bluetooth y las redes ad-hoc moviles

BLUETOOTH Y LAS REDES AD-HOC MOVILES
Oscar Josué Calderón Cortés - Víctor Manuel Quintero Florez – Guefry Leider Agredo Mendez
Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones - Universidad del Cauca.
"En su brillante novela “The Futurological Congress",
Stanislaw Lem, describe una pesadilla que yo no puedo
sacar de mi mente. El describe un grupo de mujeres
sentadas en completo silencio – mientras sus
computadores de bolso chismean felizmente uno a otro."
Arthur C. Clarke (1976).
donde se encuentra, permitiendo su reorganización y
ganando tiempo. Las posibles aplicaciones son infinitas.
Abstract: Bluetooth es una tecnología radio de corto
alcance o cobertura limitada (Short Range Radio
Technology), la cual permite que Redes de Area Local
(LAN: Local Area Network) sean establecidas
instantáneamente entre distintos dispositivos. Bluetooth
habilita computadores portátiles, teléfonos celulares,
computadores de escritorio o Asistentes Digitales
Personales (PDA: Personal Digital Assistant) para que
puedan comunicarse entre si como si estuvieran sobre
una LAN alambrada. Existe una confusión entre
Bluetooth y otros protocolos de corto alcance o
cobertura como IEEE802.11. El último brinda una
mayor tasa efectiva de transferencia de datos, requiere
mayor potencia, es más robusto, y ofrece menores
opciones de conectividad que Bluetooth.
Tecnologías inalámbricas de corto alcance como
Bluetooth permitirán que objetos inanimados: una
máquina de venta, el estante de libros, una chaqueta,
etc. se comuniquen uno con otro, con computadores y
con las personas. Como Negroponte escribió en “Being
Digital”, las máquinas necesitan hablar entre ellas para
servir mejor a las personas. Chips transmisores de baja
potencia permitirán a cada libro en una biblioteca, o
cada producto en un almacén, "hablar" con el estante
sobre el cual se encuentran, permitiendo ser localizados
por un computador. Al colocar un libro de regreso en
el lugar equivocado, permitirá a través de la
comunicación con el bibliotecario localizar el libro
El auge en las telecomunicaciones inalámbricas de las
últimas décadas unido a la explotación de la movilidad
que ofrecen los dispositivos portátiles y que requieren
los usuarios de hoy día, ha permitido que se presente un
nuevo escenario de operación, el enmarcado dentro de
lo que se conoce como Redes Ad-Hoc Móvles (MANET,
Mobile Ad hoc NETworks). Estas redes nacen bajo el
concepto de autonomía e independencia, al no requerir
el uso de infraestructura pre-existente ni la necesidad
de soportar su administración en esquemas
centralizados como lo hacen las redes actuales, entre
otras de sus características. Por supuesto los retos
técnicos y funcionales que deben afrontar estas redes
son aun muchos y muy exigentes.
Palabras clave: Bluetooth, Redes Ad-Hoc móviles,
Tecnologías radio de corto alcance, redes inalámbricas.
I. INTRODUCCION
Las redes Ad-Hoc móviles son aquellas redes que se
forman entre dispositivos portátiles y móviles (en la
mayoría de los casos) que se comunican entre si basados en
protocolos definidos y a través de ondas de radio, sin la
necesidad de una infraestructura de red fija pre-establecida
para su comunicación.
La necesidad de la comunicación de datos en ambientes
móviles e inalámbricos, ha llevado al desarrollo de
tecnologías que cada día son de mayor uso y penetración,
todo ello gracias a Internet y la evolución o “revolución” de
los sistemas de comunicación móvil celular y uso de las
tecnologías radio. Algunos teléfonos móviles y dispositivos
electrónicos ya se encuentran habilitados con dispositivos
Bluetooth, siendo esta la tecnología básica para construir
redes Ad-Hoc más complejas.
Muchas personas utilizan cotidianamente en su vida
profesional y privada dispositivos portátiles móviles, tales
como teléfonos y computadores (laptops), asistentes
18
digitales personales (PDA) y reproductores MP3. En la
mayoría de los casos estos dispositivos utilizan protocolos
diferentes y operan por separado, por lo cual el grado de
interacción entre ellos y sus aplicaciones es nulo o muy
limitado. En las redes Ad-Hoc móviles es muy importante
la tecnología Bluetooth, ya que gracias a ésta los
dispositivos portátiles móviles pueden interactuar, con
grandes ventajas y beneficios para el usuario. La tecnología
Bluetooth esta en continua evolución, con grandes
perspectivas de aceptación en el mundo, lo cual la
convierte en un interesante tema de investigación y de gran
importancia en la comunicación inalámbrica entre
dispositivos.
una red entre ellos, sin la necesidad de ninguna entidad
administrativa central o soporte físico de red existente [1],
Figura 2. En apartes posteriores se describen en mayor
profundidad estas características.
Dicho de otra forma, una red Ad-Hoc móvil es Auto
Creada (Self Creating), Auto Organizada (Self Organizing)
y Auto Administrada (Self Administering) [6].
Las comunicaciones móviles e inalámbricas han tenido un
gran auge en los últimos años, gracias a los avances
significativos obtenidos en microelectrónica, al mejor
conocimiento, utilización y aprovechamiento de los enlaces
radioeléctricos, los cuales han permitido el desarrollo de
dispositivos portátiles de tamaño reducido con gran
capacidad de procesamiento y comunicación; y por
supuesto al uso extendido de los mismos por parte de
usuarios que día a día requieren mas capacidades y
facilidades de comunicación y acceso a redes de datos.
Las redes móviles e inalámbricas convencionales (entre las
cuales se destacan la telefonía móvil celular y las Redes de
Area Local Inalámbrica (WLAN: Wireless Local Area
Network)), requieren de una infraestructura física
preestablecida y de unos mecanismos centralizados para
efectuar parte de sus operaciones y procesos de
comunicación; utilizan puntos de acceso predeterminados
para permitir que sus usuarios móviles se puedan
interconectar a la red principal y obtener así los servicios
que requieren; las comunicaciones entre los dispositivos de
los usuarios móviles y su punto de acceso se realiza en un
solo salto radioeléctrico; adicionalmente la topología de la
red soporte es de naturaleza estática, lo cual facilita en
buena medida los procesos operacionales de la misma,
Figura 1 [2][3].
De otro lado aparecen las redes Ad-Hoc móviles, redes que
tienen características diferentes a las descritas
anteriormente y que las hacen un caso especial de las
comunicaciones móviles e inalámbricas. En este tipo de
red, no se requiere contar con algún tipo de infraestructura
física preexistente (en su definición formal); no opera bajo
esquemas de control centralizado; su topología cambia de
forma dinámica y de manera aleatoria; se conecta a los
demás dispositivos de la red regularmente a través de
múltiples saltos radioeléctricos; los nodos que conforman
una red Ad-Hoc operaran como dispositivos finales
(emisores o receptores de información) y/o como
enrutadores, funcionando básicamente en un ambiente
colaborativo de conectividad. Una red Ad-Hoc, definida de
manera general es un conjunto de nodos móviles e
inalámbricos, los cuales se unen voluntariamente formando
a. Red WLAN
b.
Red Móvil Celular
Figura 1. Redes Móviles e inalámbricas convencionales .
Figura 2. Red Ad-Hoc .
19
II.
HISTORIA
Similarmente como ocurre con muchos de los desarrollos
en el campo de las comunicaciones electrónicas, las Redes
Ad-Hoc Móviles nacieron de una necesidad militar, la de
interconectar efectivamente las diferentes unidades tácticas
desplegadas en zonas de conflicto sin requerir la presencia
de una red fija o de un backbone. Es así como su origen se
remonta a los inicios de los años setenta, cuando el
Departamento de Defensa (DoD: Department of Defense)
de los Estados Unidos patrocinó la investigación de lo que
en ese momento se conoció como Red de Radio Paquetes
(PRNET: Packet Radio NETwork), la cual utilizaba una
combinación de los protocolos ALOHA y Acceso Multiple
por Detección de Portadora (CSMA: Carrier Sense
Multiple Access) como técnicas de acceso al medio, unida
a un tipo de algoritmo de enrutamiento Vector – Distancia
(DV: Distance Vector Algorithm). Esta red mejoro y
evoluciono en la Red de Radio Adaptada para
Supervivencia (SURAN:
Survivable Adaptive Radio
Network), la cual utiliza algoritmos jerárquicos de
enrutamiento Estado del Enlace (LS:
Link State
Algorithm) [7].
El DoD continuó apoyando las investigaciones en este tipo
de redes, hasta lograr la red Radio Digital de Alcance
Próximo (NTDR: Near Term Digital Radio), la cual
utiliza algoritmos de enrutamiento Estado del Enlace y es
la única red Ad-Hoc funcional de hoy día en la armada de
los estados unidos.
Por otra parte, debido al incremento en el uso de
dispositivos portátiles y móviles y el desarrollo de los
mismos, el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet
(IETF: Internet Engineering Task Force), hacia mediados
de los años 90´s creo el grupo de trabajo MANET,
buscando estandarizar los aspectos relevantes de las redes
Ad-Hoc para ser utilizados en aplicaciones comerciales,
centrándose inicialmente en protocolos de enrutamiento
eficientes unicast intra dominio.
III.
inalámbrica de datos es uno de los sectores de mayor
crecimiento en telecomunicaciones en los últimos años y
esto se debe al desarrollo paralelo de Internet y los sistemas
de comunicación móvil celular. En el futuro se espera un
crecimiento en la comunicación de datos en espacios
pequeños, como complemento a la comunicación
tradicional. La mayoría de las comunicaciones hombre máquina y hombre - hombre suceden a menos de 10 metros
de distancia, además las partes que interactúan tienen
necesidad de intercambiar datos.
Como factor de apoyo, las bandas de frecuencia exentas de
licencia promueven e incitan al desarrollo de sistemas con
el uso de tecnologías de radio, algunas de ellas de corto
alcance (Short Range Radio Technologies, Short Range
Wireless Technologies, ej. Bluetooth, HomeRF, Jini, etc.)
IV.
Las Redes Ad-Hoc Móviles se han proyectado inicialmente
para que operen en un ambiente de condiciones diferentes
a las que presentan las redes convencionales y tienen por
ello unas características específicas o especiales que las
diferencian de las demás. Las Redes Ad-Hoc, se proyectan
para operar en ambientes hostiles e irregulares, tales como
campos de batalla o zonas de desastre natural, donde se
requiere de forma rápida el despliegue y establecimiento de
procesos de comunicación efectivos entre los diferentes
elementos o unidades involucradas; así mismo estas redes
pueden operar en aeropuertos, campus universitarios,
zonas de congresos académicos, etc. donde se necesite un
intercambio efectivo de información (archivos, video
juegos, entre otros) entre sus usuarios.
Entre las características que cabe destacar [4][6][8]:
•
Topología Dinámica: En una red Ad-Hoc los nodos se
comportan de forma autónoma, permitiendo que estos
se muevan libremente en cualquier dirección y en
cualquier momento de forma independiente respecto
de los demás nodos que conforman la red.
•
Variabilidad del canal radio: Como resultado de la
característica anterior, de la diversidad de potencia que
presentan los dispositivos, de efectos de interferencia y
canal oculto, entre otros, las Redes Ad-Hoc presentan
una elevada variabilidad en las condiciones de
propagación del canal radio eléctrico, lo cual implica
un reto al establecer las comunicaciones.
•
Comunicaciones multi salto (Multi-hop): Las Redes
Ad-Hoc, contrario a las redes convencionales, realizan
sus comunicaciones (de forma general) basados en
GENERALIDADES DE LAS REDES AD-HOC
Dos dispositivos equipados con Bluetooth establecen una
conexión instantánea vía radio al encontrarse el uno cerca
del otro, formándose una piconet (dada el área de
cobertura). Dado que cada dispositivo Bluetooth soporta
conexiones punto a punto y punto a multipunto, varias
piconets pueden ser establecidas y enlazadas entre si (Red
Ad-Hoc). La topología Bluetooth se describe mejor como
una estructura piconet múltiple.
Numerosos factores asociados con la tecnología, los
negocios, la regulación, y el comportamiento social hablan,
de manera natural y lógica, a favor de la formación de
redes Ad-Hoc inalámbricas. La comunicación móvil
CARACTERISTICAS
20
enlaces de múltiples saltos radio eléctricos, cada uno
de ellos con diferentes condiciones de propagación y
efectuados a través de los diferentes nodos que
conforman la red.
•
No usan infraestructura de red: Por definición las
Redes Ad-Hoc no requieren que exista una
infraestructura de red disponible para poder operar,
ellas pueden tener de forma autónoma su propio
conjunto de protocolos de enrutamiento, mecanismos
de gestión de red y procesos de establecimiento de la
comunicación e intercambio de información.
•
Ancho de banda limitado: Debido a la naturaleza
inalámbrica de la Red Ad-Hoc, a las posibles bandas
de frecuencia que utilizaran, los radioenlaces tienen
una capacidad más reducida que los enlaces de las
redes cableadas.
•
Uso de Baterías: Los dispositivos pensados para
operar en los ambientes
de alta movilidad e
inalámbricos, presentes en las Redes Ad-Hoc, basan su
fuente de energía en baterías, las cuales tienen una
vida útil limitada, por tal razón las soluciones que se
den en los protocolos de enrutamiento deben buscar su
optimización.
V.
APLICACIONES TIPICAS
Las redes móviles Ad-Hoc han sido el centro de atención
de muchas investigaciones y trabajos de desarrollo reciente.
Hasta la fecha, las redes Ad-Hoc móviles han sido tomadas
en consideración principalmente para aplicaciones
militares, donde una configuración de red descentralizada
es una ventaja operativa e incluso una necesidad.
En el sector comercial, los equipos para informática
inalámbrica móvil no han estado disponibles a un precio
atractivo para los grandes mercados. Sin embargo, a
medida que aumenta la capacidad de los computadores
personales y los dispositivos portátiles, también se espera
que crezca de manera notable la necesidad de formación de
redes. Las redes comerciales Ad-Hoc se podrían utilizar en
situaciones donde no se dispone de infraestructura (fija o
móvil celular), ejemplo, operaciones de rescate. La
formación de redes Ad-Hoc podría también servir como
acceso inalámbrico público en zonas urbanas,
proporcionando un rápido despliegue y una extensión de la
cobertura de las redes convencionales. Los puntos de
acceso en redes de este tipo podrían servir como estaciones
de radio repetidoras.
A nivel local, las redes Ad-Hoc que enlazan computadores
o dispositivos portátiles podrían ser utilizadas para difundir
y compartir información entre los participantes de una
conferencia, ser utilizados en aplicaciones domésticas
donde los dispositivos pueden conectarse directamente para
intercambiar información. Tal vez, las aplicaciones de
mayor alcance en este contexto son las redes más o menos
autónomas de robots domésticos interconectados que
limpian, lavan los platos, cortan el césped, realizan
vigilancia, etc.
Las redes Ad-Hoc de corto alcance pueden simplificar la
intercomunicación entre diversos dispositivos móviles
(como un teléfono celular y una PDA) formando una Red
de Area Personal (PAN: Personal Area Network) y por lo
tanto eliminando la necesidad de los cables. Esto podría
extender también la movilidad proporcionada por la red
fija (o sea, la IP móvil) a los nodos más alejados en un
dominio de red Ad-Hoc. La tecnología Bluetooth es quizás
la más prometedora en el contexto de formación de redes
de área personal.
VI. BLUETOOTH
Bluetooth es un estándar de facto, que ha revolucionado el
mercado de la conectividad personal, proveyendo la
libertad de movimiento sin hilos a las conexiones
alambradas. Es una solución radio de bajo costo que provee
enlaces radio de corto alcance entre computadores móviles,
teléfonos móviles y otros dispositivos portátiles y su
conectividad a Internet.
Cuando dos dispositivos equipados con Bluetooth se
encuentran dentro de un rango de 10 metros uno del otro,
ellos pueden establecer una comunicación para intercambio
de información, y debido a que Bluetooth utiliza un enlace
basado en radio los dispositivos no requieren una conexión
en línea de vista (LOS: Line of Sight) para comunicarse.
Un computador puede enviar información a una impresora
en un cuarto aledaño, o el horno microondas puede enviar
un mensaje al teléfono celular para indicar que la comida
se encuentra lista.
Bluetooth probablemente será el estándar en decenas de
millones de teléfonos móviles, computadores personales,
computadores portátiles y diferentes dispositivos
electrónicos. Como resultado de esto, el mercado
demandará aplicaciones innovativas, servicios de valor
agregado, soluciones extremo a extremo y mucho más.
Realmente las posibilidades son ilimitadas y debido al uso
de una banda de radiofrecuencias disponibles a nivel
mundial, puede ofrecer rápido y seguro acceso a la
conectividad inalámbrica en todo el mundo.
La tecnología inalámbrica Bluetooth es una solución que
comprende hardware, software y requerimientos de
interoperabilidad. Las especificaciones de Bluetooth
definen el sistema completo. La especificación Bluetooth
define un enlace de radio con un rango de cubrimiento
corto (cerca de 10 metros) u opcionalmente un rango de
21
cobertura medio (cerca de 100 metros con amplificación),
con capacidades para transmitir datos o voz a una tasa
máxima de 720 Kbps por canal. La operación en
radiofrecuencia es en la banda no licenciada para
aplicaciones industriales, científicas y medicas (ISM:
Industrial, Scientific and medical) de 2.4 a 2.48 GHz,
utilizando técnicas de salto de frecuencia con espectro
ensanchado (FHSS:
Frequency Hopping Spread
Spectrum), señales full-duplex a 1600 saltos por segundo.
La señal salta entre 79 frecuencias a un intervalo de 1 MHz
para brindar un alto grado de inmunidad ante
interferencia. La salida de radiofrecuencia (RF:
RadioFrequency) es especifica a 0 dBm (1 mW) en la
versión de 10 metros y -30 a +20 dBm (100 mW) en la
versión de largo alcance [9].
Dos o más pico red pueden ser interconectadas formando lo
que se llama una red dispersa (scatternet) (figura 4). El
punto de conexión entre dos pico redes consta de una
unidad Bluetooth que es miembro de ambas pico redes.
Una unidad Bluetooth puede ser simultáneamente un
miembro esclavo de múltiples pico redes, pero solamente
maestra en una.
Las soluciones Bluetooth dan respuesta a la necesidad de
conectividad inalámbrica de corto alcance dentro de tres
áreas: puntos de acceso de voz y datos, sustitución de los
cables y redes Ad-Hoc.
A. FORMACION DE REDES BLUETOOTH
En todo el mundo, la industria ha mostrado un gran interés
en técnicas que proporcionen conectividad inalámbrica de
corto alcance. La conectividad de corto alcance también
encaja muy bien en el contexto de área amplia, en que
puede extender la formación de redes IP al dominio de la
red de área personal.
Bluetooth debe ser capaz de transportar IP eficientemente
en una PAN, ya que las PAN estarán conectadas a Internet
a través de LANs corporativas.
Dos o más unidades Bluetooth que comparten el mismo
canal forman una pico red (Figura 3) [9]. Dentro de una
pico red una unidad Bluetooth puede representar uno de
dos papeles: maestro o esclavo. Cada pico red solo puede
contener un maestro (y siempre debe haber uno) y hasta
siete esclavos activos. Cualquier unidad Bluetooth puede
llegar a ser maestra en una pico red.
Figura 4. Una red dispersa Bluetooth .
B.
TECNOLOGÍAS COMPETIDORAS
No hay un único competidor cubriendo el concepto entero
de la tecnología inalámbrica Bluetooth, pero en ciertos
segmentos del mercado otras tecnologías existen.
En el reemplazo de cables el estándar infrarrojo IrDA
(Infrared Data Asocciation) ha sido por varios años muy
conocido y ampliamente utilizado. IrDA es más rápido que
Bluetooth pero es limitado a conexiones punto a punto y
requiere línea de vista. En el pasado IrDA tuvo problemas
con las implementaciones con estándares incompatibles,
una lección que Bluetooth SIG (Special Interest Group)
aprendió.
Otras dos tecnologías que utilizan técnicas de salto en
frecuencia y que se encuentran en la banda de 2.4 GHz
son: Redes de Area Local Inalámbrica (WLAN: Wireless
Local Area Network) basadas en el estándar IEEE 802.11 y
HomeRF.
WLAN es la tecnología utilizada para complementar la red
de área local alambrada en los edificios. La capacidad de
transmisión es alta, con un considerable número de
usuarios simultáneos.
Comparada con la tecnología
inalámbrica Bluetooth, es más costosa, consume mayor
energía y su hardware requiere más espacio. Por lo tanto
no es adecuada para dispositivos móviles.
Figura 3. Pico red Bluetooth .
La otra tecnología es HomeRF, la cual tiene varias
similitudes con la tecnología inalámbrica Bluetooth.
22
HomeRF puede formar redes Ad-Hoc (para solo datos) o
estar bajo el control de un punto de conexión que coordina
el sistema y provee una pasarela a la red telefónica (datos y
voz). El salto de frecuencia es a 8 Hz mientras que un
enlace en Bluettoth salta a 1600 Hz.
HiperLAN/2 (H2) como norma tiene un modo centralizado
(CM: Centralized Mode) en el que los terminales se
comunican con los puntos de acceso (AP: Access Points)
por una interfaz aérea como se define en el estándar. El
desarrollo de un entorno de transmisión de alta velocidad
con QoS (Quality of Service: Calidad de servicio)
controlada ha sido el principal enfoque en lo relativo a las
elecciones de diseño para la red H2. La velocidad de la red
H2 dará hasta 54 Mbps y operará en banda de frecuencia
de 5 GHz.
Ultra-WideBand Radio (UWB) es una nueva tecnología de
radio aún bajo desarrollo. Cortos pulsos son transmitidos
en un amplio rango de frecuencia. La capacidad parece ser
muy alta mientras se espera que el consumo de energía sea
muy bajo.
USB inalámbrico (WirelessUSB) prescinde de todo esto. Es
estrictamente visto como un sustituto para los cables USB
de hoy. El transceiver en un teclado WirelessUSB
transmitiría la misma señal que se enviaría a través del
estándar USB alambrado, con encriptación adicional para
prevenir interferencia. Al computador en el otro extremo,
le parecerá como una conexión bajo el estándar USB.
WirelessUSB no quiere remplazar a Bluetooth en todas las
aplicaciones. Además, la tecnología ha sido diseñada para
teclados, ratones, y controles de juego. Pero si el sistema
está disponible y es fácil de utilizar, llegaría a ser una gran
competencia para Bluetooth.
C. PROBLEMAS DE UNA TECNOLOGÍA NUEVA
BLUETOOTH (TEETHING PAINS)
Cualquier dispositivo equipado con Bluetooth debería
trabajar con cualquier otro, sin importar la el fabricante.
Una razón para la complejidad de Bluetooth es que cada
dispositivo debe llevar un conjunto de ''perfiles'' software
diciendo como debe hablar a otros dispositivos, tales como
impresoras, PDA o teléfonos.
VII. DESAFIOS DE
Aunque el concepto presentado por la definición de las
redes Ad-Hoc es ambicioso además de ser un escenario
complementario a la conectividad actual, debe enfrentar y
superar una serie de desafíos técnicos y tecnológicos para
tener en realidad beneficios prácticos. Entre los desafíos
que debe superar se encuentran [4][5][6][7]:
•
Enrutamiento Efectivo: Uno de los aspectos más
interesantes y más desafiantes en las redes Ad-Hoc se
refiere a la búsqueda e implementación de protocolos
de enrutamiento que sean lo suficientemente eficaces y
eficientes para operar en las condiciones de alta
movilidad y bajo ancho de banda que presentan estas
redes.
Es necesario aun buscar algoritmos que
permitan que la información requerida para actualizar
los procesos dinámicos a los que se enfrenta la red sea
comunicada con tiempo a los demás nodos que la
conforman y que sean aun útiles, de igual forma
diseñarlos para que no consuman el escaso recurso en
ancho de banda y potencia que tienen disponible.
•
Acceso al Medio: Un mecanismo de acceso al medio o
canal que sea adecuado para disminuir el nivel de
colisiones que se pueda dar entre las comunicaciones
de los diferentes usuarios, que permita un acceso
equitativo y justo entre ellos y contribuya a evitar los
problemas de terminal oculto y los cambios rápidos de
topología.
•
Gestión de Potencia: Dado que los dispositivos a ser
usados en este tipo de red son móviles y portátiles y
basan su funcionamiento en el uso de baterías, es
necesario que existan mecanismos (protocolos de
acceso, protocolos de enrutamiento, modos de ahorro
de energía, etc.) que optimicen el consumo de energía,
haciendo que la vida útil de estas se extienda por el
mayor tiempo posible.
•
Mecanismos de Seguridad (Encriptación): Dada la alta
movilidad a la que se someten estas redes y al uso de
canales radio eléctricos compartidos es mucho más
vulnerable a ataques de seguridad (Denegación de
Servicio, Escucha sin autorización, etc.) que las redes
cableadas, por lo tanto es un aspecto importante para
crear redes Ad-Hoc seguras.
COMO
La tecnología Bluetooth fue diseñada para eliminar los
cables entre los computadores y sus periféricos. Ha sido
aclamada por años como el sistema de redes del futuro,
pero al juzgar por la repentina explosión de diferentes tipos
de dispositivos basados en Bluetooth, el futuro ha llegado.
Aún cuando existen numerosos dispositivos habilitados con
Bluetooth, esta tecnología aún no ha despegado como se ha
prometido.
El objetivo original fue crear un sistema de red inalámbrico
tan simple que el usuario casi no tendría que trabajar. En
la práctica no es tan simple. Aún cuando años de esfuerzos
crearon un conjunto de estándares globales, muchos de los
dispositivos aun no interoperan unos con otros. Aun
cuando ellos están hechos para trabajar entre si, el proceso
de inicio (setup) es a menudo confuso, y el desempeño
inconsistente, lo que afecta a los consumidores, muchos de
los cuales retornarán a sus antiguas tecnologías
alambradas. Bluetooth supone ser un estándar universal.
LAS REDES AD-HOC MOVILES
23
•
Adaptación a Nuevas Tecnologías Hardware: Se
busca que los diferentes mecanismos usados para la
operación de las redes Ad-Hoc puedan adaptarse
fácilmente a la diversidad de dispositivos que aparecen
en el mercado y que puedan hacer uso de innovaciones
y mejoras que brinden mejores características de
operación, como el caso de las antenas inteligentes que
existen hoy día.
•
Calidad de Servicio: Uno de los aspectos relevantes
actualmente en el entorno de las comunicaciones es la
garantía de calidad de servicio que debe ofrecer la red
a los usuarios que hacen uso de ella y por ende las
Redes Ad-Hoc no pueden ser indistintas a ello. El
aspecto de calidad de servicio en una red Ad-Hoc es
mucho más critico que en las redes actuales (caso
Internet), pues es más difícil garantizar niveles o
limites de retardo entre redes, Jitter o probabilidad de
pérdida de paquetes, entre otros, cuando se opera en
un entorno altamente dinámico y cuyos enlaces de
comunicación inalámbricos son vulnerables a los
diferentes efectos de propagación, niveles elevados de
potencia de los vecinos, condiciones del entorno, etc.
•
Escalabilidad: Se buscan mecanismos que permitan
que el número de usuarios de la red se incremente y
que la red continué suministrando el nivel de servicio
que se espera sin degradar ni colapsar la operación o
funcionamiento de la red.
•
Falta de Modelos de atenuación de Trayectos de
Propagación, de Movilidad y de Tráfico: Actualmente
no se cuenta con modelos precisos, bien definidos,
probados y aceptados de las condiciones de
propagación, de movilidad y de tráfico en ambientes
de redes Ad-Hoc.
VIII. CONCLUSIONES
Las Redes Ad-Hoc móviles presentan un nuevo escenario
para facilitar la conectividad de cierto tipo de usuarios en
un ambiente de red sin estar dependiendo de condiciones
preexistentes o preestablecidas. Por supuesto se brinda un
escenario de alta movilidad donde los usuarios trabajan
entre ellos sin requerir procesos de configuración, de
registro, etc. y con la facilidad de interconexión con otros
dispositivos distantes a través de múltiples saltos realizados
sobre los nodos que conforman la red.
Las redes Ad-Hoc aun deben superar muchas limitaciones
tecnológicas y técnicas para ser consideradas de uso
general y por supuesto aun esta muy distante de brindar un
escenario de conectividad y movilidad total y global entre
dispositivos totalmente autónomos.
Un aspecto más relevante que dejan vislumbrar las redes
Ad-Hoc es que el problema de calidad de servicio extremo
a extremo es una competencia de todos los niveles del
modelo de referencia de red que se vaya a implementar,
pues se deben tomar en cuenta el nivel físico, el de enlace,
el de red, el de transporte y el de aplicación para lograr que
la información que se intercambia entre dos nodos sea
fiable, ello potencialmente deberá modificar la operación
casi independiente que se presenta actualmente entre los
niveles, a un modelo mas dependiente pero mas eficaz en
la garantía de la calidad de servicio.
ACRONIMOS
AP, Access Point, Punto de Acceso
CM, Centralized Mode, Modo Centralizado
CSMA/CA, Carrier Sense Multiple Access with Collision
avoidance, Acceso Múltiple Por Detección de Portadora
con evitación de colisión
DoD, Department of Defense of the United States,
Departamento de Defensa de los Estados Unidos
DV, Distance Vector Algorithm, Algoritmo Vector
Distancia
H2, HiperLAN/2
IETF, Internet Engineering Task Force, Grupo de
Trabajo de Ingeniería del Internet
IrDA, Infrared Data Asocciation, Datos infrarrojos
LAN, Local Area Network, Red de Area Local
LOS, Line of Sight, Línea de Vista
LS, Link State Algorithm, Algoritmo del Estado del
Enlace
MANET, Mobile Ad Hoc NETworks, Redes Ad-Hoc
Móviles
NTDR, Near Term Digital Radio, Radio Digital de
Alcance Próximo
PAN, Personal Area Network, Red de Area Personal
PRNET, Packet Radio NETwork, Red de Radio Paquetes
QOS, Quality of Service, Calidad de Servicio
RF, RadioFrequency, Radiofrecuencia.
SIG, Special Interest Group, Grupo de Interés Especial
SURAN, Survivable Adaptive Radio Network, Red de
Radio Adaptada para Supervivencia
USB, Universal Serial Bus, Bus Serial Universal
UWB, Ultra-WideBand Radio, Radio Ultra Banda Ancha
WLA, Wireless LAN, Red de Area Local Inalámbrica
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
[1] Z. J. Haas et al., Guest Editorial, IEEE JSAC. “Special
Issue on Wireless Networks”. Vol. 17, No. 8, Aug. 1999,
pp. 1329 – 32.
[2] C. E. Jones, K. M. Sivalingam, P. Agrawal, and J. C.
Chen. “A Survey of Energy Efficient Networks Protocols
24
for Wireless Networks”. Wireless Networks 7, 343 – 358,
Kluwer Academic Publishers, 2001.
[3] T. B. Zahariadis, K. G. Vaxevanakis, C. P. Tsantilas,
N. A. Zervos, and N. A. Nikolaou. “Global Roaming in
Next – Generations Networks”. IEEE Communications
Magazine, Febraury 2002.
[4] C. K. Toh. “Maximum Battery Life Routing to
Support Ubiquitous Mobile Computing in Wireless Ad Hoc
Networks”. IEEE Communications Magazine, June 2001.
[5] M.S. Corson, J. P. Macker, and G. H. Cirincione.
“Internet – Based Mobile Ad Hoc Networking”. IEEE
Internet Computing, July – August 1999.
[6] S. Chakrabarti and A. Mishra. “QoS Issues in Ad Hoc
Wireless Networks”. IEEE Communications Magazine,
February 2001.
[7] R. Ramanathan and J. Redi. “A Brief Overview of Ad
Hoc Networks: Challenges and Directions”.
IEEE
Communications
Magazine
–
50th
Anniversary
Commemorative Issue/May 2002.
[8] G. H. Forman and J. Zahorjan. “The Challenges of
Mobile Computing”. IEEE Computer Magazine, Vol. 27,
pp. 38 – 47, April 1994.
[9] M. Frodigh, P. Johansson y P. Larsson. “Formación de
Redes Inalámbricas ad hoc – El Arte de la Formación de
Redes sin Red”. Ericsson Review. No 4. 2000.
AUTORES
Oscar Josué Calderón Cortés. Ingeniero en Electrónica y
Telecomunicaciones, Universidad del Cauca, 1996.
Especialista en Redes y Servicios Telemáticos, Universidad
del Cauca, 1999. Docente Asistente Facultad de Ingeniería
Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca.
Áreas de Interés: Calidad del Servicio en Internet,
Protocolos de Enrutamiento, Ingeniería de Tráfico y Redes
Móviles. oscarc@ucauca.edu.co; calderon@mat.upc.es
Victor Manuel Quintero Florez.
Ingeniero en
Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca,
1999. Especialista en Redes y Servicios Telemáticos,
Universidad del Cauca, 2002. Docente Asistente Facultad
de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones,
Universidad del Cauca. Áreas de Interés: Sistemas de
comunicaciones
móviles
e
inalámbricos.
vflorez@ucauca.edu.co
Guefy Leider Agredo Mendez. Ingeniero en Electrónica
y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca, 1998.
Especialista en Redes y Servicios Telemáticos, Universidad
del Cauca, 1999. Docente Asistente Facultad de Ingeniería
Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca.
Áreas de Interés: Gestión de Redes de Telecomunicaciones
y Sistemas de Comunicaciones Móviles e Inalámbricos.
gagredo@unicauca.edu.co.
25