Arquitectura de red interconexión (NFC, RFID, Infrarrojo Y Bluetooth) PDF

Preview

Summary

ARQUITECTURA DE RED INTERCONEXIÓN (NFC, RFID, INFRARROJO Y BLUETOOTH ) Investigar cómo ha sido la evolución hasta el día de hoy las tecnologías NFC, RFID, infrarrojo y Bluetooth....

Description

CORPORACIÓN UNIFICADA NACIONAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR

REDES INALAMBRICAS

ARQUITECTURA DE RED INTERCONEXIÓN (NFC, RFID, INFRARROJO Y BLUETOOTH)

Sandy Tatiana Oviedo Sierra 54239 Cáterin Lozano Triana 54239 Wilinton Chico 54240 Cristian Camilo Lopez 54240

DOCENTE Víctor Hugo Ruiz Guacheta

Bogotá, Octubre de 2020

TECNOLOGÍA INALAMBRICA (NFC, RFID, INFRARROJO Y BLUETOOTH)

1. Investigar cómo ha sido la evolución hasta el día de hoy las tecnologías NFC, RFID, infrarrojo y Bluetooth.

La explotación y utilización de la tecnología inalámbrica al máximo es capaz de obtener información y comunicar desde cualquier aparato móvil, como es el caso de los teléfonos móviles, las laptop, las palm, y los teléfonos convencionales. Sobre la estandarización de las normas de esta tecnología se ha centrado una discusión, debido a que cada país maneja diferentes configuraciones y canales de transmisión. Esta tecnología ya está presente en la mayoría de los aparatos de comunicación que utilizamos.

Tecnología NFC: La comunicación de campo cercano o Near Field Communication (NFC) permite el intercambio de datos entre dispositivos que estén a una corta distancia, mediante comunicación inalámbrica. Se definió como estándar hace 13 años, en 2003, pero hasta ahora su evolución ha sido lenta. En los últimos años ha hecho noticia por sus aplicaciones como un medio de pago para distintos servicios, y ya viene incluido en varios modelos de smartphones. Muchos estiman que tiene un gran potencial y predicen que pronto veremos su expansión en distintas áreas.

Fig.: 1 Tecnología NFC

NFC comenzó su andadura en el año 2002 cuando Philips y Sony intentaron conseguir un protocolo compatible con las tecnologías sin contactos existentes en ese momento, Mifare de Philips y FeliCa de Sony. NFC fue aprobado como el estándar ISO 18092 en diciembre de 2003 para después, en marzo de 2004, Philips, Sony y Nokia crearon NFC Forum consiguiendo en estos momentos que empresas como Google, Visa, At&t, PayPal, etc, pertenezcan y apoyen esta tecnología.

Tecnología RFID: La aparición de la tecnología RFID se remonta a la segunda mitad del siglo XX, sin embargo, no ha sido hasta hace unos cuantos años cuando la reducción de sus costes y los avances tecnológicos han conseguido popularizar uno de los sistemas hoy en día más innovadores.

Fig.: 2 Tecnología RFID

La tecnología RFID, o más comúnmente conocida como identificación por radiofrecuencia, es un método de almacenamiento y recuperación de datos remoto que utiliza dispositivos como tarjetas o etiquetas. En su sistema intervienen varios elementos: 

Un transporder, que puede ser una etiqueta o tarjeta con una antena y un chip que transmiten la información de identificación.



Un lector, que capta la señal de la antena RFID, extrae la información y la transmite.



Un software, que es el encargado de procesar la información y emitir la señal de respuesta en consecuencia, en el caso que nos ocupa, autorizando o negando el acceso.

Tecnología Infrarrojos: Las redes por infrarrojos. Permiten la comunicación entre dos nodos, usando una serie de leds infrarrojos para ello. Se trata de emisores/receptores de las ondas infrarrojas entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita "ver" al otro para realizar la comunicación por ello es escasa su utilización a gran escala. Se utiliza principalmente para realizar intercambio de datos entre dispositivos móviles, como PDA's o móviles, ya que el rango de velocidad y el tamaño de los datos a enviar/recibir es pequeño. Adicionalmente, se puede usar para jugar juegos de dos jugadores.

Fig.: 3 Tecnología Infrarrojos

La comunicación por infrarrojos es prácticamente obsoleta por sus múltiples desventajas tales como que no puede atravesar un muro, lo que hoy en día está marcando la tendencia es el funcionamiento de red basado en ondas de radio. Gran parte del interés está en una norma que se conoce como 802.11b o Wi-Fi, que es la tecnología usada por AirPort de Apple y otros productos de redes de bajo costo.

Tecnología Bluetooth Bluetooth es la norma que define un estándar global de comunicación inalámbrica, que posibilita la transmisión de voz y datos entre equipos mediante un enlace por radiofrecuencia. Se corresponde con un estándar de comunicaciones inalámbricas basado en radiofrecuencia, de bajo coste y bajo consumo energético. Originariamente, en 1994, Ericsson lo desarrolló como un mecanismo alternativo que permitiese sustituir paulatinamente los enlaces cableados de diversos periféricos. No obstante, las características y versatilidad que presenta Bluetooth han hecho que se pueda utilizar en una gran cantidad de situaciones diferentes, como pueden ser el establecimiento de conexiones entre dos terminales móviles inteligentes como puedan ser una PDA o un teléfono móvil, conexionado de periféricos o dispositivos de audio.

La tecnología Bluetooth comprende hardware, software y requerimientos de interoperabilidad, por lo que para su desarrollo ha sido necesaria la participación de los principales fabricantes de los sectores de las telecomunicaciones y la informática, tales como: Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM, Intel y otros. Posteriormente se han ido incorporando muchas más compañías, y se prevé que próximamente los hagan también empresas de sectores tan variados como: automatización industrial, maquinaria, ocio y entretenimiento, fabricantes de juguetes, electrodomésticos, etc.,

con lo que en poco tiempo se nos presentará un panorama de total conectividad de nuestros aparatos tanto en casa como en el trabajo.

Evolución:  Bluetooth v1.0 (2002) Las versiones 1.0 y 1.0k (2002) fueron la primera versión de esa tecnología. Tuvieron problemas para establecer conexiones entre sus productos. Además, estas versiones incluían hardware de forma obligatoria para detectar la dirección y la transmisión del dispositivo.

 Bluetooth v2.0 (2004) En 2004 llego la segunda versión, esta era compatible con todas las anteriores. La introducción de datos mejorada, EDR aceleraba la transferencia de datos. En el año 2007 se actualizó la versión y se llegó a la 2.1. Se mejoraba la experiencia de emparejamiento de dispositivos Bluetooth y se aumentaba considerablemente su seguridad.

 Bluetooth v3.0 (2009) En 2009 se aprobó la versión tres, que soportaba velocidades de hasta 24Mbps. Eso sí, la conexión nativa se utilizaba para la unión de dos o más dispositivos, mientras que el establecimiento del tráfico de datos se realizaba mediante un enlace 802.11. Este enlace no era obligatorio, pero estaba presente en la versión 3.0 de la tecnología. Con ello podíamos escuchar música en nuestros auriculares inalámbricos pese a tener el móvil en el bolsillo contrario al receptor.

 Bluetooth v.4.0 (2010) El Bluetooth v4.0 aún se utiliza en muchos dispositivos, como los iPhone, Sony Xperia o una Xbox One. Esta versión aglutina el Bluetooth clásico, el de alta velocidad y los protocolos de bajo consumo. Llega a los 32Mbps de velocidad bruta, aunque el usuario podría llegar fácilmente a los 24Mbps.

 Bluetooth 5.0 El Bluetooth 5.0 aumenta el rango de distancia de la señal en cuatro veces, por lo que podrás separarte muchos más metros de tus aparatos cuando estén apareados.

Fig.: 3 Tecnología Bluetooth

2. Realizar un cuadro comparativo de las tecnologías NFC, RFID, infrarrojo y Bluetooth, este debe contener ventajas, desventajas, aplicaciones y ejemplos de uso.

TECNOLOGÍAS BLUETOOTH

Definición

Características

Alcance de Comunicación

NFC

RFID

INFLARROJO

Es una especificación industrial para redes inalámbricas de área personal (wpan) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz.

las siglas hacen referencia al termino comunicación de campo cercano debido a que su tasa de transferencia ronda los 424kbit/s

Siglas de identificación por radiofrecuencia es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transpondedores o tags RFID.

Infrared data association deline un estándar físico en la forma de transmisión y recepción de datos por rayos infrarrojo. IRDA se crea en 1983 entre HP, IBM, Sharp y otros. Esta tecnología está basada en rayos luminosos que se mueven en el espectro infrarrojo.

1). Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles. 2). Eliminar los cables y conectores entre estos. 3). Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

1). Comunicación directa y segura con otro dispositivo con NFC. 2). Los dispositivos solo se pueden comunicar estando prácticamente pegado al otro y alineado los trasmisores NFC. 3). Seguridad muy alta debido a que si no están los dispositivos juntos no ahí comunicación con algún dispositivo no deseado.

1). Solo lectura: el Código de identificación que contiene es único y es personalizado durante la fabricación de la etiqueta. 2). De lectura y escritura: la información de identificación puede ser modificada por el lector. 3). Anticolisión, se trata de etiquetas especiales que permiten que un lector identifique varias al mismo tiempo habitualmente las etiquetas deben entrar una a una en la zona de cobertura del lector.

1). Adaptación compatible con futuros estándares. 2). Conexión universal sin cables. 3). Comunicación punto a punto. 4). Soporta un amplio conjunto de plataformas de hardware y software.

Clase 1 = 1 metro Clase 2 = 5 -10 metros Clase 3 = 100 metros

Prácticamente cero ya que los dispositivos deben estar unidos.

10 a 100 metros

1 metro

Ventajas

Desventajas

Aplicaciones

1). Elimina todo tipo de cables debido a que el protocolo es por radiofrecuencias. 2). No se utiliza ningún tipo de conector como otra gran ventaja. 3). Es muy fácil crear una red inalámbrica entre varios dispositivos para poder sincronizar e intercambiar información.

La principal ventaja de la tecnología NFC es la velocidad de comunicación instantánea. A pesar de eso, uno de sus puntos negativos es que tiene una distancia de transmisión muy reducida. Solo funcionará si el dispositivo móvil está a como mucho 20 centímetros del terminal de pago.

La principal desventaja de este método de pago es 1). La seguridad es un factor que no todos los desfavorable del Bluetooth. comercios del país tienen 2). El reducido alcance por implantado la tecnología parte del protocolo para NFC. A esto se le suma la intercambiar información se instalación en el teléfono debe a la baja potencia que móvil para poder utilizar maneja. este sistema. 3). Las velocidades de las primeras versiones que se lanzaron del Bluetooth (1.2 y 2.0) son bajas (de 1MB/s y de 3MB/s respectivamente). Algunas nuevas aplicaciones 1). Identificación: Permite Bluetooth no necesitan identificar a un usuario licencia para su concreto. funcionamiento, aunque 2). Recogida/ intercambio trabajan en un rango de de datos: Posibilita la distancia muy corto y para descarga de información conectarse necesita ser de un determinado aceptados por ambas partes. producto o servicio de forma similar a la Las mejores aplicaciones de información que podemos Bluetooth ayudan a obtener a través de un compartir archivo o código QR. fotografías, a chatear con tus amigos o transforman tu dispositivo móvil en un práctico walkie-talkie.

1). Bajo costo de inversión. 2). Sin costos de 1). Gran capacidad de mantenimiento. almacenamiento de datos. 3). Sin costos adicionales 2). Trazabilidad individual para ocultos. cada producto. 4). Aplicación flexible y 3). Gran precisión y fiabilidad ahorradora de espacio. en las lecturas. 5). Ambiente cómodo. 4). Tienen una larga vida útil. 6). También tendrá un 5). Gran velocidad de lectura de ambiente libre de polvo. datos. 7). Combate y previene la 6). Lectura de datos a gran formación de moho. distancia. 8). Diseño individual. 7). No requiere línea directa de visión. 8). Evita roturas de stock. 1). RFID demuestra ser demasiado costoso para muchas aplicaciones en comparación con otros métodos de identificación y seguimiento, como el simple código de barras. 2). Es difícil para un lector de RFID leer la información en caso de limque las etiquetas estén instaladas en productos líquidos o metálicos.

1). Se bloquea la transmisión con materiales comunes: personas, paredes, plantas, etc. 2). Corto alcance: la performance cae con distancias más largas. 3). Sensible a la luz y el ca. 4). Velocidad: la transmisión de datos es más baja que la típica transmisión cableada.

1). RFID en Logística y control de inventarios.

1). En astronomía, la espectroscopia en infrarrojo se utiliza para estudiar las atmósferas de estrellas frías.

2). RFID en Alimentación. 3). RFID en Hospitales. 4). RFID en Bibliotecas. 5). RFID en Ganadería.

2). En equipos de visión nocturna.

6). RFID para control de accesos.

3). En el mando a distancia.

7). RFID en la industria. 8). RFID en Tiendas y Comercios.

4). Mandos de puertas automáticas, los periféricos del ordenador como el ratón, y los lectores de CD’s.

3. Plantear una arquitectura de red en donde se pueda establecer una interconexión de estas cuatro tecnologías (NFC, RFID, Infrarrojo y Bluetooth) en un medio empresarial, educativo, comercial o agrícola; este punto debe contener lo siguiente:

a) Medios de transmisión para la interconexión. Los medios de transmisión son las vías por las cuales se comunican los datos. Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico, Para la arquitectura de la red que hemos diseñado el medio de trasmisión utilizado es el no guiado o comunicación sin cable transportan ondas electromagnéticas sin usar un conductor físico, sino que se radian a través del aire, por lo que están disponibles para cualquiera que tenga un dispositivo capaz de aceptarlas. En este tipo de medios tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas.

b) Dispositivos de interconexión. Un primer elemento que, a pesar de su intangibilidad, debe ser considerado al implementar WLANs es el medio aéreo ya que es el elemento fundamental para la propagación de las señales inalámbricas. Creamos una red inalámbrica utilizando un router inalámbrico, este dispositivo actúa además como punto de acceso inalámbrico (concentrador), lo que supone que todos los dispositivos podrán conectarse de forma inalámbrica.

Los dispositivos utilizados son: Estaciones Base: Es un componente común de la infraestructura de red que sirve especialmente para comunicar los dispositivos inalámbricos en un área determinada y realizar las funciones de repetidor y amplificador de las señales inalámbricas.

Punto de Acceso: Es un equipo que asume las funciones de repetidor de señales y permite la conectividad de los dispositivos inalámbricos. Enrutador Inalámbrico: Son dispositivos utilizados lugares pequeños como hogares y oficinas medianas para conectarse a una red Internet o a una red corporativa. aparte de comportarse como puntos de acceso (con funciones de concentración, amplificación y repetición) son dispositivos más inteligentes tienen la función primaria de permitir que los equipos cableados e inalámbricos en una red accedan a otra red.

Computadores de Escritorio: Esta categoría incluye equipos que residen en una ubicación fija dentro de la organización y su desplazamiento es reducido.

Impresoras Industrial: Con soporte para los módulos de, RFID: UHF, NFC y HF dispositivos para leer, escribir e imprimir etiquetas inteligentes UHF, NFC y HF. Este tipo de impresoras también incorporan la tecnología de configuración de acoplador UHF doble, que permite utilizar etiquetas de hasta 8 mm de longitud y aplicarlas en objetos metálicos.

Teléfonos inteligentes: Son dispositivos híbridos entre teléfonos inalámbricos y PDAs. Integran características de comunicación telefónica inalámbrica y de conectividad WLAN con funciones PDA como calendario, calculadora, acceso a bases de datos, consulta de email, navegación web, etc.

Cámaras Infrarrojas: Funcionan en el espectro de longitudes de onda entre 0.9 y 2 μm (SWIR) están basadas en detectores InGaAs refrigerados de la más alta sensibilidad y resolución, lo que permite capturar imágenes más allá del espectro visible, incluso en ambientes nocturnos.

Teclado y mouse Inalámbrico: Se trata de un dispositivo convencional que no necesita de cables para que pueda funcionar, esto es debido a que su conexión a la computadora se realiza mediante bluetooth, infrarrojos, etc. Su compatibilidad depende del aparato y del equipo con el que se vaya a establecer la conexión.

Datáfono: Pasatarjetas o terminal de punto de venta es un dispositivo compacto que, instalado en un establecimiento comercial o tienda, permite cobrar a sus clientes mediante tarjeta de crédito o débito y también mediante la tecnología NFC.

c) Protocolos de comunicación utilizados.

Las redes inalámbricas son aquellas que posibilitan la interconexión de dos o más equipos entre sí sin que intervengan cables, se basan en un enlace que utiliza ondas electromagnéticas en lugar de cableado estándar.



WPAN (Wireless Personal Area Network)

Una red inalámbrica de área personal incluye redes inalámbricas de corto alcance que abarcan un área de algunas decenas de metros. Este tipo de red se usa generalmente para conectar dispositivos periféricos. Destacan principalmente tecnologías como Bluetooth (IEEE 802.15.1), Zigbee (IEEE 802.15.4) o HomeRF.



WLAN (Wireless Local Area Network)

En las redes de área local, se pueden encontrar tecnologías inalámbricas basadas en HiperLAN como HiperLAN2 o tecnologías basadas en WiFi, que siguen el estándar IEEE 802.11x.

d) Explicación de la arquitectura de red planteada.

La arquitectura de la red que hemos diseñado va dirigida a los dos modos de configuración de la red inalámbrica En el modo infraestructura, los dispositivos se comunican a través de un punto de acceso que sirve de puente a otras redes, es decir, se conectan equipos inalámbricos a una red cableada que ya existe y el modo ad hoc, todos los dispositivos de la red inalámbrica se comunican directamente entre sí, punto a punto. No se requiere ningún punto de acceso para la comunicación entre dispositivos

Nuestro diseño de la arquitectura de red está dirigido a un medio comercial donde mediante la conexión a una red local (LAN), tenemos un equipo de cómputo, donde esta enlazados algunos dispositivos por medio de las tecnologías (NFC, RFID, infrarrojo y Bluetooth). Esta topología está en forma de estrella siendo una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste.

e) Dibujo de la arquitectura de red planteada acompañado de su correspondiente topología de red con todos sus dispositivos de interconexión.

References: aratecnia. (n.d.). Retrieved from Tecnología NFC: http://www.aratecnia.es/pagar-movilseguro/ conceptodefinicion. (n.d.). Retrieved from teclado: https://conceptodefinicion.de/teclado/ Contreras, L. (2012, noviembre 21). Historia de la Informática . Retrieved from ¿Qué es NFC?: https://histinf.blogs.upv.es/2012/11/21/nfc/ dipolerfid. (n.d.). Retrieved from Impresoras RFID: https://www.dipolerfid.es/ImpresorasRFID/ ecured. (n.d.). Retrieved from Red por infrarrojos: https://www.ecured.cu/...