Telematica 2013 I Unidad1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 301120 – 301120 –TELEMÁTICA TELEMÁTICA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CURSO DE TELEMÁTICA UNIDAD No1

301120 - TELEMÁTICA Eleonora Palta Velasco (Director Nacional) Revisor: Fernando Cañón Evaluador: Miguel Angel Lopez

POPAYÁN Enero de 2013



ÍNDICE DE CONTENIDO

UNIDAD 1: APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMÁTICOS Introducción. Justificación. Intencionalidades Formativas CAPÍTULO 1: XML EN APLICACIONES APLICACIONES TELEMÁTICAS Lección 1: 1: Dominio de aplicaciones Telemáticas Lección 2: CORBA/XML Lección 3: XML y la Gestión en Internet Lección 4: XML En El Modelamiento de Sistemas Telemáticos Lección 5: Emuladores Wap En El Web CAPÍTULO 2: COMUNICACIONES INALÁMBRICAS INALÁMBRIC AS Lección 1: 1: WI-FI Lección 2: 2: Principios de Transmisión Lección 3: 3: Antenas Lección 4: 4: Tecnologías Lección 5: 5: Bandas de Frecuencia CAPÍTULO 3: WIRELESS LAN Lección 1: Canales y Generalidades Lección 2: Parámetros Lección 3: Topologías Lección 4: Seguridad Lección 5: Diseño UNIDAD 2: SISTEMAS GSM-CDMA-TDMA Introducción Justificación Intencionalidades Formativas CAPÍTULO 1: SISTEMA GSM Lección 1: 1: Sistema Panaeuropeo Lección 2: Interfaz Radioelectrica Lección 3: Características Técnicas Lección 4: Arquitectura Funcional Lección 5: Estructura de Trama GSM Handwover y Envío GMS a 3G CAPÍTULO 2: SISTEMA CMDA Y TDMA Lección 1: Arquitectura Funcional Lección 2: Planes de Frecuencia Lección 3: Acceso Lección 4: Características Técnicas y Canales de Trafico Lección 5: Evolución hacia 3G y Sistema TDMA



ÍNDICE DE CONTENIDO

UNIDAD 1: APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMÁTICOS Introducción. Justificación. Intencionalidades Formativas CAPÍTULO 1: XML EN APLICACIONES APLICACIONES TELEMÁTICAS Lección 1: 1: Dominio de aplicaciones Telemáticas Lección 2: CORBA/XML Lección 3: XML y la Gestión en Internet Lección 4: XML En El Modelamiento de Sistemas Telemáticos Lección 5: Emuladores Wap En El Web CAPÍTULO 2: COMUNICACIONES INALÁMBRICAS INALÁMBRIC AS Lección 1: 1: WI-FI Lección 2: 2: Principios de Transmisión Lección 3: 3: Antenas Lección 4: 4: Tecnologías Lección 5: 5: Bandas de Frecuencia CAPÍTULO 3: WIRELESS LAN Lección 1: Canales y Generalidades Lección 2: Parámetros Lección 3: Topologías Lección 4: Seguridad Lección 5: Diseño UNIDAD 2: SISTEMAS GSM-CDMA-TDMA Introducción Justificación Intencionalidades Formativas CAPÍTULO 1: SISTEMA GSM Lección 1: 1: Sistema Panaeuropeo Lección 2: Interfaz Radioelectrica Lección 3: Características Técnicas Lección 4: Arquitectura Funcional Lección 5: Estructura de Trama GSM Handwover y Envío GMS a 3G CAPÍTULO 2: SISTEMA CMDA Y TDMA Lección 1: Arquitectura Funcional Lección 2: Planes de Frecuencia Lección 3: Acceso Lección 4: Características Técnicas y Canales de Trafico Lección 5: Evolución hacia 3G y Sistema TDMA



CAPÍTULO 3 FUNDAMENTOS DE SEGURIDAD SEGURIDAD Y APLICACIONES ESTANDARES. ESTANDARES. Lección 1: 1: Arquitectura Arquitectur a de Seguridad Lección 2: 2: Autenticación Autenticació n y Control de Acceso Lección 3: 3: Integridad y Mecanismos de Seguridad Lección 4: 4: Cifrado/Descifrado Lección 5: 5: Compresión Con y Sin Pérdida UNIDAD 3: SISTEMAS TELEMÁTICOS Introducción Justificación . Intencionalidades Formativas CAPÍTULO 1: MIC´s Lección 1: Principios Básicos Lección 2: Codificación Lección 3: Multiplexación Lección 4: Sistemas Multiplex MIC -30 y MIC -24 Lección 5: Ventajas y Desventajas de MIC CAPÍTULO 2: 2: TIC´s Lección 1: 1: Tecnologías de la Información Lección 2: 2: Educación para el Siglo XXI Lección 3: 3: La Sociedad Informatizada Lección 4: 4: De la Información al Conocimiento Lección 5: 5: Educación y Tecnología CAPÍTULO 3: AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS PROCESOS EN APLICACIONES APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMÁTICOS Lección 1: Arquitecturas y Plataformas para Servicios Telemáticos Lección 2: Plataformas de Procesamiento Distribuido Distribuid o Lección 3: Plataformas de Componentes Distribuidos Lección 4: Tecnologías de la Información y Telecomunicaciones Telecomunicac iones Asociadas a la Seguridad (TIC_S) Lección 5: Protocolo de Seguridad en transacciones comerciales Telemáticas. Telemátic as.


ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 301120 –TELEMÁTICA

LISTADO DE TABLAS Tabla No 1: Comparativa de WiMAX frente a otras tecnologías Tabla No 2: Medidas de longitud de onda. Tabla No 3: Espectro Electromagnético Tabla No 4: Conversión rápida de dBm a mW Tabla No 5: Bandas ISM Tabla No 6: Distribución de canales



LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS

Figura No 1: Software de Desarrollo dirigido por el Modelo MOF Figura No 2: Gestión WBEM Figura No 3: Web de Suministro Figura No 4: Arquitectura del Emulador WAP Figura No 5: Interfaz del Emulador XSLT Figura No 6: Escenarios Wimax Figura No 7: Posicionamiento de Estándares Wireless Figura No 8: Aplicaciones tecnología Bluetooth Figura No 9: Bajas Frecuencias. Figura No 10: Altas frecuencias. Figura No 11: Fase de una Onda Figura No 12: Dos Ondas Desfasadas Figura No 13: Dos Ondas en Fase Figura No 14: Longitud de Onda Figura No 15: Modulación de señales Figura No 16: Señal Portadora en A.M. Figura No 17: Señal Moduladora en A.M. Figura No 18: Señal Moduladora en F.M (Datos) Figura No 19: Señal portadora en F.M Figura No 20: Señal Modulada en F.M. Figura No 21: Señal Moduladora en P.M. (Datos) Figura No 22: Señal Portadora en P.M Figura No 23: Señal Modulada en P.M Figura No 24: Modulación Bpsk Figura No 25: Modulación Qpsk Figura No 26: Modulación OFDM Figura No 27: Radiación de una Antena Omnidireccional. Figura No 28: Radiación de una Antena Direccional. Figura No 29: Patrón de Radiación Figura No 30: Radiación de una antena isotrópica Figura No 31: Radiación de una antena dipolo de ½ longitud de onda Figura No 32: Antena Omnidireccional Figura No 33: Antena Direccional Figura No 34: Antena de Sector Figura No 35: Antena Yagui Figura No 36: Antena parabólica Figura No 37: Antenas Dipolo Figura No 38: Solapamiento de canales Figura No 39: Distribución de Canales (FCC): 1 al 11 Figura No 40: Canales sin Overlapping: 1, 6 y 11 Figura No 41: Access Point Figura No 42: Tarjetas de red inalámbricas Figura No 43: Modo punto a punto Figura No 44: Modo Punto Multipunto (Multiple Bridge)



Figura No 45: Modo Cliente (Client) Figura No 46: Modo Repetidor (Repeater) Figura No 47: Topología Ad hoc o Peer to Peer Figura No 48: Tecnología infrastructure Figura No 49: Tecnología Roaming Figura No 50: Acceso Figura No 51: Filtrado de direcciones MAC 47 Figura No 52: Encriptación WEP Figura No 53: Autenticación RADIUS Figura No 54: Arquitectura de un sistema de autentificación RADIUS



INTRODUCCIÓN El curso de Telemática, está adscrito a la Escuelas de Ciencias Básicas tecnología e Ingeniería de la UNAD y corresponde al programa de Ingeniería de Sistemas, está constituido por tres créditos académicos, correspondientes a 36 actividades de acompañamiento y 106 de estudio independiente, de acuerdo al contenido programático establecido por la Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería, está dirigido inicialmente a estudiantes de la UNAD de ingeniería de sistemas, ingeniería electrónica, e ingeniería de telecomunicaciones, sin que esto implique que lo puedan tomar otros participantes deseosos de adquirir conocimientos en el área de la Telemática. Este curso requiere que el estudiante posea conocimientos iniciales como herramientas informáticas y herramientas telemáticas para el adecuado desarrollo de los temas planteados; el temario abordado en el presente curso, pretende que los participantes adquieran conocimientos necesarios para la aplicación de la Telemática en todas sus gamas, en diferentes escenarios de la vida real, utilizando para ello diversas estrategias de aprendizaje, propias del modelo de educación a distancia, permitiendo activar las habilidades cognitivas y metacognitivas en el estudiante haciendo una semejanza a Kerberos¹. Está dividido en tres (3) unidades didácticas, que incluyen conocimientos previos, conceptos básicos, y la conceptualización de Aplicaciones, Servicios y Sistemas Telemáticos. La Primera Unidad comprende, una introducción a los conceptos básicos empleados en

Telemática, como lo es la Aplicación y Servicios. aborda una conceptualización de Sistemas GSM, CDMA, y TDMA, y Fundamentos de Seguridad. La Segunda Unidad

La Tercera Unidad, aborda los Sistemas Telemáticos.

Cada una de las unidades con sus correspondientes temas y secciones se abordara mediante recopilación de lecturas, complementadas con diferentes talleres para ser abordados en forma individual, grupo colaborativo y gran grupo.

"En la mitología griega. Kerberos era una especie con varias cabezas.", normalmente tres, que custodiaba la entrada de Hades (Dictionary of Subjects and Symbols in Art, de James Hall, Harper & Row, 1979). Al igual que Kerberos griego tenía tres cabezas, la idea inicial fue



que el moderno tuviese también tres componentes para guardar la entrada a la Red(1) autenticación, (2) Registro de operaciones y uso de recursos y (3) auditoria.

Evidenciada permanentemente en las fichas de seguimiento que se llevan en el portafolio. Es importante destacar que para este curso los estudiantes tengan algunas habilidades de dominio del computador, las cuales se dieron en el curso de herramientas informáticas, al igual se sugiere tomar el curso de Herramientas Telemáticas, que aportará grandes referentes para entender muchos de los conceptos aquí abordados. Las grandes transformaciones en el estilo de vida actual en nuestra sociedad son el resultado de descubrimientos sucesivos y relacionados que han convergido en el desarrollo tecnológico especialmente en campos como las telecomunicaciones y la Informática. La invención de los diferentes mecanismos de comunicación presenta un gran impacto en la sociedad actual y han llevado a muchas naciones a un grado de desarrollo en muchos campos. Las tecnologías de la información y de las Comunicaciones TIC y la Telemática están actualmente pasando por una era de apogeo en el que todos tenemos que ver y estamos relacionados de alguna manera. Bienvenido este significativo cambio y adoptémoslo con mucha responsabilidad.



UNIDAD 1 Nombre de la Unidad Introducción

APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMÁTICOS El presente capitulo es una aproximación al estado del arte de XML (Extensible Markup Languaje) orientado a la ingeniera de Sistemas Telemáticos.

Justificación

El mundo actual exige en Telecomunicaciones un enfoque hacia las aplicaciones de XML de mayor interés para esta área como son: la Gestión de Redes y Sistemas (WBEM), Sistemas distribuidos (CORBA), Modelamiento de Sistemas TELEMÁTICOS (MOF) e Internet (EDI, WAP); todos desde la perspectiva de XML como formato de datos neutral en la interoperabilidad e integración de sistemas. Intencionalidades Formativas PROPÓSITOS DE LA UNIDAD 



Denominación de capítulo 1 Denominación de Lección 1 Denominación de Lección 2 Denominación de Lección 3 Denominación de Lección 4 Denominación de Lección 5 Denominación de capítulo 2 Denominación de Lección 1 Denominación de Lección 2 Denominación de Lección 3 Denominación de Lección 4 Denominación de Lección 5 Denominación de capítulo 3 Denominación de Lección 1 Denominación de Lección 2 Denominación de Lección 3 Denominación de Lección 4 Denominación de Lección 5

Motivar al estudiante en el abordaje de los temas referentes a familiarizarse con conceptos básicos abordados a lo largo de la Unidad. Realizar lecturas que permitan conceptualizar lo referente a telemática

XML EN APLICACIONES TELEMÁTICAS Dominio de aplicaciones Telemáticas CORBA/XML XML y la Gestión en Internet XML en el Modelamiento de Sistemas Telemáticos Emuladores Wap en el Web Tecnologías Inalámbricas WI-FI Principios de Transmisión Antenas Tecnologías Bandas de Frecuencia Wireless LAN Canales y Generalidades Parámetros Topologías Seguridad Diseño



UNIDAD 1: APLICACIONES Y SERVICIOS TELEMÁTICOS

INTRODUCCIÓN El presente capitulo es una aproximación al estado del arte de XML (Extensible Markup Languaje) orientado a la ingeniera de Sistemas Telemáticos. Presenta una categorización y enfoque hacia las aplicaciones de XML de mayor interés para esta área; la Gestión de Redes y Sistemas (WBEM), Sistemas distribuidos (CORBA), Modelamiento de Sistemas TELEMÁTICOS (MOF) e Internet (EDI, WAP); todos desde la perspectiva de XML como formato de datos neutral en la interoperabilidad e integración de sistemas. Las redes inalámbricas son aquéllas que carecen de cables. Gracias a las ondas de radio, se logran redes de computadoras de este tipo, su medio de transporte es el aire. Esta tecnología facilita en primer lugar el acceso a recursos en lugares donde se imposibilita la utilización de cables, como zonas rurales poco accesibles. Además, estas redes pueden ampliar una ya existente y facilitar el acceso a usuarios que se encuentren en un lugar remoto, sin la necesidad de conectar sus computadoras a un hub o a un switch por intermedio de cables.



CAPITULO 1: XML EN APLICACIONES TELEMÁTICAS LECCIÓN 1: DOMINIO DE APLICACIONES TELEMÁTICAS “Diego Mauricio López (2), marcela Ximena Callejas ”, Álvaro Andrés Narváez En la actualidad, el Web es un simple medio de acceso a información de tipo textual e imágenes; sin embargo es necesario que éste evolucione, para satisfacer mejor las necesidades de los usuarios en la red. En busca de ésta evolución, tiene que establecerse un estándar para la comprensión de la información, una forma común de representar los datos para que cualquier herramienta software pueda buscar, desplazar presentar y manipular mejor los datos. El HTML que se conoce no puede hacerlo porque es un formato en el describe solo la apariencia que debe tener una página Web y no puede usarse para representar los datos. Aunque HTML ofrece amplias facilidades de representación (diferentes formatos de presentación), no ofrece ninguna forma basada en los estándares para administrar los datos. XML hace uso de etiquetas y atributos; pero a diferencia de HTML donde ya se ha establecido lo que significa cada etiqueta y atributo, XML usa etiquetas solamente para delimitar fragmentos de datos, y deja la interpretación de estos datos a la aplicación que los lee. Esta característica es la que ofrece a XML la propiedad de Gestionar los datos. XML es además, es un lenguaje de metamercado que ofrece un formato para la descripción de datos estructurados. Esto facilita unas declaraciones de contenido más precisas y libera una nueva generación de aplicaciones para la visualización y manipulación de datos basados en la Web. XML garantiza que los datos estructurados sean uniformes e independientes de aplicaciones o fabricantes al mantener la separación entre interfaces de usuario (presentación) y los datos estructurados (contenido). Desde esta perspectiva XML y sus extensiones, se convierte en este estándar de datos que serán del vehículo para las transacciones comerciales, la definición de interfaces e información en diferentes aplicaciones, la publicación de perfiles de preferencias personales, la colaboración automatizada, el uso compartido de bases de datos, entre muchas otras aplicaciones. Debido al gran número de aplicaciones XML como estándar para la presentación y gestión de los datos, es necesario limitar el universo de aplicaciones. Este es el objetivo propuesto en el presente capitulo. El interés por explorar las aplicaciones de XML surge primordialmente porque es esta la disciplina que cultiva la actualidad en telemática. El identificar, evaluar, proveer y validar modelos, métodos, técnicas y herramientas para dominar el desarrollo y operación efectivos de sistemas y servicios complejos en el dominio de aplicaciones telemáticas es uno de los objetivos claves. 2.

Doctor Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad del Cauca, es profesor del departamento de Telemática (Ingeniería Telemática), de la Universidad del Cauca e investigador del Grupo de Ingeniería Telemática. Sus áreas de interés incluyen el Comercio Electrónico, XML WAP, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Información e I nternet.



LECCIÓN No 2: CORBA/XML CORBA (Common Object Request Broker Architecture) es una tecnología bastante madura, capaz de crear sofisticados sistemas distribuidos de objetos sobre plataformas heterogéneas; permite a los usuarios conectarse a sistemas dispares; brinda la posibilidad de crear arquitecturas de objetos y cuenta con el respaldo de varios años de experiencia y disponibilidad en productos tras varias generaciones de evolución. En contraste XML es una tecnología relativamente joven, en este efecto un número considerable de miembros de la familia de tecnologías XML aun están sugiriendo, es capaz de transportar datos estructurados en una forma portable y permite a los usuarios transmitir información estructurada dentro y fuera de sus sistemas. Además permite representar información en una forma universal e y a través de distintas arquitecturas. La OMG (Objects Management Group) organismo responsable de emitir la especificación CORBA, ha demostrado su simpatía por HTML incorporándola en varias especificaciones CORBA (3). La OMG define CORBA como el medio para el intercambio de datos entre objetos, los cuales alcanzan una interoperabilidad entre redes. XML representa medio alternativo de intercambio en los casos en que no es posible la comunicación entre ORBs. Además de esto, XML representa un medio para el intercambio de datos entre sistemas basados en CORBA y otro tipo de aplicaciones. La especificación MOF de la OMG, define una arquitectura común para representar metadatos en CORBA (está restringido a esta arquitectura). El intercambio de metadatos MOF es realizado mediante el uso de interfaces CORBA producidas al mapear las MOF a IDL. XML, mediante XMI (XML metadata Interchange, Intercambio de Metadatos XML), provee un mecanismo para solucionar esta restricción. XMI es una forma de intercambiar metadatos entre herramientas de modelado. XMI permite realizar sofisticados trabajos de diseño a gran escala mediante herramientas numerosas a través de múltiples plataformas; constituyéndose además en un mecanismo de acceso a repositorios de metadatos CORBA para aquellas herramientas que no soportan esta arquitectura. De muchas formas XMI es una perfecta demostración del valor integral que XML está ganando en la interoperabilidad de sistemas. A continuación se describe en detalle la forma XMI, el modelo de componentes CORBA y el estado actual de las Tecnologías conformes con MOF. A. XMI – Intercambio de Metadatos XML Como producto de la emisión de varias normas oficiales de metadatos, ha surgido una arquitectura dedicada a la gestión de metadatos por parte de la OMG. El corazón de la norma son la denominada Facilidad del Metaobjetos MOF (MetaObject Facility), y el intercambio de metadatos XML, XMI (XML metadata Interchange) como resultado de una extensión de MOF en el espacio XML. XMI es la norma OMG que define las reglas para generar una DTD XML a partir de un metamodelo. La versión oficial vigente de XMI es 1,1. Aunque XMI originalmente fue diseñado para el intercambio de metadatos, también se puede usar para el intercambio de instancia de datos. 3. Rachel Chalmers, ¿Does XML Need Corba? URL=http://www.omg.org/attachment/computerswire-9-24-99.htm.



El lenguaje de Modelamiento Unificado UML (Unified Modeling Languaje) de la OMG se constituye en el medio normalizado industrial para Modelamiento Orientado a Objetos. La norma MOF selecciona un conjunto de primitivas UML apropiadas para modelar metadatos. Este Subconjunto es denominado el núcleo MOF. El modelo es independiente de la plataforma, es decir no es especifico para CORBA , EJB, XML, y/o cualquier otra plataforma o tecnología de transporte. Un modelo formal de metadatos se denomina un metamodelo. El núcleo MOF contiene la mayoría de los constructores UML para expresar modelos de clases – clases, asociaciones y subtipos. Por lo tanto, las herramientas de modelamiento UML, pueden ser usadas para describir metamodelos. MOF define un conjunto para mapear elementos del núcleo MOF a IDLs CORBA. Esto significa que dado un metamodelo, puede ser generada una IDL que especifique las interfaces para objetos CORBA que representen modelos en un repositorio. La aproximación del mapeo de los constructores del núcleo MOF – Clases , Asociaciones, ETCa la tecnología IDL, puede ser aplicada para generar mapeos a otras tecnologías de esta manera podrían ser generados objetos acordes a estas tecnologías. La naturaleza de tecnología neutral que posee el núcleo MOF tornó de relativa sencillez la producción de un mapeo de elementos del núcleo MOF XML, así dado un metamodelo, una Definición de tipo de Documento DTD (Document Type Definition) podría ser generada. La TDT generada define los elementos XML para cada elemento del metamodelo. Los elementos fundamentales del núcleo MOF son las clases y asociaciones. El mapeo MOF-XML define como las instancias de las clases (MOF::Class) y asociaciones (MOF::Association) MOF son mapeadas a elementos DTD´s. Sin olvidar que el mapeo de instancias de clase es diferente – pero está relacionado – al mapeo de instancias de asociación. B. Modelo De Componentes CORBA El modelo de componentes CORBA CCM (CORBA Componet Model) esta constituido por dos metamodelos conformes con MOF. Uno de ellos es el metamodelo IDL CORBA que incluye algunos nuevos constructores IDL definidos para la especificación CCM. Este metamodelo genera una DTD XMI la cual es para intercambiar modelos de objetos CORBA que también podrían ser expresados como IDLs CORBA. El otro metamodelo CCM se usa en el empaquetado y despliegue de descriptores. Un componente CCM es desplegado mediante un conjunto de descriptores de componentes expresados en XML. La DTD XMI generada a partir del metamodelo de despliegue y empaquetamiento define la estructura de los documentos XML contenidos en los descriptores.



C. Interoperabilidad e intercambio de información Además de proporcionar una descripción rigurosa de sistemas orientados a objetos, MOF contiene un conjunto de reglas que definen los formatos de intercambio de información (metadatos) y semánticas de interoperabilidad para un modelo de información dado. Como lo muestra la figura siguiente: UML

CWM

DTD

DTD

TRAVEL

XML DTD

Syntax and Encoding

XMI UML DTD (Models) MOF Metadata y Management

API

UML

CWM

Model

Model

TRAVEL

Objects

UML UML Streams (Models) Model & Design

Figura No 1: Software de Desarrollo dirigido por el Modelo MOF Las reglas de transformación de MOF a IDL (Interfase Definition Languaje) pueden ser aplicadas a cualquier metamodelo para producir una API bien definida. Esta API puede ser usada para manipular instancias de datos correspondientes al respectivo metamodelo. Esta API posee capacidades introspectivas (reflectivas) – tiene la capacidad de descubrir información contenida en el respectivo metamodelo. Además del API, las reglas MOF también definen la correspondiente DTD para el metamodelo. Cualquier dato instanciado de un metamodelo puede ser representado por un flujo XMI (XML Metadata Interchange) que este a conformidad con la correspondiente DTD. D. ESTADO ACTUAL DE LAS TECNOLOGÍAS CONFORMES CON MOF Como parte de los procesos en curso sobre definición de la Arquitectura de la Gestión de Objetos OMA) Object Management Architecture), muchos modelos tecnológicos están siendo definidos, usando MOF. Además hacen parte de la norma publicada las APIs MOF para interoperabilidad y las DTDs XMI para el intercambio de información. En una reunión del OMG en noviembre de 1998, antes que XMI, se convirtiera en una norma OMG, mueve productos de de cinco fabricantes fueron aprobados trabajando juntos usando XML. De hecho, una demostración sobre intercambio de metadatos entre



repositorios, CWM de distintos fabricantes se llevo a cabo en la pasada reunión la OMG en Berlingame, California en septiembre de 2000, los resultados fueron asombrosos . Aunque MOF es una norma OMG (que tan solo genera interfaces IDL) está ganando aceptación para fuera de la OMG. En la actualidad las interfaces en JAVA que sirven de norma a MOF están siendo definidas como parte de la Especificación API de Metadatos de Procesos de la Comunidad Java CP (Java Community Process) JSR-40 fue completada en el tercer semestre del 2000.

LECCIÓN 3: XML Y LA GESTIÓN EN INTERNET La gestión distribuida de redes y sistemas es una labor compleja debido a que todos los sistemas y software están en un mismo lugar. Su complejidad ha ido en aumento porque el alcance de las de las tareas desempeñadas por los sistemas distribuidos se ha incrementado enormemente con el tiempo. Pero el aspecto más complejo para la gestión distribuida es la heterogeneidad de las cosas que han de ser Gestionadas. Los dispositivos y software que son fundamentales para las empresas provienen de una gran cantidad de vendedores de tal manera que no existe un alcance en las agendas de desarrollo n que diga que existe un modelo de gestión único que denominara y trabajara por siempre. Por ejemplo, la interface de gestión para escritorio DMI (Desktop Mnagement Interface) es ampliamente implantada en PCs de escritorio para negocios y algunos periféricos, mientras SNMP, prácticamente universal en dispositivos para trabajo en internet (internetworking), es menos ampliamente implantado en servidores y prácticamente insistente en software de aplicación. En algunas partes del mundo las normas CMIP de OSI determinan como es hecha la gestión de Red, existen varios protocolos extendidos para Gestionar switches y otros dispositivos de red. Para aumentar la complejidad, a menudo nuevos productos son ofrecidos sin soportar algunos de los protocolos de gestión más frecuentes. A continuación se describe el estándar de Gestión de Redes y Sistemas Basados en Web denominado WBEN (Web-based Enterprose Mangement), un entorno, interoperable de gestión capaz de intercambiar información con diferentes plataformas. Se describe WBEN y a CIM (Common Information Model) como tecnologías que lo hacen posible. a. WBEN estándar de Gestión de redes y sistemas La Gestión es una labor indispensable y fundamental para el correcto desempeño de un sistema. Aprovechando la infraestructura y la generalización que brinda la red Internet se ha desarrollado un estándar de Gestión de redes y sistemas basados en Web denominado WBEN (Gestión de empresas basada en la Web, Web-Based Enterprise Mangement). VBEM es un conjunto de tecnologías normalizadas de Gestión de Internet desarrolladas para unificar la Gestión de ambientes computacionales empresariales. WBEN provee la capacidad a la industria para entregar un conjunto bien integrado de herramientas de Gestión basadas en normas impulsando las tecnologías emergentes tales como el Modelo de Información Común (CIM) Common Information Model y el lenguaje de Marcado Extensible (xml) extensible Markup Languaje. De esta manera WBEN se convirtió en norma



de Gestión a nivel industrial en 1999. Esta especificación permitirá a las compañías impulsar las tecnologías WEB para Gestionar sistemas empresariales, tomando venta del entorno integrado e interoperable en que se constituye la Web. A través de su sistema conforme con WBEM se cuenta con la capacidad de acceder datos de Gestión, elementos Gestionados e integrar datos de aplicaciones de Gestión todo a través del Web como lo sugiere la figura siguiente: Acceso web a datos de Gestión

SNMP WBEM SERVIDORES

HETEROGÉNEOS

DE

GESTIÓN

Acceso web a elementos Gestionados

Integración de Datos de Aplicación de Gestión

Figura No 2: Gestión WBEM WBEM está siendo implementado y comercializado para lograr su objetivo último: proporcionar a los clientes la posibilidad de Gestionar todos los sistemas independientemente del tipo de instrumentación - Mediante el uso de una norma común XML . Como un resultado del movimiento de Gestión Empresarial Basada en Web, XML rápidamente se ha convertido en una tecnología crucial para la presentación e interoperabilidad de aplicaciones de Gestión.



Como WBEM ha madurado dentro de la DMTF, tres componentes claves han surgido para describir un entorno de gestión : El Modelo de Información Común CIM (Common Information Model) una colección de esquemas orientados a objetos para información de Gestión; http, el protocolo de transporte universal para información basada en Web; y el Lenguaje de Marcado Extensible XML (Extensible Markup Languaje), un modelo simple sin embargo potente para crear la carga útil de información , trasportarla a través de http, ya sea desde una aplicación a otra, desde un Browser a una aplicación o desde un Browser a un objeto Gestionado. B. CIM Modelo Común de Información El objeto de CIM es describir datos Gestionados en una forma estándar. Esto permitirá que otros esquemas de Gestión incluyendo MIBs SNMP, los formatos de Información de Gestión (MifS, Management Information Formats) y MIBa CMIP – compartan sus estructuras de datos. En forma alternativa, se puede pensar de CIM como un diccionario de datos para Gestión de redes y sistemas, proporcionando etiquetas para entidades, atributos, relaciones, acciones y documentación de cómo estas propiedades son interconectadas. CIM es un Modelo de Datos. Este no está atado a un protocolo o lenguaje de programación, tampoco a un vendedor en particular. De hecho, uno de sus principales fuertes esta en el hecho de que cada vendedor de dispositivos de red, servidores, escritorios de negocios, sistemas operativos, periféricos y aplicaciones de gestión se han comprometido con las normas CIM a través del DMTF. Los esquemas CIM pueden ser representados en archivos de texto estructurados de acuerdo al Formato de Objetos Gestionados MOF (Managed Objects Format), pueden ser representados visualmente en archivos Visio (o archivos de cualquier programa de despliegue gráfico que asuma el inconveniente de mapear archivos MOF a cajas y líneas interconectadas). La clave para interpretar aplicaciones de Gestión que empleen datos CIM es tener un Gestor de Objetos CIM denominado CIMON (CIM Object Manager). El CIMOM es una especie de despachador central y facilitador de procesos, que intermedia entre las aplicaciones de Gestión o individuales. Es muy probable que los CIMOMs sean específicos del Sistema Operativo por razones de desempeño y por preparación de acceso a eventos de bajo nivel. Sin embargo, los CIMOMs están típicamente accesibles a programadores a través de varios lenguajes de programación, también pueden ser soportar varios modelos de objetos, si el desarrollador así lo exige y lo hace. El primer CIMOM entregado a desarrolladores de aplicaciones de Gestión fue para entornos Windows de 32 bits Windows 98, Windows NT 4.0, y Windows 2000. Esto no causa mayor empresa puesto que gente de Microsoft inicio el proyecto CIM. La instrumentación de Gestión Windows WMI (Windows Mangement Instrumentation) consiste en un CIMON, un repositorio de objetos CIM, y una interfaz para varios proveedores de objetos intermediarios entre fuentes de datos Gestionados y el CIMOM. La WMI envía con proveedores de objetos para SNMP, el Registro de Windows, los archivos Log de Eventos de Windows NT, y el Modelo de Manejador de WIN 32, entre



otras. Las aplicaciones de Gestión y la consola de Gestión de Microsoft pueden accesar al CIMOM a través del Modelo de Objetos COM+, pero Microsoft afirma soportar también acceso a través de otros modelos de objetos. Antes de que se construya el CIM es parte de la estructura de Microsoft , es de notar que SUN Microsystem ha desarrollado un CIMOM para Solaris, para correr en Plataforma SPARC e Intel dado que SUN ha sido hace un largo tiempo un miembro líder de la DMTF, su soporte para CIM no debe ser una sorpresa. El Software de servicios WBEN de Solaris incluye al CIMOM ; Un compilador MOF que puede analizar expresiones MOF ASCII e instanciar clases compiladas e instancias de repositorio CIM; El esquema Solaris, el cual consiste de clases Java que describen Objetos Gestionados en los Entornos Operativos Solaris; y proveedores Solaris, que soportan comunicaciones entre Entornos Operativos Solaris y el CIMON . SUN ha hecho disponible el kit de desarrollo de software WBEM, que proporciona APIs para clientes y proveedores, muestras de código fuente, una aplicación CIM Workshop basada en Java y documentación. C. La interoperabilidad más cerca que nunca La combinación WBEM de CIM, XML y http mantiene una gran cantidad de promesas para el éxito de la Gestión de entornos de Red heterogéneos en la era de la Internet. Los analizadores XML. (XML parsers) dentro y fuera de los browsers, están disponibles para muchas Plataformas y en muchos Lenguajes de Programación. Las Herramientas de Desarrollo en muchos pueden accesar las estructuras de datos contenidas en datos representados en XML. Los Datos Estructurados Gestionados pueden ser intercambiados entre aplicaciones, entre usuarios, y dispositivos o entre clientes y aplicaciones si preocuparse del Sistema Operativo (Windows vs Unix vs Novell), del Lenguaje de Programación (Perl vs C++ vs Java vs Visual Basíc); Modelo de Objetos (Corba vs COM) y de la Plataforma de Gestión instalada (OpenView vs Unicenter) TNG vs Tivoli vs Spectrum). Las extensiones y mejoramientos proporcionadas por los vendedores pueden ser rápidamente acondicionados y asimilados gracias a que las aplicaciones pueden referirse a un DTD - centralizada y actualizada para definiciones de datos de Gestión. Mientras la neutralidad de la plataforma y fácil interoperabilidad son desarrollo importante para los gestores de Red, ellas son un sueño que se hace realidad para los proveedores. En la mayoría de los casos, los proveedores que suministran hardware y software de aplicación miran a la Gestión como algo puramente costoso, sin embargo supremamente necesaria.



LECCIÓN No 4: XML EN EL MODELAMIENTO DE SISTEMAS TELEMÁTICOS Puesto que los entornos de hoy un día son distribuidos y altamente heterogéneos es una labor compleja el desarrollo de software bien estructurado para estos entornos. UML es usado en forma extensa para modelar sistemas de Objetos. Sin embargo dicho modelado no puede capturar detalles de implementación, semánticas de interoperabilidad, formatos de intercambio de información, entre otros. Los heterogéneos entornos distribuidos, la integración, el intercambio de información y la interoperabilidad de hoy día se constituyen en requerimientos centrales de cualquier sistema software, necesitando ser representados en la definición del sistema. La arquitectura basada en MOF de la OMG combina metadatos con UML y XML, permitiendo al modelador proporcionar una definición integral del sistema que incluye APIs de Interoperabilidad e Integración, así como formatos de intercambio de información. XML EN INTERNET No es nuevo hablar de la alta penetración que está teniendo Internet hoy en día. De igual forma XML surgió en el seno de W3C, para convertirse en un estándar de formato de datos pensado en internet. Es así como las aplicaciones más notables de XML, están relacionadas con el WEB. Según Jon Bosak (4) se establecen cuatro tipos de aplicaciones en el Web que impulsaran el desarrollo del XML. Aplicaciones que exijan que el cliente Web medie entre dos o más bases de datos. Estos hará posible la integración de bases de datos distribuidas en los navegadores que admitan XML, pudiéndose modificar el contenido y la estructura de esta. XML establecerá una arquitectura de 3 niveles (three-tier). Se ir apareciendo cada vez más a una arquitectura cliente-servidor. Aplicaciones que intentan transferir una parte significativa de la carga del proceso del servidor al cliente web. Aplicaciones que precisen que el cliente web presente diferentes versiones de los mismos datos a diferentes usuarios. Aplicaciones en las que agentes web inteligentes que intentan adaptar la búsqueda de información a las necesidades de los usuarios individuales. Habrá una interacción entre la información requerida y las preferencias del usuario de la aplicación. Con el XML vendrá una segunda generación de robots que permitirá una mayor precisión de la búsqueda requerida. Para efectos prácticos y considerando las necesidades de generar productos que pueden ser utilizados en los proyectos del grupo de Ingenieros Telemática, se han estudiado dos aplicaciones especificas de XML en el Web: XML para el intercambio electrónico de datos y XML para el protocolo de acceso inalámbrico (WAP) a continuación se describen estas dos aplicaciones: 4. Charles F. Goldfarb & PaulPrescod, Manual de XML, Prentice Hall, 1999, 77-93.



XML EN COMERCIO ELECTRÓNICO ENTRE EMPRESAS La mensajería entre aplicaciones es quizás el área de utilización más importante de XML, debido al impacto que puede tener en el comercio electrónico negocio a negocio (B2B). En esta materia EDI ha sido el estándar por más de 10 años y hoy en día ha alcanzado un nivel de madurez considerable. Sin embargo, la implementación de EDI, es difícil y costosa debido a la rigidez del mismo y las exigencias de de infraestructura. Esto constituye la gran oportunidad de XML; por un lado XML es muy flexible lo cual representa una ventaja clara por otra parte XML está listo para utilizar la infraestructura de internet existente, porque utiliza el protocolo http. A de más puede aprovechar las experiencias y enseñanzas que ha dado EDI. El principal obstáculo que enfrente XML en esta área es lograr estandarización. Al decir estandarización, no significa que XML no sea un estándar, sino que los lenguajes definidos con XML para propósitos específicos, como por ejemplo especificar una factura o una orden de compra, aun no son estándares. Debido su gran flexibilidad se corre el riesgo de que aparezcan varios estándares en el mercado lo que supondría dificultades de interoperabilidad entre las aplicaciones. XML se convierte en el “popularizador” del EDI, porque facilita el desarrollo de relativamente simples soluciones de comercio electrónico de Empresa a Empresa. Uno de los beneficios obvios contra EDI, es que el XML permite a las aplicaciones internas de diferentes compañías compartir información directamente. La tremenda ventaja de XML es legible por máquina y humano mientras EDI es solo legible por máquina. EDI se suele implementar basándose en la relación entre dos socios comerciales. Esta asociación de dos puede ampliarse a terceros creándose así una cadena de proveedores. Actualmente el nuevo paradigma es la web de suministro, ver la siguiente figura:

VAN

ERP

Servidor EDI

Servidor EDI

EMPRESA MEDIANA

XMLEDI Intranet

INTERNET

EMPRESA GRANDE

Servidor Servidor XML

EMPRESA PEQUEÑA

Figura No 3: Web de Suministro



La WEB de suministro se basa en la utilización de XML, Internet, los servicios basados en internet y la conectividad de base de datos para crear una red, o web, de socios comerciales: XML permite separar los datos y la estructura de los procesos. Internet proporciona la conectividad ubicua necesaria para que una Web de Socios Comerciales interconectados pueda crecer. Las tecnologías internet aportan seguridad, autenticación, soporte en las transacciones y sobre todo, soporte a la necesidad de EDI. La conectividad de base de datos supone que los datos XML y las normas empresariales que interactúan con los datos pueden comunicarse entre sistemas distintos mediante filtros de datos del nivel intermedio y agregadores. Combinadas, estas tecnologías acabaran por echar abajo las barreras a la adopción generalizada del EDI. La influencia de EDI sobre estas tecnologías lo hará más flexible, potente barato y finalmente ubicuo.

VENTAJAS DE XML/EDI XML/EDI ofrece varias ventajas sobre el EDI Tradicional, como son:       

Integración de aplicaciones. Fortalecimiento de recursos de tecnologías de Internet. Ahorro en los costos. Procesamiento más rápido. El desenvolvimiento del EDI. Ruteo y Mapeo Dinámico. Integración Transparente.

Los proveedores pequeños, sin embargo no ganan una economía significante a gran escala por atender con documentos electrónicos. Es así como es más costoso para una compañía pequeña tratar con una orden de compra electrónica cuando lo hace normalmente que cuando lo hace con una orden de papel. El encarecimiento lo provoca la mano de obra adicional que es necesaria para manejar a los computadores, programas y redes necesarias para las formas electrónicas. Extendiendo EDI a XML los proveedores pequeños pueden accede a esta información atreves de un navegador simple, permitiéndoles continuar imprimiendo ordenes y procesándolas manualmente con la facilidad de implementación y costo bajo de acceso por XML. Los proveedores pequeños serán capaces de sostener esta nueva tecnología y descargar los datos de XML directamente a sus sistemas comerciales internos.



Los Diferentes Métodos de XML y EDI Los métodos de comercio electrónico con XML son mas diversificados que los del EDI estándar (5). A partir de Junio de 1999, había por lo menos cinco propuestas de estándares de solo XML EN DESARROLLO. COMMERceNet, un consorcio comercial, está desarrollando CNE (6). RosettaNet, otro consorcio, está trabajando en noemas XML para los catálogos de productos, Comercio ONE, que ha creado el negocio biblioteca común (CBL, Common Business Library) en parte es una concesión gubernamental del Instituto Nacional americano para las Normas y Tecnología (NIST). Arriba ha reunido varias compañías alrededor del comercio XML (CXML), una norma propuesta para los catálogos y órdenes de compra. Microsoft tiene aproximadamente agrupada mucha de estas tecnologías bajo lo que se llama BizTalk. Otros grupos están trabajando en híbridos de XML-EDI. El grupo XML-EDI, ANSI, Arriba y Comercio ONE han propuesto varias convenciones de nombrado para codificar los mensajes EDI en XML. Esencialmente, ellos han conservado el idioma inglés, para las partes humanolegible del diccionario de datos X12 y han creado atributos de etiquetas XML alrededor de los datos, haciendo para ellos difícil codificar los detalles de cada mensaje individual de EDI en las definiciones de tipo documento (DTD) de XML. Si un usuario hace cualquier leve cambio aun documento, ellos tendrán que volver a escribir DTD. Así pues, para cada transacción determinada habrá un DTD aparte, y en cada DTD habría centenares de definiciones de elementos individuales. Esto esencialmente crea un escenario en el que cada documento tiene que ser único y será incompatible con todos los otros documentos. En el curso, del último año estas compañías colectivamente, han podido producir solo un puñado de documentos de XML basado en estándares de EDI existentes. Además, porque estos métodos usan el idioma inglés para el marcado de los datos, ellos no son multi-linguales y no pueden ser usados para una aplicación multi-nacional de XML. Estos métodos no tienen totalmente afianzado el concepto básico de XML, que es hacer los documentos legibles para máquina y humano. Las implementaciones de estos métodos representan tiempo y consumen costos. XEDI.ORG presenta un método más directo y eficaz para traducir EDI en XML llamado XEDI (EDI Extendido). En lugar de un DTD diferente para cada documento comercial o la transacción iniciada, hay un solo, simple DTD para todos los documentos comerciales. El traductor usa una colección de documentos de XML, llamada diccionario de datos que describe todos los metadatos de EDI legible por humanos. Estos diccionarios pueden generarse en cualquier lenguaje, no únicamente en ingles. XEDI incorpora todos los metadatos legibles por humanos que se aproximan a los datos EDI existentes. Este mantiene toda la semántica de EDI, el cual disfruta de una amplia aceptación en la industria, mientras al mismo tiempo hace sus propios documentos comerciales descriptibles y utilizables por pequeñas y medianas compañías.

5. 6.

EDI viene de dos métodos distintos, EDIFACT ( Directorio de Mensajes Estándar de las Naciones Unidas para el Intercambio Electrónico de Datos ) y ANSI X12. El objetivo CNE es promover, fomentar y acelerar el uso de Internet como medio para realizar operaciones de Comercio Electrónico entre Empresas. http://commercenet.org/web .



B. XML E INTERNET INALÁMBRICO El otro campo de aplicación es de XML y que a sido bastante extendido es el Lenguaje de de Marcación Inalámbrico (WML, Wireless Markup Languaje). WML es el lenguaje que se utiliza para realizar paginas para cualquier elemento que utilice la tecnología WAP (Wireless Access protocol), como algunos teléfonos móviles PDAs y teléfonos celulares, el WML como su nombre lo indica es de la familia de XML por tanto cumple con todas las reglas de estructura física y lógica de un documento XML que son establecidos por el TDT. A continuación se describe XLS, XSLT y los procesadores XML, como tecnologías necesarias para el desarrollo de la aplicación emuladora de WAP en el WEB, fundamentales en el proceso de adquirir un conocimiento profundo de XML. XSL: Extensible Stylesheet Language) es una especificación desarrollada dentro del consorcio World Wide Web para aplicar formatos a los documentos XML. Para describir como se deben presentar los documentos XML se pueden optar por dos soluciones: Las mismas descripciones de Hojas de Estilo en Cascada CSS (Cascade Stylesheet Sheet) que se utilizan como HTML y/o las descripciones que se basan en XLS. XLS consiste en dos partes: 



Un lenguaje de transformación (XSLT Extensible Stylesheet Languaje Transformation), mediante el cual se puede transformar un documento XML en otro XML. Un lenguaje de formateo, que no es más que un vocabulario XML para especificar objetos de formateo (FO). XSL hace uso de la especificación XSLT para transformar documentos HTML, PDF, RTF, VRML, PostScript, sonido, entre otros documentos.

PROCESADORES SINTÁCTICOS (parsers) El procesador de XML es la herramienta principal de cualquier aplicación XML. Mediante un procesador no solamente se puede comprobar si los documentos están bien formados o son validos, sino que también se pueden incorporar a las aplicaciones, de manera que estas puedan manipular y trabajar con documentos XML. De acuerdo con su función los procesadores XML se deciden en dos tipos: validadores y no validadores. En común tienen que ambos deben informar de las violaciones de las restricciones de documentos bien formado dadas en su especificación. Además, los procesadores validadores, deben informar de la violación de las restricciones expresadas por las declaraciones del DTD. Procesadores para XML hay muchos, variados, y con funciones muy diferentes: incluyen validación o no. (Es decir si se procesan los documentos XML comprobando que además de bien formados sigan las reglas marcadas por un DTD o no) y realizan Transformaciones o no, es decir si incluyen un procesador de transformaciones (XSTL). Estos procesadores existen para la mayoría de los lenguajes y plataformas de desarrollo (VB, ASP, C, C++, PERL, PYTHON, JAVA, PHP).



LECCIÓN 5: EMULADORES WAP EN EL WEB La etapa final en el establecimiento del estado del arte de XML en aplicaciones telemáticas, es el desarrollo desarroll o de una aplicación que emule el funcionamiento de un dispositivo inalámbrico inalámbric o WAP. El sistema consiste básicamente en una interfaz en el WEB, en la cual pueden seleccionarse cualquier URL de un sitio WAP y que, a través de botones de navegación puedan explorarse los diferentes sitios desarrollados en WML. La aplicación desarrollada corresponde a una aplicación cliente/servidor, en la que mediante un script, el usuario hace una petición de acceso a un sitio WML remoto, una vez vez se ha accedido al documento, mediante un procesador XML se procede a la transformación de este documento con la utilización de XSLT y una hoja de estilo XSL para traducir el documento WML a HTML y finalmente presentarlo en la interfaz del teléfono. Todas las interacciones usuario/sistema son soportadas por el protocolo de transporte HTPP. A. Arquitectura de la Aplicación El objetivo primordial del emulador es transformar documento WML procedente del sitio remoto a HTML para poder visualizarlo por cualquier navegador de Internet. Porque WML no es más que un DTD de XML se puede realizar la transformación de WML a HTML utilizando un procesador de Transformaciones Transform aciones XSLT y un procesador o analizador XML. El procesador seleccionado para este desarrollo es el Expat, que está incluido en el lenguaje de scripting PHP4 y que cuenta con el soporte para XML y XSLT. Expart es un analizador escrito en C y el motor de XSLT es Sablotron. Sablotron es el resultado de un proyecto para desarrollar un rápido, confiable, compacto y portable procesador de XSLT conforme a la especificación W3C. Este procesador ha sido seleccionado por ser de libre distribución, es fácil de programar y la implementación es independiente de la plataforma. El procesador y el motor XSLT están incluidos desde la versión 4.02 en adelante por tanto su instalación y manejo es mucho más sencillo en comparación a otros procesadores. Este procesador procesador ha sido desarrollado desarrollado por James Clark Clark (7), que es el artífice de la parte de la especificación especificaci ón que trata el tema de las transformaciones. transformac iones. Adicionalmente, para que las funciones del analizador de XML y del motor estén disponibles para PHP se necesitara tener un modulo que soporte XML y XSL instalado en el servidor Web (Apache 1.3.14). Para el proceso de transformación transformació n se tomo una clase denominada class.xslt.php class.xslt. php y un (8) llama una archivo llamado xslt.php xslt.php y un archivo archivo llamado XSLT.PHP. XSLT.PHP. El archivo archivo XSLT.Php XSLT.Php (8) hoja de estilo XLS y la clase CLASS.XSLT.PHP es la encargada de cargar esa hoja de estilo y tomar una URL o cadena para realizar transformación. transform ación. En el caso del emulador, se lee un documento HTML desde el caso del emulador, se lee un documento XML desde el web y se transforma a una página HTML usando un documento XLS que se encuentra en un archivo local (Ver figura siguiente):



Sitio WML Remoto

Class.xslt

Script PHP

HTTP

Servidor Web Apache

Hola de Estilo PHP Procesador XSLTXSL Parser Expat

Browser Web

Ingreso URL Sitio WML Solicitado

Browser Web Descarga HTML Del Sitio Solicitado

Figura No 4: Arquitectura Arquitectura del Emulador Emulador WAP WAP Es así como en la hoja de estilo se define un patrón para el conjunto de nodos que se encuentra de cada archivo WML. Finalmente, una vez obtenido el resultado de la transformación de xslt.php se procede a dividir la pagina resultante en un cards para poderlo mostrar adecuadamente en el browser. La interfaz del teléfono móvil se desarrolla utilizando javaScript y las graficas en formato WBMP se transforma a JGP mediante una clase JAVA.

Figura No 5: Interfaz del Emulador XSLT 5. 6.

http://www.jclark.com Escrito por Bill Humphries ([email protected] [email protected])) de http://www.circle.ch/scr http://www.circle.ch/scripts. ipts.



REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRÁFICAS 





























“Diego Mauricio López ¹, marcela Ximena Callejas”, Álvaro Andrés Narváez. Artículo: XML en aplicaciones Telemáticas” Doctor Ingeniero DIEGO MAURICIO MAURICIO LÓPEZ GUTIÉRREZ. Resúmenes CITA 2001, Congreso Iberoamericano de Telemática- III Jornadas Iberoamericanas de Telecomunicaciones y Telemática JITT´01.- Patrocinado por Universidad del CaucaVicerrectoría de Investigaciones, Alcatel- Architects of an Internal World- CINTELCentro de Investigación de Telecomunicaciones. CORBA and XML; conflicto or cooperation? URL=http://www.omg.org/news/whitepapers/watsonwp.htm CORBA, XML and XMI, OMG Press: Momentum Increases Behind CORBA and XMLintegration. URL=http//www.omg.org/technology/xml/index.htm. XML Metadata Interchange- URL=http://www.omg.org/technol URL=http://www.o mg.org/technology/documents/form ogy/documents/form al/xml_metadata_interchange.htm. Rachel Chalmers, ¿Does XML Need Corba? URL=http://www.omg.org/attachment/computerswire-9-24-99.htm. RichardcDeadman, XML as a Distributed Application Protocol, URL=http://www.javareport.com/html/articles/index.cf. Dvid S. Frankel, XMI:The OMG´S XML METADATA INTERCHANGE Using modelcentric architecture. architecture. URL=http://www.syscon.com/xml/archives/0104/Frankel/index.html. Karen Strong, DTMF Promotes Use of XML for Satnadarts- based Management Solutions. URL=http://www.dmtf.org/pres/rele/.1998_10_16_1.html. XML As a Representation for Management Information – A White Paper Versión 1.0 September 15 th, 1998, URL=http://www.dmtf.org/spec/xmlw.html. Web-Based Enterprise Mangement (WBEN) Standarts, URL=http://www.dmtf.org/spec//Wbem.html. Colby Phillips, DMTF Standartdizes on HyperText Transfer Protocol for Web Based Enterprise Management, URL=http://www.dmtf.org/pres URL=http://www.d mtf.org/pres/rele/.1999_09_07_1.htm /rele/.1999_09_07_1.html.l. Steve Steinke, Network and System Managenent with, URL=http://www.networkmagazine.com/article/NMG20000509S0016. XEDI.ORG An Approach to XML-EDI, URL=http://www.xedi.org/whitepapers.HTML: XML and EDI: Peaceful Co-Existence.







Maruyama, Tamura, Uramoto, Creación de sitios Web con XML y Java, Prentice Hall, 2000. OMG XML Metadata Interchange (XMI) Specification. OMG. Versión 1.1, November 2000



BOSAK,. “XML, Java, and the future of the Web”.



URL=http://sunsite.unc.edu/pub/suninfo/standarts/xml/why/xmlapps.htm









CORRALES, J, ACOSTA, “M-Business: Negocios Móviles en Internet” Revista Colombiana Telecomunicaciones de Cintel (Vol 7, No 23). 2000 Bravo Montero Joaquin, XSLT, XPATH: ? Qué es cada cosa? 2000, URL=http:// www.programacion.net/articulos/xslt.php Mark Elenko, David Clarke, XML&CORBA-Hit or Myth? URL=http://www.syscon.com/xml/archives/0102/elenk oclarke/index.html Donald E. Baisley, UML,MOF AND XMI URL=http://www.syscom.com/xml/archives/0103/sri_ravi_don/index.html



CAPITULO 2: COMUNICACIÓN INALÁMBRICA INTRODUCCIÓN Las redes inalámbricas son aquéllas que carecen de cables. Gracias a las ondas de radio, se logran redes de computadoras de este tipo, su medio de transporte es el aire. Esta tecnología facilita en primer lugar el acceso a recursos en lugares donde se imposibilita la utilización de cables, como zonas rurales poco accesibles. Además, estas redes pueden ampliar una ya existente y facilitar el acceso a usuarios que se encuentren en un lugar remoto, sin la necesidad de conectar sus computadoras a un hub o a un switch por intermedio de cables.

LECCIÓN 1: WI-FI En septiembre de 1999 la IEEE ratificó un nuevo estándar de alta velocidad para redes WLAN, conocido como IEEE 802.11b y también llamado a veces Ethernet inalámbrico de alta velocidad o Wi-Fi (Wireless Fidelity). En la actualidad el estándar utilizado es el de la serie g que navega a 54 Mbit/s Además, en una misma zona de cobertura pueden trabajar simultáneamente tres puntos de acceso, cada uno de ellos con un alcance para interiores de unos 90 m a 1 Mbit/s y de unos 30 m a la tasa máxima de 54 Mbit/s. La tasa de transmisión puede seleccionarse entre 1, 2, 5,5, 11 y 54 Mbit/s, característica denominada DRS (Dynamic Rate Shifting), lo cual permite a los adaptadores de red inalámbricos reducir las velocidades para compensar los posibles problemas de recepción que puedan generarse por las distancias o los materiales que deba atravesar la señal (paredes, tabiques, ventanas, etc.), especialmente en el caso de interiores. En el caso de espacios abiertos, los alcances pueden aumentar hasta 120 m (a 54 Mbit/s) y 460 m (a 11 Mbit/s). La técnica de modulación empleada es CCK (Complementary Code Keying), codificando cada símbolo con 4 bits a velocidades de 1,375 MBd. Dado que CCK es una técnica DSSS, existe compatibilidad con los productos 802.11 originales simplemente reduciendo las velocidades de funcionamiento a 1 ó 2 Mbit/s. Posteriormente, un segundo esquema de codificación llamado PBCC (Packet Binary Convolutional Code) fue incluido para mejorar el alcance en el caso de tasas de 5,5 y 11 Mbit/s, ya que proporciona una ganancia de codificación de 3 dB. Los sistemas basados en el estándar IEEE 802.11b se caracterizan por un conjunto de canales de 22 MHz solapados entre sí, siendo fija la asignación de canales a cada punto de acceso. Del conjunto total de frecuencias, que en el caso de Colombia es de once, hay una combinación de canales disjuntos compuesta por los canales 1, 6 y 11. WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access -Interoperabilidad mundial para acceso por microondas) El sucesor de Wi-Fi es el nuevo estándar del que se está empezando a hablar, el 802.16x, conocido como WiMAX, que es una especificación para redes metropolitanas inalámbricas (WMAN) de banda ancha, que está siendo desarrollado y promovido por el grupo de la industria WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), cuyos dos miembros más representativos son Intel y Nokia. Como sucedió con la marca Wi-Fi, que



garantiza la interoperabilidad entre distintos equipos, la etiqueta WiMAX se asociará globalmente con el propio nombre del estándar. El hecho de que WiMAX no sea todavía una tecnología de consumo ha permitido que el estándar se desarrolle conforme a un ciclo bien establecido, lo que es garantía de su estabilidad y de cumplimiento con las especificaciones, algo parecido a lo que sucedió con GSM, que es garantía de su estabilidad.

Figura No 6. Escenarios Wimax (9) Un aspecto importante del estándar 802.16x es que define un nivel MAC (Media Acces Layer) que soporta múltiples enlaces físicos (PHY). Esto es esencial para que los fabricantes de equipos puedan diferenciar sus productos y ofrecer soluciones adaptadas a diferentes entornos de uso. Pero WiMAX también tiene competidores, y así una alternativa es el estándar Hiperaccess (>11 GHz) e HiperMAN (<11 GHz) del ETSIT, pero el auge que está tomando WiMAX ha hecho que se esté estudiando la posibilidad de armonizarlo con esta última norma, que también utiliza una modulación OFDM. 7.

HARDASMAL, Fernando E.; MARTÍNEZ, Luis Fernando y DE LA PLAZA, José. RevistaeSalud.com. vol. 2, Número 5 (2005) – I Trimestre.

Sin olvidarnos de Mobile-Fi (MBWA), el estándar 802.20 del IEEE, específicamente diseñado desde el principio para manejar tráfico IP nativo para un acceso móvil de banda ancha, que provee velocidad entre 1 y 16 Mbit/s, sobre distancias de hasta 15 o 20 km, utilizando frecuencias por debajo de la banda de 3,5 GHz.

Figura No 7: Posicionamiento de Estándares Wireless Características El estándar 802.16 puede alcanzar una velocidad de comunicación de más de 100 Mbit/s en un canal con un ancho de banda de 28 MHz (en la banda de 10 a 66 GHz), mientras que el



802.16a puede llegar a los 70 Mbit/s, operando en un rango de frecuencias más bajo (<11 GHz). Es un claro competidor de LMDS.

Velocidad Cobertura Licencia Ventajas

WiMAX802.16 124 Mbit/s 40-70 km Si/No Velocidad y Alcance

WiFi 802.11 11 -54 Mbit/s 300 m No Velocidad y Precio

MBWA 802.20 16 Mbit/s 20 km Si Velocidad y Movilidad

UMTS y CDMA2000 2 Mbit/s 10 km Si Rango y Movilidad

Inconvenientes

Interferencias

Bajo alcance

Precio alto

Lento y caro

Tabla 1. Comparativa de WiMAX frente a otras tecnologías Estas velocidades tan elevadas se consiguen gracias a utilizar la modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) con 256 subportadoras, la cual puede ser implementada de diferentes formas, según cada operador, siendo la variante de OFDM empleada un factor diferenciador del servicio ofrecido. Esta técnica de modulación es la que también se emplea para la TV digital, sobre cable o satélite, así como para Wi-Fi (802.11a) por lo que está suficientemente examinada. Soporta los modos FDD y TDD para facilitar su interoperabilidad con otros sistemas celulares o inalámbricos. Otra característica de WiMAX es que soporta las llamadas antenas inteligentes (smart antenas), propias de las redes celulares de 3G, lo cual mejora la eficiencia espectral, llegando a conseguir 5 bps/Hz, el doble que 802.11a. Estas antenas inteligentes emiten un haz muy estrecho que se puede ir moviendo, electrónicamente, para enfocar siempre al receptor, con lo que se evitan las interferencias entre canales adyacentes y se consume menos potencia al ser un haz más concentrado. En cuanto a seguridad, incluye medidas para la autenticación de usuarios y la encriptación de los datos. Una de las principales limitaciones en los enlaces a larga distancia vía radio es la limitación de potencia, para prever interferencias con otros sistemas, y el alto consumo de batería que se requiere. Sin embargo, los más recientes avances en los procesadores digitales de señal hacen que señales muy débiles (llegan con poca potencia al receptor) puedan ser interpretadas sin errores, un hecho del que se aprovecha WiMAX. Con los avances que se logren en el diseño de baterías podrá haber terminales móviles WiMAX, compitiendo con los tradicionales de GSM, GPRS y de UMTS. Aplicaciones Las primeras versiones de WiMAX están pensadas para comunicaciones punto a punto o punto a multipunto, típicas de los radioenlaces por microondas. Las próximas ofrecerán total movilidad, por lo que competirán con las redes celulares. Los primeros productos que están empezando a aparecer en el mercado se enfocan a proporcionar un enlace de alta velocidad para conexión a las redes fijas públicas o para establecer enlaces punto a punto.



Así, WiMAX puede resultar muy adecuado para unir hot spots Wi-Fi a las redes de los operadores, sin necesidad de establecer un enlace fijo. El equipamiento Wi-Fi es relativamente barato pero un enlace E1 o DSL resulta caro y a veces no se puede desplegar, por lo que la alternativa radio parece muy razonable. WiMAX extiende el alcance de Wi-Fi y provee una seria alternativa o complemento a las redes 3G, según como se mire. WIBRO WiBro, acrónimo de Wireless Broadband, es la apuesta de Korea en cuanto a comunicación WiFi se refiere. Podríamos decir que es el equivalente asiático a la tecnología WiMax. Es una tecnología propietaria de Samsung, para uso de empresa y doméstico, en Corea. Apto para el P2P, las videollamadas, el 3D, navegación web. WiBro implementa el estándar IEEE 802.16e, al igual que WiMax, pero con unos objetivos distintos: aquí no importa la velocidad y la cobertura tanto como la fiabilidad de la señal aunque estemos en movimiento. De hecho WiBro permitirá velocidades de hasta 1 Megabits/s aunque nos estemos moviendo a 60 km/h. Aunque para esto, la cobertura se verá reducida a menos de 1 kilómetro a la redonda. Korea, país en el que se va a explotar esta tecnología a partir del 2006, es uno de los países del mundo con más cobertura WiFi por todo su territorio, por lo que les resulta poco importante el alcance de la señal (siempre dentro de un límite razonable, claro), dando más importancia a que ésta sea continua y estable (manteniendo un ancho de banda constante aunque estemos andando o en coche). De ahí a que sea ideal para móviles, como el m8000 de Samsung o posibles "consolas" como la de IRiver. WiBro permite mantener el enlace a Internet desde un dispositivo en movimiento continuo, y lejos del hot spot. Técnicamente, esa tecnología se funda en el estándar IEEE 802.16e, mejor conocido como WiMax en movimiento. Se dice que traerá ventajas superiores a las de WiMax y que ya se hacen pruebas de campo. Técnicamente, esa tecnología se funda en el estándar IEEE 802.16e, mejor conocido como WiMax en movimiento. El servicio portátil de Internet 2.3 gigahertz permite utilizar el Internet de alta velocidad más barato y más extensamente, aún cuando el usuario se desplace a 60 kilómetros por hora. Wibro como WiMax y otros servicios avanzados de conexión inalámbrica basados en el estandard Wi-Fi pugnan cada vez más con las tecnologías utilizadas por los operadores móviles para aumentar el ancho de banda y la velocidad en la transmisión de datos . (10) (11) BLUETOOTH Es la norma que define un estándar global de comunicación inalámbrica, que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia. Los principales objetivos que se pretende conseguir con esta norma son: Facilitar la comunicación entre equipos móviles y fijos. Eliminar cables y conectores entre estos. Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.   



Aplicaciones:    

Sincronización de PDAs con PCs WPAN (Wireless Personal Area Network) Conexión de Periféricos Comunicaciones Punto Punto

Trabaja en la banda de frecuencia comprendida entre 2,402 y 2,480 GHz con un alcance máximo de 10 metros y tasas de transmisión de datos de hasta 721 Kbps. Bluetooth se ha diseñado para operar en un ambiente multi-usuario. Los dispositivos pueden habilitarse para comunicarse entre sí e intercambiar datos de una forma transparente al usuario. Hasta ocho usuarios o dispositivos pueden formar una piconet y hasta diez Piconets pueden coexistir en una misma área de cobertura. Dado que cada enlace es codificado y protegido contra interferencia y pérdida de enlace, Bluetooth puede considerarse una red inalámbrica de corto alcance y muy segura. Todo lo que ahora se conecta con cables, puede conectarse sin cables. Esto es más o menos lo que permite Bluetooth. Pero no se trata únicamente de conectar dispositivos como un manos libres inalámbrico al teléfono móvil, sino que pueden sincronizarse automáticamente al entrar en una misma área de influencia (piconet). Así podemos tener la agenda del móvil y la del PC actualizadas, intercambiando información cada vez que uno de los dos aparatos entra en el dominio del otro. Por supuesto, Bluetooth permite además compartir una conexión de Internet con otros dispositivos, formando puntos de acceso .(12)

Figura No 8. Aplicaciones tecnología Bluetooth (13) Bluetooth será útil para la automatización del hogar, la lectura del contadores, etcétera. También dar por hecho algunas acciones como validar un billete en una estación, sin necesidad de esperas. Así como pagar la compra, la reserva de billetes de avión con solo entrar al aeropuerto. Las aplicaciones Bluetooth son muchas y permiten cambiar radicalmente la forma en la que los usuarios interactúan con los dispositivos electrónicos.

10. BLAT, Fernando. 2005. 11. INFOCHANNEL. 2005



LECCIÓN No 2: PRINCIPIOS DE TRANSMISIÓN ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS La luz, las microondas, los rayos-x y las transmisiones de radio y televisión son todas formas de ondas electromagnéticas. Todas son la misma clase de disturbio ondulatorio que se repite en una distancia llamada la longitud de onda. Son ondas producidas por la oscilación o la aceleración de una carga eléctrica. Las ondas electromagnéticas tienen componentes eléctricos y magnéticos. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas) hasta frecuencias muy bajas (longitudes de onda altas). La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. Por orden creciente de longitudes de onda (orden decreciente de frecuencias), se ha confeccionado una escala denominada espectro electromagnético. Esta escala indica que la l (Longitud de Onda) puede ser desde miles de metros hasta 0,3 m aproximadamente en el caso de las ondas de radio; desde allí hasta 1 mm las micro ondas; desde él milím etro hasta los 780 mm tenemos a los rayos infrarrojos. La luz visible es una franja estrecha que va desde los 780 mm hasta los 380 mm. La luz ultra violeta se encuentra entre los 3,8 10 -7 m y los 10 9 m (entramos en la medida de los nanómetros). Los rayos x se ubican entre 10 -9 m y 10 -11 m. Los rayos gamma están entre los 10 -11 m y 10 -17 m. La medida de las l suelen medirse en nanómetro, o nm, que es una millonésima de milímetro. 10 - 9 m = 1 nm. Ondas

X (cm)

Radio

Onda

Radio

AM

Corta

FM

3.10 4

3.10 3

3.10 2

Microondas Infrarrojos Ultravioleta

3

10 - 3

10 - 6

Rayos

Rayos

x

Gamma

10 - 8

10- 10

Tabla No 2. Medidas de Longitud de Onda. Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse; pueden atravesar el espacio desplazándose en el vacío a una velocidad aproximada de 300.000 km/s a la que se denomina con la letra c . Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. Las longitudes de onda van desde billonésimas de metro hasta muchos kilómetros. La longitud de onda (l) y la frecuencia ( f ) de las ondas electromagnéticas, relacionadas mediante la expresión l ∙ f = c, son importantes para determinar su energía, su visibilidad, su poder de penetración y otras características. 12. GARCÍA, Albert. 2004. http://www.zonabluetooth.com/que_es_bluetooth2.htm 13. http://www.nokia.es/teléfonos/tecnologías/bluetooth_beneficios_id0204.jsp



Frecuencia La frecuencia indica la velocidad de repetición de cualquier fenómeno periódico. Se define como el número de veces que se repite un fenómeno en la unidad de tiempo. La frecuencia como magnitud de una onda sonora se define como el número de oscilaciones por unidad de tiempo (generalmente, por segundo). Entendiendo por oscilación el ciclo completo de una onda. Si se producen muchas oscilaciones en un segundo estaremos hablando de altas frecuencias, si, por el contrario, son pocas, hablamos de bajas frecuencias .

Figura No 9. Bajas Frecuencias.

Figura No 10. Altas Frecuencias. En el caso de radiaciones como la luz y las ondas de radio, que son ambas oscilaciones electromagnéticas, la frecuencia se mide en ciclos por segundo o en Hertz (Hz): 1 Hz = un ciclo por segundo. La frecuencia se representa con la letra (f) y se expresa en hercios. § § § §

1 Hz equivale a 1 ciclo/s 1 Kilohercio (kHz) = 1.000 Hz. 1 Megahercio (MHz) = Un millón de hercios. 1 Gigahercio (GHz) = Mil millones de hercios.

La frecuencia está relacionada con la longitud de onda. De hecho, la velocidad de propagación se define como el producto de la longitud de onda por la frecuencia. Lo que significa que a longitudes de onda más pequeñas mayor frecuencia y viceversa.



Las ondas electromagnéticas de frecuencias extremadamente elevadas, como la luz o los rayos X, suelen describirse mediante sus longitudes de onda, que frecuentemente se expresan en nanómetros (un nanómetro, abreviado nm, es una milmillonésima de metro). Una onda electromagnética con una longitud de onda de 1 nm tiene una frecuencia de aproximadamente 300 millones de GHz. Fase El momento o punto en el que dos señales se encuentran en un instante determinado se llama fase. La fase de una onda expresa la posición relativa de un monte o valle de esta onda, con respecto a otra onda. (14)

Figura No 11: Fase de una Onda (15) La fase, representada por la letra griega Fi (φ) puede medirse como un tiempo, distancia, o un ángulo (en grados 0º a 360º). Cuando esa distancia, tiempo o ángulo es cero, se dice que las ondas están en fase.

Figura No 12. Dos Ondas Desfasadas (16) Dos ondas de igual frecuencia en igualdad de fase se suman (interferencia constructiva).



Figura No 13. Dos Ondas en Fase

(17)

Dos ondas de igual frecuencia en una fase diametralmente opuesta (en contrafase), se restan (interferencia destructiva). Lo que suman o restan es su amplitud. Si dos ondas están en fase, cuando una alcanza el valor máximo (absoluto) de desplazamiento, o lo que es lo mismo, cuando alcanza su amplitud, la otra hace lo mismo, aunque su amplitud sea otra. Otra manera de decirlo es que en un t cualquiera ambas ondas tienen la misma fase.

Longitud de Onda La longitud de onda es el parámetro físico que indica el tamaño de una onda. Entendiendo por tamaño de la onda, la distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo). La longitud de onda se representa con la letra griega λ

Figura No 14. Longitud de Onda (18)

16. Ibid., p. 50 17. Ibid., p. 50 18. Ibid, p. 50



ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO (19) Las ondas electromagnéticas cubren una amplia gama de frecuencias o de longitudes de ondas y pueden clasificarse según su principal fuente de producción. La clasificación no tiene límites precisos. Región del espectro Radio-microondas

Intervalo de frecuencias (Hz) 0-3.0∙10

Infrarrojo

3.0∙10 -4.6∙10

Luz visible

4.6∙10 -7.5∙10

Ultravioleta

7.5∙10 -6.0∙10

Rayos X

6.0∙10 -1.0∙10

Radiación gamma

1.0∙10 -….

Tabla No 3. Espectro Electromagnético MODULACIÓN DE SEÑALES La modulación es el procedimiento por el cual los datos se envían, utilizando las variables de: W Amplitud: AM En telecomunicación el término modulación engloba el conjunto de técnicas para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda senoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que permitirá transmitir más información simultánea o proteger la información de posibles interferencias y ruidos. Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir. Dependiendo del parámetro sobre el que se actúe, se aplica los distintos tipos de modulación. Una portadora es una senoide de alta frecuencia, y uno de sus parámetros (tal como la amplitud, la frecuencia o la fase) se varía en proporción a la señal de banda base s(t). De acuerdo con esto, se obtiene la modulación en amplitud (AM), la modulación en frecuencia (FM), o la modulación en fase (PM). En la siguiente figura se muestra una señal de banda base s(t) y las formas de onda de AM y FM correspondientes. En AM la amplitud de la portadora varia en proporción a s(t), y en FM, la frecuencia de la portadora varia en proporción a s(t).

19. LEONBERGER. Revealing the small range of radio-microwave frequencies. Phys. Educ. Vol. 37, September 2002, pp. 25-427



Figura No 15. Modulación de señales (20)

¿Por qué se modula? Facilita la propagación de la señal de información por cable o por el aire. Ordena el radioespectro, distribuyendo canales a cada información distinta. Disminuye dimensiones de antenas. Optimiza el ancho de banda de cada canal.   

Evita interferencia entre canales. Protege a la Información de las degradaciones por ruido. Define la calidad de la información trasmitida.

¿Cómo afecta el canal a la señal? Depende del medio o canal, ya que hay unos mejores que otros, aunque también depende del tipo de modulación y aplicación. Los principales efectos que sufre la señal al propagarse son: Atenuación: pérdida de potencia sufrida por una señal al transitar por cualquier medio de transmisión. Desvanecimiento: Debilitamiento que sufre una señal en su camino. Ruido Blanco aditivo: ruido aleatorio que contiene energía constante a cada frecuencia o más preciso una distribución uniforme de la energía sobre el espectro de frecuencias. Interferencia externa: cualquier proceso que altera, modifica o destruye una señal durante su trayecto en el canal existente entre el emisor y el receptor. Ruido de fase: perturbación que sufren los datos en la descodificación. Esta dispersión trae como consecuencia un desfase que incide en la transmisión Reflexión de señales: Se da cuando una onda retorna al propio medio de propagación tras incidir sobre una superficie que no puede atravesar. Refracción: Es el cambio de dirección de una onda, cuando esta pasa de un medio a otro. En este fenómeno, la onda mantiene su frecuencia, pero cambia su velocidad y su longitud. 

 









20. MARTÍNEZ, Evelio. 2002. http://www.eveliux.com/fundatel/modulac.html







Difracción: es la alteración de una onda en su propagación rectilínea, cuando en su camino se encuentra con un obstáculo. Dispersión: La dispersión es el fenómeno de separación de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un material. Todos los medios materiales son más o menos dispersivos, y la dispersión afecta a todas las ondas.

¿Qué relación existe entre la modulación y el canal? El canal influye fuertemente en la elección del tipo de modulación de un sistema de comunicaciones, principalmente debido al ruido. Canal: Ruido, Distorsión, Interferencia y Atenuación. Modulación: Inmunidad al ruido, Protege la calidad de la información, Evita interferencia. (21) Modulación A.M. (Modulación de Amplitud)  

Modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas. Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud. (22)

Figura No 16. Señal Portadora en A.M. (23)

Figura No 17. Señal Moduladora en A.M. (24)

Modulación F.M. (Modulación de Frecuencia): Modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas. En este caso la señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la señal portadora que variará es la frecuencia, y lo hace de acuerdo a como varíe la amplitud de la señal moduladora. (25) 21. MARTÍNEZ, Evelio. 2002. http://www.eveliux.com/fundatel/modulac.html 22. http:///www.textoscientíficos.com/redes/modulación/amplitud 23. Ibid., p. 50 24. Ibid., p. 50 25. http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/amplitud



Figura No 18. Señal Moduladora en F.M (Datos)

Figura No 19. Señal portadora en F.M

(26)

(27)

Figura No 20. Señal Modulada en F.M. (28)

Modulación P.M. (Modulación de Fase) Modulación donde las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas, es un tipo de modulación exponencial al igual que la modulación de frecuencia. En este caso el parámetro de la señal portadora que variará de acuerdo a señal moduladora es la fase. La modulación de fase (PM) no es muy utilizada principalmente por que se requiere de equipos de recepción más complejos que en FM y puede presentar problemas de ambigüedad para determinar por ejemplo si una señal tiene una fase de 0º o 180º. (29) 26. Ibid., p. 59 27. Ibid., p. 59 28. Ibid., p. 59 29. Ibid., p. 59



Figura No 21. Señal Moduladora en P.M. (Datos)

Figura No 22. Señal Portadora en P.M

Figura No 23. Señal Modulada en P.M

(30)

(31)

(32)

La forma de las señales de modulación de frecuencia y modulación de fase son muy parecidas. De hecho, es imposible diferenciarlas sin tener un conocimiento previo de la función de modulación. Modulación Bpsk (Modulación por desplazamiento de fase binaria) Con la transmisión por desplazamiento de fase binaria (BPSK), son posibles dos fases de salida para una sola frecuencia de portadora. Una fase de salida representa un 1 lógico y la otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están 180° fuera de fase. El BPSK es una forma de modulación de onda cuadrada de portadora suprimida de una señal de onda continua.

Figura No 24. Modulación Bpsk



Modulación Qpsk (Modulación por desplazamiento de fase cuaternaria). La transmisión por desplazamiento de fase cuaternaria (QPSK) o, en cuadratura PSK, como a veces se le llama, es otra forma de modulación digital de modulación angular de amplitud constante. La QPSK es una técnica de codificación M-ario, en donde M=4 (de ahí el nombre de “cuaternaria”, que significa “4”). Con QPSK son posibles cuatro fases de salida, para una sola frecuencia de la portadora. Debido a que hay cuatro fases de salida diferentes, tiene que haber cuatro condiciones de entrada diferentes. Ya que la entrada digital a un modulador de QPSK es una señal binaria (base 2), para producir cuatro condiciones diferentes de entrada, se necesita más de un solo bit de entrada. Con 2 bits, hay cuatro posibles condiciones: 00, 01, 10 y 11. En consecuencia, con QPSK, los datos de entrada binarios se combinan en grupos de 2 bits llamados dibits. Cada código dibit genera una de las cuatro fases de entrada posibles. Por tanto, para cada dibit de 2 bits introducidos al modulador, ocurre un sola cambio de salida. Así que, la razón de cambio en la salida es la mitad de la razón de bit de entrada.

Figura No 25.

Modulación Qpsk

Es una técnica de modulación FDM que permite transmitir grandes cantidades de datos digitales sobre una onda de radio. OFDM divide la señal de radio en muchas sub-señales que son transmitidas simultáneamente hacia el receptor en diferentes frecuencias. OFDM reduce la diafonía (efecto de cruce de líneas) durante la transmisión de la señal, OFDM se utiliza en 802.11a WLAN, 802.11g, WiMAX, en Europa. (33) En algunos aspectos, el OFDM es similar a la múltiplexación por división de frecuencia tradicional (FDM), con la diferencia básica siendo la forma en que las señales se modulan y remodulan. La prioridad se le da a la minimización de interferencia o cruce entre los canales y símbolos en flujo de datos. Se le da menos importancia al perfeccionamiento de los canales individuales. 30. http://www. textoscientificos.com/redes/modulación/frecuencia I 31. Ibid., p. 59 32. Ibid., p. 59 33. http://es.wikipedia.org/wiki/OFDM



Figura No 26. Modulación OFDM Técnica Multiportadora Convencional b) Modulación con portadoras ortogonales dividir el ancho de banda total en canales paralelos más angostos, cada uno en diferente frecuencia (FDM), reduce la posibilidad de desvanecimiento por respuesta no plana en cada subportadora. Cuando estas subportadoras son ortogonales en frecuencia, se permite reducir el ancho de banda total requerido aún más, como se muestra en la anterior figura. UNIDADES DE MEDIDA Decibeles: Decibel o decibelio es la unidad de medida para las relaciones de poder entregado por una antena y representa un cambio detectable en la fuerza de la señal, mirado como valor actual de voltaje de dicha señal. Es una unidad de medida relativa. En audiofrecuencias un cambio de 1 decibel (dB) es apenas notado. Equivale a la décima parte de un bel. Una unidad de referencia para medir la potencia de una señal o la intensidad de un sonido. Decibel milivatio mW (mili vatio): unidad de medida de potencia. dBm (Decibel milivatio): potencia transmitida o recibida a 1 mW. Esta potencia de emisión es el resultado de sumar la potencia de salida de la tarjeta WIFI, con la ganancia de la antena y teniendo en cuenta las perdidas del cable y conectores. Para convertir mW a dBm, tenemos que multiplicar por 10 el logaritmo de la potencia expresada en mW. Por ejemplo, si la potencia máxima son 100mW: 10 x log 100mW = 20 dBm La potencia máxima legal de emisión es de 100mW o 20 dBm. La mayoría de los dispositivos Wireless emiten en un rango de 20 a 50mW: 10 x log 50mW = 17 dBm Lo que quiere decir que se puede utilizar una antena de hasta 3 dBm máximo para estar dentro de la legalidad.



dBm

mW

dBm

mW

OdBm

1mW

16dBm

40mW

1dBm

1.25mW

17dBm

50mW

2dBm

1.56mW

18dBm

64mW

3dBm

2mW

19dBm

80mW

4dBm

2.5mW

20dBm

100mW

5dBm

3.12mW

21dBm

128mW

6dBm

4mW

22dBm

160mW

7dBm

5mW

23dBm

200mW

8dBm

6.25mW

24dBm

256mW

9dBm

8mW

25dBm

320mW

10dBm

10mW

26dBm

400mW

11dBm

12.5mW

27dBm

512mW

12dBm

16mW

28dBm

640mW

13dBm

20mW

29dBm

800mW

14dBm

25mW

30dBm

10OOmW

15dBm

32 mW

Tabla No 4. Conversión rápida de dBm a mW



LECCIÓN No 3: ANTENAS DEFINICIÓN Dispositivo conductor metálico cuya misión es difundir y/o recoger ondas radioeléctricas, convierte las señales eléctricas en ondas electromagnéticas y viceversa. Existen antenas de distintos tipos, pero todas ellas cumplen la misma misión: servir de emisor-receptor de una señal de radio. Cuando la comunicación fluye en ambas direcciones, se denomina bidireccional. Si dicha comunicación no se efectúa simultáneamente, sino alternativamente, se denomina comunicación semiduplex. Todas las comunicaciones dentro del ámbito WIFI son bidireccionales semiduplex. TIPOS DE ANTENAS Omnidireccional Las antenas omnidireccionales son aquellas que irradian un campo en todo su contorno en la forma de una figura geométrica llamada "TORO" pero sin agujero central. Una antena vertical es por naturaleza generalmente omnidireccional. Dan cobertura con un diagrama de radiación circular (360º). Dan servicio por igual independientemente de su colocación, pero debido a que las frecuencias en las que se trabajan son próximas a microondas, los diagramas no son circulares, son óvalos.

Figura No 27. Radiación de una Antena Omnidireccional.



Direccional Las antenas direccionales son aquellas con la que es posible dirigir su campo de irradiación hacia uno o más lugares en forma instantánea dependiendo del concepto de cálculo y su forma de construcción. Una antena horizontal tipo dos polos es por lo general direccional o directiva.

Figura No 28. Radiación de una Antena Direccional. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS ANTENAS Ancho del Haz El ancho de Haz es el ángulo de cobertura de una antena direccional. El ángulo del haz se determina a partir de la posición en la cual la potencia de la señal emitida ha caído 3dB con respecto a la potencia máxima radiada por la antena en el centro de haz. Impedancia. La impedancia es la relación entre corriente y voltaje en el punto de entrada de la antena. La impedancia de la antena debe ser igual a la impedancia de la línea de transmisión que la alimenta (cable), para que haya máxima transferencia de potencia. Generalmente las antenas de radiofrecuencia tienen una impedancia de 50 W PATRÓN DE RADIACIÓN El patrón de radiación es un gráfico o diagrama polar sobre el que se representa la fuerza de los campos electromagnéticos emitidos por una antena. Este patrón varía en función del modelo de antena. Las antenas direccionales representan un mayor alcance que las omnidireccionales.

Figura No 29. Patrón de Radiación (34) 34. http://www.camyna.com/images/wifi/radiation.gif



Muchos modelos de antenas incluyen entre sus características, este gráfico. Normalmente también se incluye un dato más, que es la apertura del haz, que representa la separación angular entre los dos puntos del lóbulo principal del patrón de radiación. Se suele representar sobre un plano horizontal. GANANCIA DE LAS ANTENAS La característica más importante de una antena es la ganancia. Esto viene a ser la potencia de amplificación de la señal. La ganancia representa la relación entre la intensidad de campo que produce una antena en un punto determinado, y la intensidad de campo que produce una antena omnidireccional (llamada isotrópica), en el mismo punto y en las mismas condiciones. Cuanto mayor es la ganancia, mejor es la antena. La unidad que sirve para medir esta ganancia es el decibelio (dB). Esta unidad se calcula como el logaritmo de una relación de valores. Como para calcular la ganancia de una antena, se toma como referencia la antena isotrópica, el valor de dicha ganancia se representa en dBi. Antena Isotrópica Una antena isotrópica, como su nombre lo indica, radia en todas las direcciones y su patrón de radiación es simbolizado por una esfera y en el caso de una antena dipolo de media longitud de onda, el patrón es en forma de un 8 acostado. Se utiliza para definir la ganancia de las antenas.

Figura No 30. Radiación de una antena isotrópica

Figura No 31. Radiación de una antena dipolo de ½ longitud de onda Decibel Isotrópico: Se usa para medir la ganancia de una antena. Relaciona la potencia radiada de una antena respecto a la antena isotrópica.



CLASES DE ANTENAS Antenas Omnidireccionales Se les llama también antenas de fuste vertical. Se utilizan principalmente para emitir la señal en todas las direcciones. En realidad la señal que emite en forma de óvalo, y sólo emite en plano (no hacia arriba ni hacia abajo).

Figura No 32 Antena Omnidireccional (35) Se suelen colocar en espacios abiertos para emisión todas las direcciones. También se usan en espacios cerrados. En caso de colocarlas en el exterior es conveniente colocarle un filtro de saltos de tensión, para evitar problemas con tormentas eléctricas. Son baratas, fáciles de instalar y duraderas. Su ganancia está en torno a los 15 dBi. Antenas Direccionales Las antenas direccionales (o yagui), tienen forma de tubo. En su interior tienen unas barras de metal que cruzan el interior de ese tubo.

Figura 33: Antena Direccional (36) La señal que emiten es direccional y proporciona una ganancia que oscila entre los 15 y los 21 dBi. Hay que enfocarla directamente al lugar con el que se quiere enlaza. Como todas las antenas exteriores hay que protegerla ante posibles descargas eléctricas. Antenas de Sector Al igual que las antenas omnidireccionales, su uso es para conexiones punto a multipunto. Estas sin embargo solo emiten en una dirección Su radio de cobertura está entre los 60 y los 180 grados. 35. http://www.camyna.com/documentacion.php 36.

Ibid., p. 74



Figura 34. Antena de Sector (37) La ganancia de estas antenas es mejor que las omnidireccionales (aproximadamente 22 dBi), y permiten orientarlas hacia la dirección que mas interesa (incluso hacia arriba y hacia abajo) Antenas de Panel Se utilizan para conexiones punto a punto enfocadas. Son como pequeñas cajas planas y tienen una ganancia de hasta 22 dBi Antenas Yagui Las antenas yagui, (o direccionales) tienen forma de tubo. En su interior tienen unas barras de metal que cruzan el interior de ese tubo

Figura No 35. Antena Yagui (38) La señal que emiten es direccional y proporciona una ganancia que oscila entre los 15 y los 21 dBi. Hay que enfocarla directamente al lugar con el que se quiere enlaza. Antenas Parabólicas Las antenas parabólicas son las mas potentes que se pueden adquirir (hasta 27 dBi), por lo que son las más indicadas para cubrir largas distancias entre emisor y receptor. Cuanta mayor ganancia tienen, mayor diámetro de rejilla.

Figura No 36. Antena parabólica (39) 37. http://www.dlinkla.com/dti http://www.camyna.com/documentacion.php (38). http://www.camyna.com/documentacion.php



Antenas Dipolo Este tipo de antenas, están mas indicadas para lugares pequeños, y más concretamente para uso de Access Points (imagen 1). La ganancia de esas antenas oscila entre los 2 y los 5 dBi.

Figura No 37: Antenas Dipolo (40) .

LECCIÓN No 4. TECNOLOGÍAS EN WIRELESS LAN Existen varias tecnologías utilizadas en redes inalámbricas. El empleo de cada una de ellas depende mucho de la aplicación. Cada tecnología tiene sus ventajas y desventajas. A continuación se nombran las más importantes en este género. Infrarrojo (Infrared) Banda Angosta (Narrowband) Espectro Extendido (Spread Spectrum) INFRARROJO (INFRARED) Los sistemas de comunicación por infrarrojo utilizan muy altas frecuencias, justo abajo del espectro de la luz visible para transportar datos. Como la luz, el infrarrojo no puede penetrar objetos opacos, ya sea directamente (línea de vista) o indirectamente (tecnología difundida/reflectiva). El alto desempeño del infrarrojo directo es impráctico para usuarios móviles pero su uso es prácticamente para conectar dos redes fijas. La tecnología reflectiva no requiere línea de vista pero está limitada a cuartos individuales en zonas relativamente cercanas. Se utilizan para redes WPAN (Wireless Personal Area Network) y para conexión de periféricos. BANDA ANGOSTA (NARROWBAND) Un sistema de radio de banda angosta transmite y recibe información en una radio frecuencia específica. La banda amplia mantiene la frecuencia de la señal de radio tan angostamente posible para pasar la información. El cruzamiento no deseado entre canales es evitado al coordinar cuidadosamente diferentes usuarios en diferente canal de frecuencia. En un sistema de radio la privacidad y la no-interferencia se incrementan por el uso de frecuencias separadas de radio. El radio receptor filtra todas aquellas frecuencias que no son de su competencia. La desventaja de esta tecnología es el uso amplio de frecuencias, uno para cada usuario, lo cual es impráctico si se tienen muchos. ESPECTRO EXTENDIDO (SPREAD SPECTRUM) Tecnología de banda amplia desarrollada por los militares estadounidenses que provee comunicaciones seguras, confiables y de misión critica. La tecnología de Espectro Extendido está diseñada para intercambiar eficiencia en ancho de banda por confiabilidad, integridad y 39. Ibid., p. 77 40. Ibid., p. 77



seguridad. Es decir, más ancho de banda es consumida con respecto al caso de la transmisión en banda angosta, p ero el ‘trueque’ [ancho de banda/potencia] produce una señal que es en efecto más fuerte y así más fácil de detectar por el receptor que conoce los parámetros de la señal de espectro extendido que está siendo difundida. Si el receptor no está sintonizado a la frecuencia correcta, una señal de espectro extendido se miraría como ruido en el fondo. Otra característica del espectro disperso es la reducción de interferencia entre la señal procesada y otras señales no esenciales o ajenas al sistema de comunicación. Qué no es espectro extendido Conviene tener presente que existen equipos que utilizan estas mismas frecuencias y que producen una energía de radiofrecuencia, pero que no transmiten información. Estos equipos tienen aplicaciones Industriales, Científicas y Médicas (ICM) y en particular dichos equipos operan en otras bandas de frecuencia (902- 908 MHz; 2,400-2,500 MHz y 5,525-5,875 MHz). Ejemplos de estos equipos son: limpiadores domésticos de joyería, humidificadores ultrasónicos, calefacción industrial, hornos de microondas, etc. Existen dos tipos de señales de Espectro Extendido: Salto en Frecuencia (Frecuency Hopping, FH) y Secuencia Directa (Direct Sequence, DS). Espectro extendido con salto en frecuencia (FHSS) FHSS utiliza una portadora de banda angosta que cambia la frecuencia en un patrón conocido tanto por el transmisor como por el receptor. Tanto receptor como receptor están debidamente sincronizados comunicándose por un canal que está cambiando a cada momento en frecuencia. FHSS es utilizado para distancias cortas, en aplicaciones por lo general punto a multipunto, donde se tienen una cantidad de receptores diseminados en un área relativamente cercana al punto de acceso. Espectro extendido en secuencia directa (DSSS) DSSS genera un patrón de bits redundante para cada bit que sea transmitido. Este patrón de bit es llamado código chip. Entre más grande sea este chip, es más grande la probabilidad de que los datos originales puedan ser recuperados (pero, por supuesto se requerirá más ancho de banda). Más sin embargo si uno o más bits son dañados durante la transmisión, técnicas estadísticas embebidas dentro del radio transmisor podrán recuperar la señal original sin necesidad de retransmisión. DSSS se utilizará comúnmente en aplicaciones punto a punto.

LECCIÓN No 5: BANDAS DE FRECUENCIA Las bandas de frecuencia son el resultado de la división del espectro electromagnético, con el objeto de delimitar el acceso de usuarios a determinadas bandas. En los Estados Unidos y otros países, las bandas de frecuencia son de 900 megahercios (MHz), 2,4 GHz y, en algunos casos, de hasta 5 GHz. Si bien estas bandas de frecuencia no requieren licencia, los equipos que las utilicen deben estar certificados por los reguladores del país donde se encuentren. Las redes Wireless prevalecen en gran medida ante el problema de la línea de visión, ya que pasan a una frecuencia más alta que otros aparatos en el espectro electromagnético. Estas redes funcionan a unos 2,4 GHz y, en algunos casos, a mayor frecuencia. Aun así, se encuentran muy por debajo del espectro de luz visible.



Gracias al uso de esa frecuencia, la longitud de la onda es tan imperceptible que logra traspasar objetos sólidos. Es por esto que las redes inalámbricas funcionan perfectamente sobre distancias cortas en espacios interiores, aunque en ocasiones algunos obstáculos pueden interferir en la transmisión. BANDA ISM (Industrial Scientific and Medical) Son bandas reservadas internacionalmente sin licencia para uso no comercial de Radio Frecuencia Electromagnética en áreas industrial, científica y médica. Para operar en todo el mundo es necesaria una banda de frecuencia abierta a cualquier sistema de radio independientemente del lugar del planeta donde nos encontremos. Sólo la banda ISM (médico-científica internacional) de 2,45 Ghz cumple con éste requisito, con rangos que van de los 2.400 Mhz a los 2.500 Mhz, y solo con algunas restricciones en países como Francia, España y Japón. La banda ISM está abierta a cualquiera así que el sistema de radio Bluetooth debe estar preparado para evitar las múltiples interferencias que se puedan producir. Éstas pueden ser evitadas utilizando un sistema que busque una parte no utilizada del espectro o un sistema de salto de frecuencia. En los sistemas de radio Bluetooth se suele utilizar el método de salto de frecuencia debido a su baja potencia y su bajo coste. Éste sistema divide la banda de frecuencia en varios canales de salto, donde, los transceptores, durante la conexión van cambiando de uno a otro canal de salto de manera pseudo-aleatoria. Con esto se consigue que el ancho de banda instantáneo sea muy pequeño y también una propagación efectiva sobre el total de ancho de banda. Se pueden conseguir transceptores de banda estrecha con una gran inmunidad a las interferencias. Número de Canal 1

Frec. EE.UU. 2412

Frec. Europa No Disponible

2

2417

No Disponible

3

2422

2422

4

2427

2427

5

2432

2432

6

2437

2437

7

2442

2442

8

2447

2447

9

2452

2452

10

2457

2457

11

2462

2462

Frecuencia en MHz. Tabla 5. Bandas ISM



BANDA UNII (Unlicensed National Information Infraestructure) Banda de frecuencia en los 5 GHz reservada por la FCC (Federal Communication Comisión Agencia gubernamental de los EE.UU. para la regularización de las comunicaciones por radio, televisión, cable y satélite), para las comunicaciones wireless según el estándar 802.11 A

CAPITULO No 3: WIRELESS LAN LECCIÓN 1: CANALES Y GENERALIDADES El estándar 802.11, en lo referente a la banda ISM de los 2'4 GHz, define catorce canales para la comunicación inalámbrica, definidos según su frecuencia central, con una separación de 5 MHz entre ellos. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la disponibilidad de dichos canales se somete a las regulaciones de cada país. Así, en EEUU y Canadá sólo disponen de los canales 1 a 11, mientras en Europa y Australia, podemos utilizar los trece primeros canales. Canal

Frecuencia central

Ancho de banda

1

2412 MHz

2401-2423MHz

2

2417 MHz

2406-2428MHz

3

2422 MHz

2411-2433MHz

4

2427 MHz

2416-2438MHz

5

2432 MHz

2421-2443MHz

6

2437 MHz

2426-2448MHz

7

2442 MHz

2431-2453MHz

8

2447 MHz

2436-2458MHz

9

2452 MHz

2441-2463MHz

10

2457 MHz

2446-2468MHz

11

2462 MHz

2451-2473MHz

12

2467 MHz

2456-2478MHz

13

2472 MHz

2461-2483MHz

Tabla 6. Distribución de canales Sin embargo, debido a la técnica de comunicación en espectro disperso empleada, el ancho de banda se expande más allá de la separación entre canales contiguos. Como aproximación, se estima un ancho de banda de unos 22 MHz (más allá, la potencia emitida se sitúa en 30 dB por debajo de la frecuencia central) , por lo que cada canal emplea frecuencias de hasta 11 MHz por encima y por debajo de la frecuencia central, solapándose unos a otros.



Figura No 38. Solapamiento de canales

Figura No 39: Distribución de Canales (FCC): 1 al 11

(41)

2400 MHz < Banda ISM ► 2484 MHZ Como resultado, dos dispositivos que empleen canales contiguos, o sin la debida separación, se crearán interferencias mutuamente, repercutiendo en las prestaciones de la red inalámbrica. Por lo tanto, es conveniente, en el caso de que existan varias redes inalámbricas en el mismo lugar, que se utilicen canales con la suficiente separación. Para evitar totalmente el solapamiento de los canales usados, se deben dejar cinco canales de separación entre los usados. Por lo tanto, esto nos lleva a que únicamente disponemos de tres canales (por ejemplo, el 1, el 6 y el 11) para una coexistencia sin interferencias de distintas redes wireless en el mismo área. Sin embargo, un análisis más profundo de la señal en redes wireless nos indica que la potencia se va reduciendo a medida que se separa de la frecuencia central, lo que nos permite en el caso de Europa, a utilizar hasta cuatro canales (1, 5, 9 y 13) con un solapamiento mínimo, y así las interferencias creadas apenas afectan a las estaciones de la red.

Figura No 40: Canales sin Overlapping: 1, 6 y 11 (41)http://www.dlinkla.com/dti (42) Ibid., p. 87

(42)



LECCIÓN No 2: PARÁMETROS WIRELESS LAN SSID o ESSID (Service Set Identifier - Identificador de Servicio): El SSID viaja en los beacons. Cada punto de acceso debe estar configurado con un identificador (case sensitive ID), de 2 a 32 caracteres. w Identificación segura de la red que sólo permite el acceso a los clientes con el correcto ID configurado en su tarjeta de red inalámbrica. w Todos los dispositivos que participen en la red deben tener configurado en mismo SSID. BEACON Frame corto, que es enviado por puntos de acceso a los clientes cada intervalo de tiempo (100 msec). Los beacon contienen información de la red, como: Tiempo de sincronización, canal usado, SSID, velocidades soportadas. ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA RED INALÁMBRICA Para tener una red inalámbrica sea cual sea el estándar que se elija, se necesita disponer principalmente de dos tipos de dispositivos: Un Punto de Acceso (Access Point) y Una tarjeta de red inalámbrica en cada terminal que se desee tenga acceso a la red. Punto de Acceso (Access Point) Puntos de Acceso ó PA, son los encargados de recibir la información de las diferentes tarjetas de red de las que conste la red, permitiendo ampliar el alcance de la señal entre las computadoras conectadas a la red repitiéndola. La velocidad de transmisión / recepción de los Access Point, varían según el fabricante y los estándares que cumpla. Este dispositivo es normalmente colocado en un lugar alto, pero podría colocarse en cualquier lugar donde se obtenga la cobertura de radio deseada. En una configuración típica de una WLan, los Access Point (switches inalámbricos) reciben la información, la almacenan y la transmiten entre las computadoras que acceden a él. Si se tiene un único Access Point, éste soportará un pequeño grupo de usuarios y funcionará en un rango de treinta a varios cientos de metros (según si se dispone de antenas amplificadoras o no). SSID o ESSID (Service Set Identifier - Identificador de Servicio) Nombre de la red inalámbrica. El SSID viaja en los beacons. Cada punto de acceso debe estar configurado con un identificador (case sensitive ID), de 2 a 32 caracteres. w Identificación segura de la red que sólo permite el acceso a los clientes con el correcto ID configurado en su tarjeta de red inalámbrica. Todos los dispositivos que participen en la red deben tener configurado en mismo SSID. BEACON Frame corto, que es enviado por puntos de acceso a los clientes cada intervalo de tiempo (100 msec). w Los beacon contienen información de la red, como: Tiempo de sincronización, canal usado, SSID, velocidades soportadas.



ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA RED INALÁMBRICA Para tener una red inalámbrica sea cual sea el estándar que se elija, se necesita disponer principalmente de dos tipos de dispositivos: Un Punto de Acceso (Access Point) y Una tarjeta de red inalámbrica en cada terminal que se desee tenga acceso a la red. Punto de Acceso (Access Point) Puntos de Acceso ó PA, son los encargados de recibir la información de las diferentes tarjetas de red de las que conste la red, permitiendo ampliar el alcance de la señal entre las computadoras conectadas a la red repitiéndola. La velocidad de transmisión / recepción de los Access Point, varían según el fabricante y los estándares que cumpla. Este dispositivo es normalmente colocado en un lugar alto, pero podría colocarse en cualquier lugar donde se obtenga la cobertura de radio deseada. En una configuración típica de una WLan, los Access Point (switches inalámbricos) reciben la información, la almacenan y la transmiten entre las computadoras que acceden a él. Si se tiene un único Access Point, éste soportará un pequeño grupo de usuarios y funcionará en un rango de treinta a varios cientos de metros (según si se dispone de antenas amplificadoras o no).

Figura No 41. Access Point Tarjetas de Red Tarjetas de red, o TR, son los dispositivos que se integran o instalan en el computador, bien sean conectados mediante un conector PCMCIA ó USB si se está en un portátil, o en un slot PCI si se está en un computador de sobremesa. Sustituyen a las tarjetas de red convencionales que normalmente vienen integradas en el computador. Reciben y envían la información hacia su destino desde el computador en el que se esté trabajando. La velocidad de transmisión / recepción depende del fabricante y de los estándares que cumpla. Tarjetas PCMCIA para portátiles

Tarjeta de Red PCI Figura No 42. Tarjetas de red inalámbricas



MODOS DE OPERACIÓN DEL ACCESS POINT Modo Punto a Punto (Bridge) Un AP (Access Point) puede ser configurado como puente de dos redes. Es el típico ejemplo de la unión de dos redes situadas en dos edificios diferentes. O bien como multipuente, unir varias redes a un AP: § El Access Point se conecta con otro Access Point, permitiendo la conexión de dos redes cableadas. § Cada LAN va en cascada al AP por el puerto RJ-45. § En este modo ningún computador cliente podrá asociarse a los Acces Point. No podrán verlos.

Figura No 43. Modo punto a punto (43) Modo Punto Multipunto (Multiple Bridge) § Usado para unir tres o más redes cableadas, consiguiendo enlace dedicado a través del Acces Point (AP). § Cada LAN va en cascada al AP por el puerto RJ-45. § Debe existir un AP central, el cual debe trabajar en modo multipunto y debe tener una antena omnidireccional. § Las otras LAN deben tener los AP trabajando en modo Punto a Punto y con antenas direccionales.

Figura No 44. Modo Punto Multipunto (Multiple Bridge)

(44)

Modo Cliente (Client) § Usado para conectar un Access Point (AP) (Cliente) permanente y exclusivamente a un AP (Principal) específico, usando la dirección MAC del AP principal. § En éste modo, el AP secundario no ve a otro dispositivo que no sea el AP Principal. Usado para conectar un computador usando el AP secundario como tarjeta de red. Se usa también para conectar dos LAN punto a punto. En este escenario, el AP Primario no solo podrá enlazar al AP secundario (modo cliente), sino cualquier computador cliente fuera de la LAN 1 o LAN 2, podrá asociarse al AP primario (LAN 1). 43. http://www.dlinkla.com/dti

(44)Ibi d., p. 99



Figura No 45: Modo Cliente (Client)

(45)

Modo Repetidor (Repeater) Este modo permite ampliar el alcance de una red inalámbrica. En este modo el Access Point (AP) mantiene su función de AP, al tiempo que realiza la comunicación con otro AP. Este modo deshabilita el puerto RJ-45, es decir no puede usarse.

Figura No 46: Modo Repetidor (46)

LECCIÓN No3: TOLOPOLOGÍAS Las redes inalámbricas se construyen utilizando tres topologías básicas: Ad hoc o per to per (alojadas o par a par), Infraestructure (administradas o infraestructura), Roaming. AD HOC O PER TO PER Una WLAN bajo topología "Ad Hoc" consiste en un grupo de equipos que se comunican cada uno directamente con los otros por medio de las tarjetas de red, sin necesidad de un punto de acceso o AP. Las configuraciones "Ad Hoc" son comunicaciones de tipo punto-a-punto. Los equipos inalámbricos necesitan configurar el mismo canal y SSID en modo "Ad Hoc".

Figura No 47. Topología Ad hoc o Peer to Peer (47) (45)Ibid., p. 99 (46)Ibid., p. 99 (47) Ibid., p. 99



En la topología Ad hoc, se puede decir que no tiene punto de acceso. En esta red sólo hay tarjetas de red presentes. Muchas de las operaciones que controlaba el punto de acceso, como la señalización y la sincronización, son controladas por una estación. Esta topología no disfruta de algunos avances como retransmitir tramas entre dos estaciones que no se oyen mutuamente. Soporta cortas distancias (10 mts aproximadamente) y el usuario define el canal por el cual trabajará la conexión. INFRAESTRUCTURA La topología infraestructura, es aquella que extiende una red LAN con cable existente para incorporar dispositivos inalámbricos mediante una estación base, denominada punto de acceso. El punto de acceso une la red LAN inalámbrica y la red LAN con cable y sirve de controlador central de la red LAN inalámbrica. El punto de acceso coordina la transmisión y recepción de múltiples dispositivos inalámbricos dentro de una extensión específica; la extensión y el número de dispositivos dependen del estándar de conexión inalámbrica que se utilice y del producto. En la modalidad de infraestructura, puede haber varios puntos de acceso para dar cobertura a una zona grande o un único punto de acceso para una zona pequeña, ya sea un hogar o un edificio pequeño.

ROAMING

Figura No 48. Tecnología infraestructure (48)

La topología Roaming es aquella que se utiliza en zonas grandes, en la que se necesite la instalación de más de un punto de acceso (repitiendo la señal). El objetivo es cubrir el área con puntos de acceso que solapen su áreas, así los clientes pueden moverse sin perder conexión entre los grupos de los puntos de acceso. Es necesario que cada punto de acceso trabaje en distintos canales. En redes inalámbricas, se refiere a la habilidad de moverse de un área de cobertura AP a otra sin la interrupción del servicio ni pérdidas de conectividad.

Figura No 49. Tecnología Roaming (49) (48)Ibid., p. 99 (49)Ibid., p. 99



LECCIÓN No 4: SEGURIDAD EN REDES INALÁMBRICAS El acceso sin necesidad de cables, la razón que hace tan populares a las redes inalámbricas, es a la vez el problema más grande de este tipo de redes en cuanto a seguridad se refiere. Cualquier equipo que se encuentre a 100 metros o menos de un punto de acceso, podría tener acceso a la red inalámbrica. Por ejemplo, si varias empresas tienen sede en un mismo edificio, y todas ellas poseen red inalámbrica, el equipo de un empleado podría encontrarse en cierto momento en el área de influencia de dos o más redes diferentes, y dicho empleado podría conectarse (intencionalmente o no) a la red de una compañía que no es la suya. Aún peor, como las ondas de radio pueden salir del edificio, cualquier persona que posea un equipo móvil y entre en el área de influencia de la red, podría conectarse a la red de la empresa.

Figura No 50. Acceso Lo grave de esta situación es que muchos administradores de redes parecen no haberse dado cuenta de las implicaciones negativas de poseer puntos de acceso inalámbrico en la red de una empresa. Es muy común encontrar redes en las que el acceso a internet se protege adecuadamente con un firewall bien configurado, pero al interior de la red existen puntos de acceso inalámbrico totalmente desprotegidos e irradiando señal hacia el exterior del edificio. Cualquier persona que desde el exterior capte la señal del punto de acceso, tendrá acceso a la red de la compañía, con la posibilidad de navegar gratis en la internet, emplear la red de la compañía como punto de ataque hacia otras redes y luego desconectarse para no ser detectado, robar software y/o información, introducir virus o software maligno, entre muchas otras cosas. Un punto de acceso inalámbrico mal configurado se convierte en una puerta trasera que vulnera por completo la seguridad informática de la compañía. Una vez localizada una red inalámbrica, una persona podría llevar a cabo dos tipos de ataques: Ingresar a la red y hacer uso ilegítimo de sus recursos. Configurar un punto de acceso propio, orientando la antena de tal modo que los computadores que son clientes legítimos de la red atacada se conecten a la red del atacante. Una vez hecho esto, el atacante podría robar la información de dichos computadores, instalarles software maligno o dañar la información. Para poder considerar una red inalámbrica como segura, deberá cumplir con los siguientes requisitos:  



Las ondas de radio deben confinarse tanto como sea posible. Esto es difícil de lograr totalmente, pero se puede hacer un buen trabajo empleando antenas direccionales y configurando adecuadamente la potencia de transmisión de los puntos de acceso. Debe existir algún mecanismo de autenticación en doble vía, que permita al cliente verificar que se está conectando a la red correcta, y a la red constatar que el cliente está autorizado para acceder a ella. Los datos deben viajar cifrados por el aire, para evitar que equipos ajenos a la red puedan capturar datos mediante escucha pasiva. RECOMENDACIONES PREVIAS Los paquetes de información en las redes inalámbricas viajan en forma de ondas de radio. Las ondas de radio -en principio- pueden viajar más allá de las paredes y filtrarse en habitaciones/casas/oficinas contiguas o llegar hasta la calle. Si la instalación está abierta, una persona con el equipo adecuado y conocimientos básicos podrá no sólo utilizar la conexión a Internet, sino también acceder a la red interna o al equipo –donde se podría tener carpetas compartidas-o analizar toda la información que viaja por la red -mediante sniffers- y obtener así contraseñas de las cuentas de correo, el contenido de las conversaciones por MSN, etc. Si la infiltración no autorizada en redes inalámbricas de por sí ya es grave en una instalación residencial (en casa), mucho más peligroso es en una instalación corporativa. Y desgraciadamente, cuando analizamos el entorno corporativo nos damos cuenta de que las redes cerradas son más bien escasas. Filtrado de Direcciones Mac Filtrado de direcciones MAC, este método consiste en la creación de una tabla de datos en cada uno de los puntos de acceso a la red inalámbrica. Dicha tabla contiene las direcciones MAC (Media Access Control) de las tarjetas de red inalámbricas que se pueden conectar al punto de acceso. Como toda tarjeta de red posee una dirección MAC única, se logra autenticar el equipo.

Figura No 51. Filtrado de direcciones MAC 47 (50) Este método tiene como ventaja su sencillez, por lo cual se puede usar para redes caseras o pequeñas. Sin embargo, posee muchas desventajas que lo hacen impráctico para uso en redes medianas o grandes. No escala bien, porque cada vez que se desee autorizar o dar de baja un equipo, es necesario editar las tablas de direcciones de todos los puntos de acceso. (50) http://www.dlinkla.com/dti



Después de cierto número de equipos o de puntos de acceso, la situación se torna inmanejable. El formato de una dirección MAC no es amigable (normalmente se escriben como 6 bytes en hexadecimal), lo que puede llevar a cometer errores en la manipulación de las listas. Las direcciones MAC viajan sin cifrar por el aire. Un atacante podría capturar direcciones MAC de tarjetas matriculadas en la red empleando un sniffer, y luego asignarle una de estas direcciones capturadas a la tarjeta de su computador, empleando programas tales como AirJack o WellenReiter, entre otros. De este modo, el atacante puede hacerse pasar por un cliente válido. En caso de robo de un equipo inalámbrico, el ladrón dispondrá de un dispositivo que la red reconoce como válido. En caso de que el elemento robado sea un punto de acceso el problema es más serio, porque el punto de acceso contiene toda la tabla de direcciones válidas en su memoria de configuración. Este método no garantiza la confidencialidad de la información transmitida, ya que no prevé ningún mecanismo de cifrado. (51) El algoritmo WEP forma parte de la especificación 802.11, y se diseñó con el fin de proteger los datos que se transmiten en una conexión inalámbrica mediante cifrados. WEP opera a nivel 2 del modelo OSI y es soportado por la gran mayoría de fabricantes de soluciones inalámbricas.

Figura No 52. Encriptación WEP (51) El algoritmo WEP cifra de la siguiente manera: § A la trama en claro se le computa un código de integridad (Integrity Check Value, ICV) mediante el algoritmo CRC-32. Dicho ICV se concatena con la trama, y es empleado más tarde por el receptor para comprobar si la trama ha sido alterada durante el transporte. § Se escoge una clave secreta compartida entre emisor y receptor. Esta clave puede poseer 40 ó 128 bits. (51)

MADRID MOLINA, Juan Manuel. Seguridad en redes inalámbricas 802.11.Universidad Icesi 2004.



§ Si se empleara siempre la misma clave secreta para cifrar todas las tramas, dos tramas en claro iguales producirían tramas cifradas similares. Para evitar esta eventualidad, se concatena la clave secreta con un número aleatorio llamado vector de inicialización (IV) de 24 bits. El IV cambia con cada trama. § La concatenación de la clave secreta y el IV (conocida como semilla) se emplea como entrada de un generador RC4 de números seudo- aleatorios. El generador RC4 es capaz de generar una secuencia seudo-aleatoria (o cifra de flujo) tan larga como se desee a partir de la semilla. § El generador RC4 genera una cifra de flujo, del mismo tamaño de la trama a cifrar más 32 bits (para cubrir la longitud de la trama y el ICV). § Se hace un XOR bit por bit de la trama con la secuencia de clave, obteniéndose como resultado la trama cifrada. § El IV y la trama se transmiten juntos. En el receptor se lleva a cabo el proceso de descifrado. § Se emplean el IV recibido y la clave secreta compartida para generar la semilla que se utilizó en el transmisor. § Un generador RC4 produce la cifra de flujo a partir de la semilla. Si la semilla coincide con la empleada en la transmisión, la cifra de flujo también será idéntica a la usada en la transmisión. § Se efectúa un XOR bit por bit de la cifra de flujo y la trama cifrado, obteniéndose de esta manera la trama en claro y el ICV. § A la trama en claro se le aplica el algoritmo CRC-32 para obtener un segundo ICV, que se compara con el recibido. §

Si los dos ICV son iguales, la trama se acepta; en caso contrario se rechaza. (52)

Seguridad 802.1x (Autentificación RADIUS) 802.1x es un protocolo de control de acceso y autenticación basado en la arquitectura cliente/servidor, que restringe la conexión de equipos no autorizados a una red. 51 El protocolo fue inicialmente creado por la IEEE para uso en redes de área local alambradas, pero se ha extendido también a las redes inalámbricas. Muchos de los puntos de acceso que se fabrican en la actualidad ya son compatibles con 802.1x.

Figura No 53. Autenticación RADIUS (53) (52)http://www.dlinkla.com/dti [53]

NATH, Sudhir. 802.1x Overview. Noviembre http://www.cisco/warp/public/732/Tech/security/docs

de

2003.



El protocolo 802.1x involucra tres participantes: §

El suplicante, o equipo del cliente, que desea conectarse con la red.

§ El servidor de autorización/autenticación, que contiene toda la información necesaria para saber cuáles equipos y/o usuarios están autorizados para acceder a la red. 802.1x fue diseñado para emplear servidores RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service), cuya especificación se puede consultar en la RFC 2058. Estos servidores fueron creados inicialmente para autenticar el acceso de usuarios remotos por conexión vía telefónica; dada su popularidad se optó por emplearlos también para autenticación en las LAN. § El autenticador, que es el equipo de red (switch, enrutador, servidor de acceso remoto...) que recibe la conexión del suplicante.

Figura No 54. Arquitectura de un sistema de autentificación RADIUS 











54

(54)

La autenticación del cliente se lleva a cabo mediante el protocolo EAP (Extensible Authentication Protocol) y el servicio RADIUS, de la siguiente manera: El proceso inicia cuando la estación de trabajo se enciende y activa su interfaz de red (en el caso alambrado) o logra enlazarse o asociarse con un punto de acceso (en el caso inalámbrico). En ese momento, la interfaz de red tiene el acceso bloqueado para tráfico normal, y lo único que admite es el tráfico EAPOL (EAP over LAN), que es el requerido para efectuar la autenticación. La estación de trabajo envía un mensaje EAPOL-Start al autenticador, indicando que desea iniciar el proceso de autenticación. El autenticador solicita a la estación que se identifique, mediante un mensaje EAPRequest/Identity. La estación se identifica mediante un mensaje EAP-Response/Identity. Una vez recibida la información de identidad, el autenticador envía un mensaje RADIUS-Access- Request al servidor de autenticación, y le pasa los datos básicos de identificación del cliente.

CONGDON, Paul. IEEE 802.1x Overview Port Based Network Acces Control. Marzo de 2000. http://www.ieee802.org/1/files/public/docs2000/







El servidor de autenticación responde con un mensaje RADIUSAccess-Challenge, en el cual envía información de un desafío que debe ser correctamente resuelto por el cliente para lograr el acceso. Dicho desafío puede ser tan sencillo como una contraseña, o involucrar una función criptográfica más elaborada. El autenticador envía el desafío al cliente en un mensaje EAP-Request. El cliente da respuesta al desafío mediante un mensaje EAP-Response (Credentials) dirigido al autenticador. Este último reenvía el desafío al servidor en un mensaje RADIUS-Access-Response.

Telematica 2013 I Unidad1

Recommend Documents