Hasta ahora más promesa que realidad, las redes locales inalámbricas no han sabido o podido conquistar el mercado. Aunque con un gran nivel de aplicabilidad a distintos escenarios donde el cable resulta inadecuado o imposible, la falta de estándares y sus reducidas prestaciones en cuanto a velocidad han limitado tanto el interés de la industria como de los usuarios. La aparición, sin embargo, de la norma IEEE 802.11 podría suponer una reactivación del mercado, al introducir un necesario factor de estabilidad e inter-operatividad imprescindible para su desarrollo. Y ya se trabaja para conseguir LAN inalámbricas a 10 Mbps.
Una red de área local por radio frecuencia o WLAN (Wireless LAN) puede definirse como una red local que utiliza tecnología de radiofrecuencia para enlazar los equipos conectados a la red, en lugar de los cables coaxiales o de fibra óptica que se utilizan en las LAN convencionales cableadas, o se puede definir de la siguiente manera: cuando los medios de unión entre sus terminales no son los cables antes mencionados, sino un medio inalámbrico, como por ejemplo la radio, los infrarrojos o el láser.
La tecnología basada en microondas se puede considerar como la más madura, dado que es donde se han conseguido los resultados más claros. La basada en infrarrojos, por el contrario, se encuentra de momento menos desarrollada, las distancias que se cubren son sensiblemente más cortas y existen aún una importante serie de problemas técnicos por resolver. Pese a ello, presenta la ventaja frente a las microondas de que no existe el problema de la saturación del espectro de frecuencias, lo que la hace tremendamente atractiva ya que se basa en un "espacio libre" de actuación.
Las WLAN han surgido como una opción dentro de la corriente hacia la movilidad universal en base a una filosofía "seamless" o sin discontinuidades, es decir, que permita el paso a través de diferentes entornos de una manera transparente. Para ser considerada como WLAN, la red tiene que tener una velocidad de transmisión de tipo medio (el mínimo establecido por el IEEE 802.11 es de 1 Mbps, aunque las actuales tienen una velocidad del orden de 2 Mbps), y además deben trabajar en el entorno de frecuencias de 2,45 GHz.
La aparición en el mercado de los laptops y los PDA (Personal Digital Assistant), y en general de sistemas y equipos de informática portátiles es lo que ha generado realmente la necesidad de una red que los pueda acoger, o sea, de la WLAN. De esta manera, la WLAN hace posible que los usuarios de ordenadores portátiles puedan estar en continuo movimiento, al mismo tiempo que están en contacto con los servidores y con los otros ordenadores de la red, es decir, la WLAN permite movilidad y acceso simultáneo a la red.
En una LAN convencional, cableada, si una aplicación necesita información de una base de datos central tiene que conectarse a la red mediante una estación de acogida o "docking station", pero no puede estar en movimiento continuo y libre. La WLAN puede ser autocontenida o bien puede actuar como una extensión de la red de cable Ethernet o Token-Ring.
Ventajas y Desventajas
Las principales ventajas que presentan las redes de este tipo son su libertad de movimientos, sencillez en la reubicación de terminales y la rapidez consecuente de instalación. La solución inalámbrica resuelve la instalación de una red en aquellos lugares donde el cableado resulta inviable, por ejemplo en edificios históricos o en grandes naves industriales, donde la realización de canaletas para cableado podría dificultar el paso de transportes, así como en situaciones que impliquen una gran movilidad de los terminales del usuario o la necesidad de disponer de vías alternativas por motivos de seguridad.
Los inconvenientes que tienen las redes de este tipo se derivan fundamentalmente de encontrarnos en un periodo transitorio de introducción, donde faltan estándares, hay dudas que algunos sistemas pueden llegar a afectar a la salud de los usuarios, no está clara la obtención de licencias para las que utilizan el espectro radioeléctrico y son muy pocas las que presentan compatibilidad con los estándares de las redes fijas.
Lenta evolución
A pesar de su importancia, desde un punto de vista tecnológico y estratégico (el paso de la telefonía móvil a la computación móvil, las perspectivas de un multimedia móvil o la banda ancha en el contexto móvil), el mercado de WLAN ha evolucionado muy lentamente, sin obedecer a las expectativas generadas en los últimos años, que hablaban de importantes crecimientos de negocio. Esto se ha debido, entre otros motivos, a los propios problemas que siempre conlleva el nacimiento de una tecnología: los desequilibrios entre la oferta y la demanda y la debilidad del modelo de relaciones, asociado, los problemas de excelencia de la propia tecnología (las prestaciones de los productos o servicios), los precios, normalmente elevados, y la ausencia de normas.
Sin embargo, parece que ahora el panorama podría cambiar realmente. Se finalizaron los trabajos relativos a la norma IEEE 802.11 para redes locales inalámbricas, con lo cual se tiene ya una norma que introduce un factor de estabilidad e interoperatividad. En este sentido es de presumir que la actitud de espera mantenida por la industria hasta ahora respecto a estas tecnologías, que genera un retraimiento general tanto de la oferta como de la demanda, quedará considerablemente debilitada. Además, la existencia de una normativa coherente constituye un factor importante para su desarrollo debido a la gran cantidad de técnicas, tecnologías y normas existentes en el ámbito de las comunicaciones móviles y la consiguiente complejidad inherente a la universalidad en las comunicaciones. En este contexto, la norma ayuda a la tecnología a encontrar su posición en el mercado, pues se trata de tecnologías fuertemente sensibles a la estandarización y la regulación.
La norma recientemente publicada IEEE 802.11 no está exenta de cierta polémica. Algunos sectores argumentan que el enfoque de esta norma limita las prestaciones y las posibilidades de mejora de la tecnología, limitaciones que impiden la generación de soluciones potentes en ancho de banda como el soporte a multiaplicaciones concurrentes.
Otros argumentos se refieren a la ausencia de esquemas de modulación avanzados como QAM (Quadrature Amplitude Modulation) o a problemas de interoperatividad entre sistemas basados en esquemas DS (Direct Sequence) y en FH (Frequency Hopping). En cualquier caso, es realmente previsible una mejora notable de las prestaciones y de los precios, lo que unido a actuaciones como las del recientemente constituido Wireless LAN Interoperability Forum para promover y ayudar a verificar y certificar la inter-operatividad de productos, ha generado predicciones en torno a crecimientos anuales del 45 por ciento, hasta alcanzar 500 millones de dólares en el año 2000. De todas formas, lo que sí es indudable es que el mercado WLAN, aunque con sus propias peculiaridades, va a seguir la misma línea que el mercado de las comunicaciones móviles en general, fundamentalmente porque se tiende a la unificación de los sistemas para obtener un sistema universal en el que la WLAN es un importante eslabón. En este sentido se puede decir que, en términos generales, se espera un crecimiento más bien importante para las comunicaciones móviles o "wireless", desde un punto de vista global para los próximos cinco años. La situación frente al cable se puede estimar más bien de complemento, apoyo o cooperación que de pura competencia, por lo menos a medio plazo. Esto es debido fundamentalmente a que, desde un punto de vista puramente técnico y de momento, parece difícil conseguir la velocidad/ancho de banda que proporcionan las soluciones basadas en cable. A esto hay que añadir los importantes movimientos que se están produciendo en la industria del cable para hacerse con parcelas importantes de mercado hacia una tecnología multimedia interactiva. Aparece la TV por cable con sus servicios asociados conocidos como la banda ancha residencial que está dando lugar a que se hable ya de las autopistas del cable, un mercado también emergente y, por tanto, no exento de riesgos pero que ofrece perspectivas realmente importantes.
Los esfuerzos en el ámbito de la radiofrecuencia también se orientan a conseguir este multimedia interactivo al que se asociaría, lógicamente, la ventaja inherente a este tipo de comunicaciones es la movilidad. Es interesante citar un proyecto en esta línea, Teledesic, un sistema basado en una constelación de satélites LEO para proporcionar servicios de banda ancha. El hacer un estudio para la predicción de la evolución de estas tecnologías cae, obviamente, fuera del contexto de este informe por su magnitud y complejidad, pero, sin embargo, sí se puede apuntar como una realidad fuera de discusión que la tecnología basada en radiofrecuencia, aunque sea realmente atractiva por el factor de la movilidad asociada, por otra parte es más compleja que la tecnología del cable, porque el entorno en el que se desarrolla la radiofrecuencia, es decir, el espacio libre, es cambiante, sujeto a factores externos al propio sistema de transmisión, vulnerable y, consecuentemente, difícil de predecir y controlar lo que genera un factor de incertidumbre en este contexto que no existe en el cable.
Además la tecnología radio no tiene el "background" histórico del cable, lo que también ayuda a aumentar las dificultades. Sin embargo, la existencia de dificultades no constituye un factor absolutamente decisivo para predecir la evolución de un proyecto o tecnología, sino que estos factores se apoyan más bien en la excelencia de la planificación, estrategia y gestión de los trabajos, así como del equipo humano asociado.
18 años de historia
El origen de las LAN inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en 1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros de IBM en Suiza, consistía en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en una fábrica. Estos resultados, publicados en el volumen 67 de los Proceeding del IEEE, puede considerarse como el punto de partida en la línea evolutiva de esta tecnología.
Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas, donde se utilizaba el esquema del "spread-spectrum"(frecuencias altas), siempre a nivel de laboratorio. En mayo de 1985, y tras cuatro años de estudios, el FCC (Federal Communications Comission), la agencia federal del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las bandas IMS (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz a las redes inalámbricas basadas en "spread-spectrum". IMS es una banda para uso comercial sin licencia: es decir, el FCC simplemente asigna la banda y establece las directrices de utilización, pero no se involucra ni decide sobre quién debe transmitir en esa banda.
La asignación de una banda de frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la industria: ese respaldo hizo que las WLAN empezara a dejar ya el laboratorio para iniciar el camino hacia el mercado. Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya más en la fase de desarrollo, hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1 Mbps, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la red sea considerada realmente una LAN.
Confluencia tecnológica
En este contexto, la previsión más realista, que también podría ser tachada de conservadora, apunta a una confluencia de ambas tecnologías: una red en la que coexistirá la radio y el cable y que, incluso la dualidad/antagonismo entre cable y radio aparecerá como algo transparente al usuario en el sentido de que sólo percibirá "la red", una red sin costuras en la que el cable y el radio convivirán para proporcionar cada una de las partes sus puntos fuertes, complementándose para conseguir soluciones óptimas en cada entorno.
En definitiva, precio, prestaciones y normas son los tres factores que, combinados, determinarán realmente la evolución del mercado de las WLAN: para que estos productos tengan el éxito necesario o lo que es lo mismo, para hablar de crecimientos desde una posición realista. Las WLAN tienen que presentar la misma capacidad y calidad de servicio al usuario que sus homólogas cableadas o, por lo menos, si no la misma, comparable. Se requiere además un precio accesible y unas normas claras y operativas que no supongan una barrera a la innovación y que contribuyan a favorecer la interoperatividad.
De momento, las prestaciones de las WLAN se encuentran bastante por debajo de sus homólogas cableadas. Las WLAN trabajan a una décima parte de la velocidad de las LAN convencionales, entre 1,5 y 2 Mbps. En particular, la mayor parte de fabricantes afirman haber conseguido velocidades de 2 Mbps en la banda de 2,45 GHz con una filosofía Ethernet. El próximo hito lo sitúan en 10 Mbps en base a mejoras de carácter incremental.
En lo que se refiere a este aspecto de una evolución de carácter incremental es importante destacar que se está observando actualmente una tendencia que, en algún momento, podría suponer una ruptura de la evolución de la tecnología de redes locales inalámbricas.
Cuando el modelo evolutivo de la tecnología está fuertemente marcado por el "technology push", es decir, cuando son los avances tecnológicos los que generan mercados, el modelo puede presentar discontinuidades y producirse rupturas con las secuencias tecnológicas anteriores correspondientes a un modelo evolutivo lineal, caracterizado por avances incrementales motivados por una preponderancia del "market pull". Esta ruptura vendría dada por la tecnología ATM, con la que se podrían llegar a conseguir, según parece, hasta 20 Mbps. Actualmente, existen ya proyectos en curso sobre ATM por radio todavía en el estadio de investigación.
Normalización
En 1990, en el seno de IEEE 802, se forma el comité IEEE 802.11, que empieza a trabajar para tratar de generar una norma para las WLAN. Pero no es hasta 1994 cuando aparece el primer borrador.
En 1992 se crea Winforum, consorcio liderado por Apple y formado por empresas del sector de las telecomunicaciones y de la informática para conseguir bandas de frecuencia para los sistemas PCS (Personal Communications Systems). En ese mismo año, la ETSI (European Telecommunications Standards Institute), a través del comité ETSI-RES 10, inicia actuaciones para crear una norma a la que denomina HiperLAN (High Performance LAN) para, en 1993, asignar las bandas de 5,2 y 17,1 GHz. En 1993 también se constituye la IRDA (Infrared Data Association) para promover el desarrollo de las WLAN basadas en enlaces por infrarrojos.
En 1996, finalmente, un grupo de empresas del sector de informática móvil (mobile computing) y de servicios forman el Wireless LAN Interoperability Forum (WLI Forum) para potenciar este mercado mediante la creación de un amplio abanico de productos y servicios interoperativos. Entre los miembros fundadores de WLI Forum se encuentran empresas como ALPS Electronic, AMP, Data General, Contron, Seiko Epson y Zenith Data Systems.
Del Comité de Normalización de Redes Locales (IEEE 802) del Instituto de Ingenieros Eléctricos, IEEE de Estados Unidos se puede entonces destacar las normas siguientes: · 802.3 CSMA/CD (ETHERNET) · 802.4 TOKEN BUS · 802.5 TOKEN RING · REDES METROPOLITANAS
Por otro lado, el Instituto Americano de Normalización, (ANSI), ha desarrollado unas especificaciones para redes locales con fibra óptica, las cuales se conocen con el nombre de FDDI, y es obre del Comité X3T9.5 del ANSI. La última revisión del estándar FDDI, llamada FDDI-II, ha adecuado la norma para soportar no sólo comunicaciones de datos, sino también de voz y video.
Para las aplicaciones de las redes locales en el entorno de la automatización industrial, ha surgido el MAP (Manufacturing Automation Protocol), apoyado en la recomendación 802.4 y para las aplicaciones en el entorno de oficina surgió el TOP (Technical and Office Protocol), basado en la norma 802.3
Aplicaciones
Actualmente, las redes locales inalámbricas (WLAN) se encuentran instaladas mayoritariamente en algunos entornos específicos, como almacenes, bancos, restaurantes, fábricas, hospitales y transporte. Las limitaciones que, de momento, presenta esta tecnología ha hecho que sus mercados iniciales hayan sido los que utilizan información tipo "bursty" (períodos cortos de transmisión de información muy intensos seguidos de períodos de baja o nula actividad) y donde la exigencia clave consiste en que los trabajadores en desplazamiento puedan acceder de forma inmediata a la información a lo largo de un área concreta, como un almacén, un hospital, la planta de una fábrica o un entorno de distribución o de comercio al por menor; en general, en mercados verticales.
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Otras aplicaciones, las primeras que se vislumbraron, más bien de un carácter marginal debido a que en un principio no se captaba el potencial y la capacidad real de las WLAN, se refieren a la instalación de redes en lugares donde es difícil o compleja la instalación de una LAN cableada, como museos o edificios históricos, o bien en lugares o sedes temporales donde podría no compensar la instalación de cableado.
El previsible aumento del ancho de banda asociado a las redes inalámbricas y, consecuentemente, la posibilidad del multimedia móvil, permitirá atraer a mercados de carácter horizontal que surgirán en nuevos sectores, al mismo tiempo que se reforzarán los mercados verticales ya existentes. La aparición de estos nuevos mercados horizontales está fuertemente ligada a la evolución de los sistemas PCS (Personal Communications Systems), en el sentido de que la base instalada de sistemas PCS ha creado una infraestructura de usuarios con una cultura tecnológica y hábito de utilización de equipos de comunicaciones móviles en prácticamente todos los sectores de la industria y de la sociedad.
Esa cultura constituye el caldo de cultivo para generar una demanda de más y más sofisticados servicios y prestaciones, muchos de los cuales han de ser proporcionados por las WLAN. De hecho, según datos de la CTIA (Celular Telephone Industry Associations), los clientes de los proveedores de servicios por radio se muestran en general satisfechos con los servicios recibidos, pero esperan más tanto en términos de servicio como de precio, tanto en el contexto celular como PCS.
Soluciones propietarias
Otro de los factores que ha podido influir de forma negativa en la introducción de estas tecnologías ha sido la falta de un estándar que determine su implementación. Así, durante los últimos años los diferentes fabricantes han ido desarrollando sus propias soluciones, utilizando frecuencias y tecnologías muy distintas y normalmente incompatibles. Por último, y aunque no se deben comparar entre sí uno y otro tipo de redes dado su diferente nivel de prestaciones, es inevitable que se tienda a comparar sus precios, por lo que si a todo lo anterior unimos el mayor coste inicial de una red inalámbrica respecto al equivalente de una red de cable, tendremos una idea más clara de cuáles han sido las principales razones por las que la introducción de este tipo de productos no ha sido tan rápida como en un principio se esperaba.
A pesar de todo esto, el crecimiento del mercado de redes inalámbricas, tanto mundial como europeo, ha sido realmente espectacular durante los últimos cuatro años, en los que ha experimentado crecimientos anuales superiores al cien por cien, tanto en volumen de facturación como en número de conexiones. Este crecimiento ha sido paralelo, y se debe, en su mayor parte, al auge experimentado por el mercado de los PC portátiles, para los que el empleo de una red inalámbrica cobra pleno sentido.
Resulta curioso observar que mientras el crecimiento en países como Francia, Reino Unido, Portugal o los países Nórdicos supera incluso los porcentajes anteriormente citados, el desarrollo de este mercado en España ha sido hasta la fecha mucho más lento. La causa habría que buscarla quizá en la falta de conocimiento de este tipo de tecnologías; quizá en que los presupuestos para tecnologías de información, al ser inferiores a la media europea, hacen al mercado español más sensible a los precios; o quizá en que en España siempre han sido más conservadores a la hora de emplear tecnologías de radio.
Síntesis de cuatro técnicas existentes
Infrarrojo
Los infrarrojos son ondas electromagnéticas que se propagan en línea recta, siendo susceptibles de ser interrumpidas por cuerpos opacos. Su uso no precisa licencias administrativas y no se ve afectado por interferencias radioeléctricas externas, pudiendo alcanzar distancias de hasta 200 metros entre cada emisor y receptor.
InfraLAN es una red basada en infrarrojos compatible con las redes Token Ring a 4Mbps, pudiendo utilizarse independientemente o combinada con una red de área local convencional.
Radio UHF
Las redes basadas en equipos de radio en UHF necesitan para su instalación y uso una licencia administrativa. Tienen la ventaja de no verse interrumpida por cuerpos opacos, pudiendo salvar obstáculos físicos gracias a su cualidad de difracción.
WaveLAN es una red inalámbrica de NCR que utiliza las frecuencias de 902-928 Mhz en Estados Unidos, aunque en Europa ha solicitado la concesión de otras frecuencias, ya que esta banda está siendo utilizada por la telefonía móvil. Esta red va a 2 Mbps, y tiene una cobertura de 335 metros. Puede utilizarse de forma independiente o conectada a una red Novell convencional (Arcnet, Token Ring o Ethernet)
PureLAN es otra red de este tipo compatible con Novell Netware, LAN Manager, LAN Server y TCP/IP. Va a 2 Mbps y tiene una cobertura de 240 metros.
Microondas
Las microondas son ondas electromagnéticas cuyas frecuencias se encuentran dentro del espectro de las super altas frecuencias, SHF, utilizándose para las redes inalámbricas la banda de los 18-19 Ghz. Estas redes tienen una propagación muy localizada y un ancho de banda que permite alcanzar los 15 Mbps.
La red Rialta de Motorola es una red de este tipo, la cual va a 10 Mbps y tiene un área de cobertura de 500 metros.
LASER
La tecnología láser tiene todavía que resolver importantes cuestiones en el terreno de las redes inalámbricas antes de consolidar su gran potencial de aplicación.
Hoy en día resulta muy útil para conexiones punto a punto con visibilidad directa, utilizándose fundamentalmente en interconectar segmentos distantes de redes locales convencionales (Ethernet y Token Ring). Es de resaltar el hecho de que esta técnica se encuentre en observación debido al posible perjuicio para la salud que supone la visión directa del haz. Como circuitos punto a punto se llegan a cubrir distancias de hasta 1000 metros, operando con una longitud de onda de 820 nanómetros.
Carlos J. Rueda S.
18.565.256
EES
Sección: 2
