SOLUCIONES INALÁMBRICAS: WiFi Purificación Sáiz Agustín

NECESIDADES Y OPORTUNIDADES PARA SERVICIOS PÚBLICOS WIFI MUNICIPALES Donostia 3/11/2009

ÍNDICE ™ ASPECTOS TECNOLÓGICOS DE WLAN - WIFI ™ DESPLIEGUE DE REDES WIFI ™ REDES MUNICIPALES WIFI

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ÍNDICE ™ ASPECTOS TECNOLÓGICOS DE WLAN - WIFI ¾ Qué es una WLAN. Posicionamiento tecnológico ¾ Estandarización de WLAN ¾ Wi-Fi Alliance ¾ Arquitectura de WLAN

™ DESPLIEGUE DE REDES WIFI ™ REDES MUNICIPALES WIFI

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QUÉ ES UNA WLAN. POSICIONAMIENTO TECNOLÓGICO ™ WLAN: ¾ Tecnología inalámbrica que permite conectar vía radio dispositivos entre sí y con una red cableada con un ancho de banda elevado.

™ Tipos de uso: ¾ Uso privado ‰ Sustitución de una LAN cableada en un domicilio u oficina.

¾ Uso público ‰ Acceso público de banda ancha a Internet. o Sólo en puntos de alto tráfico (hotspots) o Como sustituto de cable (p.e. en zonas rurales) o En áreas más amplias: ciudades enteras, barrios…

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QUÉ ES UNA WLAN. POSICIONAMIENTO TECNOLÓGICO

WWAN

WLAN

WPAN

Estándar

GSM/GPRS/UMTS

802.11b, .11g, .11n…

IEEE 802.15 (Bluetooth)

Velocidad

9,6 / 170 / 2000 kbps

11 / 54 / 450 Mbps

721 kbps

Frecuencia

900, 1800, 1900 MHz 2GHz

2,4 GHz (5 GHz)

2,4 GHz

35 km

100m

10m

Sí

Sí (relativa)

No

Conexión telefónica

LAN (media-alta veloc)

Cables de conexión

Rango Roaming Equivalente a:

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QUÉ ES UNA WLAN. POSICIONAMIENTO TECNOLÓGICO ™ Beneficios: ¾ Conectividad sencilla de banda ancha, con movilidad. ¾ Bajo coste. ¾ Sin necesidad de licencia (y sin tasas). ¾ Tecnología madura y respaldada por la industria, con continuas mejoras

™ Limitaciones: ¾ Banda de frecuencias compartida: Interferencias con otras redes y equipos, limitación de potencia. ¾ Ancho de banda compartido y variable en función de la distancia, obstáculos… ¾ Bajo grado de movilidad de los usuarios. ¾ Vulnerabilidad a ataques. ¾ Problemas de calidad de servicio (aplicaciones sensibles).

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ESTÁNDARES WLAN ™ Principal estándar de WLAN: IEEE 802.11 ¾ Estándar inicial: IEEE 802.11 (1997) Æ IEEE 802.11-1999 ¾ Posteriores suplementos y añadidos: ‰ Nuevas especificaciones para el nivel físico ‰ Diferentes aspectos, como mejoras en funcionalidades del nivel MAC

™ Bandas de frecuencia de uso común (sin licencia) ¾ Banda 2,4 GHz: ISM (Industrial, Scientific, Medical). ‰ 2400-2483,5 MHz ‰ Múltiples interferencias: hornos microondas, mandos garajes, intercomunicadores, WLAN, Bluetooth, teléfonos inalámbricos… ‰ Para inmunizar frente a interferencias, técnicas de espectro expandido.

¾ Banda de 5GHz. ‰ 5150-5350 MHz, 5470-5725 MHz ‰ Menos interferencias.

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SUBESTÁNDARES IEEE 802.11 Estándar IEEE

Banda Velocidad frecuencial

Modulación

Amendm Comentarios

802.11

1-2 Mbps

2.4 GHz

IR, FHSS, DSSS

802.11a

54 Mbps

5 GHz

OFDM

1

802.11b

11 Mbps

2.4 GHz

DSS

2

802.11g

54 Mbps

2.4 GHz

DSS-OFDM

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802.11h

5 GHz

802.11j

54 Mbps

5GHz

802.11n

600 Mbps

2.4, 5 GHz

802.11y

54 Mbps

3,7 GHz

1er estandar (1997). Aclaraciones en 1999.

5 OFDM

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2º estandar (1999). Pero no hubo productos comerciales hasta mediados de 2002 3er estandar (1999). Amplia gama de productos, el más extendido Compatible con 802.11b Añade Selección Dinámica de Canal y Control de la Potencia Transmitida a 802.11a Operación en Japón Incremento de la tasa de datos y mejora del rendimiento (canales de 40MHz y antenas MIMO) Operación en USA

Estándar IEEE Amend

Objetivo

802.11d

3

Requerimientos regulatorios externos a USA y Europa

.11-1999

802.11e

8

QoS para tráfico en tiempo real

.11a (Amendment 1)

Movilidad entre puntos de acceso (IAPP) (Retirada)

.11b (2)

802.11F 802.11i

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802.11-2007 – Agrupación de:

Seguridad (basado en IEEE 802.1X)

.11d (3)

802.11k

Medidas de los recursos radio

802.11m

Mantenimiento

.11g (4)

802.11p

Comunicaciones en entornos vehiculares

.11h (5)

802.11r

Minimizar tiempo de handover entre Puntos de Acceso

.11i

(6)

802.11s

Modo de operación mesh (mallado)

.11j

(7)

802.11u

Interoperación con redes externas

.11e (8)

802.11v

Configuración del dispositivo cliente (procedim. nivel 2)

802.11w

Protección de tramas de gestión

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Wi-Fi ALLIANCE ™ Asociación internacional formada en 1999. ¾ Organización sin ánimo de lucro formada por más de 300 empresas. ¾ Inicialmente llamada Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA).

™ Objetivo: Impulsar la adopción de WLANs basadas en 802.11. ¾ Para ello, asegurar la interoperabilidad entre equipos WLAN.

™ Programa de certificación de productos Wi-Fi (Wireless Fidelity) comenzó en Marzo 2000. ¾ Programas de certificación básicos: ‰ Tecnología 802.11a, .11b, .11g, .11n. ‰ Seguridad: o o

WPA: Wi-Fi Protected Access (subconjunto de 802.11i) WPA2: Wi-Fi Protected Access 2 (802.11i).

¾ Programas de certificación opcionales (funcionalidades especiales): ‰ WPS: WiFi Protected Setup. Establecimiento sencillo y seguro de la red. ‰ WMM: Wi-Fi Multimedia (subconjunto de 802.11e). Priorización de tráfico multimedia. ‰ WMM Power Save: Ahorro de batería al utilizar aplicaciones multimedia (estado sleep).

™ Más de 4800 productos certificados. Purificación Sáiz Agustín

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CERTIFICACIÓN WI-FI

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ARQUITECTURA DE WLAN: COMPONENTES ™ Estaciones: Tarjeta PCI

Tarjeta PCMCIA

¾ Terminales de usuario (clientes) con capacidad de computación. ¾ Normalmente móviles. ¾ Tarjeta de interfaz de red (NIC), con transceptor radio + antena. ¾ Requerimiento de bajo consumo (batería).

™ Puntos de Acceso (Access Points – AP): ¾ Dispositivos fijos de la red. ¾ Conectividad red inalámbrica – red cableada. ¾ Antenas: ‰ Pueden situarse en lugares estratégicos y ser de alta ganancia. ‰ Se pueden dotar de diversidad (evitar multitrayectoria).

¾ No requerimiento de bajo consumo. Purificación Sáiz Agustín

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ARQUITECTURA DE WLAN: TOPOLOGÍAS ¾ Modo ad-hoc

¾ Modo infraestructura

¾ Modo mallado (mesh)

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ENLACES DE INTERÉS

™IEEE 802.11 ¾ Working Group: http://www.ieee802.org/11/

¾ Estándares aprobados:

http://standards.ieee.org/getieee802/802.11.html

™Wi-Fi Alliance ¾ www.wi-fi.org

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ÍNDICE ™ ASPECTOS TECNOLÓGICOS DE WLAN - WIFI ™ DESPLIEGUE DE REDES WIFI ™ REDES MUNICIPALES WIFI

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DESPLIEGUE DE REDES WIFI ™ Una metodología para elaboración de proyectos técnicos para despliegue de redes inalámbricas debe contemplar: ¾ Especificaciones de la red ¾ Dimensionado y determinación del equipamiento ¾ Planificación radioeléctrica ¾ Cálculo del nivel de emisiones radioeléctricas ¾ Despliegue ¾ Certificación y puesta en servicio ¾ Gestión de red y provisión de servicios

Proyecto técnico Purificación Sáiz Agustín

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DESPLIEGUE DE REDES WIFI

Fuente: COIT. Informe “La situación de las tecnologías WLAN basadas en el estándar IEEE 802.11 y sus variantes (“Wi-Fi”)”. 2004

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DESPLIEGUE DE REDES WIFI

Fuente: COIT. Informe “La situación de las tecnologías WLAN basadas en el estándar IEEE 802.11 y sus variantes (“Wi-Fi”)”. 2004

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ÍNDICE ™ ASPECTOS TECNOLÓGICOS DE WLAN - WIFI ™ DESPLIEGUE DE REDES WIFI ™ REDES MUNICIPALES WIFI ¾ Tipos de servicios ¾ Consideraciones para el despliegue ¾ Marco regulatorio ¾ Modelos de negocio

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TIPOS DE SERVICIOS ™ Comunicaciones del propio ayuntamiento, servicios municipales, servicios de emergencia… ™ Acceso de los ciudadanos a servicios municipales (eAdministración, información turística…). ™ Servicios de Banda Ancha de bajo (o nulo) coste para los ciudadanos.

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CONSIDERACIONES PARA EL DESPLIEGUE ™ Coste ¾ Coste bajo del equipamiento, pero… ¾ Muchos Puntos de Acceso ¾ Conectividad de los Puntos de Acceso ‰ ADSL, fibra… ‰ Redes malladas WiFi ‰ WiMax

¾ Emplazamientos ¾ Mantenimiento

™ Seguridad ¾ ¿Usuarios registrados? ¿Acceso libre? ¾ Comprobación identidad / Protección del tráfico Purificación Sáiz Agustín

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CONSIDERACIONES PARA EL DESPLIEGUE ™ Conectividad: Redes WiFi malladas

Fuente: CMT. Consulta pública 2009/97

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CONSIDERACIONES PARA EL DESPLIEGUE ™ Conectividad: WiMax

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CONSIDERACIONES PARA EL DESPLIEGUE ™ Calidad de servicio ¾ Cobertura ¾ Interferencias ¾ Mecanismos priorización de tráfico

™ Consideraciones urbanas ¾ Criterios estéticos en el despliegue ¾ Vandalismo ¾ Temor a radiaciones electromagnéticas

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MARCO REGULATORIO ™ Nivel de emisiones en bandas de uso común. ¾ Potencia máxima permitida: ‰ Banda 2,4GHz: 100mw PIRE (+20dBm) ‰ Banda 5 GHz: depende de la banda y de la utilización o no de Técnicas de Control de Potencia y Selección Dinámica de Frecuencia (hasta 1000mw PIRE

… incluyendo la ganancia de la antena.

™ Oferta de servicio público de acceso a Internet de Banda Ancha. ¾ Criterio básico: no distorsión de la libre competencia. ‰ Inscripción previa como operador + notificación inicio explotación. ‰ Separación de cuentas, no financiado con fondos públicos (autofinanciable).

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MODELOS DE NEGOCIO ™ Servicio gratuito ¾ Financiado por el propio ayuntamiento. ¾ No permitido, por perjudicar a la competencia.

™ Servicio de pago ¾ Operado por empresa privada. ¾ En competencia con ADSL, fibra…

™ Servicio financiado con publicidad ¾ Gratuito o de bajo coste para el usuario final.

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