Fundamentos y Tipologías de Redes Inalámbricas: De WPAN a 5G

1. Definición de Red Inalámbrica

Una red inalámbrica permite la conexión de dispositivos sin la necesidad de cables físicos, utilizando para ello ondas electromagnéticas para la transmisión de datos. Esta tecnología ha cobrado gran relevancia por su flexibilidad, bajo coste de implementación en comparación con las redes cableadas, y por su facilidad de instalación en lugares de difícil acceso físico.

2. Clasificación de Redes Inalámbricas por Cobertura

Las redes inalámbricas se pueden clasificar según el área de cobertura que ofrecen:

• WPAN (Wireless Personal Area Network):

  • Cobertura: unos pocos metros (alrededor de 10 m).
  • Tecnologías: Bluetooth, ZigBee, Infrared (IR).
  • Usos: Comunicación entre dispositivos personales como móviles, auriculares, impresoras, etc.

• WLAN (Wireless Local Area Network):

  • Cobertura: decenas a cientos de metros.
  • Tecnología principal: Wi-Fi (basado en IEEE 802.11).
  • Usos: Red doméstica, oficinas, escuelas, etc.

• WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)

  • Cobertura: zonas urbanas o ciudades completas.
  • Tecnología destacada: WiMAX (IEEE 802.16).
  • Usos: Proveedores de internet a gran escala, conectividad municipal.

• WWAN (Wireless Wide Area Network)

  • Cobertura: nacional o internacional.
  • Tecnologías: Redes móviles 3G, 4G, 5G, satélites.
  • Usos: Comunicación móvil.

3. Estándares Fundamentales de Comunicación Inalámbrica

Los estándares definen cómo se comunican los dispositivos. Los más destacados son:

• IEEE 802.11 (Wi-Fi)

  • 802.11b: hasta 11 Mbps (2.4 GHz)
  • 802.11g: hasta 54 Mbps (2.4 GHz)
  • 802.11n: hasta 600 Mbps (2.4/5 GHz)
  • 802.11ac: hasta 1 Gbps (5 GHz)
  • 802.11ax (Wi-Fi 6): mayor eficiencia y capacidad
  • 802.11be (Wi-Fi 7): mejoras futuras en velocidad y latencia

• IEEE 802.15 (WPAN): define Bluetooth y ZigBee.

• IEEE 802.16 (WMAN): conocido como WiMAX.

Estos estándares mejoran continuamente en velocidad, alcance y seguridad.

4. Arquitectura y Funcionamiento de la Tecnología Wi-Fi

Componentes principales:

• Punto de Acceso (Access Point, AP): dispositivo que emite y recibe señales Wi-Fi, conectando los dispositivos a la red.

• Estaciones: dispositivos como móviles, portátiles, cámaras, etc., que se conectan al AP.

Modos de operación:

• Modo infraestructura: típico en hogares y empresas. Todos los dispositivos se conectan a través del AP.

• Modo ad-hoc: dispositivos se comunican entre ellos directamente sin AP.

Frecuencias Utilizadas:

• 2.4 GHz: mayor cobertura pero más interferencias.

• 5 GHz: mayor velocidad, menor alcance.

• 6 GHz: nuevo espectro con menos congestión.

5. Medidas de Seguridad en Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas están expuestas a accesos no autorizados e interferencias. Por eso, es esencial aplicar medidas de seguridad adecuadas.

Protocolos de seguridad:

• WEP: obsoleto, fácilmente vulnerable.

• WPA: mejora sobre WEP, pero con vulnerabilidades.

• WPA2: estándar durante muchos años, con cifrado AES.

• WPA3: última versión, mejora la seguridad incluso en redes abiertas.

Otras medidas de protección:

• Filtrado de direcciones MAC.

• Ocultación del SSID (nombre de la red).

• Control de acceso mediante 802.1X (usado en empresas).

6. Balance: Ventajas y Desventajas de las Conexiones Inalámbricas

Ventajas:

• Movilidad y flexibilidad.

• Ahorro de costes en infraestructura.

• Instalación más rápida y sencilla.

• Fácil ampliación de cobertura.

Desventajas:

• Menor velocidad frente a redes cableadas.

• Posibilidad de interferencias (otras redes, microondas, teléfonos).

• Menor seguridad si no se configuran correctamente.

• Dependencia de la calidad de la señal y obstáculos físicos.

7. Aplicaciones Prácticas de las Redes Inalámbricas

• Hogares: conexión de dispositivos móviles, televisores, asistentes virtuales.

• Empresas: acceso a recursos compartidos, redes de trabajo móviles.

• Educación: conectividad en aulas, laboratorios y campus.

• Sanidad: monitoreo remoto, equipos médicos conectados.

• IoT (Internet de las Cosas): sensores, domótica, ciudades inteligentes.

• Espacios públicos: hotspots en cafeterías, aeropuertos, plazas, etc.