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Tecnología Inalámbrica

Mantenimiento y detección de problemas en redes inalámbricas

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La forma de establecer la infraestructura de soporte de tu red es tan importante como el tipo de equipamiento que utilices. A diferencia de las conexiones cableadas, los problemas con las redes inalámbricas a menudo requieren mayor habilidad y tiempo para diagnosticarlos y solucionarlos.

La interferencia, el viento y otras obstrucciones físicas pueden causar fallas en una red que llevaba tiempo funcionamiento satisfactoriamente. Este artículo presenta una serie de estrategias que pretenden ayudarte a dar soporte a tu red de forma efectiva, y describe algunas técnicas estándares de resolución de problemas que ayudan efectivamente a solucionar problemas de redes en general.

Recomendaciones para la detección de problemas

Ninguna metodología de detección de problemas puede cubrir por completo todos aquellos inconvenientes con los que usted se va a encontrar cuando trabaja con redes inalámbricas, pero a menudo los problemas caen dentro de algunos errores comunes. A continuación se presentan algunos puntos que se deben recordar, y que pueden hacer que su esfuerzo para resolver el problema vayan en la dirección correcta.

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Analiza el problema. Antes de sobresaltarse y hacer cambios impulsivamente analice la escena y determine exactamente lo que no esta funcionandoo. Asegurate de recolectar la información en primer lugar, contar con registros históricos o estadísticas de funcionamiento, esto te ayudará a tomar una decisión bien informada antes de hacer cambios.

Realiza copias de seguridad. Esto paso se debe realizar antes de que usted detecte problemas en la red y le servirá com apoyo para futuras complicaciones. Por ejemplo, si deseas realizar una actualización de software compleja al sistema, tener un respaldo significa que podrás restaurarlo rápidamente a la configuración previa y comenzar de nuevo, si ocurriese algún error durante el proceso.

Revisa las conexiones físicas. Este paso a menudo se pasa por alto hasta que se exploran muchas otras posibilidades. Los enchufes pueden desconectarse muy fácilmente, ya sea accidental o intencionalmente. Esto puede sonar algo tonto, pero podrías evitar perder mucho tiempo explorando otras opciones sólo para comprobar que el AP estuvo desenchufado todo ese tiempo. Confíe en nosotros, esto sucede más a menudo de lo que la mayoría queremos admitir.

Comprueba que los cambios funcionen. A menudo los cambios tienen consecuencias imprevistas que pueden no ser notadas inmediatamente. Si el sistema o red estaba funcionando bien hasta antes de efectuar dichos cambios, lo más recomendable será deshacerlos y ver el efecto que tiene en el problema.

Respaldo de equipos y accesorios. El bueno conocido - Esta es una idea que se aplica tanto al hardware como al software. Un bueno conocido es cualquier componente que se pueda reemplazar en un sistema complejo para verificar que sus contrapartes estén funcionando correctamente.

Determina lo que todavía está funcionando. Esto le va a ayudar a “cercar el problema”. Debido a que los sistemas complejos como una red inalámbrica están conformados por muchos componentes, es probable que el problema esté afectando sólo a algunos de ellos. Determinar que partes del sistema se encuentran funcionando te permitirá concentrar tus esfuerzos solo en los equipos que presenten problemas.

No lo dañe. Si no comprende en su totalidad cómo funciona un sistema, no dude en llamar a un experto. Si no está seguro de si un cambio en particular va a afectar otras partes del sistema, entonces encuentre a alguien con más experiencia, o busque una forma de probar cambios sin hacer daño.

Problemas comunes en redes inalámbricas

A menudo los problemas de conectividad provienen de componentes dañados, a causa de un clima adverso o por simples errores de configuración. Una vez que su red esté conectada a Internet o abierta al público en general, aparecerán una gran cantidad de amenazas provenientes de los mismos usuarios. Ahora echaremos un vistazo a algunos de los problemas que es muy probable que deba enfrentar.

Sitios Web alojados localmente
Si una universidad aloja su sitio Web localmente, los visitantes del sitio desde fuera del campus y del resto del mundo van a competir con los trabajadores de la universidad por el ancho de banda. Esto incluye el acceso automatizado desde los motores de búsqueda que periódicamente 'escanean' su sitio por completo. Una solución para este problema es utilizar un DNS dividido y un servidor espejo.

Proxys abiertos
Un servidor proxy debe configurarse para aceptar solamente conexiones desde la red de la universidad, no desde el resto de Internet. Esto se debe a que gente de todos lados va a conectarse y utilizar los proxys abiertos por una variedad de razones, como por ejemplo evitar pagar por ancho de banda internacional.

Gusanos y virus
Los gusanos y los virus pueden generar una gran cantidad de tráfico. Por ejemplo el gusano W32/Opaserv aún prevalece, a pesar de que es muy viejo. Se esparce a través de los recursos compartidos de Windows y es detectado por otras personas en Internet porque intenta esparcirse aún más. Por esta razón es esencial que haya una protección antivirus instalada en todas las PC. Más esencial aún es la educación de los usuarios en cuanto a no ejecutar archivos adjuntos, así como a no dar respuesta a correos no deseados.

Descargas pesadas
Un usuario puede iniciar varias descargas simultáneas, o descargar grandes archivos, acaparando la mayor parte del ancho de banda. La solución a este tipo de problemas está en el entrenamiento, hacer descargas diferidas, y monitoreo continuo.

Envío de archivos pesados
Cuando los usuarios necesitan transferir archivos grandes a colaboradores en cualquier lugar en Internet, se les debe enseñar cómo programar la carga (upload) del archivo. En Windows, cargar archivos a un servidor FTP remoto puede hacerse utilizando un guión (script) FTP, que es un archivo de texto con comandos FTP.

 

Software para la Planificación de Enlaces

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Si bien calcular el presupuesto de un enlace a mano es sencillo, hay algunas herramientas que ayudan a automatizar el proceso. Además de calcular la pérdida en el espacio libre, estas herramientas tomarán en cuenta otros factores relevantes (como absorción de los árboles, efectos del terreno, clima, e incluso la estimación de las pérdidas en el trayecto en áreas urbanas).

En esta sección hablaremos de dos herramientas totalmente gratuitas:

 airlink logo  linkcalc logo
AirLink de Ubiquiti LinkCalc de LigoWave 

Estas herramientas permiten el diseño y simulación de sistemas inalámbricos.

Calculan las expectativas del rendimiento de tu enlace utilizando información acerca del equipo y mapas digitales del área (Google maps o Bing maps). Ambas aplicaciones usan modelos digitales de elevación del terreno para el cálculo de la cobertura e indican la intensidad de la señal recibida en varios puntos a lo largo del trayecto.

Construyen automáticamente un perfil entre dos puntos en el mapa digital mostrando el área de cobertura y la primera zona de Fresnel.

Durante la simulación comprueban la línea visual y calculan la pérdida en el espacio, incluyendo aquellas debido a obstáculos.

Cada herramienta completa los parámetros principales para todos los productos, Ubiquiti en el caso del AirLink y LigoWave en el caso de LinkCalc, pero también pueden ser editados o reemplazados en su totalidad con el fin de utilizar equipos de otros fabricantes que mejor se adapten a tus necesidades.

 

Planeación e Instalación de Enlaces

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El objetivo de este artículo es ayudarte en la planeación e instalación de un enlace haciendo uso de la mayor cantidad de herramientas disponibles en la red.
De esta forma podras selecionar el equipo que mejor se adapte a tus necesidades.

Sin embargo antes de iniciar con la planeación, debemos tener en cuenta que los dispositivos inalambricos deben ser compatibles, es decir, deben operar en la misma frecuencia y bajo el mismo estándar inalámbrico.

A continuacipón se muestra una tabla en la que podras identificar en que frecuencia trabaja cada estándar inalámbrico.

Estándar Frecuencia
802.11a 5 GHz
802.11b 2.4 GHz
802.11g 2.4 GHz
802.11n 2.4 GHz / 5 GHz
802.11ac 5 GHz

Tabla 1. Variantes del estándar 802.11 y sus frecuencias.

Cabe mencionar que ya sea un enlace Punto a Punto (PtP) o Punto a Multipunto (PtMp) los radios ocupan dos modos de operación. Modo Master y Modo Cliente.

Teniendo en cuenta lo antes mencionado podremos planear y establecer los requisitos de nuestro enlace.

Planificación e Instalación

Calculo de la capacidad

Para calcular la capacidad es necesario conocer la tasa de transferencia de datos (throughput, en inglés) de los radios, la cual es comúnmente específicada en la hojas técnicas de los equipos.

La tasa de transferencia de datos, también es conocida como capacidad de canal o ancho de banda y se mide en Mbps. Notese que se trata de una medida de bits en el tiempo. Por ejemplo, 22 Mbps significa que en un segundo dado, hasta 22 megabits pueden ser enviados de un extremo a otro del enlace. Si los ususarios intentan forzar mas de 22 megabits a través del enlace, esto tomara mas tiempo de un segundo, colocando los datos en una cola y generando un retardo.

A la larga el enlace enviara todos lo datos en la cola, pero probablemente los usuarios se quejen a medida que el retardo se incrementa. Por lo tanto la pregunta que debe hacerse es, ¿Cuál es la tasa de transferencia que van a necesitar sus usuarios?

Depende de cuántos usuarios haya y de como utilicen el enlace inalámbrico. Distintas aplicaciones de Internet requieren diferentes tasas de transferencia de datos.

Para calcular la tasa de transferencia de datos que va necesitar para su red, multiplique el número de usuarios esperado por los requisitos de las aplicaciones que probablemente usarán. Asegurandose de que su enlace pueda proporcionar la capacidad requerida segundo a segundo.

Puesto que es improbable que todos los usuarios usen la conexión exactamente al mismo tiempo, es común sobre suscribir la tasa de transferencia disponible usando algún factor, es decir, permitir más usuarios de los que el máximo ancho de banda disponible pueda tolerar. Sobre suscribir usando un factor de 5 a 10 es bastante común.

El monitoreo cuidadoso de la tasa de transferencia de datos en tu red te permitira la planificación de cuándo actualizar las diferentes partes de la misma y calcular cuántos recursos adicionales va a necesitar.

Cálculo del presupuesto del enlace

El proceso para determinar si un enlace es viable se denomina cálculo del presupuesto del enlace o balance de potencia y puede ser hecho manualmente o usando herramientas especializadas.

Un sistema de comunicación básico consiste en dos radios, cada uno con su antena y separados por el trayecto a ser cubierto por el enlace. Para que el enlace se logre, la señal recibida tiene que estar por encima de un cierto nivel mínimo para que la comunicación pueda ser confiable.El que las señales puedan o no ser transmitidas entre los radios va a depender de las características del equipo y de la disminución de la señal debido a la distancia, lo que se llama pérdida de trayectoria. En este sistema algunos parámetros pueden ser modificados, mientras que otros permanecen fijos.

Iniciando con los parámetros modificables.

1.La características del equipo a considerar cuando se calcula el presupuesto del enlace son:

Potencia de Transmisión: Expresada en miliwatts o en dBm, a menudo depende de la tasa de transmisión. Se encuentra especificada en las hojas tecnicas del equipo.
Ganancia de la Antena: Las antenas son elementos pasivos y crean el efecto de amplificación gracias a su forma física. La ganancia se expresa en dBi.
Sensibilidad del Receptor: Nivel Mínimo de Señal Recibida (Recieved Signal Level), se expresa en dBm negatios y es el nivel más bajo de señal que la radio puede distinguir.
Perdidas en los Cables: Parte de la enenergía se pierde en los cables y conectores que van de los radios a las antenas. Por lo general se encuentra en el rango de los 2-3 dB.

2.Al calcular la perdida en la trayectoria es muy importante considerar la perdida en el espacio libre.

Perdida en el espacio libre
Usando los decibeles para expresar la pérdida y usando una frecuencia genérica f1, la ecuación para la pérdida en el espacio libre es:

L=32.4+20*log10(D)+20*log10(f), donde L se expresa en dB, D en Km y f en MHz.

Unir todos estos parámetros conduce al cálculo del presupuesto del enlace. Si se están usando radios diferentes en los dos extremos del enlace, la pérdida en la trayectoria debe calcularse dos veces, una por cada dirección (usando la potencia apropiada TX, la potencia RX, la ganancia TX de antena, y la ganancia RX de la antena para cada cálculo).

Al sumar todas las ganancias y restar todas las pérdidas tenemos:

TX Potencia Radio 1
+Ganancia de Antena Radio 1
-Pérdida en Cables Radio 1
+Ganancia de Antena Radio 2
-Pérdida en Cables Radio 2
=Ganancia Total

Al restar la Pérdida en la Trayectoria de la Ganancia Total:

Ganancia Total - Pérdida en la Trayectoria = Nivel de la Señal en el extremo receptor del enlace

Si el nivel de la señal resultante es mayor que la sensibilidad del receptor, entonces el enlace es viable. Sin embargo, en un trayecto dado, la variación de pérdida en trayectoria en un período de tiempo puede ser grande, así que un cierto margen debe ser tomado en cuenta.Para permitir cierto espacio para la atenuación y la multitrayectoria en la señal de radio recibida, un margen de 10 a 20 dB debería ser bastante seguro.

Una vez que se haya calculado el presupuesto del enlace en una dirección, hay que repetir el cálculo en la otra dirección. Substituya la potencia de transmisión por la del segundo radio y compare el resultado con el nivel mínimo de la señal recibida del primer radio.

Tablas para calcular el presupuesto del enlace

Software para la planificación de enlaces

 

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