El futuro del wireless (artículo de revista)

Probamos qué hay de cierto en las bondades del borrador del estándar 802.11n

Los teóricos 300 Mbps de régimen de transferencia compiten con las velocidades de las redes cableadas Ethernet, aunque todavía están muy lejos de las prestaciones de la tecnología Gigabit. Su mayor virtud sigue siendo la facilidad de instalación y la ausencia de cables.

Desde que apareció la primera tecnología para la implementación de redes inalámbricas, la evolución en lo que respecta a eficiencia y velocidad de transmisión se refiere ha sido considerable. El objetivo es claro: poder competir con la velocidad o, mejor dicho, régimen de transferencia de las redes cableadas, es decir Ethernet (10/100) y Gigabit (1000). Conceptualmente, no existe ninguna diferencia entre una red con cables (coaxial, fibra óptica, etcétera) y una inalámbrica. La distinción está en que las redes inalámbricas transmiten y reciben datos a través de ondas electromagnéticas, lo que supone la eliminación del uso de cables y, por tanto, una total flexibilidad en las comunicaciones.
   Hasta ahora, las ventajas de la infraestructuras inalámbricas respecto a las cableadas estaban claras: sencilles de instalación y movilidad de los equipos conectados por medio de esta tecnología. Por el contrario, el principal inconveniente se centraba en su capacidad de transmisión y en las posibles interferencias propias del medio en el que se transmiten. Si las redes convencionales eran capaces de transferir a un régimen teórico de 100 Mbps y 1.000 Mbps, los últimos productos basados en tecnología inalámbrica tan sólo alcanzan los 54 Mbps. Esta disconformidad teórica y práctica supone un salto demasiado grande cuando llega el momento de realizar algunas operaciones, por ejemplo, la transferencia de archivos de vídeo, streaming o soportar con soltura la transferencia de música con obstáculos de por medio, el escenario más habitual.
   Aunque originalmente este tipo de transmisión fue desarrollada con el objetivo de cubrir las necesidades dentro del ámbito profesional, la realidad es que su fácil instalación y las posibilidades que ofrece a los usuarios (las ya mencionadas de streaming de audio y vídeo) han abierto un nicho de mercado demasiado atractivo para los fabricantes como para reninciar a él. Aunque hasta ahora las velocidades de transmisión han ido elevándose paulatinamente, las necesidades han aumentado de forma exponencial. En este sentido, las expectativas generales del nuevo estándar de comunicación sin cables prometen elevados ratios de transferencia y una mejora notable en la cobertura y estabilidad de la señal WiFi.

Las tecnologías anteriores
Hasta la próxima ratificación del estándar 802.11n, hemos convivido con las especificaciones a, b y g. A continuación, vamos a mostrar las características de todas ellas para poder establecer comparaciones con la última en llegar.
   Las dos primeras en aparecer fueron las denominadas 802.11a  y b. La primera de ellas es la más utilizada en los EE UU. Esta revisión, certificada en 1999, opera en la banda de 5 GHz con una velocidad máxima de 54 Mbps, lo que lo convierte en un estándar práctico para entornos con velocidades reales de aproximadamente 20 Mbps. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbps en caso necesario. Es incompatible con el estándar 802.11b, lo que supuso un problema para los usuarios, ya que había que elegir entre un tipo de dispositivo u otro.
   La elección de la banda de los 5 GHz no es casual. Dado el elevado uso de la de 2,4 GHz (empleada, entre otros aparatos, por los teléfonos inalámbricos y los hornos microondas), su utilización representa la disminución de interferencias. Sin embargo, también cuenta con desventajas, dado que restringe el uso de los equipos 802.11a a únicamente puntos en línea de vista, con lo que se hace necesario la instalación de un mayor número de puntos de acceso. A su vez, implica que los equipos que trabajan bajo este estándar no pueden penetrar tan lejos como los del estándar 802.11b, puesto que sus ondas son más fácilmente absorbidas. La relación entre el régimen de transmisión y la distancia entre emisor y receptor vienen a ser las siguientes: a 30 metros, 54 Mbps; a 300 metros, 6 Mbps en entornos diáfanos o exteriores; mientras, en interiores, a 12 metros, mantiene los 54 Mbps, y a 90 metros se reduce a 6 Mbps.
   La especificación 802.11b trabaja sobre la banda de los 2,4 GHz y la tasa de transferencia teórica es de 11 Mbps. No obstante, se ve reducida hasta los 6 Mbps en condiciones ideales y hasta los 2 Mbps en un entorno de oficina.
   Ante la imposibilidad de estos estándares de interoperar y dado que las necesidades del mercado no se veían cubiertas con los teóricos 11 Mbps del 802.11b, se desarrolló la especificación 802.11g. Al igual que el estándar 802.11b, utiliza la banda de 2,4 GHz, pero opera a una velocidad teórica máxima de 54 Mbps, unos 24,7 de velocidad real de transferencia, similar a la del estándar 802.11a. Es compatible con el estándar b y utiliza las mismas frecuencias. Buena parte de su proceso de diseño tuvo como objetivo hacer compatibles los dos estándar g y la presencia de nodos bajo el b reduce significativamente la velocidad de transmisión.

Las características de la n
La tecnología 802.11n comenzó su andadura en enero de 2004, cuando la asociación internacional IEEE creó un grupo de trabajo para su desarrollo. A principios de este año aprobó el borrador 2.0 y es previsible que en el 2008 se ratifique como estándar. No obstante, ya existen en el mercado productos (como los que analizamos en estas páginas) que funcionan bajo Wireless-N y conocidos como pre-802.11n. Las principales novedades que aporta son una velocidad inicial de hasta 3000 Mbps en el borrador, aunque es previsible que la versión final ascienda a 600 Mbps; una mayor cobertura y fiabilidad gracias a la incorporación de la tecnología MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output), que utiliza múltiples antenas de emisión y recepción en las transmisiones; y la capacidad de transferir en las frecuencias de 2,4 y 5 GHz de forma simultánea.
   Gracias a estas características y al empleo de distintas antenas, se puede regular la potencia de emisión para llegar mejor y con mayor calidad de señal hasta cada cliente. Así, es posible superar obstáculos físicos que con otros equipos supondría una gran pérdida de la calidad de la señal, uno de los grandes problemas de las tecnologías utilizadas hasta ahora.
   El problema es que los productos que van lanzándose al mercado no pasan por el momento de ser meras aproximaciones a lo que será el estándar definitivo, todavía por confirmar. Sus prestaciones serán similares, pero algunos aspectos, como la total compatibilidad con 802.11b/g, aún tienen puntos por definir. Este detalle es de especial importancia, ya que lo que se pretende es desarrollar un nuevo estándar compatible <<hacia atás>>, es decir, que pueda aprovechar los productos e infraestructuras existentes hoy en día.

La seguridad, asignatura aprobada
   La seguridad de las redes inalámbricas, bajo la tecnología que sea, es uno de los problemas más graves a los cuales se enfrenta la tecnología WiFi. Un elevado porcentaje de redes son instaladas por administradores de sistemas o usuarios con pocos conocimientos debido a la simplicidad de su implementación, por lo que no se detienen demasiado en todo aquello relacionado con la seguridad, convirtiendo, por tanto, sus redes en infraestructuras abiertas, en las que circula todo tipo de información sin la protección requerida.
   Afortunadamente, existen varias alternativas para garantizar la seguridad de estas redes. Aunque podemos instalar cortafuegos para detectar cualquier intrusión en ellas, los medios más comunes se basan en la utilización de protocolos de seguridad de datos específicos para entornos WiFi. Estos protocolos se basan en la encriptación de datos. Los ejemplos más conocidos son WEP y WPA, que se encargan de la autentificación, integridad y confidencialidad, y son proporcionados por los fabricantes de los propios dispositivos inalámbricos. Lógicamente, estos sistemas están recogidos en las normas del conjunto de protocolos IEEE 802.1X. No obstante, el denominado WPA2, que es una mejora del WPA, es el mejor protocolo de seguridad para WiFi en este momento. Para su utilización en un ordenador cargado con Windows XP, se requiere el Service Pack 2 y una actualización adicional.

Nuestras pruebas
En estas líneas, ya hemos comentado que el borrador debe ser ratificado, por eso, la incorporación de estos productos al mercado está siendo bastante lenta. A pesar de ello, algunos fabricantes han comenzado a comercializar productos bajo las especificaciones del borrador 802.11n. En este artículo lo hemos tenido acceso a ingenios que se sirven de este borrador (Netgear, Linsys Wireless, Conceptronic, D-Link, Asus y SMC), aunque otros fabricantes, como Belkin, 3Com o Edimax, cuentan con productos similares en el mercado.
   Para probar la efectividad del conjunto compuesto por un router inalámbrico y un adaptador USB o PCMCIA, decidimos crear dos escenarios para nuestras pruebas. Con el primero de ellos hemos pretendido saber cuál es el rendimiento que podemos alcanzar en condiciones ideales, es decir, sin interferencias externas. Sin embargo, la situación real no es ésta. Lo más habitual es que nos encontremos con interferencias de todo tipo, incluidas aquellas generadas por las instalaciones inalámbricas de nuestros vecinos, en caso de que esté emplazado en una casa, o de otros routers si se encuentra en una oficina. Por esta razón, hemos creado una segunda infraestructura inalámbrica que emitía datos sin cesar para comprobar el funcionamiento del dispositivo con la interferencia de una segunda red, de modo que nos ofrezca un entorno más próximo al que tendrán este tipo de dispositivos. Fernando Reinlein

Glosario

Ethernet: También se conoce como IEEE 802.3, es el estándar más popular para las LAN que se usa actualmente. Emplea una tecnología lógica de bus y una topología física de estrella o de bus. Ethernet permite datos a través de la red a una velocidad de 10 Mbps, en el caso de las redes más antiguas, y de 100 Mbps en el caso de las más actuales. A estas últimas también se las denomina Fast Ethernet. Mientras tanto, Gigabit es una extensión de este estándar que consigue una capacidad de transmisión de 1 gigabit por segundo.

MIMO: Acrónimo de Multiple-Input Multiple-Output (múltiple entrada, múltiple salida). Se refiere al uso de múltiples antenas tanto en el emisor como en el receptor para mejorar el rendimiento de los sistemas de comunicación vía radio. Ha conseguido llamar la atención de los fabricantes de productos inalámbricos porque aumenta significativamente la tasa de transmisión de datos sin un ancho de banda adicional. Lo consigue aumentando la eficiencia espectral de un sistema de comunicación por medio de la utilización del domino espectral (más bits por segundo por hertzio).

WEP: Acrónimo de Wired Equivalent Privacy. Es el sistema de cifrado incluido en el estándar IEEE 802.11 para cifrar la información que se transmite. Proporciona cifrado a nivel 2 y utiliza claves de 64 o 128 bits.

WPA: Acrónimo de Wi-Fi Protected Access. Es un sistema para proteger redes inalámbricas, creado para corregir las deficiencias del WEP (sobre todo de vulnerabilidad). Implementa la mayoría del estándar IEEE 802.11i (pendiente de publicación) y fue creado como una medida intermedia para ocupar el lugar de WEP mientras que se aprueba el 802.11i.

 

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Artículo de revista PC actual. Año XVIII, número 200.