IEEE 802.11

IEEE 802.11
Ing. Camilo Zapata
[email protected]
Universidad de Antioquia
Estándares 802.11
Como beneficios, la estandarización ofrece:
“Interoperabilidad” entre los productos de varios
fabricantes.
Un desarrollo más “rápido” del producto.
Estabilidad
Posibilidad de actualización
Reducción de costos
Existen dos tipos de estándares:
Estándar de Facto: No ha sido aprobado por una
organización de normalización oficial, pero está
reconocido como un estándar porque se utiliza
extensamente.
Estándar de Jure: Está publicado y controlado por
una organización de normalización oficial, como
por ejemplo IEEE.
IEEE 802.11
El término 802.11 se refiere a una familia de
protocolos, algunas de las actividades de
estos estándares son:
802.11a: 5Ghz, 54Mbps
802.11b: 2,4Ghz, 11Mbps
802.11e: QoS
802.11g: 2,4GHz, 54Mbps
802.11i: seguridad
802.11n: alta velocidad
El 802.11 es un estándar inalámbrico que
especifica la conectividad que especifica la
conectividad de la estaciones de trabajo,
portátiles y móviles dentro de una AREA
LOCAL!
Es conocido como el estándar para las
especificaciones de la capa física y la
subcapa MAC
LLC
MAC
PHY
Descripción de las WLAN
Las redes inalámbricas tienen características
fundamentales que las hacen
significativamente diferentes a las LAN
cableadas.
En el diseño de una red cableada se asume
que una dirección MAC equivale a una
ubicación física “fija”.
Los protocolos que operen en la capa física
cumplen:
Utilizan un medio que no tiene unos limites
absolutos fácilmente observables, fuero de los
cuales las estaciones son incapaces de enviar o
recibir tramas de red.
Están desprotegidos frente a las señales
exteriores.
Se comunican por un medio “menos” fiable
Tienen topologías dinámicas
Carecen de conectividad completa
Tienen propiedades de propagación asimétrica y
variable en el tiempo
Debido a la limitaciones en los alcances, las
redes inalámbricas que tienen que cubrir unas
distancias geográficas considerables deben
crearse a partir de varias “células” inalámbricas.
Móviles vs Portátiles
Una estación portátil se mueve de un sitio a
otro pero solo se utiliza normalmente cuando
se encuentra en una ubicación fija.
Las estaciones móviles acceden a la WLAN
estando en movimiento!
Arquitectura Lógica
La arquitectura IEEE 802.11 consta de los
siguientes componentes que interactúan para
proporcionar la conectividad inalámbrica:
BSS – Basic Service Set
IBSS – Independent Basic Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
Itinerancia
BSS - Basic Service Set
Es el bloque constructivo básico de una LAN
IEEE 802.11. Este cubre una única área de
radiofrecuencias (o célula!)
Cuando una estación se mueve mas allá del
AP, su velocidad se reduce.
Todas las estaciones se comunican a través
del AP, no se comunican directamente.
Un BSS tiene un Identificador de Conjunto de
Servicio (SSID)
BSS
IBSS – Independent Basic Service Set
Es el tipo más básico de LAN IEEE 802.11.
Una LAN IEEE 802.11 mínima consta
únicamente de dos estaciones.
En este modo las estaciones se comunican
directamente
Puede tener un número aleatorio de
miembros.
DS – Distribution System
Las limitaciones físicas determinan las
distancias que se pueden cubrir entre las
estaciones.
Un BSS puede ser un componente de un
“Conjunto de Servicio Extendido” (ESS).
Los AP están conectados a un sistema de
distribución común, el cual puede ser
cableado o inalámbrico
DS
ESS – Extended Service Set
Son dos o más BSS conectados por un DS
común.
Permite la creación de una red inalámbrica
de tamaño y complejidad arbitrarios. Al igual
que un BSS, todos los paquetes de un ESS
deben pasar por uno de los AP.
Las estaciones dentro de un ESS se pueden
comunicar y mover de un BSS a otro de
forma transparente ante la capa LLC.
Roaming
Es la capacidad de un cliente inalámbrico de
moverse de un BSS a otro sin perder la
conectividad con la red.
Usualmente, es un proceso transparente
para el cliente
Capa 802.11 MAC
La subcapa MAC proporciona 3 servicios:
Servicio de Datos Asíncrono
Servicio de Seguridad
Ordenamiento MSDU (MAC Service Data Units)
Trama MAC
Consta de los siguientes componentes:
Cabecera, consiste de información de control,
duración, dirección y secuencia de control de
trama.
Cuerpo, es de longitud variable, contiene
información específica del tipo de trama.
Secuencia de verificación de trama, contiene una
verificación por Redundancia Física.
Tipos de Tramas
En la capa MAC se utilizan tres tipos de
tramas:
Tramas de Datos
Tramas de Control, para el control de acceso al
medio, utilizando “tramas”
RTS, Request to Send
CTS, Clear to Send
ACK, Acknowledgment
Tramas de Administración, similares a la
transmisión de tramas de datos, pero
intercambiando información de administración!
Arquitectura MAC
Antes de transmitir una trama, una estación
debe obtener acceso al medio utilizando uno
de los dos métodos siguientes:
Acceso Primordial (CSMA/CA), llamado también
DCF (Distributed Coordination Function), se
implementa en redes Ad Hoc y de Infraestructura.
Acceso Opcional, denominado PCF (Point
Coorditation Function), el cual crea un acceso
libre de contenciones, solo se puede utilizar en
configuraciones de red de Infraestructura.
Acuses de Recibo a nivel MAC
La recepción de alguna tramas requiere que
la estación receptora responda con un Acuse
de Recibo.
Si la Suma de Comprobación de Tramas
recibida es correcta es un ACK Positivo, en
caso contrario, negativo
RTS
CTS
DATA
ACK
Capa Física
La Capa MAC es la “mitad” del IEEE 802.11.
La otra “mitad” la conforma la Capa Fisica
(PHY).
Esta consta de tres unidades funcionales:
Procedimiento de Convergencia de Capa Física
(PLCP)
Sistema dependiente del medio físico (PDM)
Entidad de Administración de la Capa Física (PLME)
Especificación DSSS PHY del IEEE
802.11b
El estandar 802.11b es conocido como High
Rate PHY para la banda de los 2,4 GHz.
Proporciona velocidades de 5,5 y 11 Mbps,
soportando también las antiguas velocidades
de 1 y 2 Mbps.
Para proporcionar la velocidades de 11 Mbps
utiliza como esquema de modulación CCK
(Codificación Complementaria de Código)
Rango de Frecuencias de Operación:
Número de canales operativos
Canales de Operación IEEE 802.11b
Los canales operativos están definidos como
dos conjuntos de canales, proporcionando
cada uno una cantidad diferente de canales.
Conjunto
Numero de Canales Numero del Canal
1
3
1, 6, 11
2
6
1, 3, 5, 7, 9, 11
El primer conjunto de canales, utiliza
frecuencia no superpuestas para que los
sistemas High Rate puedan minimizar la
degradación por interferencia
El segundo conjunto de canales utiliza
canales de frecuencia con una superposición
media y una frecuencia de 10 MHz de
distancia al centro.
Especificación PHY IEEE 802.11a
Permiten que las redes inalámbricas
condigan unas velocidades de transferencia
de datos teóricas de hasta 54 Mbps.
Operan en el rango de frecuencia de 5 GHz.
Su rendimiento mas alto (54 Mbps) se logra
gracias a esta frecuencia (5 GHz) mas la
combinación de otras técnicas de modulación
y codificación.
El 802.11a se movió para obtener unas
velocidades mas altas y también para evitar
los problemas de interferencia de la banda
de los 2,4 GHz: Bluetooth, teléfonos
inalámbricos, hornos microondas.
Desventaja: No hay compatibilidad hacia
atrás, dado que las frecuencias no coinciden!
Especificación PHY IEEE 802.11g
Ofrece la misma velocidad máxima que el
802.11a (54 Mbps), pero opera en el mismo
espectro de los 2,4 GHz que el 802.11b.
El 802.11g es compatible “hacia atrás” con el
802.11b.
Este estandar requieren el uso de OFDM
para velocidades de datos superiores a los
20 Mbps y codificación CCK, igual a 802.11b
Adaptadores cliente
Son módulos de radio que proporcionan
comunicaciones inalámbricas de datos entre
dispositivos fijos, portátiles o móviles.
Su principal función es la de transferir
paquetes de datos a través de la
infraestructura inalámbrica.
Gracias!!!