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REDES INALÁMBRICAS, Comunicación total

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Siguiendo las tendencias que nos ha mostrado el pasado IFA 2009, una de las más relevantes que hemos encontrado es la eliminación de los cables. Hemos podido comprobarlo en la práctica totalidad de los fabricantes del sector audiovisual. Poco a poco, las tecnologías inalámbricas van teniendo cada vez mayor presencia en nuestros hogares.

Texto: Redacción

El objetivo de este tipo de tecnologías es mantener la calidad que nos ofrece la conexión tradicional combinada con la desaparición física de los hilos de cualquier naturaleza, ya sea alimentación, interconexión o red. Hagamos un repaso de lo que son y cómo han evolucionado, desde el inicio estrictamente centrado en la informática hasta los múltiples usos que hoy tienen en el sector audiovisual.

ORÍGENES

El inicio de las LAN inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en 1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros de IBM en Suiza, que consistía en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en una fábrica. Estas conclusiones, incluidas en el volumen 67 de los Proceeding del IEEE, pueden considerarse como el punto de partida en la línea evolutiva de esta tecnología.

Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas, donde se utilizaba el esquema del “spread-spectrum”(frecuencias altas), siempre a nivel de laboratorio. En mayo de 1985, y tras cuatro años de estudios, el FCC (Federal Communications Comission), la agencia federal del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las bandas IMS (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz a las comunicaciones inalámbricas basadas en “spread-spectrum”. IMS es una banda para uso comercial sin licencia, es decir, el FCC simplemente la establece las directrices de utilización, pero no se involucra ni decide sobre quién debe transmitir en ella.

La asignación de una banda de frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la industria. Ese respaldo hizo que las WLAN empezaran a dejar ya el laboratorio para iniciar el camino hacia el mercado. Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya más en la fase de desarrollo, hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1 Mbps, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la red sea considerada realmente una LAN.

WI-FI

En lo que se refiere al Wi-Fi es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basados en las especificaciones IEEE 802.11. Creado para ser utilizado en entornos sin cables, el uso más frecuente en la actualidad es el acceso a Internet, aunque su empleo en el ámbito audiovisual está creciendo rápidamente.

Wi-Fi es una marca de la Wi-Fi Alliance, la organización comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares 802.11.

El problema principal que pretende resolver la normalización es la compatibilidad. No obstante, existen distintos estándares que definen diferentes tipos de redes inalámbricas. Esta variedad produce confusión en el mercado y descoordinación en los fabricantes. Para resolver este inconveniente, los principales vendedores de soluciones inalámbricas (3com, Airones, Intersil, Lucent Technologies, Nokia y Symbol Technologies) crearon en 1999 una asociación conocida como WECA (Wireless Ethernet Compability Aliance, Alianza de Compatibilidad Ethernet Inalámbrica). El objetivo de ésta fue crear una marca que permitiese fomentar más fácilmente la tecnología inalámbrica y asegurase la compatibilidad de equipos.

De esta forma, en abril de 2000, WECA certifica la interoperatibilidad de equipos según la norma IEEE 802.11b bajo la marca Wi-Fi (Wireless Fidelity, Fidelidad Inalámbrica). Esto quiere decir que el usuario tiene la garantía de que todos los equipos que tengan el sello Wi-Fi pueden trabajar juntos sin problemas, independientemente del fabricante de cada uno de ellos.

En el año 2002 eran casi 150 miembros en la asociación WECA. Como la norma 802.11b ofrece una velocidad máxima de transferencia de 11 Mbps, ya existen estándares que permiten velocidades superiores, WECA no se ha querido quedar atrás. Por ese motivo, anunció que empezaría a certificar también los equipos IEEE 802.11a de la banda de 5 Ghz mediante la marca Wi-Fi5.

La norma IEEE.802.11 fue diseñada para sustituir a las capas físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto quiere decir que en lo único que se diferencia una Wi-Fi de una Ethernet es en la forma en la que los ordenadores y terminales en general acceden a ésta; el resto es idéntico. Por tanto, una red local inalámbrica 802.11 es completamente compatible con todos los servicios de las de cable 802.3 (Ethernet).

APLICACIONES

Las utilizaciones de este tipo son muy numerosas y representan un importante avance en el área audiovisual y muy especialmente domótica.

• Las bandas más importantes con tecnologías inalámbricas, del rango de frecuencias que abarcan las ondas de radio, son la VLF (comunicaciones en navegación y submarinos), LF (radio AM de onda larga), MF (radio AM de onda media), HF (radio AM de onda corta), VHF (radio FM y TV) y UHF (TV).

• Mediante las microondas terrestres, existen diferentes servicios basados en protocolos como Bluetooth o ZigBee para interconectar ordenadores portátiles, PDAs, teléfonos u otros aparatos. También se utilizan las microondas para comunicaciones con radares (detección de velocidad u otras características de objetos remotos) y para la televisión digital terrestre.

• Las microondas se usan para la difusión de televisión por satélite, transmisión telefónica a larga distancia y en redes privadas, por ejemplo.

• Los infrarrojos tienen aplicaciones como la comunicación a corta distancia de los ordenadores con sus periféricos. También se utilizan para mandos a distancia, ya que así no interfieren con otras señales electromagnéticas, por ejemplo, la señal de televisión. Uno de los estándares más usados en estas comunicaciones es el IrDA (Infrared Data Association). Otros usos que tienen los infrarrojos son técnicas como la termografía, la cual permite determinar la temperatura de objetos a distancia.

Veamos ahora algunos de los usos que podemos dar a estas tecnologías dentro de un sistema audiovisual:

DLNA, acrónimo de Digital Living Network Alliance, es un sistema que permite que distintos elementos se conecten entre sí en una misma red para compartir contenidos, de forma fácil y sin necesidad de configuraciones complicadas. Este sistema funciona tanto de manera inalámbrica como con la clásica Ethernet.

En una red con DLNA podemos encontrar dos tipos de equipos: clientes y servidores. Los servidores (Digital Media Servers o DMS) son los que tienen contenido disponible para ofrecer, mientras los clientes (Digital Media Players o DMP) son aquellos en los que podremos disfrutar de ese contenido. Como ejemplo de servidores tendríamos un DVR o nuestro ordenador. En lo que se refiere a los clientes, podrían ser un televisor, una consola o un teléfono móvil.

De este modo, suponiendo que todos los aparatos que tengamos en el hogar soportaran DLNA, sólo necesitaríamos una copia del contenido y podríamos acceder a ella desde cualquier dispositivo. Es decir, podríamos escuchar desde el equipo de música los archivos almacenados en nuestro ordenador, ver desde el ordenador las películas guardadas en el DVR o las fotos de nuestra cámara desde el televisor.

Técnicamente, DLNA utiliza un subconjunto de UPnP (Universal Plug-and-Play) que permite descubrir el resto de dispositivos compatibles en la red local. Los formatos requeridos para la transmisión de datos son JPEG para imágenes, LPCM para audio y MPEG2 para vídeo, aunque opcionalmente se pueden usar otros como PNG, AAC, MPEG-4 o WMV9.

Como desventaja de este sistema se ha implementado un DRM, de forma que algunos contenidos no serán reproducibles en otros sistemas. Además, el estándar no define un interfaz para el usuario, de forma que cada elemento ofrece el suyo propio, lo cual puede confundir a los usuarios menos avezados a tratar con tecnología.

¿Qué dispositivos son compatibles con DLNA? La verdad es que si nos pusiéramos a listarlos todos no acabaríamos, pero podemos encontrarlo en ordenadores, televisores, NAS, DVR, o incluso hasta en cámara de fotos.

Algunos de los miembros promotores de DLNA más conocidos son AMD, HP, IBM, Intel, Microsoft, Nokia, Samsung, Philips y Sony.

Otro de los procedimientos que podemos emplear es el NAS (del inglés Network Attached Storage).

Es el nombre dado a una tecnología de almacenamiento dedicada a compartir la capacidad de almacenamiento de un servidor con ordenadores personales o servidores clientes a través de una red, haciendo uso de un Sistema Operativo optimizado para dar acceso con los protocolos CIFS, NFS, FTP o TFTP.

Generalmente, los sistemas NAS son dispositivos de almacenamiento específicos a los que se accede desde los equipos a través de protocolos de red (normalmente TCP/IP). También se podría considerar que un servidor Windows que comparte sus unidades es un sistema NAS, pero la definición suele aplicarse a sistemas específicos.

Los protocolos de comunicaciones NAS están basados en ficheros, por lo que el cliente solicita el archivo completo al servidor y lo maneja localmente. Están por ello orientados a información almacenada en ficheros de pequeño tamaño y gran cantidad. Se utilizan protocolos de compartición como NFS, Microsoft Common Internet File System (CIFS).

Muchos sistemas NAS cuentan con uno o más mecanismos de almacenamiento para incrementar su capacidad total. Normalmente, están dispuestos en RAID (Redundant Arrays of Independent Disks) o contenedores de almacenamiento redundante.

Normalmente, para los sistemas inalámbricos o en streaming se aplica el protocolo UPnP (Universal Plug-and-Play), que permite que varios dispositivos se autoconfiguren por sí mismos. Uno de los usos más comunes de este protocolo es permitir que equipos o programas abran puertos en el router doméstico con el objetivo de comunicarse apropiadamente con el mundo exterior. El UPnP está basado en protocolos y especificaciones pre-existentes, más precisamente en UDP, SSDP, SOAP y XML.

El foro UPnP lo componen más de 887 compañías, incluyendo líderes en la industria de la electrónica de consumo, informática, domótica, movilidad, etc. Entre ellos, algunos de los más populares: Siemens, Philips, IBM, Microsoft, Thomson, Motorola, Nokia, Intel, Honeywell y Ericsson.

El estándar y las distintas iniciativas empresariales de su grupo de asociados pretenden una conectividad efectiva entre los diferentes dispositivos que rodean el hogar digital.

Podríamos calificarlo como una iniciativa de la industria para simplificar la interconexión de los PC, de las aplicaciones, de las redes y de los servicios ampliando el Plug-and-Play. El UPnP es capaz de descubrir los dispositivos en un mismo ámbito y también enumerarlos con características únicas de cada uno de ellos, incluyendo protocolos de comunicaciones.

CONCLUSIÓN

Lógicamente, estos equipamientos nos aportan un plus en nuestros equipos domésticos, ya que permiten una comunicación sencilla entre todos los componentes sin cables. En el IFA ya hemos comprobado que esto no es una tendencia: es una realidad al alcance de todos.