de datos en sensores o sistemas de adquisición de datos, en monitorización médica o de la salud, etc... Las comunicaciones inalámbricas por RF se pueden dividir en las que no cumplen ningún protocolo estándar y las que cumplen un protocolo estándar, y en las normativas sobre sus distintas frecuencias de trabajo, que a la vez definen velocidad de transmisión o ancho de banda y campo de aplicación. 3 Comunicaciones inalámbricas 1.2. ISM Bands (Industrial, Scientific and Medical bands) Las bandas ISM para sistemas de comunicaciones digitales inalámbricas empleando la radiofrecuencia, son las que no necesitan licencia (siempre que no se pasen los límites de potencia) y que además son gratuitas. Las frecuencias de trabajo estandarizadas son: 314 MHz en USA (potencia máxima +30 dBm), 434 MHz (+10 dBm) y 868 MHz (+14 dBm) en Europa en AM o FM. Rango de Frecuencia (MHz) 433.05 - 434.79 868.00 - 868.60 868.60 - 868.70 868.70 – 869.20 869.20 – 869.25 869.25 – 869.30 869.30 - 869.40 869.40 - 869.65 869.65 - 869.70 869.70 - 870.00 Aplicaciones Potencia de Salida Propósito general Propósito general Dispositivos de alarma Propósito general Dispositivos de alarma social Dispositivos de alarma Protocolo EACM Propósito general Dispositivos de alarma Propósito general Ciclo de Servicio 0,1% 10 mW 25 mW 10 mW Espacio entre canales 25 kHz 25 mW 10 mW 25 kHz X X 10 mW 25 kHz X Sin definir 500 mW 25 mW 25 kHz 5 mW - Ciclo de Servicio 1% Ciclo de Servicio 10% Ciclo de Servicio hasta 100% X X 25 kHz 25 kHz X X X Existing use of the band 868-870 MHz (ERC REC 70-03) GENERAL SRD ALARM’s General-SRD Soc. AL. General-SRD AL. General-SRD Alarms WIDE BAND 25 kHz WIDE BAND -25 kHz- 25 kHz 25 kHz WIDEBAND or POW ER [ ERP ] Duty Cycle: <1% <0.1% <0.1 % [mW] <0.1% Access Protocol WIDEB. <10 % <10% up to100% 500 500mW 100 25 mW 10mW 25mW 25mW 10mW 10 5 mW 600 kHz 868.0 100kHz 868.6 868.7 500 kHz 100 250 kHz 869.2 869.3 869.25 869.4 300 kHz 869.65 869.7 870 [MHz] 4 Comunicaciones inalámbricas 1.3. Tipos de Modulación Digital Las formas básicas de modulación digital son ASK, FSK, PSK. 1.3.1. Modulación por desplazamiento de Amplitud, ASK (Amplitude Shift Keying) y (On/Off Keying) Las ventajas de este tipo de modulación son el sencillo diseño (menor coste) y el bajo consumo, especialmente si se utiliza el método o modulación OOK (On/Off Keying) Modulación On/off, donde un 0 digital no hay potencia de salida y un 1 digital se entrega toda la señal portadora. La desventaja es la fragilidad en presencia de interferencias por ruido eléctrico, que pueden provocar errores en los datos recibidos. Esta modulación consiste en establecer una variación de la amplitud de la frecuencia portadora según los estados significativos de la señal de datos. Sin embargo este método no se emplea en las técnicas de construcción de los módems, puesto que no permiten implementar técnicas que permitan elevar la velocidad de transmisión. 1.3.2 Modulación por desplazamiento de Frecuencia, FSK (Frequency Shift Keying) La modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), con un 0 digital se transmite una portadora a una frecuencia y con un 1 digital se transmite la portadora a otra frecuencia distinta, con la misma amplitud. La ventaja de este tipo de modulación es la mejor robustez ante la presencia de interferencias. La desventaja es la complejidad del sistema (mayor coste) y el consumo que permanece siempre presente durante la transmisión. Se utiliza en los módems de baja velocidad. Se emplea separando el ancho de banda total en dos bandas, los módems pueden transmitir y recibir datos por el mismo canal simultáneamente. El módem al que se “llama” se pone en el modo de llamada y el módem que “responde” pasa al modo de respuesta gracias a un conmutador que hay en cada módem. 5 Comunicaciones inalámbricas Este tipo de modulación consiste en asignar una frecuencia diferente a cada estado significativo de la señal de datos. Para ello existen dos tipos de modulación FSK: • FSK Coherente: Esta se refiere cuando en el instante de asignar la frecuencia se mantiene la fase de la señal. • FSK No Coherente: Aquí la fase no se mantiene al momento de asignar la frecuencia. La razón de una modulación FSK no coherente ocurre cuando se emplean osciladores independientes para la generación de las distintas frecuencias. La modulación FSK se emplea en los módem en forma general hasta velocidades de 2400 baudios. Sobre velocidades mayores se emplea la modulación PSK. 1.3.3 Modulación por desplazamiento de Fase, PSK (Phase Shift Keying) Se codifican los valores binarios como cambios de fase de la señal portadora. Dentro del contexto PSK se distinguen dos tipos de modulación de fase: • Modulación PSK. La modulación PSK consiste en cada estado de modulación está dado por la fase que lleva la señal respecto de la original. • Modulación Diferencial de Fase DPSK (Diferential PSK) cada estado de modulación es codificada por un salto respecto a la fase que tenía la señal anterior. Empleando este sistema se garantizan las transiciones o cambios de fase en cada bit, lo que facilita la sincronización del reloj en recepción. Técnicamente utilizando el concepto de modulación PSK, es posible aumentar la velocidad de transmisión a pesar de los limites impuestos por el canal telefónico. De aquí entonces existen dos tipos de modulación derivadas del DPSK, que son: 1.3.4 Modulación por desplazamiento de Fase en Cuadratura, QPSK (Quadrature PSK) Consiste en que el tren de datos a transmitir se divida en pares de bits consecutivos llamados Dibits, codificando cada bit como un cambio de fase con respecto al elemento de señal anterior, Eje. 6 Comunicaciones inalámbricas 1.3.5 Modulación por desplazamiento de Fase Múltiple, MPSK (Multiple PSK) En este caso el tren de datos se divide en grupos de tres bits, llamados tribits, codificando cada salto de fase con relación a la fase del tribit que le precede. La necesidad de transmisión de datos a velocidades cada vez más altas a hecho necesario implementar otro tipo de moduladores más avanzados como es la Modulación en Cuadratura. Este tipo de modulación presenta 3 posibilidades: 1.3.6 Modulación de Amplitud en Cuadratura, QAM (Quadrature Amplitude Modulation) En este caso ambas portadoras están moduladas en amplitud y el flujo de datos se divide en grupos de 4 bits, y a su vez en subgrupos de 2 bits, codificando cada dibits en 4 estados de amplitud en cada una de las portadoras. Consiste en una combinación de PSK y ASK, es decir, se van a combinar las variaciones de amplitud en referencia al momento de fase en que ocurren con lo cual vamos a poder incluir más bits en los mismos ciclos. 1.3.7 Modulación de Fase en Cuadratura, QPM (Quadrature Phase Modulation) En este tipo de modulación en cuadratura las portadoras tienen 2 valores de amplitud. El flujo de datos se divide igual que en el caso anterior en grupos de 4 bits y a su vez en subgrupos de 2 bits, modulando cada dibit en 4 estados de fase diferencial en cada una de las portadoras. 1.3.8 Modulación de Fase y Amplitud en Cuadratura, QAPM (Quadrature Amplitude Phase Modulation) Esta modulación también conocida como AMPSK o QAMPSK debido a que es una combinación de los dos sistemas de amplitud y fase. El esquema típico en este caso consiste en agrupar la señal en grupos de 4 bits considerando 2 dibits, el primer dibits modula la portadora I en amplitud y fase mientras que el otro realiza lo mismo con la portadora Q. 1.3.9 Modulación por División de Frecuencia Ortogonal, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OFDM, también conocida como 'Modulación por multitono discreto' (DMT). Trabaja dividiendo el espectro disponible en múltiples subportadoras. 7 Comunicaciones inalámbricas 2. Componentes y Estándares 2.1 Comunicaciones sin Protocolo estándar 2.1.1 Wireless RF a 434 y 868 MHz. Bandas ISM. Estos sistemas no utilizan ningún protocolo estándar. Los circuitos integrados dentro de este grupo se basan en un transmisor integrado en un solo circuito, exceptuando la antena, el cristal y algunos componentes externos, sin necesidad de ajustes de RF. Normalmente la frecuencia de trabajo, la velocidad de transmisión y la potencia de salida son programables. Están por debajo de la potencia máxima permitida sin necesidad de licencia. Son fácilmente conectables a un microcontrolador. El receptor también es un circuito integrado o puede estar integrado en el propio emisor. El receptor dispone de un sistema para dejarlo dormido y activarse rápidamente. Analog Devices ofrece también de varios transceptores que van desde 50MHz hasta 1GHz, con velocidades de transmisión hasta 150kbps y una potencia de salida programable hasta +10dBm y una alta sensibilidad, con la familia ADF70xx, que permite un enlace a gran distancia. Analog Devices ADF7010 ADF7011 ADF7012 ADF7020 ADF7021 Tipo Emisor Emisor Emisor Emisor/Receptor Emisor/Receptor Homologación USA Europa 300MHz a 1GHz USA/Europa 300MHz a 1GHz Transmisión < 76.8 kbps < 76.8 kbps < 76.8 kbps < 76.8 kbps < 76.8 kbps Transceptor UHF ADF7020 • • • 433MHz, 868MHz y 915MHz Modulación FSK/GFSK/ASK Sensibilidad o o • • • • -98dBm a 19.2kbits/s, BER = 10E-3 -110dBm a 1.2kbits/s, BER = 10E-3 Receptor Idd – 20mA, programable VCO interno con BIAS programable Potencia de salida programable > +10dBm Detección del Preámbulo Freescale ofrece un microcontrolador de 8 bits de la familia HC08 con Flash que incorpora un emisor de RF completamente integrado, el MC68HC908QF4. Las frecuencias de trabajo son 314, 434 MHz (+5dBm) y a 868 MHz (+1dBm), ASK y FSK. Especialmente diseñado para control remoto unidireccional. 8 Comunicaciones inalámbricas Freescale también dispone de transmisores como el emisor MC33493 con modulación FSK y OOK, junto con los receptores MC3359x, en las bandas de 434 y 868 MHz, que son controlados desde un microcontrolador vía SPI. Freescale MC33493 MC33591 MC33592 MC33593 MC33594 Tipo Emisor Receptor Receptor Receptor Receptor Banda (MHz) 315 – 434 – 868 315 – 434 315 – 434 868 - 902-928 314 - 434 Sensibilidad -106 dBm -106 dBm -105 dBm -106 dBm Infineon ofrece una familia de emisores, receptores y transmisores que se pueden ver en la tabla siguiente: Infineon 868 MHz 434 MHz 315 MHz 915 MHz 345 MHz 390 MHz TX (ASK/FSK) 0 dBm TDx 5100 TDx 5100 TDx 5101 TDA 5102 TDA 5103 RX (ASK) TX RX TX RX TX / RX (ASK only) (ASK/FSK) (ASK/FSK) (ASK/FSK) (ASK/FSK) 0 dBm 10 dBm TDA5200 TDA5210 TDK 5110 TDA5220 TDA 5250 TDA5200 TDA 5100 A TDA5210 TDK 5110 TDA5220 TDA 5255 TDA5201 TDA 5101 A TDA5211 TDK 5111 TDA5221 TDA 5251 TDA5212 TDA 5103 A TDA5204 Todos estos circuitos necesitan muy pocos componentes externos como se puede ver en el trazado de las pistas del circuito impreso siguiente: 9 Comunicaciones inalámbricas Texas Instruments ofrece la familia TRFxxxx que se acopla perfectamente con la familia de microcontroladores de muy bajo consumo MSP430, para aplicaciones con baterías. Min (MHz) Màx (MHz) Tipo de Modulación Corrinte Standby (uA) Potencia de Salida (dBm) Voltaje min Voltaje Máx. Encapsul ado TRF4400 420 450 FSK Narrow-Band FM 0.5 7 2.2 3.6 24TSSOP Emisor TRF4900 850 950 FSK Narrow-Band FM 0.5 7 2.2 3.6 24TSSOP Emisor TRF4903 304 928 FSK OOK 0.6 8 2.2 3.6 14TSSOP Emisor TRF5901 902 928 FSK Narrow-Band FM 0.5 5 3 3.6 48LQFP Emisor/Receptor TRF6900A 850 950 FSK Narrow-Band FM 0.5 5 2.2 3.6 48LQFP Emisor/Receptor TRF6901 860 930 FSK OOK 0.6 8 1.8 3.6 48LQFP Emisor/Receptor TRF6903 304 928 FSK OOK 0.6 8 2.2 3.6 48LQFP Emisor/Recepor Texas Instruments Transmisor/Receptor de datos de Texas Instruments. http://www.ti.com Para más información Wireless RF: http://freescale.com http://www.infineon.com http://www.analog.com http://www.rfsolutions.co.uk/ 10 Comunicaciones inalámbricas 2.1.2. WirelessUSB (Wireless con comunicación SPI) Cypress ha querido llenar un espacio en el mercado de las comunicaciones inalámbricas donde no sea necesario trabajar en red, con un producto llamado comercialmente Wireless USB, nombre que en realidad no es del todo cierto, ya que es un dispositivo con SPI y no con USB, aunque con un dispositivo también de Cypress se puede convertir a USB. La gran ventaja de esta tecnología, es que ha entrado en el mercado de consumo USB (como ratones, teclados, joysticks,... del mercado de la informática), para seguir con el mercado industrial con las ventajas de un muy bajo costo, como aplicaciones de enlace inalámbrico punto a punto o punto a multipunto que no exceda los 64kbps del ancho de banda disponible. De hecho se trata de una interfaz SPI, que empaqueta los datos entrantes y los prepara para una transmisión sin hilos a 2,4 GHz. El usuario no tiene que preocuparse de codificar, decodificar paquetes o manejar los errores, así como de preparar el enlace de radio. WirelessUSB ofrece al usuario una variedad de opciones desde la transmisión simple entre dos dispositivos o entre un dispositivo master y varios esclavos, en comunicación bidireccional. Dependiendo del rango, potencia y requisitos de la configuración, el diseñador también puede escoger tres anchos de banda seleccionables 16, 32 o 64kpbs. La distancia normal de trabajo está sobre los 10 metros. En un nuevo rediseño del dispositivo CYWUSB693428SEC llegará a los 50 metros. Este dispositivo necesita muy pocos componentes discretos pasivos (menos de 10 resistencias y condensadores), un cristal de 13MHz de bajo costo (50ppm) y la antena en el propio circuito impreso. No necesita ningún software especial, no necesita pagar “royalties” del stack, y ningún proceso de certificación. Si se le añade el circuito de Cypress CY8C26643 se puede tener la comunicación USB. 11 Comunicaciones inalámbricas 2.2 Comunicaciones con Protocolo estándar 2.2.1 ZigBee IEEE 802.15.4 Iniciado por Philips, Honeywell, Invensys y seguido por Motorola (ahora Freescale), Mitsubishi y hasta 25 empresas para crear un sistema estándar de comunicaciones inalámbrico y bidireccional, para usarlo dentro de dispositivos de domótica, automatización de edificios (denominado inmótica), control industrial, periféricos de PC y sensores médicos. Los miembros de esta alianza justifican el desarrollo de este estándar para cubrir el vacío que se produce por debajo del Bluetooth. Puede transmitir con un simple protocolo de 20kB/s hasta 250Kbps trabajando a una frecuencia de 2,4GHz con la tecnología GSSS, bajo consumo y rangos entre 10 y 75 metros, aunque las condiciones físicas ambientales son las que determinan las distancias de trabajo. Rango estimado en 0 metros dBm 250 kbps 13m 28 kbps 23m 10 dBm 29m 54m 20 dBm 66m 134m IEEE 802.15.4 es un simple protocolo de paquetes de datos para redes inalámbricas ligeras. ZigBee, se conoce con otros nombres como "HomeRF Lite", también puede usar las bandas libres ISM de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU). Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos, los cuales tienen dormido el “transceiver” ZigBee la mayor parte del tiempo, para mantener un bajo consumo. La idea de ponerle el nombre ZigBee vino de una colmena de abejas pululando alrededor de su panal y comunicándose entre ellas. Diagrama de bloques del Stack Zigbee En la figura siguiente se puede ver la arquitectura del “stack” software de ZigBee. Si se está familiarizado con otros tipos de protocolos software de comunicaciones, se podrán ver algunos términos familiares: PHY para la capa física o hardware, y MAC para la capa de control de acceso al medio y NWK para la capa de red. 12 Comunicaciones inalámbricas ZigBee es más simple que muchos “stacks” del protocolo así que requiere menos código de software. El MAC y PHY están definidos por el estándar IEEE 802.15.4. NWK y las capas de aplicación están definidas por la alianza ZigBee con el código de aplicación real será proporcionado por el diseñador del equipo. Fundamentos del estándar IEEE 802.15.4 Como se vio en la primera parte y como resumen, el IEEE 802.15.4 es un protocolo de paquete de datos simple para redes inalámbricas ligeras. Muchos de los aspectos de este diseño han sido usados durante muchos años en redes de radio paquetes. • • • • Debido a que ZigBee se concentra en la baja transmisión de datos y representante de las aplicaciones de baja transmisión de datos, como se dijo antes, CSMA está empleado para evitar interferencias. Simplemente, los dispositivos 802.15.4 escuchan antes de transmitir. Si hay una interferencia, el dispositivo espera un período de tiempo y vuelve otra vez o se traslada a otro canal. Hay 16 canales definidos en la banda de 2.4 GHz. El reconocimiento de mensaje está también disponible para la confiabilidad de la entrega de datos mejorada, y están disponibles las estructuras “beacon” (guía) para mejorar la latencia. El estándar IEEE 802.15.4 define múltiples niveles de seguridad. El protocolo 802.15.4 está diseñado para la monitorización y para aplicaciones de control donde la duración de la pila es importante. Características de 802.15.4 802.15.4 emplea ambos modos de direccionamiento largos y cortos. Los direccionamientos cortos se usan en control de redes donde identificadotes de red son asignados ad hoc. Esto resulta en requisitos de memoria reducidos, pero todavía admite hasta 65,000 nodos de red. Hay de dispositivos especificados: (RFD) como dispositivo de función reducida, FFD como dispositivo de función completa, y el Coordinador de la red. Éstos definen los dispositivos ZigBee, donde un dispositivo “end point” puede ser RFD o FFD, un enrutador es un FFD, y un coordinador de ZigBee es el coordinador de la red. 802.15.4 emplea una estructura de simple trama de la que se verá con más detalle después. Esta estructura combinada con el reconocimiento de comunicación, resulta una entrega de datos segura. Soporta la Asociación/Desasociación de la red, así como la encriptación AES de 128 bits, si se desea. La estructura CSMA permite la buena coexistencia con otros equipos. Hay también disponible una estructura de superframe opcional, para mejorar la latencia. Opciones del MAC Hay dos mecanismos de acceso de canal. La operación sin beacon implica la dependencia sobre las características del CSMA y del ACK para las comunicaciones exitosas. Si es deseada mejor latencia, se puede usar la operación con beacon. En este modo, los dispositivos son asignados uno de los 16 “slot times” entre beacons. Los intervalos entre beacons pueden ser de 15 milésimas de segundo hasta 252 segundos. 13 Comunicaciones inalámbricas Hay tres niveles de seguridad especificados. Sin ninguna seguridad, con la lista de control de acceso de la red, y con AES – 128 bits. La última opción involucra software adicional, que añadirá al tamaño de código. Tipos de dispositivos IEEE 802.15.4 • Coordinador de red: es el dispositivo más sofisticado. Debe dirigir la red y requiere más memoria, en general, por lo tanto. • Dispositivo FFD: tiene funcionalidad completa. Mientras que un dispositivo FFD puede ser un “end point”, generalmente será un enrutador. El FFD también puede trabajar como un puente a otras redes. En este caso, podría requerir más potencia de memoria y computación que el coordinador de la red. Este dispositivo no será alimentado por una pequeña batería, en general. • Dispositivo RFD: como su nombre implica, tiene un conjunto de características reducidas. Solamente tiene que oir/hablar con su coordinador de red y su enrutador más cercano. Esta clase de dispositivos se centra en aplicaciones de dispositivo “end point” trabajando con batería. Capa de red (NWK) Debido a que el “stack” del protocolo de ZigBee es relativamente simple comparado con otros “stacks” de protocolos de comunicaciones, lo que se llama capa de red de ZigBee a menudo también se refiere a la capa de aplicación (APL). Esta arquitectura es el punto de partida para el debate de la capa de red. Canales IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4 define 27 canales de frecuencia entre las tres bandas. La capa física a 868/915 MHz soporta un solo canal entre los 868 y los 868.6 MHz , y diez canales entre los 902.0 y 928.0 MHz. Debido al soporte regional de esas dos bandas de frecuencias, es muy improbable que una sola red utilice los 11 canales. Sin embargo, las dos bandas se consideran lo suficientemente cercanas en frecuencia que se puede utilizar con el mismo hardware para ambos y así reducir costos de manufacturación. La capa física a 2.4 GHz soporta 16 canales entre los 2.4 y los 2.4835 GHz con un amplio espacio entre canales (5 MHz), con el objetivo de facilitar los requerimientos de filtrado en la transmisión y en la recepción. Estructura de canales del IEEE 802.15.4 Número de Canales k=0 k = 1, 2, ... 10 k = 11, 12, ...26 Frecuencia central del Canal (MHz) 868.3 906 + 2 (k – 1) 2405 + 5 (k –11) 14 Comunicaciones inalámbricas Frecuencia de los canales IEEE 802.15.4 Dado que en el hogar es propenso a tener múltiples redes inalámbricas trabajando en las mismas bandas de frecuencias, así como una interferencia no intencionada de las diferentes aplicaciones, la capacidad de relocalización dentro del espectro será un factor importante en el éxito de las redes inalámbricas dentro del hogar. El estándar fue diseñado para implementar una selección dinámica de canales, a través de una selección específica de algoritmos la cual es responsabilidad de la capa de red. La capa MAC incluye funciones de búsqueda que sigue paso a paso a través de una lista de canales permitidos en busca de una señal de guía, mientras que la capa física contiene varias funciones de bajo nivel, tales como la detección de los niveles de energía recibidos, indicadores de calidad en el enlace, así como de conmutación de canales, lo que permite asignación de canales y agilidad en la selección de frecuencias. Esas funciones son utilizadas por la red para establecer su canal inicial de operación y para cambiar los canales en respuesta a una pausa muy prolongada. Modulación La PHY en los 868/915 MHz utiliza una aproximación simple DSSS en la cual cada bit transmitido se representa por un chip-15 de máxima longitud de secuencia (secuencia m). Los datos binarios son codificados al multiplicar cada secuencia m por +1 o -1, y la secuencia de chip que resulta se modula dentro de la portadora utilizando BPSK (binary phase shift keying). Antes de la modulación se utiliza una codificación de datos diferencial para permitir una recepción diferencial coherente de baja complejidad. Seguridad en IEEE 802.15.4 El estándar IEEE 802.15.4 proporciona tres niveles de seguridad: • Sin seguridad (por ejemplo, aplicaciones de publicidad). • Control de acceso a listas (sin seguridad criptográfica). • Seguridad con clave simétrica. Para minimizar costos para dispositivos que no lo requieran, el método de distribución de clave no se especifica en el estándar pero se debe de incluir en capas superiores de las aplicaciones apropiadas. 128 bytes AES. Parámetros de los Datos Parámetros del chip Banda. Velocidad de bits (kb/s) Velocidad de símbolos (kbaud) 868/915 MHz PHY 868.0-868.6 MHz 902.0-928 MHz 20 20 BPSK 300 BPSK 40 40 BPSK 600 BPSK 2.4 GHz PHY 2.4-4.4835 GHz. 250. 62.5 16-ary ortogonal. 2000 O-QPSK PHY. Modulación Velocidad de chip (kchips/s) Modulación Parámetros de modulación La capa física a 2.4 GHz emplea una técnica de modulación semi-ortogonal basada en métodos DSSS (con propiedades similares). Los datos binarios están agrupados en símbolos de 4 bits, y cada símbolo especifica una de las 16 secuencias de transmisión semi-ortogonales de código de seudo-ruido (Pseudo-Noise). Las secuencias PN son concadenadas para que sean datos de símbolos exitosos, y la secuencia agregada al chip es modulada en la portadora 15 Comunicaciones inalámbricas utilizando MSK (Minimum Shift Keying). El uso de símbolos “casi ortogonales” simplifica la implementación a cambio de un desempeño ligeramente menor (< 0.5 dB). Los parámetros de modulación para ambas capas físicas se resumen en la tabla anterior. En términos de eficiencia (energía requerida por bit), la señalización octogonal mejora su funcionamiento en 2 dB que BPSK diferencial. Sin embargo, en términos de sensibilidad de recepción, la capa física 868/915 MHz tiene una ventaja de 6-8 dB debido a que tiene velocidades de transmisión más bajas. Por supuesto, que en ambos casos las pérdidas de implementación debido a la sincronización, forma del pulso, simplificaciones en el detector y demás cosas, resultan en desviaciones en sus curvas óptimas de detección. Sensibilidad y Potencia Las especificaciones actuales de sensibilidad de IEEE 802.15.4 especifican –85dBm para la capa física a 2.4GHz y de -92dBm para la capa de física a 868-915MHz. Dichos valores incluyen suficiente margen para las tolerancias que se requieren debido a las imperfecciones en la fabricación, de la misma manera que permite implementar aplicaciones de bajo costo. En cada caso, los mejores equipos deben ser del orden de 10dB mejor que las especificaciones. Naturalmente, el rango deseado estará en función de la sensibilidad del receptor, así como de la potencia del transmisor. El estándar IEEE 802.15.4 especifica que cada dispositivo debe de ser capaz de transmitir al menos a 1mW, pero dependiendo de las necesidades de la aplicación, la potencia de transmisión puede ser mayor o menor para aprovechar la energía. Los dispositivos típicos (1mW) se esperan que cubran un rango de entre 10-20 m; sin embargo, con una buena sensibilidad y un incremento moderado en la potencia de transmisión, una red con topología tipo estrella puede proporcionar una cobertura total para toda una casa. Para aplicaciones que requieran mayor tiempo de latencia, la topología tipo “mesh” ofrece una alternativa atractiva con buenas coberturas del hogar, dado que cada dispositivo solo necesita suficiente energía para comunicarse con su vecino más cercano. Interferencia de y para otros dispositivos Los dispositivos que operan en la banda de 2.4 GHz pueden recibir interferencias causadas por otros servicios que operan en dicha banda. Esta situación es aceptable en las aplicaciones que utilizan el estándar IEEE 802.15.4, las cuales requieren una baja calidad de servicio (QoS), no requieren comunicación asíncrona, y se espera que realice varios intentos para completar la transmisión de paquetes. Por el contrario, un requerimiento primario de las aplicaciones del IEEE 802.15.4 es una larga duración en las baterías; esto se logra con poca energía de transmisión y muy pocos ciclos de servicio. Dado que los dispositivos IEEE 802.15.4 se pasan dormidos el 99.9 por ciento del tiempo, y ocupan transmisiones de baja energía en el espectro extendido, deben estar trabajando en la banda de los 2.4 GHz. Propuesta de Freescale™ Freescale™ (Motorola™) ha lanzado recientemente unos circuitos para comunicaciones inalámbricas, conjuntamente con los microcontroladores de muy bajo consumo de 8 bits HCS08, que permiten implementar comunicaciones punto a punto, punto a multipunto, estrella o Zigbee. 16 Comunicaciones inalámbricas Como base, Freescale™ ofrece el transmisor-receptor MC13191 juntamente con un microcontrolador de 8 bits de muy bajo coste, como el MC9S08GT16 o GT32. El software del “stack” puede ser simple porque la red es simple, con configuraciones punto a punto y en estrella. El MC13191 es una versión reducida del MC13192, que se ha diseñado específicamente para las aplicaciones de bajo coste de punto a multipunto. Si se desea la compatibilidad con la red más sofisticada o con la compatibilidad a ZigBee, el diseñador puede pasar al MC13192 y usar la MAC/PHY 802.15.4 de Freescale™. El MC13192 contiene el conjunto de características requeridas por el software de la MAC. Un procesador más grande, como el MC9S08GT32 o el GT60, debe ser requerido debido al incremento de tamaño de código. Solución Zigbee de Freescale Finalmente Freescale™ puede dar la licencia para usar el stack Z y las herramientas de desarrollo, con el MC13193 capacidad de implementar una red en malla de ZigBee completa, juntamente con el MC9S08GT32 o GT60, y posteriormente se dará soporte a otros microcontroladores de la familia HCS12 y a los procesadores de la familia ColdFire. Para más información sobre ZigBee: http://www.zigbee.com http://freescale.com http://www.zigbee.org http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.html http://www.semiconductors.philips.com/technologies/wirelessconnectivity/zigbee/ 2.2.2 Bluetooth Bluetooth es un sistema de comunicación inalámbrico que aparece asociado a las Redes de Area Personal Inalámbricas en inglés WPAN (Wireless Personal Area Network). Esta nueva especificación está establecida para el enlace entre dispositivos de voz y datos a corto alcance, de forma fácil y simple. El vocablo Bluetooth procede del año 960: el rey de Dinamarca Harald Blatand II Bluetooth, unió y cristianizo los países de Dinamarca y Noruega. En 1994 Ericsson empezó un estudio de viabilidad de una solución de conexión vía radio a bajo coste y bajo consumo, para conectar teléfonos móviles y sus accesorios. En 1998 Ericsson y Nokia, junto con IBM y Toshiba más Intel formaron el SIG, Grupo de Interés Especial, donde actualmente lo forman más de 1700 miembros. 17 Comunicaciones inalámbricas Bluetooth opera en una banda no licenciada ISM (Industrial Scientific Medical) de 2.42.5GHz permitiendo la transmisión de voz y datos, de forma rápida y segura con un rango de hasta 10 metros con 1 miliwatio o 100 metros si se usa un amplificador con 100 miliwatios. Puede transferir datos de forma asimétrica a 721 Kbps y simétricamente a 432 Kbps. Se puede transmitir voz, datos e incluso vídeo. Para transmitir voz son necesarios tres canales de 64 Kbps, para transmitir vídeo es necesario comprimirlo en formato MPEG-4 y usar 340 Kbps para conseguir refrescar 15 veces por segundo una pantalla VGA de 320x240 puntos. Bluetooth minimiza la interferencia potencial al emplear saltos rápidos en frecuencia (1600 veces por segundo). Dentro de una aplicación típica de Bluetooth nos podemos encontrar los siguientes elementos: Master: es el dispositivo Bluetooth que establece e inicializa la conexión, la secuencia de control “hopping” y la temporización de los demás dispositivos colocados en lo que se llama una red “Piconet”. Slave: es el dispositivo habilitado en una Piconet. Una red Piconet tiene un máximo de 7 esclavos. Piconet: una red de hasta 8 dispositivos conectados (1 maestro+ 7 esclavos). Scatternet: red formada por diferentes redes Piconet. La arquitectura bluetooth se organiza en "piconets", formadas por dos o más dispositivos compartiendo un canal; uno de los terminales actúa como maestro de la “piconet”, mientras que el resto actúan como esclavos. Varias piconet con áreas de cobertura superpuestas forman una "scatternet". Piconet con un solo esclavo (a), con múltiples esclavos (b) y scatternet" (c) La solución actual de dispositivos Bluetooth que propone Philips consiste en un “chipset” formado por un modulo de RF llamado “True Blue RF Module BGB100” que realiza el procesado de las señales de radio frecuencia y las entrega al procesador banda base según el estándar Bluetooth 1.1. que esta en el segundo chip: “Controlador de banda base Blueberry PCF87750”. El módulo de radio frecuencia True Blue BGB100 tiene una interfaz directa con el controlador de banda base PCF87750 y está basado en el circuito integrado de RF UAA3558, que integra el VCO, el sintetizador, los filtros de frecuencia intermedia y amplificadores de potencia si se requiere, convirtiéndolo en una solución de bajo coste. 18 Comunicaciones inalámbricas El controlador de banda base Blueberry PCF87750 tiene: núcleo microcontrolador de Ericsson (ARM7TDMI), codec de audio, memoria de programa MTP 384KB, memoria SRAM 32-64KB, interfaces de I/O, USB, SPI, UART y PCM que realiza el procesado de voz y datos. Hay disponibles Kits de desarrollo, placa de evaluación con el BGB100, módulos completos en colaboración con Connect Blue que dará el soporte del software y módulos con el módulo de RF BGB100 plug-in. El futuro Bluetooth 2.0 La nueva especificación 2.0, soportará velocidades de 4, 8 y 12 Mbps, dependiendo del dispositivo, pero todas ellas compatibles entre sí. Por otro lado, se proporcionará un nivel de acceso al medio más eficiente que garantice los tiempos de respuesta de aplicaciones de audio y vídeo en tiempo real. La distancia seguirá siendo unos 10 metros y consumirá el doble de potencia. Una de las características más importantes de la versión 2.0 es que evita los problemas de la versión cuando se cae el maestro de una Piconet. En la nueva versión, cualquier dispositivo de la Piconet puede ser el supervisor o maestro de las comunicaciones cuando algún otro desaparece o falla. Mientras aparece esta versión (previsto 2004), se espera lanzar antes una versión 1.2 diseñada para trabajar entre 2 y 3 Mbps. Para más información sobre Bluetooth: http://www.bluetooth.com http://www.infineon.com http://www.palowireless.com/bluetooth/ http://www.thebluelink.com http://freescale.com http://www.egroups.com/group/bluetooth/ http://www.semiconductors.philips.com/bluetooth http://mail.anywhereyougo.com/mailman/listinfo/bluetooth-dev 2.2.3 WiFi o WLAN IEEE 802.11 Es un sistema de comunicación sin hilos WLAN (Wireless Local Area Network) que se utiliza para redes de PC y periféricos. La iniciaron un consorcio de diferentes compañías en 1990. La transmisión de datos trabaja en modo bidireccional con un protocolo CSMA/CD, que evita colisiones monitorizando el nivel de señal en la red, con las siguientes características: • 802.11 2Mb/s @ 2.4GHz • 802.11 b 11Mb/s @ 2.4GHz • 802.11 g 55Mb/s @ 2.4GHz • 802.11 a 55Mb/s @ 5.7GHz La versión más conocida actualmente es la 802.11b y se conoce con el nombre comercial de WiFi (Wireless Fidelity). La asociación WECA es la encargada de vigilar y certificar que los productos WiFi cumplen todas las normas y que, por lo tanto, son compatibles con los dispositivos comercializados hasta la fecha. 19 Comunicaciones inalámbricas Philips Dispositivos Estándar Mobile/handheld BGW100 + SA2443 RF SiP + Baseband/MAC Low power 802.11b Media Networking BGW200 RF Transceiver + Baseband/MAC SiP Low power 802.11b SA5251 + SA5250 SA2451 + SA5250 RF Transceiver + Baseband/MAC 802.11 a/g RF Transceiver + Baseband/MAC 802.11g Para más información: http://www.ofdm.org/ http://www.wi-fi.net/ http://www.wirelessethernet.org http://www.wi-fi.org http://www.weca.net www.semiconductors.philips.com/technologies/wirelessconnectivity/80211a/index.html 2.2.4 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) DECT (Telecomunicaciones Digitales Inalámbricas Europeas) es una tecnología inalámbrica digital que se originó en Europa, pero ahora se está adoptado a un nivel mundial para teléfonos y oficinas inalámbricas. A primeros de 1980, los teléfonos analógicos inalámbricos empezaron a llegar a los países del Este. Más tarde en 1987, dos principios tecnológicos habían salido, los estándares el CT2 en el Reino Unido y el CT3 en Suecia. Con espíritu de compromiso Europeo se decidió desarrollar una nueva norma DECT a través del ETSI (Instituto de Normas de Telecomunicaciones Europeo) qué cogió lo mejor de CT2 y CT3. Así es como DECT nació en enero de 1988. Este estándar ETSI para voz y datos inalámbricos dentro de un edificio, usa TDMA y TDD. 10 ms or 11520 bit Frame TDMA (Time Division Multiple Access) o Acceso por División Múltiple de Tiempo: es una técnica para multiplexar llamadas múltiples en lo que normalmente solo se podría soportar un canal en una frecuencia de radio. Al dividir el portador en canales de tiempo se soportan múltiples canales. Estaciones móviles que comparten este portador deben tomar turnos al tratar de acceder al portador, cada uno con su canal. FP transmitting 0 1 2 11 12 13 14 23 416.7 µs or 480 bit Slot S 32 Packet PP transmitting D 388 368.1 µs or 424 bit Z 4 CO RD-8.1.0 (E) Es un sistema de comunicación digital sin hilos para voz y datos en telefonía, conexión punto a punto que permite transmitir hasta 1Mbps en modo bidireccional, trabajando a una frecuencia de 1,9GHz con la tecnología GFSK. Para más información sobre DECT: http://www.dect.ch 2.2.5 HomeRF El grupo de trabajo HomeRF desde 1998 ha desarrollado una sola especificación SWAP (Shared Wireless Access Protocol) para un amplio rango de dispositivos de gran consumo que pueden trabajar entre ellos. El SWAP es una especificación abierta a la industria que permite a los PCs, periféricos, teléfonos inalámbricos y otros dispositivos de gran consumo compartir y comunicar voz y datos, en y alrededor de la casa, sin la complicación y el gasto de nuevos cableados, en la banda de ISM de 2.4GHz. Con características de tiempo real, esta tecnología 20 Comunicaciones inalámbricas puede proporcionar varios canales de voz para telefonía, por lo que se ha dicho es una evolución del DECT europeo (Digital European Cordless Telephone). HomeRF tiene el impulso adquirido de la industria que necesita dominar el mercado de la red en Casas. Al contrario de otras normas de LAN inalámbricas, el protocolo de HomeRF proporciona alta calidad, capacidad de voz multi-usuario. HomeRF combina lo mejor tecnología de las redes de datos de banda ancha inalámbricas con la telefonía inalámbrica digital más prevaleciente estándar en el mundo. Para más información HomeRF: http://www.homerf.org/ http://europe.homerf.org/ http://www.semiconductors.philips.com 2.2.6 HiperLAN2 Es un sistema de comunicación sin hilos para redes de alta velocidad de transmisión para audio y video de alta calidad. Es una versión mejorada del IEE802.11 que soporta la transmisión de datos en modo síncrono y asíncrono, trabajando en modo OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). En aplicaciones de video se le llama también “Wireless 1394”. Ha sido iniciada por una gran lista de miembros. Para más información sobre HiperLAN2: http://www.semiconductors.philips.com/technologies/wirelessconnectivity/1394/index.html 2.2.7 UWB (Ultra Wide Band) La banda ultra-ancha (UWB) es una tecnología inalámbrica diseñada para redes de área personal (PAN) de corto alcance de tercera y cuarta generación. Con una velocidad de comunicación de 480 Mbps y con un alcance de unos 20 metros. La convergencia que tiene lugar entre los mercados del PC, la electrónica de consumo y los teléfonos móviles ha creado la necesidad de compartir datos de velocidad muy alta entre ellos, como los ordenadores, las videograbadoras personales, las cámaras de fotos, los reproductores de MP3 y otros dispositivos domésticos, con la banda ultra-ancha (UWB) es una tecnología que permite a estas aplicaciones de banda muy ancha para poder transferir datos de forma inalámbrica. La modulación de banda ultraancha se basa en la transmisión de pulsos con unos tiempos de subida y bajada extremadamente cortos (del orden de unas pocas décimas de nanosegundo). Esos pulsos tan estrechos, se traducen en el dominio de la frecuencia en un espectro de gran ancho de banda, que se extiende prácticamente desde el rango de continua hasta varios GHz. 21 Comunicaciones inalámbricas La frecuencia de trabajo comprende desde los 3,1 GHz hasta los 10,6GHz. En lugar de requerir que una radio de tipo ultrawideband use la banda completa de 7,5 GHz para transmitir información, la FCC definió un ancho de banda de 500 MHz a un nivel de 10 db. Con estos parámetros los diseñadores son capaces de usar una combinación de subbandas de dicho espectro para optimizar el rendimiento de los sistemas, el consumo de energía y la complejidad del diseño. Los sistemas de tipo Ultrawideband pueden realizar la transmisión de información con un bajo consumo energético intercalando el envío de datos a través de cada una de las subbandas. Esta tecnología se basa en la transmisión de información simultáneamente a través de múltiples portadoras espaciadas entre sí en unas frecuencias precisas. Lo más probable es que los primeros productos basados en esta tecnología, que seguramente aparecerán en el mercado durante el primer trimestre del año próximo, usen la banda de frecuencias comprendida entre 3,1 y 4,8 GHz, lo que resulta suficiente para el uso de tres subbandas de 500 MHz cada una. En cualquier caso el uso de una banda de frecuencias concreta sería configurable por software, lo que hará que Ultrawideband pueda adaptarse a las frecuencias que se asignen a este tipo de productos por las autoridades de regulación de cualquier parte del mundo. Desde las primeras investigaciones aplicadas sobre el tema, a finales de los años 60, ha pasado por varias denominaciones, como ‘carrier-free modulation’, ‘baseband modulation’ o ‘impulse radio’, siendo el de ‘Ultra WideBand Technology’ el último apelativo que se le ha asociado. Grupos industriales que trabajan con UWB En el Foro de Desarrolladores de Intel en EE.UU., celebrado en la primavera de 2004, Intel anunció la formación del Grupo de promotores de USB inalámbrico. Este grupo planea producir una especificación de bus serie universal inalámbrico (WUSB) basándose en la radio de banda ultra-ancha especificada por la Multiband OFDM Alliance. MBOA y IEEE Multiband OFDM Alliance, una organización que representa a más de 100 empresas que respaldan una especificación de UWB basada en OFDM, y el IEEE, están trabajando en iniciativas de normalización de UWB y en la creación de un diseño de radio básico que funcione con la capa de convergencia producida por WiMedia Alliance. WiMedia Alliance WiMedia Alliance tomará la radio fabricada por la MBOA y el IEEE y aplicará una capa de convergencia y una pila de IP en la parte superior. Suministrando una capa de convergencia, el usuario de un PC interesado en ejecutar aplicaciones de WUSB y de W1394 puede ejecutarlas en una única radio. La capa de convergencia permitirá que la radio se pueda compartir entre las dos aplicaciones. WiMedia Alliance también piensa crear y administrar criterios de certificación de productos para interoperabilidad de varios proveedores de forma similar a lo que hace Wi-Fi* Alliance para 802.11*. De esta forma, WiMedia Alliance podrá proporcionar a los clientes un nivel probado de interoperabilidad. Para más información sobre UWB: http://www.multibandofdm.org/ www.intel.com www.freescale.com http://www.ieee802.org/15/pub/TG3a.html 22 Comunicaciones inalámbricas 2.2.8 WiMedia Alliance WiMedia Alliance tomará la radio fabricada por la MBOA y el IEEE y aplicará una capa de convergencia y una pila de IP en la parte superior. Suministrando una capa de convergencia, el usuario de un PC interesado en ejecutar aplicaciones de WUSB y de W1394 puede ejecutarlas en una única radio. La capa de convergencia permitirá que la radio se pueda compartir entre las dos aplicaciones. WiMedia Alliance también piensa crear y administrar criterios de certificación de productos para interoperabilidad de varios proveedores de forma similar a lo que hace Wi-Fi* Alliance para 802.11*. De esta forma, WiMedia Alliance podrá proporcionar a los clientes un nivel probado de interoperabilidad. Para más información sobre WiMedia: http://www.wimedia.org/ PAN Bluetooth UVB 802.15.1 Redes de corto alcance, peer to peer 10 –100 m 1-3 Mbps UltraWideBand MBOA Interconexión local de alta velocidad, Wireless USB 10 m 480 Mbps Banda de Frecuencia 2,45 GHz Modulación/acceso FSK/PSK Aplicaciones Rango Veloc. De transm. LAN Wireless LAN WAN Cellular 802.11 a/b/g/n PCS/GSM LAN de media a alta velocidad Datos i móviles voz en 50 – 150 m 11 Mbps (b) – 54 Mbps (a/g) – 100 Mbps (n) 1 km 115 kbps (GPRS) – 384 kbps (EDGE) – 2 Mbps (3G) 3,1 – 10,6 GHz 2,45 y 5,8 GHz OFDM DSSS/CCK CSMA, OFDM 0,9 - 1,8 - 1.9 – 2.2 GHz OMSK/QPSK TDMA 2.2.9 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) El grupo de trabajo IEEE 802.16 está trabajando en la especialización punto a multipunto BWA (Broadband Wireless Access). Tecnologías Similares, WiMAX es equivalente al competidor en Europa HIPERMAN. WiMAX no entra en conflicto con WiFi, sino que es complementaria. WiMAX es una tecnología inalámbrica MAN (Metropolitan Area Network) que conectará con IEEE 802.11(WiFi) a Internet y proporciona una extensión inalámbrica al cable. IEEE 802.16 proporciona hasta 50 km de rango de área lineal de servicio y permite usar conectividad sin una linea directa de vista a la estación base. La tecnología proporciona velocidades de transmisión de hasta 70 Mbit/s. Esta es una ventaja en que se reduce la latencia y los costosos requerimientos que requieren los accesos a satelite. WiMAX tiene el potencial para habilitar incluso millones de accesos a Internet de forma económica y fácil. La cobertura de WiMAX se mide en kilómetros cuadrados, mientras que WiFi se mide en metros cuadrados. Una estación base WiMAX puede trabajar en un radio de hasta 50 km. Para más información de WiMAX: http://ieee802.org/16 http://www.wimaxforum.org/about http://www.intel.com/ebusiness/pdf/wireless/intel/80216_wimax.pdf 23
