Wireless Components

Las redes inalámbricas utilizan un punto de acceso (AP), también llamado punto de acceso inalámbrico (WAP), para proporcionar una puerta de enlace a la red cableada, y un adaptador de red de área local inalámbrica (adaptador WLAN o simplemente adaptador inalámbrico) para proporcionar un enlace entre un PC cliente inalámbrico y el AP.

HAZLO TODO CON UNA SOLA CAJA

Los routers inalámbricos combinan un punto de acceso con un router, y son una buena elección para una red doméstica o SOHO (pequeña oficina/oficina en casa). La mayoría de los routers inalámbricos también incluyen varios puertos de hub o switch Ethernet para permitir la conexión de adaptadores Ethernet cableados al router, proporcionando una solución todo en uno. El router protege tu red de intrusiones, el AP inalámbrico aloja tus clientes inalámbricos y los puertos de hub o switch Ethernet proporcionan un lugar para conectar tus PCs cableados. Dado que los routers inalámbricos cuestan solo unos pocos dólares más que los componentes de un solo propósito, son extremadamente populares. Utilizamos un router inalámbrico D-Link DI-624 para gestionar nuestra red SOHO.

Consejo de Jim Cooley

Muchos módems de cable/DSL ahora se envían solo con una toma de salida USB, lo que dificulta la conexión a un WAP/router. Puede que necesites comprar un módem de reemplazo que también proporcione una toma Ethernet. Alternativamente, algunos proveedores de cable/DSL ofrecen una opción de módems. Si tu proveedor ofrece esa elección, solicita un módem que incluya una toma Ethernet.

Un AP se conecta a la red cableada (o directamente a un módem de cable/DSL) y puede proporcionar simultáneamente enlaces inalámbricos a muchos adaptadores inalámbricos. Un AP típico permite que se conecten simultáneamente 32 o 64 adaptadores inalámbricos. Todos los adaptadores inalámbricos que se conectan a un AP comparten el ancho de banda inalámbrico proporcionado por ese AP. Por ejemplo, si el AP proporciona 54 Mb/s de ancho de banda inalámbrico, todos los adaptadores inalámbricos conectados comparten esos 54 Mb/s, aunque cada adaptador pueda tener un ancho de banda individual máximo de 54 Mb/s o más.

Si solo un adaptador inalámbrico está transfiriendo datos en un momento determinado, ese adaptador obtiene el ancho de banda completo disponible. Si varios adaptadores están transfiriendo datos simultáneamente, el ancho de banda disponible se reparte entre ellos. En consecuencia, el ancho de banda instantáneo disponible para cualquier adaptador en particular varía dinámicamente, dependiendo de cuántos otros adaptadores estén usando también ancho de banda en ese momento y cuánto ancho de banda estén utilizando.

NO ES BUENO COMPARTIR

El uso compartido del ancho de banda significa que la red inalámbrica puede ser una mala elección para aplicaciones, como la transmisión de video, que requieren comunicaciones de alto ancho de banda en tiempo real. El ancho de banda de los componentes inalámbricos modernos es apenas suficiente para transmitir video con calidad de DVD en condiciones ideales. Si uno o más clientes inalámbricos también están utilizando ancho de banda, el video entregado se verá entrecortado. Por esa razón, siempre recomendamos usar redes cableadas para video o, alternativamente, una conexión de red inalámbrica dedicada o 802.11a.

Una red inalámbrica puede tener uno o muchos AP. Aunque la mayoría de las redes domésticas o SOHO funcionan bien con un AP, el uso de un segundo AP proporciona una cobertura de área adicional, permite que más adaptadores inalámbricos se conecten a la red simultáneamente y proporciona un ancho de banda compartido adicional. Por ejemplo, un AP podría tener un alcance insuficiente para cubrir un hogar grande, particularmente uno construido con piedra, montantes de acero, paredes de yeso pesado u otros materiales que bloquean las ondas de radio. No podemos imaginar que el límite de 32 o 64 adaptadores inalámbricos conectados sea un problema en cualquier entorno doméstico o SOHO, pero el ancho de banda compartido limitado podría serlo.

Añadir un segundo AP a cierta distancia del primer AP amplía el área de cobertura y duplica el ancho de banda disponible para ser compartido entre los clientes inalámbricos. Dependiendo de su ubicación, algunos adaptadores inalámbricos pueden estar dentro del alcance de ambos AP, mientras que otros estarán dentro del alcance de solo uno u otro AP. Si la red inalámbrica está configurada correctamente, los adaptadores inalámbricos de los clientes simplemente se conectan de forma transparente a un AP disponible sin intervención del usuario. Si el cliente es móvil, por ejemplo, una computadora portátil que se lleva de una habitación a otra, la conexión salta automáticamente de un AP al siguiente a medida que el cliente se mueve dentro del área de cobertura.

La Figura 14-2 muestra un AP típico destinado al uso doméstico o en pequeñas empresas. Este AP, un modelo D-Link DWL-2100AP, utiliza la omnipresente antena omnidireccional de baja ganancia tipo "pato de goma" que utilizan la mayoría de los dispositivos inalámbricos. Los soportes utilizados para estas antenas permiten que las antenas se orienten en las tres dimensiones para maximizar la intensidad de la señal y optimizar el área de cobertura. Algunos AP utilizan antenas fijas permanentemente. Otros, incluido este modelo, proporcionan un zócalo para una antena externa. Hay varias antenas externas disponibles, incluidos modelos adecuados para montaje en exteriores, modelos que proporcionan mayor ganancia que las antenas estándar de pato de goma y modelos que son altamente direccionales.

Figura 14-2: El D-Link DWL-2100AP, un AP típico

Los clientes se conectan a la red inalámbrica utilizando adaptadores inalámbricos, que son funcionalmente análogos a los adaptadores Ethernet estándar utilizados en una red cableada. Los adaptadores inalámbricos están disponibles en varias interfaces, incluyendo PCI (para sistemas de escritorio), CardBus (para notebooks), tarjetas adaptadoras PCMCIA (para notebooks más antiguos y dispositivos portátiles) y USB (para cualquier sistema). Al igual que los AP, los adaptadores inalámbricos PCI y USB normalmente se suministran con una antena omnidireccional de baja ganancia tipo pato de goma que generalmente puede ser reemplazada por una antena externa de alta ganancia o unidireccional. La Figura 14-3 muestra un D-Link AirPlus ExtremeG DWL-G520, que es un adaptador inalámbrico PCI típico. Los adaptadores inalámbricos CardBus, como el D-Link DWL-G650 que se muestra en la Figura 14-4, tienen una antena interna omnidireccional de baja ganancia y no prevén el uso de una antena externa. Sin embargo, ciertos modelos de adaptadores CardBus (o PCMCIA), como algunas tarjetas Proxim Orinoco, incluyen un puerto para antena externa.

Figura 14-3: El D-Link DWL-G520, un adaptador inalámbrico PCI típico

Figura 14-4: El D-Link DWL-G650, una tarjeta inalámbrica CardBus típica

Interoperabilidad de componentes inalámbricos

Los AP y los adaptadores inalámbricos admiten uno o más estándares 802.11, y también pueden admitir protocolos patentados. Los AP y adaptadores inalámbricos basados en estándares de diferentes empresas generalmente interoperan bien, con pequeñas excepciones. Puedes, por ejemplo, conectarte normalmente a un AP de D-Link con un adaptador inalámbrico NETGEAR o viceversa, asumiendo que ambos productos están diseñados para el mismo estándar o estándares. Algunos AP y adaptadores inalámbricos son de estándar único (es decir, 802.11g u 802.11a), y otros AP y clientes inalámbricos admiten múltiples estándares (por ejemplo, 802.11a/b/g).

Algunos proveedores inalámbricos, particularmente aquellos que se enfocan en empresas, se anticipan al proceso de creación de estándares añadiendo características patentadas que aún no han sido ratificadas como estándar (y que quizás nunca lo sean). Dichos productos mejorados son atractivos para las empresas por sus características añadidas y generalmente pueden interoperar con productos basados en estándares, pero generalmente solo a un nivel de mínimo común denominador. Por ejemplo, Belkin se adelantó al estándar 802.11n emergente introduciendo los llamados AP y adaptadores inalámbricos "Pre-N". Estos productos Pre-N —que pueden o no terminar siendo compatibles con el estándar 802.11n cuando se finalice— proporcionan mayor velocidad y mayor alcance cuando se usan juntos, pero cuando se usan con componentes 802.11g o anteriores, funcionan como componentes estándar.

En general, recomendamos evitar siempre que sea posible los componentes inalámbricos que dependen de extensiones patentadas para proporcionar el nivel de funcionalidad requerido. Los componentes inalámbricos actuales basados en estándares proporcionan la seguridad y capacidad de gestión adecuadas para cualquier entorno doméstico o de pequeña empresa.

El alcance de una conexión inalámbrica depende de muchos factores, incluyendo su velocidad, la cantidad de interferencia, las obstrucciones en la trayectoria de la señal y los tipos de antenas utilizadas. Sin embargo, todo lo demás siendo igual, el alcance de una conexión está determinado por la potencia del transmisor y la sensibilidad del receptor. Las diferentes marcas y modelos de componentes inalámbricos pueden diferir significativamente en ambos aspectos.

La potencia del transmisor de los componentes de red inalámbrica generalmente se indica en dBm y puede variar de 0 dBm (definido como 1 milivatio o mW) a 30 dBm (poco más de 1.000 mW). Un aumento o disminución de aproximadamente 3 dBm corresponde a duplicar o reducir a la mitad la potencia de transmisión. Por ejemplo, una salida de 3 dBm corresponde a unos 2 mW. Un aumento o disminución de 10 dBm corresponde a aumentar o disminuir la potencia del transmisor en un factor de 10. Por ejemplo, una salida de 10 dBm es de unos 10 mW; 20 dBm de unos 100 mW; y 30 dBm de unos 1.000 mW. Todo lo demás siendo igual, aumentar la potencia de salida aumenta el alcance y la velocidad de transmisión.

Los dispositivos inalámbricos pueden usar una potencia de transmisión fija, establecer la potencia de transmisión dinámicamente bajo control de firmware o permitir que la potencia de transmisión se establezca manualmente. La cantidad de potencia de transmisión necesaria varía con la distancia entre dispositivos, la sensibilidad del receptor, la tasa de datos del enlace, la cantidad de obstrucción en la trayectoria de la señal y otros factores. En general, mayores distancias entre dispositivos y mayores tasas de datos requieren más potencia de transmisión.

Podrías pensar que la mejor idea sería que todos los dispositivos usaran la potencia de transmisión máxima todo el tiempo, pero la alta potencia no siempre es deseable. Usar más potencia de la necesaria no mejora la velocidad o calidad del enlace inalámbrico; simplemente introduce RF innecesaria en el entorno, donde puede interferir con otros dispositivos inalámbricos que, de otro modo, podrían usar el mismo canal sin conflictos.

En consecuencia, el firmware de algunos dispositivos inalámbricos está programado para negociar las características del enlace con otros dispositivos inalámbricos, incluida la potencia del transmisor, para establecer una conexión óptima al nivel de potencia mínimo requerido. Esta negociación se puede realizar a tasas de datos muy bajas, por lo que el contacto inicial entre los dispositivos puede ocurrir a baja potencia. Cada dispositivo informa al otro sobre sus propias capacidades, incluida la velocidad de enlace más rápida que admite. Los dispositivos aumentan entonces la potencia de su transmisor al nivel mínimo necesario para admitir la tasa de datos común más alta. Si la potencia de transmisión máxima disponible es insuficiente para admitir su tasa de datos común más alta, vuelven a una tasa de datos más baja, usando cualquier nivel de potencia necesario para admitir esa tasa de datos más baja.

Otros dispositivos inalámbricos permiten que la potencia de transmisión se ajuste manualmente, generalmente dentro de un rango de unos pocos mW hasta quizás 100 o 200 mW. A menudo, la potencia de salida no se indica numéricamente, sino que se nombra (Completa, Mitad, Cuarto, Octava, etc.) o como una potencia de salida máxima con opciones para reducir la salida en una serie de pasos de 3 dB, cada uno de los cuales reduce a la mitad la potencia de salida. Otros dispositivos inalámbricos no prevén el ajuste de la potencia de transmisión, utilizando en su lugar una potencia de transmisión fija, generalmente de unos 30 mW.

La otra cara de la potencia del transmisor es la sensibilidad del receptor. Todo lo demás siendo igual, un receptor más sensible puede mantener una conexión con una señal más débil que un receptor con menor sensibilidad. Un receptor sensible es tan importante como un transmisor potente, porque la intensidad de la señal cae rápidamente con la distancia creciente del transmisor y porque las tasas de datos más altas requieren señales más fuertes.

Si estás construyendo una red inalámbrica para la cual el alcance es crítico, particularmente si las trayectorias de tu señal están obstruidas, vale la pena prestar atención a la sensibilidad del receptor de los componentes que estás considerando usar. Por ejemplo, el D-Link DWL-2100AP tiene una excelente sensibilidad de receptor. Un componente barato y sin marca podría tener una sensibilidad de receptor real 10 dBm menor que el modelo D-Link (la documentación del AP barato probablemente no lo admitirá, pero aquí hablamos de la realidad). Eso significa que cuando el AP de D-Link está en su alcance máximo para mantener un enlace de 54 Mb/s, el AP barato podría mantener solo un enlace de 24 o 36 Mb/s. Peor aún, si el AP de D-Link está en su alcance máximo para admitir un enlace de 36 Mb/s, el AP barato podría mantener solo uno de 6 o 9 Mb/s.

La mayoría de los componentes inalámbricos convencionales se suministran con una antena estándar tipo "pato de goma", que generalmente se describe como omnidireccional. Eso es cierto en cierto sentido, pero la antena estándar irradia de forma omnidireccional principalmente en un plano. Por ejemplo, con la antena orientada verticalmente (a 90° con respecto al plano horizontal), como se muestra en la Figura 14-5, el patrón de radiación se asemeja a una rosquilla que se extiende horizontalmente hacia afuera en todas direcciones. Si este AP se instalara en un piso de una casa, por ejemplo, su área de cobertura podría incluir todas las habitaciones en ese mismo piso, pero las habitaciones en los pisos por encima y por debajo de su ubicación recibirían una señal débil.

Figura 14-5: Antena orientada verticalmente para maximizar la cobertura horizontal

Debido a que la orientación de la antena tiene un efecto importante en el área de cobertura, la mayoría de los soportes de antena permiten que la antena se gire en todas las dimensiones. Por ejemplo, la Figura 14-6 muestra la antena en el mismo plano vertical que la imagen anterior, pero orientada a 45° con respecto al plano horizontal. Con la antena orientada de esta manera, el AP proporciona un área de cobertura más pequeña en el piso donde se encuentra, con cobertura adicional en esa parte del piso superior situada a la derecha del AP y cobertura adicional en esa parte del piso inferior situada a la izquierda del AP.

Figura 14-6: Antena inclinada para proporcionar cobertura vertical adicional a expensas de la cobertura horizontal

De manera similar, la Figura 14-7 muestra la antena inclinada a 45° tanto en el plano horizontal como en el vertical con respecto a la primera imagen. Con la antena orientada de esta manera, el AP proporciona algo de cobertura horizontal en el piso donde se encuentra, con cobertura adicional en esa parte del piso superior situada a la derecha frontal del AP y cobertura adicional en esa parte del piso inferior situada a la izquierda trasera del AP.

Figura 14-7: Antena inclinada para proporcionar cobertura vertical frontal a trasera adicional a expensas de la cobertura horizontal y vertical de derecha a izquierda

La orientación de la antena del AP tiene un gran impacto en el área de cobertura. Cambiar la orientación de la antena incluso unos pocos grados puede marcar grandes diferencias en la intensidad de la señal en toda el área de cobertura, beneficiando algunas áreas a expensas de otras. Además, las obstrucciones no son necesariamente igual de obstructivas en diferentes orientaciones de la antena. Cuando instales una red inalámbrica, no te limites a orientar la antena del AP verticalmente y esperar lo mejor. Dedica algo de tiempo a jugar con la orientación de la antena para ver cómo afecta la intensidad de la señal en toda tu área de cobertura. Usa una notebook con un adaptador inalámbrico y ejecuta el software de estudio de sitio proporcionado con el adaptador inalámbrico, o un paquete como Network Stumbler (http://www.stumbler.net), para optimizar el área de cobertura.

LA SALVAJE Y LANUDA BANDA DE 2.4 GHZ

La mayoría de las formas inalámbricas utilizan la banda de 2.4 GHz, que no tiene licencia y puede ser utilizada libremente por cualquiera. Los componentes inalámbricos deben compartir esta banda con millones de otros componentes electrónicos —desde hornos de microondas hasta monitores para bebés, teléfonos inalámbricos, sistemas de seguridad inalámbricos y abridores de puertas de garaje—, lo que significa que hay muchas interferencias.

Este hecho nos quedó claro, y por partida doble, cuando a Robert le tocó usar su computadora portátil para tomar algunas capturas de pantalla de una utilidad de configuración de adaptador inalámbrico Super G. La calidad de la señal y la tasa de datos estaban en su punto máximo, hasta que Barbara encendió el horno de microondas. El adaptador inalámbrico y el AP de D-Link mantuvieron la conexión, pero la calidad de la señal y la tasa de datos se desplomaron. Fue como si alguien hubiera encendido un inhibidor, que, por supuesto, es exactamente lo que sucedió.

Si utilizas redes inalámbricas, prepárate para hacer concesiones para lidiar con los conflictos de espectro. Es posible que incluso necesites reemplazar algunos de tus otros equipos electrónicos, como cambiar tus teléfonos inalámbricos de 2.4 GHz por modelos de 900 MHz o 5.8 GHz.

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