redes inalambricas - com1

Redes InalmbricasTecnologas no tradicionales

Santa Ana, 28 de Noviembre de 2011

Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de OccidenteComunicaciones I Ing. Juan Carlos Pea

Integrantes: Luna Lpez, Wendy Ileana Quijano Peate, Henry Alberto Interiano Ruz, Jos Ricardo

Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales.

Contenido1Introduccin ................................................................................................................................ 2 Objetivos ..................................................................................................................................... 3 Redes Inalmbricas ..................................................................................................................... 4 Costos de realizacin del proyecto ............................................................................................... 14 Otros gastos .................................................................................................................................. 15 Costo total del proyecto ................................................................................................................ 15 MODELOS DE ANTENAS WiFi CASERAS. .................................................................................... 28 Pruebas de Recepcion ............................................................................................................... 38 Pruebas de Acces point ............................................................................................................. 39 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 42

Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Comunicaciones I


IntroduccinEl presente proyecto muestra de forma breve comparativa entre algunos dispositivos inalmbricos no tradicionales contra la ms utilizada hasta el momento, estamos hablando de Wi-Fi. Hoy en da la amplia gama de dispositivos inalmbricos ha hecho que las conexiones complejas con cables, slo pasen a apretar un par de teclas o un par de clicks de un dispositivo.

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La tecnologa es algo que siempre nos sorprende, pero cabe la posibilidad de nosotros sorprenderla a ella poniendo a prueba estos aparatos con ciertas circunstancias o situaciones en las cuales el ser humano sea capaz de manipular a su antojo algo que estaba destinado a manejarlo a l o al menos tener control sobre sus actividades que sera lo mas correcto.

La mejor forma de comparar es la de replicar ya sea en estructura o funcionamiento algn dispositivo del cual se desea obtener dicho resultado, en nuestro caso se hizo un enfoque a las estructuras de antenas tomando como parmetros dos situaciones, la recepcin y preparacin de frecuencia.



ObjetivosObjetivo General: Determinar de forma prctica las diferencias de rendimiento de una serie de dispositivos inalmbricos no tradicionales y Wi-Fi.

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Objetivos Especficos: Crear modelos de antenas Wi-Fi y hacer las respectivas evaluaciones de rendimiento de propagacin y recepcin.

Comparar las mediciones reales de los dispositivos inalmbricos no tradicionales como bluetooth e IrDa con los parmetros descritos en los RFC.



Redes InalmbricasAntes de profundizar en el tema de las redes inalmbricas deberemos plantearnos en qu contexto aparecen este tipo de redes y por qu, analizar sus caractersticas, sus ventajas y sus inconvenientes para determinados supuestos.

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Las redes inalmbricas aparecen despus de varios aos de bsqueda para su creacin, ste tipo de redes se lograron implementar gracias a las ondas de radio, facilitando as el acceso a recursos en lugares donde no es posible tener una red cableada, por lo general se les denomina WiFi, por su abreviatura en ingls Wireless Fidelity, y este trmino es utilizado corrientemente para una red local sin cables (WLAN) de alta frecuencia.

Existe una gran diversidad de tecnologas de ste tipo, de las cuales nos enfocaremos ms adelante a un determinado grupo para su respectivas pruebas o comparativas.

Ahora bien, la forma de transportar la informacin de un punto a otro de la red sin necesidad de un medio fsico (cableado), es utilizando ondas de radio. Al hablar de ondas de radio, nos referimos normalmente a ondas portadoras de radio sobre las que se transporta la informacin (trasladando la energa a un receptor remoto).


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Una onda portadora es una forma de onda que es modulada por una seal que se quiere transmitir (seal moduladora). Esta onda portadora es de una frecuencia mucho ms alta (del espectro electromagntico), que la de la seal moduladora. De esta manera, se logra transmitir ms fcilmente la seal, y el alcance que se consigue es superior.

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Las ondas portadoras son usadas cuando se transmiten seales de radio a un radiorreceptor. Tanto las seales de modulacin de amplitud (AM) como las de frecuencia modulada (FM) son transmitidas con la ayuda de frecuencias portadoras. Por ejemplo, la frecuencia para una estacin de radio determinada es en realidad la frecuencia de su onda portadora.

Una frecuencia de radio es la parte del espectro electromagntico donde se generan ondas electromagnticas mediante la aplicacin de corriente alterna a una antena. Si las ondas son transmitidas a distintas frecuencias de radio, varias ondas portadoras pueden existir en igual tiempo y espacio sin interferir entre s, siempre que posean una frecuencia distinta. Para extraer los datos, el receptor debe situarse en una determinada frecuencia (frecuencia portadora) e ignorar el resto.

Ventajas de las Redes Inalmbricas Flexibilidad Dentro de la zona de cobertura de la red inalmbrica los nodos se podrn comunicar y no estarn atados a un cable para poder estar comunicados por el mundo Por ejemplo, para hacer esta presentacin se podra haber colgado la presentacin de la web y haber trado simplemente el porttil y abrirla desde Internet incluso aunque la oficina en la que estuvisemos no tuviese rosetas de acceso a la red cableada.

Poca planificacin Con respecto a las redes cableadas. Antes de cablear un edificio o unas oficinas se debe

pensar mucho sobre la distribucin fsica de las mquinas, mientras que con una red inalmbrica slo nos tenemos que preocupar de que el edificio o las oficinas queden dentro del mbito de cobertura de la red.

Diseo Los receptores son bastante pequeos y pueden integrarse dentro de un dispositivo y

llevarlo en un bolsillo, etc.



Robustez Ante eventos inesperados que pueden ir desde un usuario que se tropieza con un cable o lo

desenchufa, hasta un pequeo terremoto o algo similar.

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Una red cableada podra llegar a quedar completamente inutilizada, mientras que una red inalmbrica puede aguantar bastante mejor este tipo de percances inesperados.

Inconvenientes de las Redes Inalmbricas Calidad de Servicio Las redes inalmbricas ofrecen una peor calidad de servicio que las redes cableadas. Estamos hablando de velocidades que no superan habitualmente los 10 Mbps, frente a los 100 que puede alcanzar una red normal y corriente. Por otra parte hay que tener en cuenta tambin la tasa de error debida a las interferencias.

Coste Aunque cada vez se est abaratando bastante an sale bastante ms caro. Recientemente en

una revista comentaban que puede llegar a salir ms barato montar una red inalmbrica de 4 ordenadores que una cableada si tenemos en cuenta costes de una red cableada.

Soluciones Propietarias Como la estandarizacin est siendo bastante lenta, ciertos fabricantes han sacado al

mercado algunas soluciones propietarias que slo funcionan en un entorno homogneo y por lo tanto estando atado a ese fabricante. Esto supone un gran problema ante el mantenimiento del sistema, tanto para ampliaciones del sistema como para la recuperacin ante posibles fallos. Cualquier empresa o particular que desee mantener su sistema funcionando se ver obligado a acudir de nuevo al mismo fabricante para comprar otra tarjeta, punto de enlace, etc.

Restricciones Estas redes operan en un trozo del espectro radioelctrico. ste est muy saturado hoy da y

las redes deben amoldarse a las reglas que existan dentro de cada pas. Concretamente en Espaa,


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. as como en Francia y en Japn, existen unas limitaciones en el ancho de banda a utilizar por parte de ciertos estndares.

Seguridad

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En dos vertientes: Por una parte seguridad e integridad de la informacin que se transmite. Este campo est bastante criticado en casi todos los estndares actuales, que, segn dicen no se deben utilizar en entornos crticos cuyos en los cuales un robo de datos pueda ser peligroso. Por otra parte este tipo de comunicacin podra interferir con otras redes de comunicacin (polica, bomberos, hospitales, etc.) y esto hay que tenerlo en cuenta en el diseo.

Propensin a interferencias. Debido al rango de seal en el cual trabajan (en su mayora en los 2,4 GHz) suelen ser

interferidas por artefactos de uso comn en cualquier casa u oficina, como telfonos inalmbricos, que utilizan ese mismo rango de comunicacin.

A continuacin describiremos algunas tecnologas inalmbricas que se tomaron en consideracin para sus respectivas pruebas.

Bluetooth (IEEE 802.15.1)Podemos decir que ya no hablamos de una comunicacin de algunos dispositivos con el mundo, sino que nos restringimos a un entorno reducido en el que pequeos dispositivos se comunican entre s. Podemos estar hablando de un porttil, un reproductor mp3, una agenda electrnica, etc. comunicndose entre s en un momento dado. Las nomenclaturas WPAN y ad-hoc piconet (sobre todo esta segunda nomenclatura, ad-hoc piconet o simplemente piconet) son muy utilizadas dentro del entorno Bluetooth. El trmino piconet concretamente se refiere a redes de rea local con pequea cobertura y sin infraestructura. Bluetooth opera en la frecuencia o banda de los 2.4 GHz. El estndar Bluetooth define 3 clases de transmisores, cuyo alcance vara en funcin de su potencia radiada:

Clase I II

Potencia (Prdida se seal) 100 mW (20 dBm) 2.5 mW (4 dBm)

Alcance 100 metros 15 - 20 metros


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. III 1 mW (0 dBm) 10 metros

Bluetooth puede transmitir velocidades de aproximadamente 1 Mbps, que corresponde a 1600 saltos por segundo en modo full dplex, con un alcance de aproximadamente diez metros cuando se utiliza un transmisor clase II. Para nuestro caso de utiliz un dongle USB Bluetooth Dongle y un telfono celular; determinando as la distancia mxima de alcance entre ambos y efectivamente a partir del metro 11 la conectividad es nula, en el rango de 0 a 10.9 mts los dispositivos pueden emparejarse; por supuesto esto fue probado en campo abierto de forma

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controlada, determinando as la potencia y la clase a la cual pertenecen. El resultado efectivamente indic la clase III en frecuencia de 1 mW con perdida de 0 dBm.

La interferencia con ste tipo de dispositivo y WiFi no se nota en muchos de los casos. Si llegara a ocurrir, los usuarios de estas tecnologas tendrn que operar manualmente sus dispositivos para eliminar la interferencia: Separando fsicamente a los aparatos Cesando la operacin de uno de los dos radios



Proyecto de pizarra virtual.Durante el desarrollo del proyecto de la pizarra digital se pudieron observar varios inconvenientes para su realizacin, cada uno de los cuales fue solventado aplicndole la mejor solucin posible. En primera instancia el proyecto consta de varios dispositivos para su funcionamiento exitoso, el primero de ellos es el bluetooth, que es el dispositivo a travs del cual el Wii mote y la computadora se comunican. Otro dispositivo bsico para el funcionamiento de la pizarra, es el disparador; dispositivo a travs del cual se emiten las seales infrarrojas, que son recogidas por el Wii mote y que a su vez son transformadas a seales bluetooth para hacer posible la comunicacin entre ambas partes. Se hizo la eleccin de usar el Wii mote como el principal receptor de las seales de movimiento entre la proyeccin y la computadora personal debido a varios motivos. En primer lugar para fabricar un dispositivo al estilo Wii mote, se necesitan varios componentes, entre ellos el chip encargado de controlar las seales bluetooth, este chip es fabricado nica y exclusivamente por la empresa Broadband que es la que posee la patente, por lo tanto es la nica que tiene el derecho a utilizar la lgica de programacin de las seales bluetooth. El segundo componente esencial para el reconocimiento y posicionamiento en los movimientos efectuados es el acelermetro, dispositivos que valga la redundancia mide la aceleracin de los movimientos y permite efectuar la calibracin entre la proyeccin y la pantalla propia de la PC o porttil que se est utilizando al momento de usar la pizarra digital, y el tercer componente esencial es el sensor de infrarrojo, sensor a travs del cual son detectadas las seales que recoge el Wii mote y que enva a la computadora va seales bluetooth. Estos componentes a pesar de no ser caros ya que se puede comprar todos ellos incluyendo el chip para manejar seales bluetooth, no han venido al pas hasta la fecha, dejando como nica opcin la compra de estos va internet, pero el tiempo necesario para que estos lleguen al pas oscila entre un mes y medio y dos meses. Tiempo considerablemente grande en comparacin del tiempo disponible. Ahora 9



bien El Wii mote de Nintendo trae todos estos dispositivos integrados, permitiendo el uso de este para el propsito deseado Cabe Mencionar que para lograr la comunicacin entre los dispositivos es necesario realizar un software que manipule todas las libreras del sistema y crear a partir de esta una librera especfica para la manipulacin del Wii mote, Software que fue desarrollado por el grupo de trabajo y que detallaremos ms adelante. Es de mencionar tambin que el Wii mote con los propsitos que se hizo fue hecho para trabajar con bateras, lo cual le permite la movilidad a la hora de jugar, Para este propsito PIZARRA DIGITAL se dise un circuito de Bajada de Voltaje para que el Wii mote funcionara como un dispositivo plug and play a travs de la utilizacin un puerto USB proveyendo la energa necesaria y continua a travs de la computadora con la que se efecta la ponencia. Ahora describiremos la funcionalidad del Wii mote: El Wii Remote tiene la capacidad de detectar la aceleracin a lo largo de tres ejes mediante la utilizacin de un acelermetro ADXL330. 10

En la imagen anterior podemos observar el acelermetro y la memoria EEPROM, el acelermetro en la parte pegada a la orilla de la tarjeta y la EEPROM justo en el medio. El acelermetro dentro del Wii mote consiste de una pesa de silicn (pesa menos de la millonsima parte de un gramo) conectada a un chip por pequesimas cuerdas. En un extremo del control hay unas placas de silicn que entran en contacto con la pesa. sta enva una serie de voltajes a las placas cuando entra en contacto con ellas, dependiendo de su movimiento.



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En la imagen anterior podemos observar el circuito integrado de bluetooth y los inductores, todas dispositivos redondos son inductores que son usados principalmente para corriente directa a corriente directa con entradas altas o entradas bajas y son usados para hacer el filtreo que es el proceso por medio del cual se obtiene una seal del circuito de bluetooth limpia. BCM2042 es un circuito integrado de Broadband, de bajo costo para mouse/teclado inalmbrico de Bluetooth. Utiliza un 8051 core, y una memoria RAM/ROM que guarda el perfil HID (HID, por sus siglas en ingls, human interface device, que significa dispositivo de interfaz con humanos, esto es un dispositivo de computadora que interacciona directamente con usuarios, toma entradas de humanos, y puede tener tambin una salida para entregar directo a humanos.) del bluetooth y la pila. Las combinacin de las seales emitidas por el conjunto de dispositivos, son las que se manipulan a travs del software desarrollado, por el equipo de trabajo. Ahora bien, como se mencionaba anteriormente el Wii mote trabaja con bateras, pero para el propsito aqu deseado y por trminos de economa a la hora de su utilizacin se dise la manera de conectar directamente este a la computadora, a travs de un puerto USB, aplicando as mismo un circuito que permite la bajada de voltaje ya que una computadora comn y corriente enva 5V a cada uno de los puertos USB y dado que el dispositivo trabaja con 3.3V era necesario hacer la disminucin de voltaje adems a travs del mismo circuito se realiza la sincronizacin del dispositivo con la computadora.



Para el circuito se usaron 1 disparador, destinado a efectuar la sincronizacin entre el dispositivo y la computadora, una compuerta NAND, 2 diodos comunes, 2 Diodos LED y cable UTP para efectuar las conexiones en la tableta. 12 El diseo del circuito en Proteus es el siguiente:

Ya armado fsicamente

Una vez se termin el circuito de bajada y se comprob la comunicacin entre los dispositivos (Computadora-Wii mote y Wii mote-Computadora) Se procedi a la elaboracin del disparador, este es un circuito bsico que consta de 2 LED IR del tipo TSAL6400 IR LED una estructura bsica que simule un plumn para escribir en pizarra una resistencia para evitar que se quemen los LED y 2 bateras AA y un disparador. Este dispositivo es conocido como un Stylus para la mayora de dispositivos touch, solo que este ser el encargado de enviar las seales al Wii mote a travs de LED IR.



Dado que solo se utilizan ciertas partes del Wii mote se decidi desarmar el dispositivo y utilizar estrictamente los dispositivos necesarios, por lo que una vez se termin el diseo se le elabor una caja en Trobisel, para darle un mejor soporte, ms portabilidad y seguridad a la hora de futuros usos, por parte del personal docente de la UES. 13

Por ltimo y no menos importante se encuentra el software encargado de la manipulacin de las seales emitidas por el conjunto de dispositivos y que hacen funcionar a la PIZARRA DIGITAL este se denomin Wwindowsxpy7 haciendo referencia a que es un sistema que se puede usar para computadoras que tengan desde Windows XP hasta Windows 7 (La versin para Linux ya esta desarrollada, as que no se trabajo en ella). El software fue diseado en C# Visual Studio.NET y consiste de las siguientes partes: La clase HIDImports.cs La clase Wiimote.cs La clase Warper.cs El formulario principal y; El formulario de calibracin

La clase HIDImports.cs como su nombre lo indica tiene la referencia e importacin de todas las libreras necesarias para la deteccin y manipulacin de las seales va bluetooth, libreras como: hid.dll setupapi.dll Kernel32.dll La clase Wiimote.cs a travs de la cual se manipulan los datos enviados por el acelermetro y la conversin de estas seales a seales bluetooth, de manera general, el flujo entre los datos y la calibracin ya efectuada. La clase Warper o cubierta para ms fcil entendimiento, esta es la encargada de funcionar en paralelo con el formulario de Calibracin por defecto elegimos tomar una pantalla de 1024 x 768, por ser el screen ms comnmente usado, es de aclarar que inmediatamente se ejecuta la aplicacin esta se adapta al tamao de la pantalla deseada, es decir puede adaptarse directamente a la pantalla de cualquier computadora, sea mini o de 18 pulgadas o bien adaptarse directamente a la proyeccin realizada sobre cualquier superficie.



Por ltimo los formularios principal y de calibracin, valga la redundancia en el de calibracin se calibra de acuerdo al tamao de pantalla deseada y se guardan los datos de la calibracin en un archivo .DAT, y el formulario principal que es aquel que ejecuta para empezar a usar la pizarra digital, es de mencionar que este no funcionara al menos que se haya establecido previamente la comunicacin con el Wii mote. Si se desea consultar cuando cuesta realizar un dispositivo al estilo del Wii mote, se puede decir que el estimado general es de unos $46.85 USD dado que: - Un sensor infrarrojo cuesta alrededor de $9.90 USD (de muy buena calidad) - Un acelermetro ADXL330 cuesta $21.48 USD. - Un BCM2042 (Manejador de seales Bluetooth) cuesta alrededor de $8.43 USD los de mejor calidad 14

Costos de realizacin del proyectoCOMPONENTE Wii mote Trobisel Interruptores (disparadores) DIODOS DIODOS LED DIODOS LED IR NAND Tarjeta perforada Resistencias Cable UTP Switch digital y estao Bluetooth TOTAL PRECIO $ 52.00 $ 20.20 $ 3.00 $ 0.40 $ 0.25 $ 2.00 $ 1.25 $ 0.60 $ 0.65 $ 0.75 $ 5.00 $ 6.00 $ 92.10



Otros gastos

FACTURAS Sper Selectos (Plumn Artline) Librera la Excelencia Ferretera la Coronita Repuestos Electrnicos 2000 Electrnica 2001 Electrnica 2001 Electrnica 2001 Electrnica 2001 Soldaduras Cable USB Lata Pintura Negra TOTAL

FECHA 12/11/2010 12/11/2010 07/11/2010 29/10/2010 04/11/2010 01/11/2010 28/10/2010 22/10/2010 05/11/2010 12/10/2010 12/11/2010

PRECIO $ 3.00 $ 2.75 $ 4.00 $ 2.00 $ 1.00 $ 1.50 $ 5.72 $ 2.50 $ 3.00 $ 1.20 $ 3.00 $ 29.67

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Costo total del proyecto$ 92.10+ $ 29.67= ________ $ 121.67



Comunicacin Entre los Dispositivos y la PC

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Esquema de Sincronizacin de Dispositivos (Placa, Bajada de Voltaje y Sincronizacin)



Funcionamiento de la Placa Contenedora del DXL330 (Acelermetro) BCM42 (Chip Bluetooth) y Sensor Infrarrojo (IR)17

Software

IrDA (Infrarojo)stas fueron las primeras redes inalmbricas conocidas, trabajaban con frecuencias de radiacin electromagntica ms bajas que las actuales redes Wireless. Estas redes, si bien siguen existiendo, tienen el inconveniente de requerir que no exista casi ningn obstculo entre un dispositivo y otro para lograr una buena comunicacin entre stos. De lo contrario, se pierde la seal y no se pueden transferir datos entre ellos.


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. En nuestro caso, al momento de hacer pruebas con sta tecnologa solo tuvimos acceso a un par de dispositivos infrarrojos, stos fueron dos telfonos celulares, con los cuales las pruebas realizadas fueron muy limitadas.

18Ventajas de la tecnologa infrarroja

Seguridad, podemos decir que no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos slidos. Emisores y receptores muy simples y baratos. No interfiere con otros dispositivos de Radio Frecuencia.

Desventajas de la tecnologa infrarroja

Poco Ancho de Banda. Necesidad de comunicacin visual. Esta es una desventaja importante. Por ejemplo, no se podra comunicar un pc en una sala con una impresora que est en otra sala. Esto limita mucho las posibilidades de comunicacin entre dispositivos y da un aspecto de comunicacin de juguete.

Habitualmente comunicaciones slo entre 2 interlocutores.

Como algunos ejemplos de dispositivos con tecnologa infrarroja se pueden mencionar: Palms Teclados Impresoras de red Pocket PC Telfonos celulares Agendas electrnicas Mouse

WiFi (Wireless sobre Ethernet IEEE 802.11g/b)En las redes Wi-Fi siempre existe, como estructura bsica, un gestor de la comunicacin y una serie de clientes. Los clientes, escucharn siempre para detectar la presencia de uno o ms gestores que les indicar, entre otros datos, el nombre de la red que gestionan, el canal a usar, la Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Comunicaciones I

Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. seguridad y algoritmos de autentificacin disponibles, etc.. En base a esta informacin y la configuracin del dispositivo en cuestin, el cliente ser capaz de unirse a la red adecuada.

Las redes Wi-Fi son redes inalmbricas, por tanto redes va radio, con todo lo que ello implica respecto a frecuencias, interferencias, influencia del entorno, etc. Esto nos obliga a recapacitar sobre las implicaciones que ello tiene, tanto en la manera de funcionar como en las limitaciones y problemas que de ello pueden surgir.

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La primera consecuencia de esto es que los clientes no estn claramente definidos, ni en nmero, ni en situacin, lo cual provoca la necesidad de una gestin de stos. Ser necesario autentificarlos, notificarles parmetros de funcionamiento como el canal a utilizar, etc.

As mismo al ser un medio compartido (aqu cada cliente comparte el aire, no tiene un cable independiente cada uno) es necesario tener un mecanismo que ordene su funcionamiento y acceso al medio, para evitar en lo posible las colisiones, situacin en que uno o ms equipos transmiten a la vez, interfirindose entre ellos e invalidando la comunicacin, y en el caso de que stas sucedan, proveer los mecanismos para solventar la incidencia. Todo ello es realizado de forma transparente para el usuario, pero tiene un coste total: una reduccin de la velocidad de transmisin.

Es necesario considera as mismo las frecuencias concretas que utilizan los quipos Wi-Fi. Las redes actuales pueden utilizar las bandas de 2,4 GHz o 5 GHz. La banda de 2,4GHz abarca desde las frecuencias de 2.400 GHz hasta 2.4835 GHz y contiene 13 canales, con un ancho 22 MHz de ancho cada uno, en Europa (pues por la regulacin de los organismos que aplican a cada pas o regin, varia en alguno de los casos, como Estados unidos con 11 canales o Japn con 14). Sin embargo, en contra de lo que suele creerse, no son canales independientes, pues se solapan parcialmente entre ellos, de manera que solo existen tres canales totalmente independientes, el canal uno, el seis y el once. Existe un fuerte solapamiento entre canales, a continuacin se muestra un resumen de ste en la siguiente tabla.

Canal 1 2

Frecuencia Central 2.412 GHz 2.417 GHz

Rango de frecuencia 2.401 GHz - 2.423 GHz 2.406 GHz - 2.428 GHz

Canales solapados 2,3,4,5 1,3,4,5,6


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.422 GHz 2.427 GHz 2.432 GHz 2.437 GHz 2.442 GHz 2.447 GHz 2.452 GHz 2.457 GHz 2.462 GHz 2.467 GHz 2.472 GHz 2.484 GHz 2.411 GHz - 2.433 GHz 2.416 GHz - 2.438 GHz 2.421 GHz - 2.443 GHz 2.426 GHz - 2.448 GHz 2.431 GHz - 2.453 GHz 2.436 GHz - 2.458 GHz 2.441 GHz - 2.463 GHz 2.446 GHz -2.468 GHz 2.451 GHz - 2.473 GHz 2.456 GHz - 2.468 GHz 2.461 GHz - 2.483 GHz 2.473 GHz - 2.495 GHz 1,2,4,5,6,7 1,2,3,5,6,7,8 1,2,3,4,6,7,8,9 2,3,4,5,7,8,9,10 3,4,5,6,8,9,10,11 4,5,6,7,9,10,11,12 5,6,7,8,10,11,12,13 6,7,8,9,11,12,13,14 7,8,9,10,12,13,14 8,9,10,11,13,14 9,10,11,12,14 10,11,12,13

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Existen diversas fuentes de interferencias que pueden ser un obstculo para la propagacin de seal tanto en los dispositivos WiFi como en los de BlueTooth, anteriormente mencionados.

Fuentes de interferencias: Hornos microondas: utilizar el horno microondas cerca del ordenador, dispositivo Bluetooth o estacin base Wi-Fi puede producir interferencias.

Fugas de RF de Direct Satellite Service (DSS): el cable y los conectores coaxiales utilizados con algunos tipos de antenas parablicas podran producir interferencias.

Ciertas fuentes elctricas externas, como lneas de alta tensin, vas de tren elctricas y centrales energticas.

Telfonos a 2,4 GHz o 5 GHz: un telfono inalmbrico que funcione en este rango de frecuencias podra provocar interferencias con los dispositivos y redes inalmbricos encendidos.


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Emisores de vdeo (transmisores/receptores) que funcionen en las frecuencias de 2,4 GHz o 5 GHz.

Altavoces inalmbricos que funcionen en las bandas de 2,4 GHz o 5 GHz.

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Algunos monitores externos y pantallas LCD: puede que algunas pantallas emitan interferencias armnicas, especialmente en las bandas de 2,4 GHz de ancho de banda entre los canales 11 y 14. Puede que esta interferencia llegue a su extremo si se tiene un ordenador porttil con la tapa cerrada y un monitor externo conectado al mismo.

Cualquier otro dispositivo "inalmbrico" que funcione en las frecuencias de 2,4 GHz o 5 GHz (microondas, cmaras, intercomunicadores para bebs, dispositivos inalmbricos cercanos, etc.).

Nota: algunos dispositivos podran no mencionar explcitamente que operan en los anchos de banda de 2,4 GHz o 5 GHz. El manual de instrucciones debera indicar qu frecuencias utiliza el dispositivo inalmbrico.

Entorno del hogar y de la oficinaLa ubicacin del dispositivo dentro de un edificio y los materiales de construccin utilizados puede afectar a la conexin Wi-Fi y Bluetooth. La tabla que aparece a continuacin muestra elementos comunes y su potencial para provocar interferencias.

Tipo de barrera Madera Escayola Material sinttico Cristal Agua

Potencial de interferencia Bajo Bajo Bajo Bajo Medio


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Ladrillos Mrmol Hormign Cristal blindado Metal Medio Medio

22Alto Alto Muy alto

Ventajas Movilidad. Muchos usuarios y empleados de empresas requieren para sus tareas acceder en forma remota a sus archivos, trabajos y recursos. La red Wireless permite hacerlo sin realizar ninguna tarea compleja de conexin o configuracin, y evita que cada usuario viaje hasta su empresa o su casa para poder acceder a los recursos de su red de datos. Ms simples de instalar. Escalables muy fcilmente Menos complejas en su administracin.

El hecho de que no posean cables, nos permite adaptarlas a casi cualquier estructura, y prescindir de la instalacin de pisos tcnicos y la instalacin de cables molestos que crucen oficinas, habitaciones familiares y, en algunos casos, hasta baos.

Desventajas Velocidad. No superan la velocidad de 54 Mbps, mientras que las redes cableadas ya llegaron hace unos cuantos aos a los 100 Mbps.

Seguridad. Muchas redes Wireless sufren accesos no debidos, gracias a la inexperiencia de quienes las instalaron y no configuraron correctamente los parmetros de seguridad. stas son invadidas por usuarios que las acceden hasta con dispositivos de menor jerarqua, como por ejemplo Palms, PDA o pequeos dispositivos porttiles.

Protocolos de redes inalmbricasLa tecnologa principal utilizada actualmente para la construccin de redes inalmbricas de bajo costo es la familia de protocolos 802.11, tambin conocida en muchos crculos como WiFi. Mediante la implementacin de un set comn de protocolos, los fabricantes de todo el mundo han


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. producido equipamiento altamente interoperable. Esta decisin ha resultado ser de gran ayuda para la industria y los consumidores. Los compradores pueden utilizar equipamiento que implementa el estndar 802.11 sin miedo a quedar atrapado con el vendedor. Como resultado, pueden comprar equipamiento econmico en un volumen que ha beneficiado a los fabricantes. Si por el contrario estos ltimos hubieran elegido implementar sus propios protocolos, es poco probable que las redes inalmbricas fueran econmicamente accesibles y ubicuas como lo son hoy en da. Existen muchos protocolos en la familia 802.11 y no todos estn relacionados especficamente con el protocolo de radio. Los tres estndares implementados actualmente en la mayora de los equipos disponibles son: 802.11b. Ratificado por IEEE el 16 de setiembre de 1999, el protocolo de redes inalmbricas 802.11b es probablemente el ms asequible hoy en da. Millones de dispositivos que lo utilizan han sido vendidos desde 1999. Utiliza una modulacin llamada Espectro Expandido por Secuencia Directa Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) en una porcin de la banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) desde 2400 a 2484 MHz. Tiene una tasa de transmisin mxima de 11Mbps, con una velocidad real de datos utilizable mayor a 5Mbps. 802.11a. Tambin ratificado por la IEEE el 16 de septiembre de 1999 el protocolo 802.11a utiliza OFDM. Tiene una tasa de transmisin mxima de 54Mbps (con un rendimiento real de hasta 27Mbps). El 802.11a opera en la banda ISM entre 5725 y 5850MHz, y en una porcin de la banda UNII (Infraestructura de Informacin Nacional sin Licencia) entre 5.15 y 5.35GHz. Esto lo hace incompatible con el 802.11b o el 802.11g, y su alta frecuencia implica un rango ms bajo comparado con el 802.11b/g al mismo nivel de potencia. Si bien esta porcin del espectro es relativamente inutilizada comparada con la de 2.4GHz, desafortunadamente su uso es legal slo en unos pocos lugares del mundo.

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Comportamiento de las ondas de radioHay algunas reglas simples que pueden ser de mucha ayuda cuando realizamos los primeros planes para una red inalmbrica: Cuanto ms larga la longitud de onda, ms lejos llega Cuanto ms larga la longitud de onda, mejor viaja a travs y alrededor de obstculos Cuanto ms corta la longitud de onda, puede transportar ms datos Todas estas reglas, simplificadas al mximo, son ms fciles de comprender con un ejemplo.


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Las ondas ms largas viajan ms lejos Suponiendo niveles iguales de potencia, las ondas con longitudes de onda ms larga tienden a viajar ms lejos que las que tienen longitudes de onda ms cortas. Este efecto es visto a menudo en la radio FM, cuando comparamos el rango de un transmisor de radio FM a 88MHz con el rango a 108MHz. Los transmisores de frecuencia ms baja tienden a alcanzar distancias mucho ms grandes a la misma potencia.

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Las ondas ms largas rodean los obstculos Una onda en el agua que tiene 5 metros de largo no va a ser detenida por un trozo de madera de 5 mm que est sobresaliendo de la superficie. Sin embargo, si la pieza de madera fuera de 50 metros (por ej. un barco), se interpondra en el camino de la onda. La distancia que una onda puede viajar depende de la relacin entre la longitud de onda de la misma y el tamao de los obstculos en su camino de propagacin.

Las ondas ms cortas pueden transmitir ms datos Cuanto ms rpida sea la oscilacin o ciclo de la onda, mayor cantidad de informacin puede transportar cada oscilacin o ciclo- puede ser utilizado por ejemplo para transmitir un bit digital, un '0' o un '1', un 's' o un 'no'.

MODELADO DE ANTENAS WiFi CASERAS.Durante la realizacin de las antenas se simulo previamente mediante el uso de software de terceros especializado en el modelado de las mismas utilizando dbis. El nombre del programa utilizado es 4nec2 el cual es totalmente gratuito descargable de internet de mltiples servidores.

El diseo de los modelos es muy complejo y un inconveniente es la falta de practicidad del software, adems que no permite guardar los diseos, solamente trabajar en uno a la vez para obtener los datos. En internet hay muy buenos manuales referente al mismo software totalmente en espaol.

Algunas capturas de las pruebas realizadas durante la realizacin de estas antenas:


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Vista del diseo previo

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Anillo de ondas

Formulario principal


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Vista 3D de las antenas y parmetros configurables

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Vista de ondas de frecuencia y cobertura


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Espectro de cobertura en dB

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Vista de propagacin de ondas en diferentes ejes


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Archivo de salida de modelado

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En conclusin el programa es de gran utilidad para generar modelos casi realistas ya que el software simula condiciones ideales pero al realizar los modelos previstos se observa una disminucin de decibeles ya sea por condiciones del entorno, diseo o aun de los materiales utilizados.

MODELOS DE ANTENAS WiFi CASERAS.Existe una diversidad de antenas WiFi hechas de aparejos de utensilios caseros de la ms alta diversidad, desde discos duros, cd daados, latas de sodas, cajas de Pringles, hasta cajas de leche. Y segn el tipo de material que se utilice para la construccin de las antenas WiFi as ser la ganancia de decibeles reales. Si bien es cierto, existen programas para modelar antenas, estos programas nos muestran proyecciones en base a entornos ideales como por ejemplo, se pueden obtener lecturas de ganancia de 10 dbi y al fabricar el modelo se obtiene una ganancia aproximada de 3 db. En nuestro caso consideramos hacer tres modelos de antenas WiFi, la primera, utilizando una caja de leche, la segunda utilizando cable de cobre y la tercera, utilizando un disco duro.

Antena WiFi Cbica.sta antena es de tipo Direccional, y para el modelo que elaboramos nos basamos en el modelo de Antena Direccional Brick de 10 dbi, pero utilizando una caja de leche.



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Modelo de Antena Direccional Brick de 10 dbi.

El material a utilizar para hacer ste modelo de antena WiFi casera es el siguiente:

1. Una caja de leche pasteurizada o una caja de Tetra pack (de jugo o leche) 2. Aproximadamente 2 de alambre de cobre de #12 #14 3. Papel aluminio 4. Un conector R58 hembra (llamado tambin conector N) 5. Una pieza cuadrada de aluminio o lata con medidas que se ajusten para sostener el conector 6. Cable coaxial normal y 7. Una base fija de material resistente Con un costo total aproximado de $6.50

Herramientas requeridas: Una navaja de electricista Cinta mtrica o regla Pegamento de contacto instantneo Cinta adhesiva Tenazas y Tijeras



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La caja de leche deber lavarse y secarse bien, con la navaja se cortar la tapa superior de la caja. Luego se perforar un agujero en la caja como punto de alimentacin, para poder introducir el alambre de cobre haciendo contacto con el conector R58 y para ello debern realizarse algunos clculos para que la antena funcione de mejor manera de acuerdo a su tamao. Para calcular las dimensiones del punto de alimentacin se mide la cara ms ancha de la caja que en este caso midi 71mm (0.71cm) de ancho. Se deber elegir antes que nada el canal WiFi por el cual se harn las mediciones finales, para tomar el dato de la frecuencia que le corresponde al mismo y as sustituirlo en la frmula que ms adelante se usa. Las frecuencias de los canales 1,6 y 11 son: Canal 1, frecuencia = 2412 MHz. Canal 6, frecuencia =2437 MHz. Canal 11, frecuencia =2462 MHz.

Luego hacemos los siguientes clculos 1. Calcular el espacio libre de longitud de onda para la frecuencia del canal que se utilizar. 2. Calcular la longitud de onda de corte para el envase que se ha elegido. 3. Calcular la gua de longitud de onda para el envase elegido. El clculo de la longitud de onda gua depende de los dos primeros clculos, por lo que se debe hacer en orden como se explica a continuacin, y los valores a calcular debern de expresarse en metros: El espacio libre de longitud de onda solo depende de la frecuencia de microondas en el que el WiFi opera. Para el canal 6 de Wifi la frecuencia es de 2.437 GHz, que es lo mismo que 2437 MHz. El espacio libre de longitud de onda se puede calcular fcilmente dividiendo la velocidad de la luz en millones de metros por segundo por la frecuencia en millones de ciclos (Hz) por segundo. Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Comunicaciones I


Espacio libre de longitud de onda

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Luego, la longitud de onda de corte es el doble del ancho de la cara que sea ms larga en la caja o envase (no su longitud), es decir, es dos veces la dimensin mayor rectangular. Para el envase utilizado en las pruebas, el ancho de la cara ms larga es 71mm, haciendo el clculo:

Longitud de onda de corte

La longitud de onda de corte es la longitud de onda por la cual la antena no va a funcionar con eficacia. Para WiFi esto no es problema ya que su longitud de onda es de 12.5cm. El valor, sin embargo, debe estar relacionado con el siguiente clculo:

Gua de longitud de onda

A continuacin se calcula la medida para perforar un orificio en la caja (centrado en lo ancho de la cara ms ancha de la caja) donde se colocar la antena por la parte de adentro, para ello se divide el valor obtenido de la gua de longitud de onda por cuatro para obtener el punto de alimentacin de desplazamiento desde la parte inferior de la caja:

Punto de alimentacin a perforar Con estas medidas ya puede perforarse el agujero en la caja,



1. Se toma el conector hembra R58 y se le introduce una parte del alambre de cobre y se sujeta a ste justo en el centro (sin hacer ningn contacto entre ellos) con un par de gotas de silicn de modo que una pequea parte del alambre introducido quede haciendo contacto con el conector macho R58 al momento de conectarse.

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2. Procedemos a cubrir solamente la parte externa de la caja con papel aluminio, cuidando que la cara brillante del papel quede a la vista, debido a que sta parte es ms reflejante y previene las zonas calientes difundiendo mejor la seal de ondas.

3. Una vez cubierta la caja con papel aluminio se coloca el conector R58 en la pieza de aluminio y se asegura con pegamento de contacto para que el conector no tenga movimiento y quede fijo a la caja, la parte del conector con el pedazo de alambre de cobre deber quedar en el interior de la caja.


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. 4. Por ultimo se construye la base en la que se sostendr la antena terminada, dejando el conector en la parte de abajo para conectar el cable coaxial. Y la antena ahora est terminada.

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Antena WiFi Dipolo en Xste tipo de antena es omnidireccional pero elaborada de forma ms sencilla con alambre de cobre y formando una equis. Los materiales que se necesitan para la creacin de ste modelo de antena son: 1. Un conector R58 hembra 2. 30cm de alambre de cobre #12 o #14 3. Un cuadrado o rectngulo de aluminio o de otro material firme. 4. 2 tornillos y 2 tuercas 5. Una pieza de metal o aluminio aproximadamente de 3cm x 2cm 6. 5cm de tubo de cobre, puede ser reutilizado de una antena de TV. 7. Cable coaxial normal. 8. Papel aluminio, opcional.

Herramientas requeridas: Sierra de metal. Lija y lima. Silicn. Tenazas y tijeras. Cautn y estao. Taladro o punzn

1. Teniendo todos los materiales, se procede a perforar del tamao del dimetro del tubo de cobre la pieza pequea de metal en el centro y se hacen otras dos perforaciones en ambos lados para colocar los pernos. Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Comunicaciones I

Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. 2. Se cortan dos pedazos de alambre de cobre, se doblan en su centro con un ngulo de 90 de manera que al unir su doblez pueda formarse una equis, se soldan justo en el centro.

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3. Se corta una pieza de tubo de cobre de 5cm, se lija la parte brillante hasta que quede descubierto el cobre, y se introduce en la pieza metlica perforada con tres agujeros y se soldan ambas piezas,

3. Se corta una pieza de aluminio, y se moldea para que quede recta, en su centro se perfora un orificio del tamao del dimetro del tubo de cobre, luego en su centro se introduce la pieza soldada de tubo de cobre y se asegura bien con los tornillos hasta que hagan contacto

4. Lo siguiente es cortar aproximadamente medio metro de cable coaxial y en uno de sus extremos se descubre el interior del cable, dejando la malla que lo rodea a la intemperie y se introduce dentro


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. del tubo de cobre de manera que la malla haga contacto en el y una parte del alambre coaxial pueda ser unido a la parte de la antena que se sold en forma de X.

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5. En el otro extremo se descubre una mnima parte del cable y se introduce al conector R58, se ajusta con la abrazadera del conector y ambos extremos del cable se pegan con silicn y un poco de pega de contacto para evitar que se separen con el movimiento.

6. Por ultimo se puede cubrir de papel aluminio para tener una superficie con ms reflejo y as obtener mejores resultados al momento de implementarla y realizar las pruebas respectivas.

Antena WiFi BiQuad.Al igual que la antena anterior, ste tipo de antena es omnidireccional pero su forma cambia a dos rombos unidos por el centro. Los materiales necesarios son los siguientes: 1. Un disco duro daado 2. Alambre de cobre #12 o #14 3. Papel aluminio 4. Cinta adhesiva 5. Base de trobisel u otro material resistente y firme



Herramientas requeridas: Tenazas y tijeras Cinta mtrica Navaja de electricista

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El procedimiento para hacer sta antena es un poco mas complicado que los anteriores modelos, no por el mtodo si no por los materiales ya que algunos materiales son un poco mas difciles de conseguir. 1. Para comenzar se corta una pieza de trobisel de 30 cm x 10 cm rectangular que luego debe de doblarse mediante calor. Despus se pegan dos trozos de trobisel de tamao al gusto para lograr una base para el disco duro, y luego se procede a forrar la base con papel de aluminio con la cara ms brillante del mismo para recibir de forma ptima las ondas de radiacin.

2. Ahora se procede a realizar la antena mediante alambre de cobre de una sola pieza, doblando la misma en segmentos de 4 cm para formar un segmento de dos cuadrados que reflejaran mejor las ondas.


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. 3. Se realiza la soldadura en el centro para unir el punto final con el inicial. Cabe mencionar que esta soldadura es muy importante y debe de hacerse con una considerable cantidad de estao ya que si se usa poco estao se corre el riesgo que se suelte la antena con la manipulacin posterior.

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4. Se procede a colocar el conector especial en la base de la caja de trobisel teniendo el cuidado de no desgarrar el papel de aluminio y que el conector sobresalga lo suficiente para no quedar justo.

5. Y finalmente al colocar el disco duro e introducir la antena tenemos el producto finalizado.


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Importante: El conector debe ir relleno de silicn para que la antena no haga contacto con las paredes de el mismo y haga una divisin entre el polo + y - . De esta manera se obtiene una propagacin de ondas ptima mediante rebote.

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Pruebas de RecepcinPara las pruebas de recepcin se uso una tarjeta de red USB 802.11 n/g/b la cual estaba ubicadaa una distancia de 10 metros de un router inalmbrico operando en el canal 6. Las lecturas obtenidas con antena de fbrica son: Distancia 10 m Db (-47 a -51) dB

Luego se procedi a sustituir la antena de fbrica de la tarjeta de red por los modelos desarrollados:

Antena cubica Distancia 10 m Db (-31 a -35) dB

Antena Bipolo X Distancia 10 m Db (-39 a -43) dB

Antena Cuadcore HD Distancia 10 m Db (-33 a -37) dB

Con lo cual llegamos al descubrimiento que la antena bipolo X fue la peor en desempeo de corto alcance pero efectiva en largo alcance, mencionando que se obtuvieron muchos decibeles menos que en el simulador. Respecto a la Antena cubica la recepcin fue mejor y solamente 1 decibel menos que en el simulador obteniendo +3db. La antena Cuadcore HD fue la mejor en recepcin aun


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. superando la antena de fbrica de la tarjeta ya que se obtuvieron de ganancia +14 db superando nuestros clculos iniciales.

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Pruebas de Acces pointPara estas pruebas se uso una tarjeta de red USB 802.11 n/g/b la cual fue configurada como access point. Se utilizo tambin una antena d-link nt 240 la cual tiene como referente de expansin 11.8 dbi. La antena usada:

En su interior podemos observar 3 placas de cobre como repetidoras con 2 moduladores de amplificacin:

Los decibeles ideales obtenidos por esta antena 11.8 dbi



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El sistema Armado:


Redes Inalmbricas Tecnologas no tradicionales. Pruebas como access point: Como access point la antena D-link a una distancia de 1 y 10 metros respectivamente en el canal 6 se obtuvieron los siguientes resultados:

41Distancia 1m 10 m Db -41 dB (-57 a -63) dB

Luego se procedi a cambiar la antena D-link por las diferentes antenas realizadas, que aunque fueron diseadas como receptores optamos por comprobar su funcin como transmisor, de lo cual se obtuvieron los siguientes resultados: Antena Cubica Distancia 1m 10 m Antena Bipolo X Distancia 1m 10 m Db (-58 a -65) dB (-81 a -90) dB Db (-65 a -70) dB (-80 a -90) dB

Antena Cuadcore HD Distancia 1m 10 m Db (-39 a -47) dB (-51 a -55) dB

Como conclusiones descubrimos que al usar las antenas diseadas para recepcin como medio de propagacin su desempeo es pobre, por ejemplo la antena cubica, no supero ni 10 db de diferencia, un caso similar con la Dipolo X ya que al no estar diseas con tal fin no rinden como deberan ya que se obtuvo una mtrica en db con diferencia de casi 12 db. El caso particular es la antena cuadcore HD, que sorprendentemente alcanzo una ganancia de +6 db superando aun la antena de fabrica d-link lo cual demuestra que podemos obtener dispositivos de calidad casi industrial con menores costos. La nica diferencia sustancial fue la frecuencia fluctuante de db / seg debido a la tarjeta de red usada. Universidad de El Salvador Facultad Multidisciplinaria de Occidente Comunicaciones I


BIBLIOGRAFIA www.redsinfronteras.org/pdf/redes_wireless.pdf Redes Inalmbricas Carlos Varela Luis Domnguez Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Informtica Universidad de Valladolid 2002 http://es.kioskea.net/contents/bluetooth/bluetooth-intro.php3 http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/es/cajon-de-sastre/38-cajon-desastre/961-monografico-redes-wifi?start=1 http://support.apple.com/kb/HT1365?viewlocale=es_ES http://www.info-ab.uclm.es/labelec/solar/Comunicacion/Wifi/Wifi_vs_Bluetooh.htm

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