Comite ieee 802

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COMITร IEEE 802 Estรกndares de redes computacionales y de telecomunicaciones.

Olises Franco Reyes.

Canuto Casimiro Alfonso.

Carlos Modesto Hernรกndez Fonseca.

Abril de 2014

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Índice Contenido IEEE 802 ............................................................................................................................................... 4 Historia ................................................................................................................................................ 4 Comité 802 .......................................................................................................................................... 5 IEEE 802.1 ........................................................................................................................................ 5 IEEE 802.1D ................................................................................................................................. 5 IEEE 802.1Q ................................................................................................................................. 6 IEEE 802.1P .................................................................................................................................. 7 IEEE 802.1X .................................................................................................................................. 7 IEEE 802.2 ........................................................................................................................................ 8 Modos operativos ....................................................................................................................... 8 Cabecera LLC ............................................................................................................................... 8 Palabras de control de cabecera ................................................................................................. 9 IEEE 802.3 ...................................................................................................................................... 10 IEEE 802.3U Fast Ethernet ......................................................................................................... 12 Power Over Ethernet (PoE) ....................................................................................................... 13 IEEE 802.4 ...................................................................................................................................... 13 Tramas de control ..................................................................................................................... 14 IEEE 802.5 ...................................................................................................................................... 14 IEEE 802.6 ...................................................................................................................................... 15 IEEE 802.7 ...................................................................................................................................... 15 IEEE 802.8 ...................................................................................................................................... 15 IEEE 802.9 ...................................................................................................................................... 16 IEEE 802.10 .................................................................................................................................... 17 IEEE 802.11 .................................................................................................................................... 17 Protocolos ................................................................................................................................. 18 IEEE 802.12 .................................................................................................................................... 20

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IEEE 802.14 .................................................................................................................................... 20 IEEE 802.15 .................................................................................................................................... 21 IEEE 802.15.1 Bluetooth ............................................................................................................ 21 IEEE 802.15.2 ............................................................................................................................. 21 IEEE 802.15.3 ............................................................................................................................. 22 IEEE 802.15.4 ............................................................................................................................. 22 IEEE 802.16 .................................................................................................................................... 22 Evoluci贸n ................................................................................................................................... 23 IEEE 802.17 .................................................................................................................................... 24 IEEE 802.18 .................................................................................................................................... 25 IEEE 802.19 .................................................................................................................................... 25 IEEE 802.20 .................................................................................................................................... 25 Descripci贸n t茅cnica ................................................................................................................... 26 IEEE 802.21 .................................................................................................................................... 26 Historia ...................................................................................................................................... 27 Objetivo ..................................................................................................................................... 27 IEEE 802.22 .................................................................................................................................... 27 IEEE P802.22.1 ........................................................................................................................... 28 IEEE P802.22.2 ........................................................................................................................... 29 IEEE 802.22 WG ......................................................................................................................... 29

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Justificación La elaboración de esta compilación técnica de los estándares para redes de computadoras del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos denominado como “comité IEEE 802”, tiene como objetivo principal el fortalecer los conocimientos teóricos adquiridos en clase y facilitar una herramienta de apoyo en el aprendizaje de estos conocimientos; que si bien es muy importante la realización de prácticas complementarias, también es de suma importancia tener muy claros los temas que vamos a tratar a continuación para poder desarrollar con confianza y total seguridad las distintas actividades que se deriven de la creación, configuración, estructurado y administración de redes computacionales y de telecomunicaciones.

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Cóntenidó IEEE 802 Es un estudio de estándares elaborado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) que actúa sobre Redes de ordenadores. Concretamente y según su propia definición sobre redes de área local (LAN) y redes de área metropolitana (MAN). También se usa el nombre IEEE 802 para referirse a los estándares que proponen, algunos de los cuales son muy conocidos: Ethernet (IEEE 802.3), o Wi-Fi (IEEE 802.11). Está, incluso, intentando estandarizar Bluetooth en el 802.15 (IEEE 802.15).

Historia En febrero de 1980 se formó en el IEEE un comité de redes locales con la intención de estandarizar un sistema de 1 o 2 Mbps que básicamente era Ethernet. Tomando en cuenta el modelo de referencia OSI decidieron estandarizar el nivel físico, el de enlace y superiores. Dividieron el nivel de enlace en dos subniveles: el de enlace lógico, encargado de la lógica de re-envíos, control de flujo y comprobación de errores, y el subnivel de acceso al medio, encargado de arbitrar los conflictos de acceso simultáneo a la red por parte de las estaciones.

Para final de año ya se había ampliado el estándar para incluir el estándar especializado para la topología en anillo con “paso de testigo” desarrollada por IBM (Token Ring); y un año después, y por presiones de grupos industriales, se incluyó el estándar orientado a la topología bus, también con paso de testigo (Token Bus), que incluía opciones de tiempo real y redundancia, y que se suponía idóneo para ambientes de fábrica.

Cada uno de estos estándares tenía un nivel físico diferente, un subnivel de acceso al medio distinto pero con algún rasgo común (espacio de direcciones y comprobación de errores), y un nivel de enlace lógico único para todos ellos.

Después se fueron ampliando los campos de trabajo, se incluyeron redes de área metropolitana (alguna decena de kilómetros), personal (unos pocos metros) y regional (algún centenar de kilómetros), se incluyeron redes inalámbricas (WLAN), métodos de seguridad, comodidad, etc.

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Comité 802 IEEE 802.1 La norma 802.1 describe la interrelación entre las partes del documento y su relación con el modelo de referencia OSI. También contiene información sobre normas de gestión de red e interconexión de redes. Establece los estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes.

Dentro de la norma 802.1 se describen subnormas que definen específicamente estándares relacionados con puenteo MAC, redes virtuales y calidad de servicio (QoS) a nivel MAC. Dichas normas se describen detalladamente a continuación.

Historia   



1990 - Publicación original (802.1D-1990), basado en el estándar ISO/IEC 10038.

1998 - Versión revisada (802.1D-1998), incorporando las extensiones IEEE 802.1p, P802.12e, 802.1j y 802.6k.

2004 - Versión revisada (802.1D-2004), incorporando las extensiones 802.1t y 802.1w, que fue publicada separadamente en 2001, eliminó el protocolo original Spanning tree y en su lugar incorporó el Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) de 802.1w.

2012 - (IEEE 802.1aq) Shortest Path Bridging, permite varios caminos de igual costo.

IEEE 802.1D Es la norma que estandariza los bridges MAC, incluye bridging (técnica de reenvió de paquetes que utilizan los switches) el protocolo Spanning Tree y el funcionamiento de redes inalámbricas.

También impide los bucles que se forman cuando los puentes o los interruptores están interconectados a través de varias rutas. El algoritmo BPDU logra mediante el intercambio de mensajes con otros switches para detectar bucles y, a continuación, elimina el bucle por el cierre de puente seleccionando interfaces. Este algoritmo garantiza que hay una y sólo una ruta activa entre dos dispositivos de red.

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IEEE 802.1Q El protocolo IEEE 802.1Q, también conocido como dot1Q, fue un proyecto del grupo de trabajo 802 para desarrollar un mecanismo que permita a múltiples redes compartir de forma transparente el mismo medio físico, sin problemas de interferencia entre ellas (Trunking). Es también el nombre actual del estándar establecido en este proyecto y se usa para definir el protocolo de encapsulamiento usado para implementar este mecanismo en redes Ethernet. Todos los dispositivos de interconexión que soportan VLAN deben seguir la norma IEEE 802.1Q que especifica con detalle el funcionamiento y administración de redes virtuales.

Proceso 802.1Q en realidad no encapsula la trama original sino que añade 4 bytes al encabezado Ethernet original. El valor del campo EtherType se cambia a 0x8100 para señalar el cambio en el formato de la trama.

Debido a que con el cambio del encabezado se cambia la trama, 802.1Q fuerza a un recalculo del campo "FCS".

VLAN nativas No se etiquetan con el ID de VLAN cuando se envían por el trunk. Y en el otro lado, si a un puerto llega una trama sin etiquetar, la trama se considera perteneciente a la VLAN nativa de ese puerto.

Este modo de funcionamiento fue implementado para asegurar la interoperabilidad con antiguos dispositivos que no entendían 802.1Q. La VLAN nativa es la vlan a la que pertenecía un puerto en un switch antes de ser configurado como trunk. Sólo se puede tener una VLAN nativa por puerto.

Para establecer un trunking 802.1Q a ambos lados debemos tener la misma VLAN nativa porque la encapsulación todavía no se ha establecido y los dos switches deben hablar sobre un link sin encapsulación (usan la native VLAN) para ponerse de acuerdo en estos parámetros. En los equipos de Cisco System la VLAN nativa por defecto es la VLAN 1. Por la VLAN 1 además de datos, se manda información sobre PAgP, CDP, VTP.

Recomendaciones de diseño    

La VLAN nativa no debe ser la de gestión.

Cambiar la VLAN nativa de la 1 a cualquier otra como medida de seguridad.

Todos los switches en la misma VLAN nativa.

Usuarios y servidores en sus respectivas VLANs.

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El tráfico entre switches debe ser el único que no se encapsule en enlaces trunk. El resto del tráfico, incluyendo la VLAN de gestión debe ir encapsulado por los trunks. Si no estamos encapsulando cualquiera puede conectar un equipo que no hable 802.1Q (switches y hubs) y funcionará sin nuestro control.

IEEE 802.1P Es un estándar que proporciona priorización de tráfico y filtrado multicast dinámico.

Esencialmente, proporciona un mecanismo para implementar Calidad de Servicio (QoS) a nivel de MAC (Media Access Control).

Existen 8 clases diferentes de servicios, expresados por medio de 3 bits del campo prioridad de usuario (user_priority) de la cabecera IEEE 802.1Q añadida a la trama, asignando a cada paquete un nivel de prioridad entre 0 y 7. Aunque es un método de priorización bastante utilizado en entornos LAN, cuenta con varios inconvenientes, como el requerimiento de una etiqueta adicional de 4 bytes (definida en el estándar IEEE802.1Q (encapsulamiento)). Además solo puede ser soportada en una LAN, ya que las etiquetas 802.1Q se eliminan cuando los paquetes pasan a través de un router.

No está definida la manera de cómo tratar el tráfico que tiene asignada una determinada clase o prioridad, dejando libertad a las implementaciones. IEEE, sin embargo, ha hecho amplias recomendaciones al respecto.

802.1p está integrado en los estándares IEEE 802.1D y 802.1Q.

IEEE 802.1X Es una norma para el control de acceso a red basada en puertos. Permite la autenticación de dispositivos conectados a un puerto LAN, estableciendo una conexión P2P (punto a punto) o previniendo el acceso por ese puerto si la autenticación falla. Es utilizado en algunos puntos de acceso inalámbricos cerrados y se basa en el protocolo de autenticación extensible (EAP– RFC 2284). El RFC 2284 ha sido declarado obsoleto en favor del RFC 3748.

802.1X está disponible en ciertos conmutadores de red y puede configurarse para autenticar nodos que están equipados con “software suplicante”. Esto elimina el acceso no autorizado a la red al nivel de la capa de enlace de datos.

Algunos proveedores están implementando 802.1X en puntos de acceso inalámbricos que pueden utilizarse en ciertas situaciones en las cuales el punto de acceso necesita operarse como un punto de acceso cerrado, corrigiendo deficiencias de seguridad de WEP. Esta autenticación es realizada normalmente por un tercero, tal como un servidor de RADIUS. Esto permite la autenticación sólo del cliente o, más apropiadamente, una autenticación fuerte utilizando protocolos como EAP-TLS.

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IEEE 802.2 Es el estándar que define el control de enlace lógico (LLC), que es la parte superior de la capa enlace en las redes de área local. La subcapa LLC presenta una interfaz uniforme al usuario del servicio enlace de datos, normalmente la capa de red. Bajo la subcapa LLC está la subcapa Media Access Control (MAC), que depende de la configuración de red usada (Ethernet, token ring, FDDI, 802.11, etc.).

Incluye esta subcapa que añade las etiquetas estándar de 8-bit DSAP (Destination Service Access Point) y SSAP (Source Service Access Point) a los paquetes del tipo de conexión. También usado en funciones auxiliares como Control de flujo. Hay sitio para 64 números SAP globalmente asignados, y la IEEE no los asigna a la ligera. IP no tiene un número SAP asignado, porque solo los “estándares internacionales” pueden tener números SAP. Los protocolos que no lo son pueden usar un número SAP del espacio de SAP administrado localmente. EL Subnetwork Access Protocol (SNAP) permite valores EtherType usados para especificar el protocolo transportado encima de IEEE 802.2, y también permite a los fabricantes definir sus propios espacios de valores del protocolo.

Modos operativos IEEE 802.2 incorpora dos modos operativos no orientados a conexión y uno orientado a conexión: El uso de multicast y broadcast puede reducir el tráfico en la red cuando la misma información tiene que ser enviada a todas las estaciones de la red. Sin embargo el servicio tipo 1 no ofrece garantías de que los paquetes lleguen en el orden en el que se enviaron; el que envía no recibe información sobre si los paquetes llegan.  

Tipo 1: es un modo no orientado a conexión con confirmación. Únicamente soporta conexión point to point.

Tipo 2: es un modo operativo orientado a conexión. La enumeración en secuencia asegura que los paquetes llegan en el orden en que han sido mandados, y ninguno se ha perdido.

Cabecera LLC Define una cabecera especial que incluye una cabecera SNAP (subnetwork access protocol).Algunos protocolos, particularmente los diseñados para OSI networking stack, operan directamente sobre 802.2 LLC, que provee los servicios datagrama y orientado a conexión. Esta cabecera 802.2 está actualmente empotrada en paquetes 802.3 (Ethernet II frames, aka. DIX frames).

La cabecera LLC incluye dos campos de dirección adicionales de 8 bit, llamados service access points (SAPs) en terminología OSI; cuando la fuente y el destino SAP son puestos al valor 0xAA, el servicio SNAP es requerido. La cabecera SNAP permite usar valores EtherType con todos los protocolos IEEE 802, así como usar protocolos de espacio de ID privados. En IEEE 802.3x-1997, el

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estándar IEEE Ethernet fue modificado explícitamente para permitir el uso del campo de 16-bit después de la dirección MAC para utilizarlo como un campo de longitud o de tipo.

Novell NetWare usaba este tipo de paquete por defecto desde mediados de los noventa, y como Netware estaba muy extendido entonces, mientras que IP no, en algún momento la mayoría del tráfico Ethernet mundial corría sobre "raw" 802.3 transportando IPX. Desde Netware 4.10 usa ahora por defecto IEEE 802.2 con LLC (Netware Frame Type Ethernet_802.2) cuando utiliza IPX. Mac OS usa empaquetamiento 802.2/SNAP para la suite de protocolos AppleTalk en Ethernet ("EtherTalk") y empaquetamiento Ethernet II para TCP/IP Las variantes 802.2 de Ethernet no son de amplio uso en redes comunes actualmente, con la excepción de grandes instalaciones Netware corporativas que aún no han migrado a Netware sobre IP. En el pasado, muchas redes corporativas soportaban 802.2 Ethernet para soportar puentes de traducción transparentes entre Ethernet e IEEE 802.5 Token Ring o redes FDDI. Existe un Internet standard para encapsular tráfico IPv4 en paquetes IEEE 802.2 con cabeceras LLC/SNAP. Casi nunca se ha implementado en Ethernet (aunque se usa en FDDI y en token ring, IEEE 802.11, y otras redes IEEE 802).

El tráfico IP no se puede encapsular en paquetes IEEE 802.2 LLC sin SNAP porque, aunque hay un tipo de protocolo LLC para IP, no hay ningún tipo de protocolo LLC para ARP. IPv6 también puede transmitirse sobre Ethernet usando IEEE 802.2 con LLC/SNAP, pero, de nuevo, casi nunca se usa (aunque el encapsulamiento LLC/SNAP de IPv6 se usa en redes IEEE 802).

Palabras de control de cabecera Puede haber tres clases más IEEE 802.2 PDU, llamados paquetes U, I o S.   

Paquetes U , con un campo de control de 8 bits, están pensados para servicios no orientados a conexión Paquetes I, con un campo de control y secuencia numérica de 16 bits, están pensados para servicios orientados a conexión Paquetes S, con un campo de control de 16 bits, están pensados para usarse en funciones supervisoras en la capa LLC (Logical Link Control).

De estos tres formatos, Solo el formato U se usa normalmente. El formato de un paquete PDU se identifica por los dos bits más bajos del primer byte del campo de control.

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IEEE 802.3 Fue el primer intento para estandarizar Ethernet. Aunque hubo un campo de la cabecera que se definiรณ de forma diferente, posteriormente ha habido ampliaciones sucesivas al estรกndar que cubrieron las ampliaciones de velocidad (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y el de 10 Gigabits Ethernet), redes virtuales, hubs, conmutadores y distintos tipos de medios, tanto de fibra รณptica como de cableado de cobre (tanto par trenzado como coaxial).

Los estรกndares de este grupo no reflejan necesariamente lo que se usa en la prรกctica, aunque a diferencia de otros grupos este suele estar cerca de la realidad.

Versiones Versiones de IEEE 802.3 Versiรณn Ethernet experimental Ethernet II (DIX v2.0)

Fecha 1972 (patentado en 1978) 1982

IEEE 802.3

1983

802.3A

1985

802.3B 802.3C 802.3D

1985 1985 1987

802.3E 802.3i

1987 1990

802.3J

1993

802.3U

1995

802.3X

1997

802.3Y

1998

802.3Z 802.3AB

1998 1999

802.3AC

1998

Descripciรณn 2,85 Mbit/s sobre cable coaxial en topologรญa de bus.

10 Mbit/s sobre coaxial fino (thinnet) - La trama tiene un campo de tipo de paquete. El protocolo IP usa este formato de trama sobre cualquier medio.

10BASE5 10 Mbit/s sobre coaxial grueso (thicknet). Longitud mรกxima del segmento 500 metros - Igual que DIX salvo que el campo de Tipo se substituye por la longitud.

10BASE2 10 Mbit/s sobre coaxial fino (thinnet o cheapernet).

Longitud mรกxima del segmento 200 metros.

10BROAD36 Especificaciรณn de repetidores de 10 Mbit/s FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link) enlace de fibra รณptica entre repetidores.

1BASE5 o StarLAN. 10BASE-T 10 Mbit/s sobre par trenzado no blindado (UTP).

Longitud mรกxima del segmento 150 metros.

10BASE-F 10 Mbit/s sobre fibra รณptica. Longitud mรกxima del segmento 1000 metros.

100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast Ethernet a 100 Mbit/s con auto-negociaciรณn de velocidad.

Full Duplex (Transmisiรณn y recepciรณn simultรกneos) y control de flujo.

100BASE-T2 100 Mbit/s sobre par trenzado no blindado(UTP).

Longitud mรกxima del segmento 100 metros 1000BASE-X Ethernet de 1 Gbit/s sobre fibra รณptica.

1000BASE-T Ethernet de 1 Gbit/s sobre par trenzado no blindado Extensiรณn de la trama mรกxima a 1522 bytes (para permitir las "Q-tag") Las Q-tag incluyen informaciรณn para 802.1Q VLAN y manejan prioridades segรบn el estรกndar 802.1p.

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802.3AD 802.3AE IEEE 802.3AF 802.3AH 802.3AK 802.3AN

2000 2003 2003 2004 2004 2006

802.3AP

en proceso (borrador) en proceso (borrador) en proceso (borrador) en proceso (borrador)

802.3AQ 802.3AR 802.3AS

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Agregación de enlaces paralelos. Movido a 802.1AX Ethernet a 10 Gbit/s ; 10GBASE-SR, 10GBASE-LR Alimentación sobre Ethernet (PoE).

Ethernet en la última milla.

10GBASE-CX4 Ethernet a 10 Gbit/s sobre cable bi-axial.

10GBASE-T Ethernet a 10 Gbit/s sobre par trenzado no blindado (UTP) Ethernet de 1 y 10 Gbit/s sobre circuito impreso.

10GBASE-LRM Ethernet a 10 Gbit/s sobre fibra óptica multimodo.

Gestión de Congestión Extensión de la trama.

Control de Acceso al Medio (MAC) en 802.3 Formato trama: 7 bytes

1 byte

6 bytes

6 bytes

Preámbulo

SDF

Dir. destino

Dir. origen

2 bytes

46 – 1500 bytes Datos

4 bytes

Tipo/ Relleno FCS longitud Nota: Al final de la trama hay un intervalo llamado IFG de 12 bytes que no se utiliza, se explica más adelante.

Preámbulo: Sincronización bit "10101010" (x7).

SDF: Delimitador de comienzo de trama "10101011".

Tipo / Longitud: Para DIX (Digital, Intel, Xerox) este campo significa Tipo de contenido de forma que el tamaño de la trama no se sabe. Se espera a que acabe para más tarde calcular hacia atrás los campos FCS y Datos + Relleno. Para IEEE este campo pasó a significar Longitud de la trama. Para diferenciar a qué se refiere (si a Tipo o a Longitud) un valor en ese campo se llegó a esto: - DIX Valores > 1536.

- IEEE Valores < 1536.

Datos + Relleno: - Trama mínima de 64 bytes (512 bits -> 51,2 μs).

- Como Tx ≥ 2Tp: Datos+Relleno ≥ 46 bytes.

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FCS -> CRC: Secuencia de chequeo de trama. Es un CRC de un polinomio generador de orden 33:

Direcciones IEEE: 3 bytes -> OUI: Identificador organización.

En OUI hay 2 bits interesantes: El bit de Unicast (si es 0) o Multicast (si es 1) El bit de Globales (0) o Locales (1) 3 bytes -> NIC: Id. Tarjeta interfaz de Red. Notación (por ejemplo): F2:3E:C1:8A:B1:01 Dirección de difusión (broadcast) FF:FF:FF:FF:FF:FF. Este tipo de dirección se utiliza para que todos los equipos conectados en el mismo dominio de difusión recojan la trama.

IFG: "Gap" Interface -> 12 bytes (96 bits) es un intervalo de espera que se realiza siempre antes de empezar a transmitir aún si el medio está libre.

IEEE 802.3U Fast Ethernet Serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps (megabits por segundo). En su momento el prefijo fast se le agregó para diferenciarla de la versión original Ethernet de 10 Mbps.

Debido al incremento de la capacidad de almacenamiento y en el poder de procesamiento, los Pc’s actuales tienen la posibilidad de manejar gráficos de gran calidad y aplicaciones multimedia complejas. Cuando estos ficheros son almacenados y compartidos en una red, las transferencias de un cliente a otro producen un gran uso de los recursos de la red.

Las redes tradicionales operaban entre 4 y 16 Mbps. Más del 40 % de todos los Pc’s están conectados a Ethernet. Tradicionalmente Ethernet trabajaba a 10 Mbps. A estas velocidades, dado que las compañías producen grandes ficheros, pueden tener grandes demoras cuando envían los ficheros a través de la red. Estos retrasos producen la necesidad de mayor velocidad en las redes.

Fast Ethernet no es hoy por hoy la más rápida de las versiones de Ethernet, siendo actualmente Gigabit Ethernet y 10 Gigabit Ethernet las más veloces.

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Power Over Ethernet (PoE) La alimentación a través de Ethernet (PoE) es una tecnología que incorpora alimentación eléctrica a una infraestructura LAN estándar. Permite que la alimentación eléctrica se suministre a un dispositivo de red (switch, punto de acceso, router, teléfono o cámara IP, etc.) usando el mismo cable que se utiliza para la conexión de red. Elimina la necesidad de utilizar tomas de corriente en las ubicaciones del dispositivo alimentado y permite una aplicación más sencilla de los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) para garantizar un funcionamiento las 24 horas del día, 7 días a la semana.

Power over Ethernet está diseñado de manera que no haga disminuir el rendimiento de comunicación de los datos en la red o reducir el alcance de la red. La corriente suministrada a través de la infraestructura LAN se activa de forma automática cuando se identifica un terminal compatible y se bloquea ante dispositivos preexistentes que no sean compatibles. Esta característica permite a los usuarios mezclar en la red con total libertad y seguridad dispositivos preexistentes con dispositivos compatibles con PoE. Actualmente existen en el mercado varios dispositivos de red como switches o hubs que soportan esta tecnología. Para implementar PoE en una red que no se dispone de dispositivos que la soporten directamente se usa una unidad base (con conectores RJ45 de entrada y de salida) con un adaptador de alimentación para recoger la electricidad y una unidad terminal (también con conectores RJ45) con un cable de alimentación para que el dispositivo final obtenga la energía necesaria para su funcionamiento.

IEEE 802.4 Protocolo de red que implementa una red lógica en anillo con paso de testigo sobre una red física de cable coaxial.

Está físicamente constituida como un bus, semejante al de la red IEEE 802.3, aunque desde el punto de vista lógico la red se organiza como si se tratase de un anillo. Cada estación tiene un número asociado por el que es identificada unívocamente. El testigo es generado por la estación con el número mayor cuando se pone en marcha la red. El testigo se pasa a la estación siguiente en orden descendente de numeración. Esta nueva estación recoge el testigo y se reserva el derecho de emisión. Cuando ha transmitido cuanto necesitaba, o si ha expirado un tiempo determinado, debe generar otro testigo con la dirección de la inmediatamente inferior. El proceso se repite para cada estación de la red. De este modo, todas las estaciones pueden transmitir periódicamente; se trata, por tanto, de un complejo sistema de multiplexación en el tiempo.

Evidentemente, el protocolo MAC de la IEEE 802.4 debe prever el modo en que las estaciones se incorporarán al anillo lógico cuando sean encendidas o, por el contrario, la manera en que se desconectarán, sin interrumpir por ello el procedimiento lógico de paso de testigo.

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En la capa física, la red IEEE 802.4 utiliza cable coaxial de 75 ohmios por el que viajarán señales moduladas, es decir, IEEE 802.4 es una red en banda ancha que modula sus señales en el nivel físico. También se permite la utilización de repetidores con objeto de alargar la longitud de la red.

Las velocidades de transferencia de datos que prevé esta norma están comprendidas entre 1,5 y 10 Mbps. Hay que hacer notar que aunque la estructura física de la IEEE 802.3 y de la IEEE 802.4 es semejante desde el punto de vista topológico, las normas son totalmente incompatibles desde el punto de vista físico: ni el medio de transmisión es el mismo, ni la codificación de las señales coinciden.

Tramas de control Campo de Nombre control 00000000 Reclamo_Testigo 00000001 Solicitud_sucesor1 00000010 Solicitud_sucesor2 00000011 Quien _ sigue 00000100 Resuelve_contienda 00001000 Testigo 00001100 Establece _ sucesor

Significado Reclama testigo durante inicio anillo.

Permiso para que las estaciones estén en anillo.

Permiso para que las estaciones estén en anillo.

Recuperación del testigo perdido.

Cuando múltiples estaciones quieren entrar en el anillo.

Paso de testigo.

Mensaje de las estaciones que salen o entran en el anillo.

IEEE 802.5 Token Ring es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. Token ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. En desuso por la popularización de Ethernet; actualmente no es empleada en diseños de redes.

Define una red de área local (LAN) en configuración de anillo (Ring), con método de paso de testigo (Token) como control de acceso al medio. La velocidad de su estándar es de 4 o 16 Mbps.

El diseño de una red de Token Ring fue atribuido a E. E. Newhall en el año 1969. IBM publicó por primera vez su topología de Token Ring en marzo de 1982, cuando esta compañía presentó los papeles para el proyecto 802 del IEEE. IBM anunció un producto Token Ring en 1984, y en 1985 éste llegó a ser un estándar de ANSI/IEEE. Es casi idéntica y totalmente compatible con la red del token ring de IBM. De hecho, la especificación de IEEE 802.5 fue modelada después del token ring, y continúa a la sombra ésta.

Además, el token ring de la IBM especifica una estrella, con todas las estaciones del extremo unidas a un dispositivo al que se le llama "unidad del acceso multiestación" (MSAU). En contraste, IEEE 802.5 no especifica una topología, aunque virtualmente todo el IEEE 802.5 puesto en práctica

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se basa en una estrella, y tampoco especifica un tipo de medios, mientras que las redes del token ring de la IBM utilizan el tamaño del campo de información de encaminamiento.

El IEEE 802.5 soporta dos tipos de frames básicos: tokens y frames de comandos y de datos. El Token es una trama que circula por el anillo en su único sentido de circulación. Cuando una estación desea transmitir y el Token pasa por ella, lo toma. Éste sólo puede permanecer en su poder un tiempo determinado (10 ms). Tienen una longitud de 3 bytes y consiste en un delimitador de inicio, un byte de control de acceso y un delimitador de fin. En cuanto a los Frames de comandos y de datos pueden variar en tamaño, dependiendo del tamaño del campo de información. Los frames de datos tienen información para protocolos mayores, mientras que los frames de comandos contienen información de control.

IEEE 802.6 Es un estándar referido a las redes MAN (Metropolitan Area Network). Actualmente el estándar ha sido abandonado debido al desuso de las redes MAN, y a algunos defectos provenientes de este protocolo (no es muy efectivo al conectar muchas estaciones de trabajo).

El IEEE 802.6, también llamado DQDB (Distributed Queue Dual Bus, bus doble de colas distribuidas), está formado por dos buses unidireccionales paralelos que serpentean a través del área o ciudad a cubrir. Cada bus tiene un Head-end, el cual genera células para que viajen corriente abajo.

Cuando una estación desea transmitir tiene que confirmar primero la dirección del receptor (si está a la derecha o a la izquierda) y luego tomar el bus correspondiente. Esto generó un gran problema ya que una vez conformada la red, cada estación tiene que chequear las direcciones de las otras estaciones, generando grandes demoras de tiempo.

IEEE 802.7 Especificaciones de redes con mayores anchos de banda con la posibilidad de transmitir datos, sonido e imágenes. Proporciona asesoría técnica a otros subcomités en técnicas de conexión de red de banda ancha.

IEEE 802.8 El Grupo Asesor de Fibras Ópticas estaba destinado a crear un estándar LAN de fibra óptica en redes de computadoras usando el paso de tokens, como por ejemplo, FDDI. Formaba parte de los estándares del grupo802. Actualmente este grupo, está disuelto.

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IEEE 802.9 Pretende integrar servicios de voz y datos en una misma red.

Los trabajos a cargo del grupo de trabajo IEEE 802.9 son los siguientes: 

Desarrollar un sistema integrado de voz/datos y la interfaz entre el servicio de control de acceso al medio (MAC) y las capas físicas que sean compatibles con otras normas IEEE 802 y las normas RDSI.



Desarrollar una interfaz que opere independientemente de la red troncal.



Concentrarse en el uso de par trenzado no apantallado (UTP) como medio de distribución primaria. Este punto es especialmente importante debido a la capacidad de interferencias cercanas en UTP, el ancho de banda y el exceso de capacidad que está presente normalmente en UTP utilizado en aplicaciones tales como la voz.

Para una implementación exitosa, el estándar 802.9 también debe: 

Ser atractivo tanto para los fabricantes como para los usuarios desde los puntos de vista económicos, la instalación y el funcionamiento de la red.



Apoyo a la calidad del servicio de voz disponible hoy en día y las mejoras esperadas en el futuro.



Permitir la implementación de una serie de aplicaciones tanto centralizados (por ejemplo, la conexión a la red telefónica a través de una central privada) y aplicaciones distribuidas (por ejemplo, acceso a bases de datos compartidas a través de LAN por servidores y equipos.)

A finales de 1990, el estándar IVDLAN estaba casi terminado pero el apoyo de la industria había caído tanto que el proyecto fue terminado. Como RDSI y aplicaciones multimedia cada vez estaban más disponibles, sin embargo, un nuevo entusiasmo se encontró para este trabajo. Cambio del nombre de Servicios Integrados en LAN (ISLAN), el estándar 802.9 fue aprobado como un estándar en el otoño de 1993 y la participación de los proveedores en esta actividad sugiere que los productos estarán disponibles en 1995.

La interfaz de 802,9 debe proporcionar soporte para una serie de servicios diferentes, dependiendo de la aplicación de usuario y el canal que está siendo utilizado. Por esta razón, varios protocolos diferentes que son compatibles corresponden a la capa de enlace de datos OSI: 

El canal-P es un canal de datos de paquetes que usan un esquema de MAC y formato de trama específico para el estándar 802,9. Al igual que otras LAN IEEE 802 (y FDDI ANSI), el IEEE 802,2 Control de Enlace Lógico (LLC) actúa como protocolo de la subcapa superior de la capa de enlace de datos en el canal P.

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

El canal D 802,9 es esencialmente el mismo que el canal D ISDN. Por lo tanto, la unidad de acceso 802,9 usará el protocolo de datos mismo enlace como ISDN, a saber, los procedimientos de acceso de enlace para el canal D (LAPD). El control de los servicios de B-y C-canal se realiza mediante los procedimientos básicos de control de llamadas RDSI, que se describen en la ITU-TSS Q.930.



Los canales B y C se utilizan para transportar flujos de bits relacionados con los servicios portadores solicitados. Como en ISDN, sin capa de enlace de datos se especifica para canales portadores desde cualquier protocolo puede ser utilizado sobre una base de extremo a extremo. El canal B fue pensado originalmente para cualquier servicio isócrono de 64 kbps, tales como voz digital, pero su alcance se ha ampliado para incluir otros servicios en modo circuito, tales como conmutación de 56 y 64 kbps de datos digitales. El canal C, como ISDN canal-H, los canales de banda ancha son isócronos de alta velocidad de paquetes, como transferencias de alta velocidad de datos, servicios de vídeo y transferencias de imágenes.

IEEE 802.10 Define las funciones de la seguridad que se podía utilizar en las redes de área local y las redes de la zona metropolitana basadas en IEEE 802.x.

802.10 da especificaciones para la gerencia en la asociación de la seguridad así como control de acceso, secreto de los datos e integridad de datos.

El IEEE 802.10 estándares fue retirado en enero de 2004. La seguridad para las redes inalámbricas se está desarrollando en 802.11i.

El protocolo Inter-Switch de Cisco (ISL) para VLANs en Ethernet y tecnologías similares del LAN fue basado en IEEE 802.10; en este uso 802.10 ha sido substituido en gran parte por IEEE 802.1Q.

IEEE 802.11 Define el uso de los dos niveles inferiores de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de datos), especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN. Los protocolos de la rama 802.x definen la tecnología de redes de área local y redes de área metropolitana.

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Protocolos 802.11 Legacy La versión original del estándar IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) 802.11 publicada en 1997 especifica dos velocidades de transmisión teóricas de 1 y 2 megabits por segundo (Mbit/s) que se transmiten por señales infrarrojas (IR). IR sigue siendo parte del estándar, si bien no hay implementaciones disponibles.

El estándar original también define el protocolo CSMA/CA (Múltiple acceso por detección de portadora evitando colisiones) como método de acceso. Una parte importante de la velocidad de transmisión teórica se utiliza en las necesidades de esta codificación para mejorar la calidad de la transmisión bajo condiciones ambientales diversas, lo cual se tradujo en dificultades de interoperabilidad entre equipos de diferentes marcas. Estas y otras debilidades fueron corregidas en el estándar 802.11b, que fue el primero de esta familia en alcanzar amplia aceptación entre los consumidores.

802.11A La revisión 802.11a fue aprobada en 1999. El estándar 802.11a utiliza el mismo juego de protocolos de base que el estándar original, opera en la banda de 5 GHz y utiliza 52 subportadoras orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) con una velocidad máxima de 54 Mbit/s, lo que lo hace un estándar práctico para redes inalámbricas con velocidades reales de aproximadamente 20 Mbit/s. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbit/s en caso necesario. 802.11a tiene 12 canales sin solapa, 8 para red inalámbrica y 4 para conexiones punto a punto. No puede interoperar con equipos del estándar 802.11b, excepto si se dispone de equipos que implementen ambos estándares.

802.11C Es menos usado que los primeros dos, pero por la implementación que este protocolo refleja. El protocolo ‘c’ es utilizado para la comunicación de dos redes distintas o de diferentes tipos, así como puede ser tanto conectar dos edificios distantes el uno con el otro, así como conectar dos redes de diferente tipo a través de una conexión inalámbrica. El protocolo ‘c’ es más utilizado diariamente, debido al costo que implica las largas distancias de instalación con fibra óptica, que aunque más fidedigna, resulta más costosa tanto en instrumentos monetarios como en tiempo de instalación.

"El estándar combinado 802.11c no ofrece ningún interés para el público general. Es solamente una versión modificada del estándar 802.1d que permite combinar el 802.1d con dispositivos compatibles 802.11 (en el nivel de enlace de datos capa 2 del modelo OSI)".

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802.11D Es un complemento del estándar 802.11 que está pensado para permitir el uso internacional de las redes 802.11 locales. Permite que distintos dispositivos intercambien información en rangos de frecuencia según lo que se permite en el país de origen del dispositivo móvil.

802.11E La especificación IEEE 802.11e ofrece un estándar inalámbrico que permite interoperar entre entornos públicos, de negocios y usuarios residenciales, con la capacidad añadida de resolver las necesidades de cada sector. A diferencia de otras iniciativas de conectividad sin cables, ésta puede considerarse como uno de los primeros estándares inalámbricos que permite trabajar en entornos domésticos y empresariales. La especificación añade, respecto de los estándares 802.11b y 802.11a, características QoS y de soporte multimedia, a la vez que mantiene compatibilidad con ellos. Estas prestaciones resultan fundamentales para las redes domésticas y para que los operadores y proveedores de servicios conformen ofertas avanzadas. El documento que establece las directrices de QoS, aprobado el pasado mes de noviembre, define los primeros indicios sobre cómo será la especificación que aparecerá a finales de 2001. Incluye, asimismo, corrección de errores (FEC) y cubre las interfaces de adaptación de audio y vídeo con la finalidad de mejorar el control e integración en capas de aquellos mecanismos que se encarguen de gestionar redes de menor rango. El sistema de gestión centralizado integrado en QoS evita la colisión y cuellos de botella, mejorando la capacidad de entrega en tiempo crítico de las cargas. Estas directrices aún no han sido aprobadas. Con el estándar 802.11, la tecnología IEEE 802.11 soporta tráfico en tiempo real en todo tipo de entornos y situaciones. Las aplicaciones en tiempo real son ahora una realidad por las garantías de Calidad de Servicio (QoS) proporcionado por el 802.11e. El objetivo del nuevo estándar 802.11e es introducir nuevos mecanismos a nivel de capa MAC para soportar los servicios que requieren garantías de Calidad de Servicio. Para cumplir con su objetivo IEEE 802.11e introduce un nuevo elemento llamado Hybrid Coordination Function (HCF) con dos tipos de acceso:  

(EDCA) Enhanced Distributed Channel Access, equivalente a DCF. (HCCA) HCF Controlled Access, equivalente a PCF.

En este nuevo estándar se definen cuatro categorías de acceso al medio (Ordenadas de menos a más prioritarias).    

Background (AC_BK) Best Effort (AC_BE) Video (AC_VI) Voice (AC_VO)

Para conseguir la diferenciación del tráfico se definen diferentes tiempos de acceso al medio y diferentes tamaños de la ventana de contención para cada una de las categorías.

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IEEE 802.12 Comité que define la norma ethernet a 100 Mbps con el método de acceso de prioridad bajo demanda propuesto por la Hewlett Packard y otros fabricantes. El cable especificado es un par trenzado de 4 hilos de cobre utilizándose un concentrador central para controlar el acceso al cable.

Las prioridades están disponibles para soportar la distribución en tiempo real de aplicaciones multimedia.

Los concentradores 100VG-AnyLAN controlan el acceso a la red con lo cual eliminan la necesidad de que las estaciones de trabajo detecten una señal portadora, como sucede en el CSMA/CD de la norma ethernet.

Cuando una estación necesita transmitir, envía una petición al concentrador.

Todas las transmisiones se dirigen a través del concentrador, que ofrece una conmutación rápida hacia el nodo destino.

Emisor y receptor son los únicos involucrados en las transmisiones, a diferencia del CSMA/CD donde la transmisión es difundida por toda la red.

Si múltiples peticiones de transmisión llegan al concentrador, primero se sirve la de mayor prioridad.

Si dos estaciones de trabajo hacen la solicitud con la misma prioridad y al mismo tiempo, se van alternando para darles servicio.

IEEE 802.14 Grupo de trabajo creado por el comité IEEE 802 a mediados de los años 90 para desarrollar un estándar basado en ATM. Sin embargo, el grupo de trabajo fue disuelto cuando múltiples operadoras multisistema (MSOs) empezó a apoyar por aquel entonces la incipiente creación de la especificación DOCSIS 1.0, que utiliza por lo general un mejor servicio y estaba basada en IP (con puntos de código de extensión para apoyar ATM para QoS en el futuro).

Las operadoras multisistema estaban interesadas en un rápido despliegue del servicio para poder competir con los clientes de acceso a Internet de banda ancha en lugar de esperar procesos más lentos, iterativos y deliberativos de los comités de desarrollo de normas.

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IEEE 802.15 Especializado en redes inalámbricas de área personal (wireless personal area networks, WPAN). Se divide en cinco subgrupos.

Los estándares que desarrolla definen redes tipo PAN o HAN, centradas en las cortas distancias. Al igual que Bluetooth o ZigBee, el grupo de estándares 802.15 permite que dispositivos portátiles como PC, PDAs, teléfonos, pagers, sensores y actuadores utilizados en domótica, entre otros, puedan comunicarse e interoperar. Debido a que Bluetooth no puede coexistir con una red inalámbrica 802.11.x, se definió este estándar para permitir la interoperabilidad de las redes inalambricas LAN con las redes tipo PAN o HAN.

IEEE 802.15.1 Bluetooth Bluetooth es una especificación que define redes de área personal inalámbricas (wireless personal area network, WPAN). Está desarrollada por Bluetooth SIG y, a partir de su versión 1.1, sus niveles más bajos (en concreto, el nivel físico y el control de acceso al medio) se formalizan también en el estándar IEEE 802.15.1. En 2007, la versión más reciente es la 2.1, publicada en julio del mismo año (la revisión actual de IEEE 802.15.1 se aprobó en 2005).

La especificación principal de Bluetooth (denominada core) define el nivel físico (PHY) y el control de acceso al medio (MAC) de una red inalámbrica de área personal. Este tipo de redes tienen por cometido la transferencia de información en distancias cortas entre un grupo privado de dispositivos. A diferencia de las LAN inalámbricas, están diseñadas para no requerir infraestructura alguna, o muy poca. Aún más, su comunicación no debería trascender más allá de los límites de la red privada.

El objetivo es lograr redes ad hoc simples de bajo coste y consumo. Para ello, Bluetooth define un espacio de operación personal (personal operating space) omnidireccional en el seno del cual se permite la movilidad de los dispositivos. Se definen tres tipos de dispositivos con diferentes rangos de acción: las clases 1 (cien metros), 2 (diez) y 3 (uno).

El estándar realiza la formalización de estas ideas y se concibe como una solución para evitar el uso de cableado en las comunicaciones. La especificación principal define el sistema básico, pero su diseño potencia la flexibilidad. Por ello, hay multitud de opciones, definidas por los perfiles Bluetooth en especificaciones complementarias.

IEEE 802.15.2 Estudia los posibles problemas derivados de la coexistencia de WPAN's con otros dispositivos inalámbricos que utilicen las bandas de frecuencia no reguladas, tales como redes inalámbricas de área local (WLAN).

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IEEE 802.15.3 Es un estándar que define los niveles PHY y MAC para WPAN's de alta velocidad (11-55 Mbit/s).

IEEE 802.15.4 (WPAN's de baja velocidad, Low Rate WPAN) trata las necesidades de sistemas con poca transmisión de datos pero vidas útiles muy altas con alimentación limitada (pilas, baterías...) y una complejidad muy baja. La primera revisión se aprobó en mayo de 2003. Tras la formación del grupo 4b en marzo de 2004 este grupo pasó ha estado latente. Los protocolos ZigBee se basan en la especificación producida por este grupo de trabajo.

El grupo de trabajo 6loWPAN del Internet Engineering Task Force (IETF) trabaja en métodos para trabajar con redes IPv6 sobre esta base. Ya está disponible el RFC 4919 que describe los supuestos, la descripción del problema y las metas para transmitir IP sobre redes 802.15.4.

IEEE 802.16 WiMAX, siglas de Worldwide Interoperability for Microwave Access (interoperabilidad mundial para acceso por microondas), es una norma de transmisión de datos que utiliza las ondas de radio en las frecuencias de 2,3 a 3,5 GHz y puede tener una cobertura de hasta 50 km.

Es una tecnología dentro de las conocidas como tecnologías de última milla, también conocidas como bucle local que permite la recepción de datos por microondas y retransmisión por ondas de radio. El estándar que define esta tecnología es el IEEE 802.16. Una de sus ventajas es dar servicios de banda ancha en zonas donde el despliegue de cable o fibra por la baja densidad de población presenta unos costos por usuario muy elevados (zonas rurales).

El único organismo habilitado para certificar el cumplimiento del estándar y la interoperabilidad entre equipamiento de distintos fabricantes es el Wimax Forum: todo equipamiento que no cuente con esta certificación, no puede garantizar su interoperabilidad con otros productos.

Existe otro tipo de equipamiento (no estándar) que utiliza frecuencia libre de licencia de 5,4 GHz, todos ellos para acceso fijo. Si bien en este caso se trata de equipamiento que en algunos casos también es interoperativo, entre distintos fabricantes (Pre Wimax, incluso 802.11a).

Existen planes para desarrollar perfiles de certificación y de interoperabilidad para equipos que cumplan el estándar IEEE 802.16e (lo que posibilitará movilidad), así como una solución completa para la estructura de red que integre tanto el acceso fijo como el móvil. Se prevé el desarrollo de perfiles para entorno móvil en las frecuencias con licencia en 2,3 y 2,5 GHz.

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Actualmente se recogen dentro del estándar 802.16. Existen dos variantes: 

Uno de acceso fijo (802.16d), en el que se establece un enlace radio entre la estación base y un equipo de usuario situado en el domicilio del usuario. Para el entorno fijo, las velocidades teóricas máximas que se pueden obtener son de 70 Mbit/s con un ancho de banda de 20 MHz. Sin embargo, en entornos reales se han conseguido velocidades de 20 Mbit/s con radios de célula de hasta 6 km, ancho de banda que es compartido por todos los usuarios de la célula.



Otro de movilidad completa (802.16e), que permite el desplazamiento del usuario de un modo similar al que se puede dar en GSM/UMTS, el móvil, aun no se encuentra desarrollado y actualmente compite con las tecnologías LTE (basadas en femtocélulas, conectadas mediante cable), por ser la alternativa para las operadoras de telecomunicaciones que apuestan por los servicios en movilidad, este estándar, en su variante «no licenciado», compite con el Wi-Fi IEEE 802.11n, ya que la mayoría de los portátiles y dispositivos móviles, empiezan a estar dotados de este tipo de conectividad.

Evolución Estándar 802.16

802.16A 802.16C 802.16D

802.16E 802.16M 802.16M2011

Descripción Utiliza espectro licenciado en el rango de 10 a 66 GHz, necesita línea de visión directa, con una capacidad de hasta 134 Mbit/s en celdas de 3 a 7,5 km (2 a 5 millas).

Soporta calidad de servicio. Publicado en 2002.

Ampliación del estándar 802.16 hacia bandas de 2 a 11 GHz, con sistemas NLOS y LOS, y protocolo PTP y PTMP. Publicado en abril de 2003.

Ampliación del estándar 802.16 para definir las características y especificaciones en la banda de 10-66 GHz. Publicado en enero de 2003.

Revisión del 802.16 y 802.16a para añadir los perfiles aprobados por el WiMAX Forum. Aprobado como 802.16-2004 en junio de 2004 (la última versión del estándar).

Extensión del 802.16 que incluye la conexión de banda ancha nómada para elementos portátiles del estilo de los notebooks. Publicado en diciembre de 2005.

Extensión del 802.16 que entrega datos a velocidad de 1 Gbit/s en reposo y 100 Mbit/s en movimiento.

Conocido como Mobile WiMAX Release 2, interfaz de aire avanzada, con tasas de 100 Mbit/s móvil y 1 Gbit/s de datos fija, con OFDMA.

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IEEE 802.17 Resilient Packet Ring (RPR), es un estándar diseñado para el transporte óptimo de datos en redes de anillo de fibra óptica. Está diseñada para proporcionar la resistencia encontrada en redes SONET/SDH (50 ms protección) pero, en lugar de establecer conexiones de circuitos orientados, proporciona una transmisión basada en paquetes, para incrementar la eficiencia de Ethernet y servicios IP. RPR trabaja con el concepto de un doble anillo giratorio llamado rizo. Estos anillos se crean mediante la creación de estaciones RPR en los nodos donde se supone que el trafico debe caer, por flujo (un flujo es la entrada y salida del tráfico de datos). RPR usa el protocolo de Control de Acceso al Medio (MAC) para dirigir el tráfico, que puede usar cada rizo del anillo. Los nodos negocian el ancho de banda entre sí usando un algoritmo de equidad, evitando la congestión y los tramos fallidos. Para evitar los tramos fallidos, se utiliza una de las dos técnicas conocidas como steering y wrapping. Bajo steering, si un nodo o tramo está roto, todos los nodos son notificados de un cambio en la topología y redirigen su tráfico. En wrapping, el tráfico es enviado de nuevo al último nodo antes de la rotura y se dirige hacia la estación de destino.

Todo el tráfico en el anillo está asignado como Class of Services (CoS) y el estándar especifica tres clases:   

Clase A (o alto) es un tipo puro de información comprometida (CIR) y está diseñada para soportar aplicaciones que requieren baja latencia y jitter, como voz y video.

Clase B (o medio) es una mezcla de CIR y una tasa de exceso de información (EIR; la cual está sujeta a la equidad cola).

Clase C (o baja) es la mejor en el esfuerzo de tráfico, utilizando todo el ancho de banda que esté disponible. Este es principalmente usado para soportar el tráfico de acceso a internet.

Otro concepto dentro de RPR es el conocido como la reutilización espacial. Debido a que la señal RPR hace tiras la señal una vez que ha llegado al destino (a diferencia de un anillo SONET UPSR/SDH SNCP, en el que se consume el ancho de banda de alrededor de todo el anillo) se puede volver a utilizar el espacio liberado para transportar tráfico adicional.

El estándar RPR también soporta el uso de puentes de aprendizaje (IEEE 802.1D) para mejorar aún más la eficiencia en las aplicaciones punto a multipunto y etiquetado de VLAN (IEEE 802.1Q). Un inconveniente de la primera versión de RPR era que no proporcionaba reutilización espacial para la transmisión de tramas a/desde direcciones MAC no presentes en la topología de anillo. Esto fue tratado por el IEEE 802.17b, que define una subcapa opcional espacialmente conscientes (SAS).

Esto permite una reutilización espacial para la transmisión de tramas a/desde direcciones MAC no presentes en la topología de anillo.

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IEEE 802.18 En desarrollado por el "RR-TAG" (Radio Regulatory Technical Advisory Group, del inglés grupo asesor técnico de regulación de radio). Este grupo de trabajo tiene asignados 6 proyectos sobre estándares para sistemas basados en radio:      

IEEE 802.11 (Red inalámbrica de área local- WLAN) IEEE 802.15 (Red inalámbrica de área personal - WPAN) IEEE 802.16 (Red inalámbrica de área metropolitana- WMAN) IEEE 802.20 (Movilidad sin cables) IEEE 802.21 (Rechazo/interoperabilidad entre redes) IEEE 802.22 (Red inalámbrica de área regional - WRAN).

El RR-TAG supervisa alrededor de 6 proyectos, a niveles tanto nacionales como internacionales, y también hacen comentarios y recomiendan políticas a los reguladores, para así equilibrar los intereses de todos los proyectos inalámbricos.

IEEE 802.19 IEEE 802.19 Wireless es la coexistencia del Grupo Técnico Asesor (GTA) en el IEEE 802 LAN / MAN Comité de Normas. El TAG se ocupa de la coexistencia entre redes inalámbricas sin licencia.

Muchos de los estándares inalámbricos IEEE 802 de uso del espectro sin licencia y por lo tanto necesidad de abordar la cuestión de la coexistencia. Estos dispositivos inalámbricos sin licencia pueden funcionar en la misma banda de frecuencias sin licencia en la misma ubicación. Esto puede conducir a interferencia entre estas dos redes inalámbricas.

IEEE 802.20 IEEE 802.20 o Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) es una especificación para redes de acceso a Internet para redes móviles. El estándar fue publicado en 2008. Actualmente, MBWA ha dejado de desarrollarse.

Las especificaciones de referencia propuestas estaban destinadas a especificaciones considerablemente más avanzadas que las arquitecturas móviles de la década de 2000. Se esperaba crear una norma que permitiera una red siempre activa, a bajo coste, y redes de banda ancha verdaderamente móvil, a veces apodado como MobileFi. IEEE 802.20 se especifica de acuerdo a una arquitectura de capas, lo cual es consistente con otras especificaciones de IEEE 802. El ámbito del grupo de trabajo consistió en la capa física (PHY), control de acceso al medio (MAC), y de control de enlace lógico (LLC). La interfaz aérea operaba en bandas por debajo de 3,5 Ghz y con una velocidad de datos máxima de más de 80 Mbit/s.

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Los objetivos de 802.20 y 802.16e, el llamado “WiMAX móvil”, fueron similares. Un borrador de especificación de 802.20 fue sometido a votación y aprobado el 18 de enero de 2006.

El IEEE aprobó las especificaciones físicas y de acceso al medio de 802-2008 en junio de 2008. Se encuentra disponible gratuitamente en la página web del IEEE 802.

Descripción técnica Beneficios      

Roaming y handoff IP (a más de 1Mbit/s).

Nueva MAC y PHY con Ip y antenas adaptativas.

Optimizados para una movilidad total a una velocidad de 250 km/h.

Opera en bandas licenciadas (por debajo de 3.5 GHz).

Utiliza una arquitectura de paquetes.

Baja latencia.

Detalles técnicos        

Anchos de banda de 5, 10 y 20 MHz. Velocidades de datos con picos de 80 Mbits/s.

Eficiencia espectral superior a 1 bit/seg/Hz usando tecnología de múltiples entradas y salidas (MIMO).

Frecuencia de salto en capas portadoras OFDM asigna a los teléfonos cerca, intermedia, y lejana, mejorando el SNR (funciona mejor para los teléfonos SISO).

Ayuda a bajas tasas de bits de manera eficiente, transportando hasta 100 llamadas telefónicas por Mhz. ARQ híbrido con hasta 6 transmisiones y varias opciones de intercalación Periodo de ranura básica de 913 microsegundos portando 8 símbolos OFDM. Una de las primeras normas que apoyaba tanto TDM (FL, RL) y despliegues de frecuencia separada (FL, RL).

IEEE 802.21 Es un estándar de la IEEE publicado en el 2008. El estándar define mecanismos independientes del método o modo de acceso que posibilita la optimización del handover ya sea entre redes del mismo tipo, de las distintas redes 802 o entre redes móviles. El estándar proporciona la información para permitir la transferencia del servicio entre las redes de una estación base a otra, donde pueden incluir celdas de diferentes tamaños de los distintos tipos de red tales como 802.3, 802.11, 802.15, 802.16, 3GPP y 3GPP2 a través de diferentes mecanismos y con solapamiento de cobertura.

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Historia El grupo de trabajo de la IEEE 802.21 inició su labor en marzo de 2004, donde gradualmente más de 30 empresas se han ido uniendo. El grupo elaboró su primer borrador del estándar en mayo de 2005 que incluía la definición del protocolo. Fue publicado en Enero de 2009.

Objetivo El objetivo es mejorar las prestaciones de los dispositivos móviles haciendo sencilla la transferencia del servicio entre las estaciones, incluyendo redes cableadas e inalámbricas, donde el handover puede no estar definido, como por ejemplo las redes 3G móviles actuales que no usan el estándar 802.

IEEE 802.22 Estándar para la Wireless Regional Area Network (WRAN) que utiliza espacios blancos en el espectro de frecuencia de los canales de TV. El desarrollo del estándar IEEE 802.22 WRAN está enfocado al empleo de técnicas de Radio cognitiva (CR) para permitir el uso compartido del espectro geográfico no utilizado asignado al servicio de difusión de televisión. La idea es utilizar ese espectro de frecuencia, en base de no-interferencia, para ofrecer acceso de banda ancha a zonas en las que difícilmente se podría proporcionar este servicio como zonas de baja densidad de población, ambientes rurales, etc. Por tanto, tiene un gran potencial y una amplia aplicación en todo el mundo. Es el primer esfuerzo a nivel mundial para definir una interfaz de aire estándar basado en las técnicas de CR para el uso oportunista de las bandas de TV en una base nointerferencia.

IEEE 802.22 WRAN están diseñadas para operar en la banda de televisión al mismo tiempo que se asegura que no haya ninguna interferencia perjudicial para las operaciones correspondientes a la TV digital, TV analógica de radiodifusión, y dispositivos de baja potencia con licencia, como micrófonos inalámbricos. Se esperaba que el estándar estuviera finalizado el primer trimestre de 2010, pero finalmente la publicación se produjo en julio de 2011.

Capa física La capa física debe ser capaz de adaptarse a diferentes condiciones y también debe ser flexible para saltar de canal en canal sin errores de transmisión o pérdida de clientes (CPEs). Esta flexibilidad es también necesaria para proporcionar la capacidad de ajustar dinámicamente el ancho de banda, la modulación y esquemas de codificación. La OFDMA será el esquema de modulación para la transmisión de enlaces o conexiones de subida y bajada. Con la OFDMA será posible lograr esta adaptación rápida necesaria para las estaciones base y los CPEs. Mediante el uso de un solo canal de TV (un canal de televisión tiene un ancho de banda de 6 MHz y en algunos países la banda puede ser de 7 u 8 MHz) la tasa de bits máxima aproximada es de 19 Mbit/s a una distancia de 30 Km. La velocidad y distancia no es suficiente para cumplir con

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los requisitos del estándar. La función unión de canales trata de este problema. La unión de canales consiste en utilizar más de un canal para la Tx/Rx. Esto permite al sistema disponer de un ancho de banda mayor y por tanto, obtener un mejor rendimiento del sistema.

Capa MAC Esta capa se basa en la tecnología de radio cognitiva. También necesita ser capaz de adaptarse dinámicamente a los cambios del entorno mediante detección de espectro. La capa MAC deberá consistir en dos estructuras: frame y superframe. Un superframe estará formado por varios frames. El superframe tendrá una SCH (Superframe Control Header) y un preámbulo. Estos serán enviados por la estación base en todos los canales en los que sea posible la transmisión, sin producir interferencia. Cuando un CPE esté activado, ese espectro será detectable, y se podrá saber cuáles son los canales disponibles y se recibirá toda la información necesaria para enlazarse con la estación base.

Dos tipos diferentes de medición de espectro se llevará a cabo por el CPE: "en banda" y "fuera de banda". La medición "en banda" consiste en captar el canal actual que está siendo usado por la estación base y el CPE. La medición fuera de banda consistiría en la detección del resto de los canales. La capa MAC llevará a cabo dos tipos diferentes de detección ya sea "en banda" o "fuera de banda": "detección rápida" y "detección fina". La detección rápida consistirá en la detección a velocidad por debajo de 1ms por canal. Esta detección la realizarán el CPE y la estación base, y será la estación base la que decidirá si hay que llevar a cabo alguna acción nueva. La detección fina se realizará en un tiempo mayor (aproximadamente 25ms o más, por canal), y tiene como base los resultados obtenidos con el mecanismo de detección rápida.

Estos mecanismos de detección se utilizan principalmente para identificar si hay algún titular de transmisión, y si lo hay evitar la interferencia con él.

Para llevar a cabo una detección fiable en el modo de funcionamiento básico en una sola banda de frecuencia, como se ha descrito anteriormente (modo escuchar antes de hablar) se tiene que asignar una frecuencia de descanso en la que no se permitan la transmisión de datos. Esta interrupción periódica de transmisión de datos podría poner en peligro la calidad de servicio de los sistemas cognitivos de radio. Este problema se resuelve mediante el modo de funcionamiento alternativo propuesto en el estándar IEEE 802.22 llamado frecuencia dinámica de salto (acrónimo DFH del inglés Dynamic frequency hopping) en la que la transmisión de datos de los sistemas WRAN se llevan a cabo en paralelo a la detección sin interrupción.

IEEE P802.22.1 Es un estándar desarrollado para mejorar la protección de interferencias perjudiciales para los dispositivos de bajo consumo con licencia que operan en banda de radiodifusión de televisión.

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IEEE P802.22.2 Es una práctica recomendada para la instalación e implementación de sistemas de IEEE 802.22.

IEEE 802.22 WG Es un Grupo de trabajo del comité de normas de IEEE 802 LAN/MAN, que ha sido constituido para escribir el estándar 802.22. Los dos grupos de trabajo de 802.22 (TG1 y TG2) está escribiendo 802.22.1 y 802.22.2, respectivamente.

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