estándares para comunicación inlambrica
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Unidad 3Estándares Para sistemas de comunicación inalámbrica.
Infrared Data Association(IrDA)
0 El 28 de Junio de 1993, 50 compañías relacionadas conla computación decidieron que era tiempo de desarrollarcomunicación inalámbrica para computadoras,Formando la Asociación de Desarrolladores de Infrarrojo(Infrared Developers Association, IrDA).
0 La idea detrás del IrDA era crear un estándar parautilizar rayos infrarrojos para unir una computadora yotros periféricos. Hasta este momento en la historia losrayos infrarrojos habían sido utilizados únicamente encontroles remotos para dispositivos y algunascomputadoras portátiles; sin embargo cada uno de losfabricantes creaba su propio esquema de comunicaciónhaciendo poco compatible la comunicación entredispositivos.
Para finales de Junio de 1994, IrDA estableció el primer estándar,conocido como IrDA versión 1.0 que era básicamente una forma ópticadel puerto de comunicaciones RS-232. En Agosto de 1995 IrDA ajustóel estándar para comunicaciones infrarrojas extendiendo la velocidadde comunicación a 4 megabits por segundo.
0 Las comunicaciones infrarrojas están basadas en el principio de laluz infrarroja, que es una radiación electromagnética cuya frecuenciala hace invisible al ojo humano, La luz visible viaja en ases de luz quevan desde los 400 ángstroms, violeta oscuro, a 700 ángstroms, rojooscuro. Las frecuencias del infrarrojo es de 700 a 1,000 ángstroms.Conforme a los estándares del IrDA la mayoría de las computadoraspersonales y equipo de comunicaciones se mantienen entre los 850 y900 ángstroms
0 Los fabricantes de computadoras comenzaron a tomar ventaja de latecnología IrDA a principio de a década de 1990 cuando lascomputadoras tipo lap-top se comenzaron a hacer populares. Latecnología IrDA utilizada en ese entonces estaba en desarrollo, por locual muchas veces la tecnología IrDA varia de fabricante a fabricante.Estas variaciones causaban conflictos con otros dispositivos.
0 IrBus es el nombre original para los estándares de la IrDA, quepermitía comunicación bidireccional entre dispositivgos separadoshasta por 24 pies, haciendo posible la creación de palancas de mano,tapetes de juegos y unidades de disco. IrBus también era capaz decomunicación simultánea con dos anfitriones y era capaz de soportarhasta 8 dispositivos. También se especulaba que futuros dispositivosIrBus pudieran ser integrados a objetos domésticos como hornos demicroondas.
0 La tecnología infrarroja se hizo cada vez más popular en lascomputadoras portátiles, así como asistentes personales digitales ycomputadoras de mano.
0 Las transmisiones IrDA requieren apuntar de forma
relativamente cuidadosa, y son fáciles de bloquear. Por
esa razón, no se puede esperar una gran distancia de
recepción.
0 La circuitería IrDA es simple. Consiste en un
codificador/decodificador para transmitir/recibir y un
transductor de infrarrojos (el LED transmisor y el
fotodiodo receptor) en los dos dispositivos que se
comunican.
Estructura0 En IrDA se define una organización en capas: Además cualquier dispositivo
que quiera obtener la conformidad de IRDA ha de cumplir los protocolos
obligatorios (azul), no obstante puede omitir alguno o todos los protocolos
opcionales (verde). Esta diferenciación permite a los desarrolladores optar
por diseños más ligeros y menos costosos, pudiendo también adecuarse a
requerimientos más exigentes sin que sea necesario salirse del estándar
IRDA.
Capas del modelo IRDA
Protocolos IrDA
0 PHY (Physical Signaling Layer) establece la distancia máxima,
la velocidad de transmisión y el modo en el que la información se
transmite.
0 IrLMP (Link Management Protocol) permite la multiplexación
de la capa IrLAP.
0 IAS (Information Access Service ) actúa como unas páginas
amarillas para un dispositivo.
0 IrLan permite establecer conexiones entre ordenadores
portátiles y LANs de oficina.
0 Tiny TP mejora la conexión y la transmisión de datos respecto
a IrLAP. Es el protocolo a nivel de transporte, que engloba el
control de flujo (segmentación, fragmentación y reensamblaje
de paquetes).
0 IrOBEX diseñado para permitir a sistemas de todo tamaño y
tipo intercambiar comandos de una manera estandarizada.
0 Protocolo diseñado para que un Objeto pueda ser movido de
un dispositivo a otro.
0 IrCOMM para adaptar IrDA al método de funcionamiento de
los puertos serie y paralelo.
0 Physical Layer: Es el nivel físico. Las trasmisiones se realizanen broadcast en un ángulo de 30 grados desde el puntointermedio, hasta los 65 grados. La longitud de alcance estáentre 1 metro y 5 metros, dependiendo del dispositivo. Laconexión es half-duplex, un canal bidireccional en el que sólo unode los dos puede transmitir datos a la vez.
0 IrLAP (Link Access Protocol) facilita la conexión y lacomunicación entre dispositivos.
Se encarga de preservar la comunicación entre los puertos IR.Se detectan los errores de transmisión, se encarga de laretransmisión de paquetes perdidos y control de flujo, como lossiguientes:
Las conexiones son Punto a Punto
Los dispositivos que se encuentran comunicándose debe
estar cara a cara dentro de un margen de mas o menos un
metro de distancia para realizar un intercambio de
información que los involucra exclusivamente a ellos, es
decir, no puede existir un tercer elemento participando en el
evento.
Comunicaciones Half-Duplex.
0 Los datos son enviados en uno de los dos sentidos
alternándose el turno para transmitir entre los dos
extremos, sin embargo, la interacción puede ser tan
rápida que en algún momento puede confundirse con
una comunicación full-duplex si las aplicaciones no
son suficientemente sensibles para este efecto.
¿Que es IrDA?
0 IrDA-Data: Emplea básicamente para transferencias
bidireccionales de información en forma inalámbrica y
con alta tasas de transmisión entre dispositivos
portátiles. En la sucesiva, cuando se mencione IrDA
hará referencia a IrDA-Data.
0 IrDA-Controla: Fue establecido para cursar
comunicaciones de control entre dispositivos periféricos
como teclados, ratones, joysticks o controles remotos.
0 IrLPT
Da soporte a aquellas aplicaciones que ya funcionaban sobre
el puerto LPT (puerto paralelo)
Características
Adaptación compatible con futuros estándares.
Cono de ángulo estrecho de 30º .
Opera en una distancia de 0 a 1 metro.
Conexión universal sin cables.
Comunicación punto a punto.
Soporta un amplio conjunto de plataformas de hardware y
software.
Tipos de Transmisión
0 SIR (Serial InfraRed): Comprende velocidades iguales a las de un puertoserie (hasta 115200 Kbps).
0 MIR (Medium InfraRed): Parece que esta en desuso (0.5 Mbps - 1.152 Mbps)
0 FIR (FastInfraRed): Propio de dispositivos build-in, no está,n conectados alserie, con la consiguiente limitación de velocidad, y están mejorados enalgunos puntos (hasta 4 Mbps).
0 VFIR (VeryFastInfraRed): Proyecto que pretende alcanzar velocidades de 16Mbps.
0 Frame / Driver: Se compone de dos funcionalidades:
0 Frame: Convierte el formato de datos a un formato que el hardware entiende(comprobación CRC, bits de inicio y final, transpariencia...)
0 Driver: Inicializa lo que es el hardware: velocidades de transmisión eintercambio de datos desde el controlador hasta el transceptor.
EL ESTANDAR DE COMUNICACIONES IrDa
0 La asociación de Datos por Infrarrojo IrDA, define a través de
especificaciones algunas estrategias de implementación de la
tecnología IrDA, las cuales permiten obtener las más
pequeñas y versátiles realizaciones de los estándares.
ESTRATEGIAS DE IMPLEMENTACION
0 La tendencia a la portabilidad de los dispositivos insiste
además de la ausencia de cables, en una exagerada
comodidad para el usuario que en ocasiones excluye a este
de procesos que antes eran de su entera responsabilidad,
entre estos, la sincronización de dispositivos, actualizaciones
y descargas de información.
APLICACIONES
En Conclusión:
0 Esta claro que IrDA requiere a los extremos de la
comunicación enfrentados y estáticos durante el intercambio
de la información, lo que representa para el usuario final una
incomodidad comparable con los antiguos cables, pues este
debe cuidar la permanencia de un escenario adecuado para el
éxito de la comunicación.
0 Así es como las características de comunicaciones ofrecidas
por IrDA son limitadas por efectos del requerimiento de la
línea de vista y su corta distancia lo que representa un campo
donde esta tecnología debe seguir avanzando para garantizar
competencia con otras tecnologías y a la vez, viabilidad
económica que además le permita crecimiento en penetración
en el mercado.
Unidad 3Estándares Para sistemas de comunicación inalámbrica.
RADIOFRECUENCIA (RF)
El término radiofrecuencia, también denominado
espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción
menos energética del espectro electromagnético, situada
entre unos 3 Hz y unos 300 GHz. A partir de 1 GHz las
bandas entran dentro del espectro de las microondas.
¿Qué es una onda de radio?Este tipo de onda a veces es denominada ondamecánica, puesto que son definidas por elmovimiento de un objeto o de su medio depropagación. Cuando esas oscilaciones viajan (estoes, cuando las vibraciones no están limitadas a unlugar) hablamos de ondas propagándose en elespacio.
Un cantante crea oscilacionesperiódicas de sus cuerdas vocalesal cantar. Estas oscilacionescomprimen y descomprimen el aireperiódicamente, y ese cambioperiódico de la presión del aire salede la boca del cantante y viaja a lavelocidad del sonido.
Ejemplos
Una piedra arrojada a un
lago causa una alteración que viaja
a través del mismo como una onda.
Una onda tiene cierta velocidad,
frecuencia y longitud de onda
La frecuencia y la longitud de onda determinan la mayor parte
del comportamiento de una onda electromagnética, desde las
antenas que construimos hasta los objetos que están en el
camino de las redes que intentamos hacer funcionar. Son
responsables por muchas de las diferencias entre los
estándares que podamos escoger. Por lo tanto, comprender
las ideas básicas de frecuencia y longitud de onda ayuda
mucho en el trabajo práctico con redes inalámbricas.
Otra cualidad importante de las ondas
electromagnéticas es la polarización. La polarización
describe la dirección del vector del campo eléctrico.
En una antena bipolar alineada verticalmente (el trozo
de alambre recto), los electrones sólo se mueven de
arriba a abajo, no hacia los lados (porque no hay
lugar hacia donde moverse) y por consiguiente los
campos eléctricos sólo apuntan hacia arriba o hacia
abajo verticalmente.
El espectro electromagnético
Las ondas electromagnéticas abarcan un amplio
rango de frecuencias (y correspondientemente, de
longitudes de onda). Este rango de frecuencias y
longitudes de onda es denominado espectro
electromagnético.
Cuando hablamos de radio, la mayoría de la gente piensa en
la radio FM, que usa una frecuencia de alrededor de 100
MHz. Entre la radio y el infrarrojo encontramos la región de
las microondas –con frecuencias de 1 GHz a 300 GHz, y
longitudes de onda de 30 cm a 1 mm. El uso más popular de
las microondas puede ser el horno de microondas, que de
hecho trabaja exactamente en la misma región que los
estándares inalámbricos de los que estamos tratando. Estas
regiones caen dentro de las bandas que se están
manteniendo abiertas para el uso general, sin requerir
licencia. Esta región es llamada banda ISM (ISM Band), que
significa Industrial, Científica y Médica, por su sigla en inglés.
Frecuencias y canalesEl espectro está dividido en partes iguales
distribuidas sobre la banda en canales individuales.
Note que los canales son de un ancho de 22MHz,
pero están separados sólo por 5MHz. Esto significa
que los canales adyacentes se superponen, y
pueden interferir unos con otros.
Reglas simples que pueden ser de mucha ayuda
cuando realizamos los primeros planes para una red
inalámbrica:
Cuanto más larga la longitud de onda, más lejos
llega
Cuanto más larga la longitud de onda, mejor viaja a
través y alrededor de obstáculos
Cuanto más corta la longitud de onda, puede
transportar más datos
Comportamiento de las ondas de radio
AbsorciónCuando las ondas electromagnéticas atraviesan algún
material, generalmente se debilitan o atenúan. La cantidad depotencia perdida va a depender de su frecuencia y, por supuesto,del material. Para las microondas, los dos materiales másabsorbentes son:
Metal: Los electrones pueden moverse libremente en losmetales, y son capaces de oscilar y por lo tanto absorber laenergía de una onda que los atraviesa.
Agua: Las microondas provocan que las moléculas de agua seagiten, capturando algo de la energía de las ondas.
Interferencia
Cuando trabajamos con ondas, uno más uno no es
necesariamente igual a dos. Incluso puede resultar
cero. Esto es sencillo de entender cuando dibujamos
dos ondas senoidales y sumamos las amplitudes.
Línea Visual
El término línea visual, a menudo abreviada como
LOS (por su sigla en inglés, Line of Sight), es fácil de
comprender cuando hablamos acerca de la luz
visible: si podemos ver un punto B desde un punto A
donde estamos, tenemos línea visual.
Energía
Cualquier onda electromagnética contiene energía, opotencia –lo podemos sentir cuando disfrutamos (osufrimos) del calor del sol. La potencia P es de unaimportancia clave para lograr que los enlacesinalámbricos funcionen: se necesita cierto mínimo depotencia para que el receptor le dé sentido a la señal.
¿QUE ES RFID?
RFID (Identificación por Radiofrecuencia). Es un
método de captura e identificación remota de datos,
basado en el empleo de etiquetas o “tags” en las que
reside la información.
Su propósito fundamental
es transmitir la identidad
de un objeto (similar a un
número de serie único)
mediante ondas de radio.
Todo sistema RFID se compone principalmente de
tres elementos:
0 Una etiqueta RFID, también llamada tag o
transpondedor.
0 Un lector o interrogador.
0 Un ordenador, host o controlado
0 Una etiqueta RFID o “tag” es un dispositivo electrónico
pequeño autoadhesivo, la cual se inserta o adhiera a una
persona, animal o cosa portando información sobre el
mismo, por lo que contienen un microchip que almacena
los datos y una pequeña antena para recibir y responder a
peticiones por radiofrecuencia desde un emisor-receptor
RFID, llamado lector.
Componentes y Funcionamientos
0 El lector es un emisor-receptor de radiofrecuencias, que
tiene la función de transmitir la energía suficiente a la
etiqueta RFID Para ello un lector consta de una interfaz
estándar de comunicación que le permite enviar los datos
recibidos a un subsistema de procesamiento de datos, por
ejemplo un computador, una base de datos o un PDA.
0 Un ordenador, host o controlador, que desarrolla
la aplicación RFID. Recibe la información de uno o
varios lectores y se la comunica al sistema de
información.
0 Adicionalmente, un middleware y en backend un sistemaERP de gestión de sistemas IT son necesarios pararecoger, filtrar y manejar los datos.
0 El Middleware
0 Es el software diseñado para proporcionar la conectividadentre el Sistema RFID y el Sistema de Información de laempresa.
0 El sistema backend es donde se manipula y almacena losdatos, y forma el recurso de datos para los usuarios delsistema.
TIPOS DE ETIQUETAS RFID0 Las etiquetas RFID pueden ser activas, semipasivas
(o semiactivas, también conocidas como asistidas por
batería) o pasivas.
Etiquetas Pasivas0 No poseen ningún tipo de alimentación. La señal que les llega de
los lectores induce una corriente eléctrica mínima que basta para
operar el circuito integrado CMOS de la etiqueta para generar y
transmitir una respuesta.
0 Suelen tener distancias de uso práctico comprendidas entre los
10 cm (ISO 14443) y llegando hasta unos pocos metros (EPC e
ISO 18000-6) según la frecuencia de funcionamiento, el diseño y
tamaño de la antenaComo carecen de autonomía energética el
dispositivo puede resultar muy pequeño: pueden incluirse en una
pegatina o insertarse bajo la piel (etiquetas de baja frecuencia).
Etiquetas Activas0 Poseen su propia fuente autónoma de energía que utilizan para dar
corriente a sus circuitos integrados y propagar su señal al lector. Estasetiquetas son mucho más fiables (tienen menos errores) que las pasivasdebido a su capacidad de establecer sesiones con la lectora.
0 Son capaces de transmitir señales más potentes que las etiquetaspasivas, resultando ser más eficientes en entornos difíciles para laradiofrecuencia como el agua (incluyendo humanos y ganado, formadosen su mayoría por agua), metal (contenedores, vehículos). También sonefectivas a distancias mayores, pudiendo generar respuestas claras apartir de recepciones débiles (lo contrario que con las etiquetas pasivas).En contra suelen ser más grandes y costosas y en general su vida útil esmás corta.
0 Muchas etiquetas activas tienen rangos efectivos de cientos de metros yuna vida útil de sus baterías de hasta 10 años.
Etiquetas Semi-pasivas
0 Las etiquetas semipasivas se parecen a las activas
en que poseen una fuente de alimentación propia,
aunque en este caso se utiliza principalmente para
alimentar el microchip y no para transmitir una
señal.
0 Este tipo de etiqueta tiene una fiabilidad
comparable a la de las activas, a la vez que pueden
mantener el rango operativo de una pasiva.
También suelen durar más tiempo que las activas.
BENEFICIOS
0 · Recolección sin papeles.
0 · Agiliza los procesos de cumplimiento de órdenes.
0 · Incrementa la productividad del proceso de recolección.
0 · Asegura la precisión, disminuye el margen de error por debajo del 0.1%.
0 Fácil de utilizar, los recolectores pueden ser capacitados en menos de media hora.
0 Fortalece el control de gestión, control en línea de la recolección, lo que permite controlar la escasez de material.
Las aplicaciones de RFID son muy variadas…
0 • Transporte y distribución.
0 • Seguimiento de activos.
0 • Sistemas de localización en tiempo real.
0 • Empaquetado de artículos.
0 • Gestión de la cadena de suministro.
0 • Seguimiento de cajas y palés.
0 • Inventario y stocks.
0 • Seguridad y control de accesos.
0 • Seguimiento de equipajes.
0 • Prevención de falsificaciones.
0 • Acceso a laboratorios, recintos, etc.
0 • Peajes.
0 • Pagos automáticos.
0 • Reconocimiento de clientes.
0 • Monitorización y censado.
0 • Aplicaciones de localización.
0 • Sistemas de biblioteca.
0 • Sistemas de identificación automática de vehículos.
0 • Identificación de animales de granja y ganado.
0 • Aplicaciones de trazabilidad.
0 • Control de acceso de vehículos en recintos protegidos.
0 • Seguimiento e identificación de contenedores.