Transmisin de la Informacin en WIFI ADRINFOR S.L.

ndiceN3-Transmisin de la Informacin en WIFI 3

Paquetes de WIFI 3Introduccin 3Paquetes de Management 4Paquetes de Control 4Paquetes de Datos 5

Prdidas de Seal / Atenuacin 5Roaming 8

El Roaming y los Paquetes Beacons 9El Roaming y los Paquetes ACK 9La Problemtica del Roaming 10

Ejercicios 12Ejercicio 1 12Ejercicio 2 12Ejercicio 3 12Ejercicio 4 12

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N3-Transmisin de la Informacin en WIFIPaquetes de WIFIIntroduccinComo en toda transmisin existe un "emisor" y un "receptor". Estos pueden ser un Access Point, o unRouter WIFI, o un USB WIFI, o el chip WIFI incorporado a un PC o un PDA. Como vimos lainformacin se transmite por ondas de RF y esta est fragmentada en "paquetes" de distintostamaos. A continuacin veremos los diferentes paquetes que establece el estndar 802.11

AnotacinLos paquetes de WIFI son:

1. Paquetes de Management2. Paquetes de Control3. Paquetes de Datos

En la siguiente figura se puede observar el listado de los paquetes de WIFI

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Paquetes de ManagementLos paquetes de Management establecen y mantienen la comunicacin. Los paquetes deManagement son:

AutenticacinDesautenticacinSolicitud de AsociacinRespuesta de AsociacinSolicitud de ReasociacinRespuesta de ReasociacinDesasociacinBeaconSolicitud de SondeoRespuesta de Sondeo

Ahora comentaremos la funcin y utilidad de los ms importantes:Solicitud de Asociacin (Association Request): Es el que inicia la conexin. Lleva diversainformacin, entre ella el SSID del Punto de Acceso al cul nos queremos conectar. Si el Access Pointest interesado en esa comunicacin, asigna espacio de memoria para ese cliente.Respuesta de Asociacin (Association Response): Es el paquete que lleva la respuesta a la estacincliente. Si acepta o no acepta. Por supuesto incluye informaciones diversas, entre ellas la MAC Address(Direccin MAC) del clienteAutenticacin (Authentication): Es el paquete por el cul el Access Point comunica a la estacin si laacepta definitivamente o la rechaza. Como veremos en el apartado de seguridad este paquete slo seutiliza cuando en la red WIFI existen medidas de seguridad y se requiere autenticar a los usuarios. Estose hace intercambiando varios de estos paquetes con "desafos" y respuestas para verificar la identidaddel cliente. En las redes "abiertas" dnde no hay estas medidas de seguridad no se utiliza este paquete.Desasociacin (Dissasociation): Es un tipo de paquete que se utiliza cuando la estacin cliente deseafinalizar la conexin. Entonces el Punto de Acceso Inalmbrico sabe que puede utilizar los recursos quehaba asignado a esa estacin.Beacon: Los Access Point envan peridicamente "seales" como los faros, para anunciar supresencia y que todas las estaciones que estn en el rango (100 ms aproximadamente) sepan culesPuntos de Acceso estn disponibles. Estos paquetes se denominan "Beacons" y contienen variosparmetros entre ellos el SSID del Access Point y su Direccin MAC. Esta informacin ser utilizadapor el cliente a la hora de comunicarse.Paquetes de ControlLos paquetes de control, ayudan en la entrega de datos. Tienes funciones "logsticas", decoordinacin. Veremos a continuacin cuales son:

Request to Send - RTSClear to Send - CTSAcknowledgement - ACK

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Ahora explicaremos cul es la funcin de cada uno de ellosRTS - Request to Send : Es la primer fase antes de comenzar a enviar paquetes de datos. Su funcin esla de evitar colisiones.CTS - Clear to Send: Tiene la funcin de responder a los RTS. Indica que el canal est libre paratransmitir. Todas las estaciones que captan el CTS saben que deben esperar un tiempo para transmitirpues alguien est utilizando ya el canal. Existe un tiempo de espera - "Slot-time" en ingls - que esdistinto para cada estndar, 802.11b, 802.11g y 802.11n.ACK - Acknowledgement: La estacin receptora chequea el paquete recibido por si tiene algn error.Si lo encuentra correcto enva un "ACK", con lo cual el remitente sabe que el paquete lleg bien, pues sino, debe ser enviado otra vez. Una vez que las dems estaciones "captan" el ACK, saben que elcanal est libre y que ya pueden intentar ellas enviar sus paquetes. Si el emisor no recibe el ACK,enviar el paquete nuevamente. Paquetes de DatosEstos paquetes llevan mucha informacin "administrativa" y, adems los datos que queremos transmitira travs de la red inalmbrica WIFI. Generalmente la red inalmbrica wifi debe utilizar muchsimospaquetes de datos, para transmitir un archivo de datos. Mucho ms an cuando lo que se deseatransmitir es vdeo. Los paquetes de datos wifi, tienen muchos campos con informacin necesaria parala transmisin. Uno de ellos es la "Mac Address" de la estacin receptora y del remitente, el SSID , elnmero de secuencia de ese paquete, etc.

Paquetes de WIFI

Prdidas de Seal / AtenuacinLa seal inalmbrica va perdiendo potencia a medida que se propaga y va traspasando obstculos.Como dijimos, lo que se transmite es energa y esta es absorbida por los objetos (paredes, mueblesmetlicos, etc. ) que encuentra a su paso. Los instaladores de redes WIFI deben comprender muy bieneste fenmeno para tomarlo en cuenta en sus clculos.Cuando la seal es muy dbil, la estacin receptora encontrar errores y no acusar recibo del paquetey, por lo tanto, el paquete ser retransmitido. Si la seal se vuelve muy dbil se perder laconectividad.

AnotacinLa Atenuacin es la reduccin de la potencia de la seal durante una transmisin.

Otro factor que genera atenuacin o prdida de seal son las interferencias o "ruidos". La diferencia

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Otro factor que genera atenuacin o prdida de seal son las interferencias o "ruidos". La diferenciacon los obstculos est en que estos son "visibles" y ms o menos "fijos", mientras que lasinterferencias suelen ser "invisibles" y "variables" .Hay 2 tipos de interferencias: Las que provienen del "mundo WIFI" (otras redes WLAN y lanuestra) y las que surgen de otras fuentes como Bluetooth, hornos microondas, telfonos fijos sincable, etc. Muchas de estas fuentes (o todas) pueden ser desconocidas, lo que hace muy complicada sudeteccin. Por ejemplo un microondas en la casa del vecino o en una cafetera cercana a nuestraempresa.

AnotacinLa mayora de estas interferencias son propias de la banda de 2.4 GHz. Por ello esrecomendable en muchos casos elegir el estndar 802.11a que opera en la banda de 5 GHz.

Esto es as, por ahora, probablemente dentro un par de aos tambin se colapse la banda de 5 GHz. Loque sucede es que la banda de 2.4 GHz ya est superpoblada por diversas tecnologas, adems de WIFI.

Atenuadores de Seal WIFI para 802.11b / 802.11gTipo de construccin ,MicroondasTelfonos sin cablesDispositivos BluetoothEscaleras metlicas de emergenciaTrfico de personasHumedad ambientePecerasMetales (estanteras, armarios, etc.)

Respecto al tipo de construccin digamos que, el vidrio de las ventanas absorbe la mitad que los marcosy puertas metlicas, mientras que el hormign armado tambin es muy absorbente debido al metal quecontiene.Los dispositivos que utilizan la banda de 2.4 GHz como microondas, Bluetooth, etc., producen "ruido"que molesta a la seal de WIFI y las peceras y los seres humanos (un pasillo con personas circulando)tienen un alto contenido de agua que es un gran absorbente de energa.En la imagen siguiente se presenta un grfico donde se puede observar como se va reduciendo la seala medida que nos alejamos del Access Point al cual estamos conectados.

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En este grfico vemos como, en la realidad, las velocidades que se obtienen son menores que las tericasmximas de 11Mbps en 802.11b y 54 Mbps en 802.11g.

IMPORTANTE!La velocidad de transmisin de una red inalmbrica WIFI, en un punto determinado,ser funcin de la distancia al Access Point, los obstculos y las interferencias.

Ms an, veremos ahora otro grfico donde se comparan las diversas velocidades que se obtienen condiversos Access Points - todos certificados por la WIFI Alliance - en un punto determinado (50 ms delPunto de Acceso). Las marcas, todas de primera lnea, han sido borradas.

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observamos, con gran sorpresa, que cada Access Point , en la realidad se comporta distinto y...porsupuesto ningn vendedor nos brindar esta informacin. Entre otras cosas pues muchas veces lasdesconoce. Resumiendo, a la hora de adquirir equipos WIFI para instalaciones grandes, es muyaconsejable hacer nuestras propias pruebas y testeos en las condiciones ms reales posibles.

Prdidas de Seal / Atenuacin

RoamingLos Puntos de Acceso Inalmbricos tienen un radio de cobertura aproximado de 100m aunque, comohemos visto, esto vara bastante en la prctica entre un modelo y otro y segn las condicionesambientales y fsicas del lugar (obstculos, interferencias, etc). Si nos interesa permitir la itinerancia(roaming, en ingls) y movilidad de los usuarios, es necesario colocar los Access Point de talmanera que haya "overlapping" - superposicin - entre los radios de cobertura, como indica laprxima figura:

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En ella vemos la zona de superposicin y la trayectoria de desplazamiento indicada por la flecha roja ycomo es posible desplazarse de AP1 a AP2, sin perder la seal de Wifi. El usuario est conectado alcomienzo al Punto de Acceso 1 y en un determinado momento pasa a recibir la seal del Punto deAcceso 2El Roaming y los Paquetes BeaconsComo vimos, los Puntos de Acceso Inalmbricos emiten intermitentemente unos paquetes denominadosBeacons. Cuando una estacin se aleja demasiado de un Access Point, "pierde la seal", es decir quedeja de percibir estos Beacons que le indican la presencia del Access Point. Si hay superposicin, secomienzan a captar los Beacons del otro Access Point, hacia el cual se est dirigiendo, a la vez quese van perdiendo gradualmente los del anterior. El Roaming y los Paquetes ACKTambin se vio, que una vez que se enva un paquete de datos en las redes inalmbricas WiFi, laestacin receptora enva un "O.K.", denominado ACK . Si la estacin emisora se aleja demasiado de latransmisora, es decir que sale del radio de cobertura, no captar los ACK enviados.Los equipos de WIFI incorporan un algoritmo de decisin que debe determinar en qu momento sedesconectan del Access Point 1 y se conectan al Access Point 2, como se ve en la figura:

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La Problemtica del Roaming

El estndar 802.11 WiFi, no contiene instrucciones detalladas sobre el tema del roaming, por lo tantocada fabricante disea el algoritmo de decisin segn su criterio y con los parmetros que estimaconvenientes. Por esta razn pueden existir problemas, sobre todo en grandes ambientes, almezclar Puntos de Acceso de diferentes fabricantes o Puntos de Acceso de un fabricante condispositivos mviles de otras marcas. Cada uno tendr otro algoritmo de decisin y puedenproducirse "desavenencias" en el roaming. Tambin influye en esta "decisin" la sensibilidad delcliente RF, pues como vimos son casi todos diferentes.

IMPORTANTE!Esta es otra diferencia importante con las redes cableadas. El Roaming oItinerancia son una problemtica slo de las redes inalmbricas.Si no se consiguen buenas condiciones de roaming, la comunicacin se corta.En el caso de la transmisin de voz IP es un problema crtico.

Roaming

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EjerciciosEjercicio 1

Intenta resolver este crucigrama sobre la transmisin de la informacin en WIFI

Ejercicio 2

Resolver el ejercicio de Sopa de Letras

Ejercicio 3

Completar los espacios en este ejercicio

Ejercicio 4Utiliza la red que hayas montado en la leccin anterior o intenta conectarte a algn Access Pointdisponible.Una vez conectado prueba ver el efecto de las interferencias y obstculos.a) Si tienes algn microondas cercano encindelo y fjate la influencia en la seal.b ) Puedes probar tambin con algn recipiente lleno de agua que simule a una pecera y ver comointerfiere en las ondas de RF.c) Probar con alguna columna o alguna masa metlica importante (armario, escalera de emergencia, etc.)

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N3-Transmisin de la Informacin en WIFIPaquetes de WIFIIntroduccinPaquetes de ManagementPaquetes de ControlPaquetes de Datos

Prdidas de Seal / AtenuacinRoamingEl Roaming y los Paquetes BeaconsEl Roaming y los Paquetes ACKLa Problemtica del Roaming

EjerciciosEjercicio 1Ejercicio 2Ejercicio 3Ejercicio 4