La Referencia de
Cableado para Predios de la FOA
Guía para
Certificación de la FOA
Inalámbrico
Objetivos: De este capítulo debes aprender:
El papel de la tecnología inalámbrica en sistemas de cableado de predios
Diferentes tipos de sistemas inalámbricos
Por qué "sin cables" no es "sin cables"
Inalámbrico
en Sistemas de Cableado Estructurado
¿Qué es la tecnología inalámbrica? La tecnología inalámbrica utiliza la transmisión por radiofrecuencia para conectar al usuario a la red, sustituyendo los cables de conexión y permitiendo que la conexión final se realice a través del enlace de radio. La tecnología inalámbrica permite que el usuario se desplace sin obstáculos dentro del área de servicio cubierta. Ejemplos de redes inalámbricas son:
• Teléfonos móviles
• Redes inalámbricas WiFi
• Inalámbrico de corto alcance por Bluetooth
• Banda ancha inalámbrica WiMax
El WiFi (IEEE 802.11) es probablemente lo más importante para el instalador de cable típico.
Probablemente, hoy en día no se puede construir ninguna red corporativa sin tecnología inalámbrica. La gente ahora quiere ser móvil. Prácticamente todo el mundo utiliza un portátil como ordenador principal, exceptuando a los ingenieros o diseñadores gráficos en los puestos de trabajo, y la mayoría de ellos tendrá un portátil como segundo ordenador para llevar, a los viajes y a las reuniones en las que todo el mundo lleva sus portátiles y se conecta por WiFi.
Además de los ordenadores portátiles con WiFi, la gente utiliza dispositivos móviles como teléfonos inteligentes y tabletas para las comunicaciones inalámbricas. La mayoría de los dispositivos móviles, como el iPhone, permiten conexiones de red a través de la red celular o de una red WiFi. Algunos teléfonos son dispositivos portátiles de VoIP que se conectan a través de WiFi para hacer llamadas telefónicas. Aunque el WiFi ha tenido algunos problemas de crecimiento y continuas actualizaciones, el estándar IEEE 802.11 se ha vuelto más fiable y ofrece un ancho de banda adecuado para la mayoría de los usuarios.
El deseo de movilidad, junto con la expansión de los servicios conectados, parece conducir a un nuevo tipo de red corporativa. El cableado consiste en una red troncal de fibra óptica con cobre hasta el escritorio para las personas que quieren conexiones directas (tal vez fibra hasta el escritorio para los usuarios de ingeniería o gráficos) y para todos los demás, múltiples puntos de acceso inalámbricos, más de lo que se usaba en el pasado, para una cobertura total y mantener un número razonable de usuarios por punto de acceso esa es la nueva norma para las redes corporativas.
La tecnología inalámbrica no es "inalámbrica", ya que cada ubicación de antena (llamada punto de acceso - AP o WAP) debe conectarse al cableado de la red para comunicarse con la electrónica de la misma. En realidad, la conexión inalámbrica sólo sustituye al cable de conexión que, de otro modo, conectaría al usuario a la red. Por lo tanto, cada AP debe tener una conexión a la red, ya sea a través de UTP o de fibra. Los AP están disponibles con cualquier tipo de conexión y las versiones de fibra no son mucho más caras hoy en día.
Algunas redes de cableado de predios incluyen ahora también sistemas inalámbricos celulares denominados sistemas de antenas distribuidas (DAS). Hay varias razones para el uso de estos sistemas, principalmente basadas en el hecho de que alrededor del 80% de todas las llamadas de móvil se originan en el interior, no en el exterior. Las señales celulares tienen problemas para penetrar en muchos edificios, por lo que el DAS proporciona la cobertura celular necesaria. Muchos edificios, especialmente los grandes edificios públicos, como los predios deportivos, tienen muchas más personas en un área pequeña de las que un solo sitio celular puede servir. Además, muchas ciudades tienen leyes que exigen una cobertura inalámbrica especial para el personal de seguridad pública, como los bomberos y la policía, dentro de los edificios.
Un sistema DAS de gran tamaño suele conectar la cabecera del proveedor de servicios DAS del sitio con la red del proveedor de telefonía móvil a través de la fibra óptica que entra en el edificio. Las redes de edificios pequeños pueden conectarse a una antena exterior a través de un cable coaxial. Los equipos locales se conectan a múltiples antenas pequeñas de baja potencia en los predios a través de fibra óptica, ya sea directamente a las antenas activas o a través de una unidad de antena remota para las antenas pasivas. Dado que una célula inalámbrica normal sólo puede manejar unos 100 usuarios, los grandes estadios deportivos o centros de convenciones pueden tener más de mil antenas.
La tecnología inalámbrica plantea varios retos al instalador y al usuario. En primer lugar, es importante proporcionar una buena cobertura en la zona de trabajo. Esto implica instalar varios puntos de acceso con cobertura superpuesta. Por desgracia, la cobertura que proporciona cualquier punto de acceso depende del entorno, ya que objetos como paredes, tabiques de oficina, escritorios e incluso personas absorben o reflejan las señales, afectando a la cobertura.
Los diagramas de los fabricantes suelen parecerse a la figura siguiente, en la que la cobertura es un bonito círculo, mientras que la cobertura real se parece más a la mancha que también se muestra. La versión "n" del WiFi utiliza los reflejos de los espacios de la oficina para mejorar su rendimiento, por lo que para decidir dónde ubicar los puntos de acceso suele ser necesario que un técnico experto en tecnología inalámbrica explore la oficina con sofisticados equipos de prueba.
La seguridad es el siguiente -y quizás el mayor- problema de la tecnología inalámbrica. Cualquier AP es un posible fallo de seguridad para aquellos que deseen infringir su red.
La conexión de cualquier empresa a Internet tendrá un firewall para evitar la entrada no autorizada de personas ajenas a la red, pero cualquier punto de acceso ofrece un acceso fácil, incluso a alguien sentado en un coche en la calle.
Para asegurar las redes inalámbricas es necesario conectarlas no a cualquier conmutador de la red, sino a controladores inalámbricos que filtren cualquier tráfico procedente del punto de acceso para autorizar a los usuarios y supervisar el tráfico. Los controladores también pueden proporcionar acceso a los invitados, por ejemplo, permitiendo que accedan a Internet pero impidiendo acceso no autorizado a la red corporativa. Los controladores inalámbricos también deben ser capaces de identificar los puntos de acceso no autorizados conectados a la red, como se sabe que han hecho los empleados, ya que es probable que sean inseguros.
Normas
Inalámbricas
WiFi (IEEE 802.11)
El WiFi es el sistema inalámbrico utilizado por la mayoría de las redes para conectar dispositivos móviles. Se ha extendido, no sólo en oficinas, sino en establecimientos comerciales e incluso en espacios públicos de las ciudades. Los dispositivos móviles se conectan a una antena inalámbrica llamada punto de acceso (AP). En las oficinas, los puntos de acceso suelen instalarse en el techo o en lo alto de las paredes para obtener la máxima cobertura de señal.
Los puntos de acceso inalámbricos pueden conectarse a través de un cable UTP de Cat. 5e/6/6A y la mayoría de los puntos de acceso pueden alimentarse a través de ese cable utilizando la potencia de Ethernet (PoE). Cuando se utilizan antenas en grandes predios, los AP pueden conectarse a través de fibra óptica y alimentarse con corriente alterna local.
Ha habido muchas versiones de WiFi estandarizadas por el comité de normas IEEE 802.11, y se sigue trabajando para crear versiones más rápidas de la red, exactamente igual que Ethernet. Las versiones más nuevas requieren conexiones Ethernet de 1 Gb/s o más. Ahora hay versiones diseñadas en torno a nuevas versiones de Ethernet a 2,5 y 5 Gb/s desarrolladas sólo para WiFi que pueden funcionar sobre el cable Cat 5e heredado, lo que simplifica la actualización desde versiones anteriores.
Bluetooth (IEEE 802.15)
Bluetooth es una red de distancia limitada para dispositivos de consumo. Se ha utilizado para conectar una impresora o un ratón inalámbricos a un PC, auriculares inalámbricos a teléfonos móviles y equipos de música, teléfonos móviles a coches para el uso de manos libres, cámaras digitales a impresoras, etc. 802.15 es una especificación de comunicaciones aprobada a principios de 2002 por la Asociación de Estándares del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) para redes de área personal inalámbricas (WPAN). La versión inicial, 802.15.1, se adaptó de la especificación Bluetooth y es totalmente compatible con Bluetooth 1.1.
En cuanto a la instalación, el Bluetooth está integrado en muchos dispositivos y se conecta a los puertos USB o se añade como tarjeta a los PC, no se instala como punto de acceso como el WiFi, por lo que no suele interesar a los instaladores de cableado.
Redes de Telefonía Móvil
Las redes de telefonía móvil son las mayores redes inalámbricas con miles de millones de usuarios en todo el mundo. Cada día son más los usuarios que acceden a servicios de datos mediante teléfonos inteligentes, tabletas o PC con adaptadores inalámbricos. Estas redes se encuentran principalmente fuera de las redes de planta y están fuera del alcance de esta página web, excepto los sistemas de antenas distribuidas (DAS) como los instalados en grandes edificios como centros de convenciones, predios deportivos o lugares como túneles donde de otra manera los servicios celulares no estarían disponibles.
Las redes celulares suelen denominarse por su número de generación, por ejemplo, 3G, 4G, LTE y la futura 5G. Las normas para los sistemas celulares y DAS son muchas y variadas. Aunque cada generación puede tener un estándar relacionado, este puede ser modificado por cada proveedor de servicios. Con los sistemas 4G/5G, se está utilizando un nuevo tipo de equipo celular llamado "célula pequeña" que es muy similar a una antena DAS.
Estas redes celulares suelen utilizar fibra óptica monomodo para conectar
sitios, incluidas las antenas DAS en interiores.
¿Es
todo Inalámbrico Realmente Inalámbrico?
La tecnología inalámbrica sólo es inalámbrica para el usuario final, ya que el espectro radioeléctrico es escaso y demasiado valioso como para utilizarlo para conectar antenas o puntos de acceso. Las torres de telefonía móvil que se ven por todas partes suelen estar conectadas por fibra óptica al resto de la red telefónica, que también es de fibra óptica. La excepción es cuando las torres están situadas en terrenos escarpados, donde las antenas hacen de repetidoras de radio. Los puntos de acceso WiFi forman parte del cableado estructurado, y están conectados a la misma red Ethernet que cualquier otro dispositivo Ethernet. Los centros de convenciones y otros grandes edificios en los que la cobertura de telefonía móvil puede ser irregular suelen utilizar antenas cableadas dentro de los predios para proporcionar conexiones de mayor calidad.
Requisitos del Punto de Acceso WiFi
Las redes necesitan puntos de acceso o pasarelas Wi-Fi que sirvan de estación base central para la red. Un punto de acceso Wi-Fi común puede soportar entre 15 y 20 usuarios, por lo que la mayoría de los hogares y las pequeñas oficinas sólo necesitan un único punto de acceso. Sin embargo, si tienes una vivienda (o casa) muy grande o si tu oficina está repartida, puede que necesites más. Una regla básica es de 100 a 300 pies en interiores y 2000 pies en exteriores. El alcance puede variar según el edificio o el entorno en el que lo uses.
Por supuesto, el número de puntos de acceso depende del uso que se le dé a la red y del número total de usuarios, así como del tamaño que deba tener el espacio cubierto. Un solo punto de acceso puede manejar fácilmente de 10 a 30 usuarios que sólo utilizan la red para enviar correo electrónico, navegar por Internet y ocasionalmente guardar y recuperar archivos grandes. En un entorno de oficina típico, la mayoría de los puntos de acceso pueden proporcionar una buena cobertura inalámbrica hasta unos 45 metros. Para predios grandes con muchos usuarios, o con usuarios que requieren mucho ancho de banda, es posible que se necesite más que un solo punto de acceso. Muchos puntos de acceso pueden conectarse entre sí de forma inalámbrica o a través de cables Ethernet para crear una única gran red. Con el Wi-Fi, la velocidad disminuye cuanto más lejos esté el usuario de la estación base. Por ejemplo, cerca de la estación base, un ordenador con Wi-Fi "g" debería poder obtener la velocidad de datos completa de 11 Mbps.
Si se aleja más, y dependiendo del entorno, la velocidad de datos puede bajar a 1 Mbps. Una velocidad de 1 Mbps sigue siendo un nivel de rendimiento perfectamente aceptable si se envía y recibe correo electrónico, si navega por Internet o simplemente se realizan tareas de introducción de datos desde un ordenador móvil.
Un punto de acceso se parece a un cableado de zona, en el sentido de que se conecta a la red con cable y permite de forma flexible las conexiones con los usuarios finales.
Cableado de Zona: En lugar de que el cableado horizontal vaya directamente a la zona de trabajo, terminar múltiples cables horizontales en un conjunto de tomas de telecomunicaciones multiusuario (MUTOA). Los MUTOA pueden estar situados por encima del techo o de una pared o tabique común. Es una solución ideal para oficinas abiertas. Generalmente da servicio a menos de 12 conexiones. Los cables de conexión cortos a la zona de trabajo proporcionan las conexiones de los usuarios. El cableado por zonas hace que las redes sean más fáciles y menos costosas para los MAC (movimientos, adiciones y cambios).
El punto de acceso inalámbrico se conecta a la red mediante cableado (UTP o fibra) El punto de acceso puede montarse en muchos lugares, pero deben elegirse ubicaciones para obtener el mejor alcance, por ejemplo, en el techo, en la pared, en un mueble modular o en un escritorio.
Diseño
Inalámbrico
El diseño inalámbrico requiere una revisión exhaustiva de los predios y necesidades del cliente. Los proveedores pueden proporcionar mucha información útil sobre el proceso de diseño. El comité TIA TR-42, que redacta las normas de cableado estructurado, ha redactado el documento TSB-162 con directrices para el diseño del cableado de los puntos de acceso.
El diseñador (e instalador) de redes inalámbricas debe tener en cuenta todos esto factores:
Cobertura
Definir el área donde se desea la conectividad inalámbrica:
¿Es en el interior o en el exterior?
¿Necesita zonas aisladas? Es decir, ¿hay que limitar la cobertura inalámbrica a determinadas zonas?
Es necesario estudiar las especificaciones de los fabricantes para la cobertura de la antena y prever un solapamiento de células de aproximadamente el 30%.
Capacidad
¿A cuántos usuarios debe dar cabida la red? Aunque la mayoría está de acuerdo en que un solo punto de acceso puede manejar entre 10 y 30 usuarios, algunos proveedores recomiendan no tener más de 6 usuarios para reducir la ralentización del tráfico.
¿Qué tipo de equipos utilizan? ¿Ordenadores portátiles, ordenadores de escritorio, PDAs, teléfonos VoIP?
¿Qué tipo de aplicaciones? Si se trata sobre todo de correo electrónico y algún acceso a Internet, las transferencias de datos serán mucho menores que si se va a utilizar para transferir archivos grandes como ver vídeos.
Compensa el alcance por la velocidad de datos. Un mayor número de puntos de acceso cercanos entre sí proporcionará mayores velocidades de datos, con un coste más elevado.
Interferencias
La tecnología inalámbrica, que opera en el espectro radioeléctrico, es susceptible a sufrir interferencias. Las causas potenciales de interferencia incluyen:
Otros equipos pueden irradiar emisiones que interfieren con la tecnología inalámbrica o puede ser susceptible a interferencias de la tecnología inalámbrica, lo que puede ser crítico en algunas aplicaciones como los hospitales. Las fuentes de interferencia incluyen elementos comunes cómo abridores de puertas de garaje u otros mandos a distancia.
Otras redes inalámbricas como el Bluetooth o incluso los abridores de puertas de garaje que funcionan en frecuencias similares pueden causar problemas. En algunos casos, los puntos de acceso con cobertura superpuesta pueden causar problemas, pero esto puede resolverse configurando los puntos de acceso adyacentes en canales alternativos.
Los elementos del edificio, como las vigas estructurales metálicas o las puertas, pueden absorber o reflejar señales inalámbricas que causan problemas.
Los vehículos en movimiento en el exterior pueden reflejar las señales de forma aleatoria causando problemas al aire libre. Situar las antenas en alto puede solucionar este problema.
La directividad de la antena (direccional u omnidireccional) puede ayudar a obtener una cobertura sin interferencias.
Conectividad
¿Cuáles son las limitaciones de la red? ¿Serán sólo datos o habrá VoIP?
¿Puede la red actual soportar el tráfico adicional o necesitará una actualización? ¿Dónde se cablearán los puntos de acceso? ¿Hay espacio en el armario de telecomunicaciones? ¿Cómo se instalará el cableado adicional? ¿Es necesario instalar también conductos o bandejas de cables?
Seguridad
La seguridad es el problema número uno de las redes inalámbricas. Si se añade un router inalámbrico a una red que tiene una conexión directa con los servidores corporativos, proporcionara un punto de entrada conveniente para los hackers, y la protección de la contraseña es inadecuada - ¡puede ser descifrada!
Es interesante observar que T-Mobile, el proveedor de redes WiFi en muchas librerías y cafés, dice en su sitio web de soporte técnico que la tecnología inalámbrica es "inherentemente insegura". "Las empresas han aprendido que el acceso inalámbrico debe estar separado de la red corporativa, normalmente limitado al acceso a Internet. Esto es adecuado para los visitantes de la empresa y los empleados pueden acceder a los servidores de la empresa a través de una red privada virtual (VPN) de Internet.
Existen routers inalámbricos especiales y deben estar en redes troncales separadas de las tomas de corriente por cable.
Requisitos de Potencia
El punto de acceso necesita alimentación, que puede ser suministrada desde la alimentación de CA o PoE (alimentación a través de Ethernet - ver más abajo.) Si se utiliza la alimentación de CA, debe instalarse con una conexión a tierra adecuada y un respaldo de UPS.
Alimentación a Través de Ethernet
La norma Power over Ethernet (PoE) del IEEE (802.3af) permite utilizar el cableado UTP de la red para enviar energía a través de los conductores UTP para alimentar dispositivos remotos que necesitan energía para funcionar, como puntos de acceso inalámbrico WiFi, teléfonos VoIP, cámaras de vigilancia, concentradores o conmutadores sin acceso a la energía local.
Las fuentes de alimentación situadas en los armarios de cableado (dispositivos midspan) pueden suministrar energía al cableado o los conmutadores Ethernet pueden estar diseñados para suministrar energía a través del cable a dispositivos compatibles (dispositivos endspan). Forma parte de la norma IEEE Ethernet (802.3af), desarrollada con los fabricantes de sistemas de cableado, y se tiene en cuenta en las normas de cableado.
Su potencia es relativamente baja: ~13W a 48V, pero es adecuada para la mayoría de las clases de dispositivos considerados como WiFi "802.11b" y "802.11g". Se está actualizando en 802.3at a 25W, pero puede seguir siendo inadecuado para los puntos de acceso "802.11n".
El “Site Survey”: La Clave del Éxito
La tarea más importante a la hora de instalar una red inalámbrica se hace mucho antes de que comience la instalación. Es necesario realizar un site survey o estudio de campo exhaustivo, para determinar cómo instalar la mejor red. El site survey debe realizarse con una herramienta de estudio que permita escanear el sitio con transmisores reales que pueden:
Medir el rendimiento entre los puntos de acceso
Identificar las fuentes de interferencia
Determinar la ubicación de los puntos de acceso
En el caso de los sistemas inalámbricos, es muy difícil predecir el rendimiento de la red sin utilizar el equipo de pruebas adecuado. Los equipos de prueba le darán una imagen visual de cobertura para ayudarle a comprender dónde deben colocarse los puntos de acceso. (Se muestra Visiwave) La complejidad de un estudio de cobertura vendrá determinada por el tamaño de la red y del area. Un buen site survey facilitará la instalación y mejorará la calidad del servicio de la red.
Estudio Adicional
Revise los temas de cableado de los predios en la Guía de referencia en línea de la FOA en www.foaguide.org
Preguntas de Repaso
Verdadero/Falso
Indique si la afirmación es verdadera o falsa.
_____1. La parte más importante de una instalación inalámbrica es la colocación correcta de los puntos de acceso para asegurar una cobertura adecuada.
_____2. Prácticamente cualquier persona con un ordenador portátil y una tarjeta inalámbrica puede acceder a cualquier red inalámbrica a menos que la seguridad esté cuidadosamente programada.
Opciones Múltiples
Identifique la opción que mejor complete el enunciado o responda a la pregunta.
_____3. Las redes inalámbricas se utilizan realmente para sustituir _____.
A. El cable de conexión que conecta un PC a una toma de corriente
B. Cableado troncal
C. Cableado estructurado
D. Routers
_____4. La LAN inalámbrica común IEEE 802.11b también se llama
A. Bluetooth
B. WiFi
C. WiMax
D. Hot spot
_____5. Una antena inalámbrica también se conoce como _______.
A. Hot spot
B. Enrutador inalámbrico
C. WC (célula inalámbrica)
D. Punto de acceso
_____6. La mayoría de las antenas inalámbricas se conectan a Internet por
A. RF inalámbrica
B. Coaxial RG-59
C. Cableado estructurado (Cat 5e o fibra)
D. Cableado STP
_____7. IEEE 802.11b tiene un alcance de _____ pies.
A. 33
B. 150
C. 300
D. 1000
_____8. Antes de comenzar una instalación inalámbrica, es muy importante ______.
A. Decidir qué proveedores utilizar
B. Asegúrese de que los proveedores y los productos funcionan juntos
C. Calcular cuidadosamente los costes
D. Realice un estudio exhaustivo del terreno
_____9. Los puntos de acceso inalámbricos pueden utilizar _________ para simplificar la alimentación del equipo.
A. Fuentes de alimentación de baja tensión
B. AC
C. Alimentación a través de Ethernet (IEE 802.3ah o at)
D. Potencia de la señal de datos
_____10. Las posibles fuentes de interferencia para las LAN inalámbricas son ________.
A. Otras redes inalámbricas
B. Controles remoto como abridores de puertas
C. Objetos en movimiento
D. Todo lo anterior
Estudio y Proyectos Adicionales
A partir de los datos de los fabricantes, determine los tipos de cable para los puntos de acceso inalámbricos y cómo deben alimentarse los puntos de acceso. Consulta la información disponible sobre cómo ubicar los puntos de acceso para obtener la mejor cobertura.
Ó 2022 The Fiber Optic Association Inc.