Soluciones inalámbricas para puntos de acceso y puentes

Construir una red inalámbrica para una instalación de procesamiento, una planta de ensamblaje de automatización, un complejo de fabricación u otro espacio industrial grande puede ser una tarea abrumadora.

Construir una red inalámbrica para una instalación de procesamiento, una planta de ensamblaje de automatización, un complejo de fabricación u otro espacio industrial grande puede ser una tarea abrumadora. Los integradores de sistemas y los administradores de redes enfrentan múltiples desafíos para garantizar una conectividad de alto rendimiento, baja latencia, confiable, segura y escalable. Una de las muchas decisiones a las que se enfrentarán es dónde implementar puntos de acceso inalámbrico (WAP) o antenas y puentes inalámbricos. En este blog, abordamos las diferencias entre los puentes de red inalámbrica y los WAP. "Puente" a menudo se usa indistintamente con "punto de acceso (AP)" o con cualquier dispositivo que admita puentes de red. Esto se remonta a los dispositivos inalámbricos multipropósito que cuentan con funcionalidad AP, junto con modos de puenteo, enrutamiento y repetición como opciones configurables. Hoy en día, un puente no es necesariamente tanto un dispositivo como una función disponible. Por ejemplo, Antaira no vende dispositivos puente independientes. En cambio, hemos integrado la capacidad de conexión en puente en nuestros puntos de acceso inalámbricos de grado industrial para agregar valor a su inversión y simplificar la conectividad, la administración y la instalación para uso industrial.

La distinción entre las tecnologías de tecnología de puentes inalámbricos y las tecnologías de puntos de acceso inalámbricos es su objetivo final. Un puente interconecta dos redes o segmentos de red separados físicamente a través de una señal inalámbrica en el nivel 2 de OSI (el nivel de datos), lo que permite la transferencia de datos de nodo a nodo entre el origen y el destino. Por otro lado, los WAP actúan como portales donde múltiples dispositivos con capacidad inalámbrica (cámaras IP, computadoras portátiles, robots, sensores, vehículos guiados automatizados (AGV), sensores) obtienen acceso a Internet o a las redes de área local (LAN) de una organización. El WAP se conecta a un enrutador cableado, conmutador industrial, puerta de enlace o concentrador de Internet a través de un cable Ethernet y proyecta una señal inalámbrica en una oficina o edificio. Los WAP también se pueden usar para aumentar la velocidad, la confiabilidad y el alcance de una red inalámbrica existente. Las LAN tienden a dividirse en múltiples segmentos para evitar la congestión del tráfico o la interferencia o por razones de costo u otras razones de administración, control o seguridad. Esos segmentos deben estar integrados o "puenteados" para que el tráfico se comparta entre ellos. En efecto, el puente inalámbrico de una red crea una red "plana" agregada a partir de dos segmentos LAN. Cualquier protocolo de LAN (Ethernet, FDDI, token ring) se puede puentear, aunque la mayoría de las LAN actuales son LAN conmutadas por Ethernet, por lo que la mayoría de los puentes son puentes de Ethernet.

Entonces, ¿cómo funciona un puente inalámbrico seguro? Básicamente, bloqueará o reenviará datos en función de la dirección MAC de destino que aparece en cada marco de datos. Si el software del puente cree que la dirección de destino se encuentra en una red distinta de la que recibió los datos, puede reenviar los datos a las otras redes a las que está conectado. Si el software que la dirección no está en el otro lado del puente, los datos no pueden pasar. Los puentes vienen en diferentes configuraciones. Los tres tipos principales de puentes desplegados en las redes actuales son:

En un pasado no muy lejano, un administrador de red solo podía conectar dos dispositivos de puente de red con un cable Ethernet largo. Las redes inalámbricas de grado industrial ahora realizan de manera confiable la misma tarea sin las molestias, la instalación, el mantenimiento y los costos de instalar cables Ethernet o arrendar una línea. En cambio, los puentes inalámbricos conectan rápidamente segmentos a través de antenas que transmiten señales de radiofrecuencia (RF) capaces de atravesar edificios y máquinas en el mismo campus, largas distancias y a través de paredes, para transmitir y recibir datos. La comunicación de puente inalámbrico es entre dos transceptores, antenas en lugar de un emisor que transmite una señal a múltiples receptores. Por lo tanto, los enlaces de puente inalámbricos se denominan enlaces punto a punto. Además, la potencia de RF de un puente inalámbrico no se transmite colocando la antena en un patrón de cobertura de 360°. En cambio, la RF es puramente direccional para maximizar la energía de la señal, típicamente entre 10 y 20 grados. La energía de la señal inalámbrica a pleno rendimiento requiere que exista una línea de visión perfecta (o casi perfecta) entre los dos dispositivos puente. En entornos industriales densos, operar a frecuencias más bajas (2,4 GHz en lugar de 5 GHz) puede ayudar con la intensidad de la señal, ya que las longitudes de onda más largas penetran mejor los obstáculos. En términos de alcance, un puente inalámbrico abarca distancias de hasta varias millas que se pueden aumentar elevando la antena, pero no indefinidamente, ya que las señales ópticas y de radio se atenúan con la distancia. La latencia y el ancho de banda variarán mucho según la solución de tecnología inalámbrica puente que elija y su entorno, es decir, la línea de visión, el clima, la densidad del equipo y las paredes.Obviamente, la conectividad de puente inalámbrico representa una alternativa mucho más robusta y económica al tendido de cables, especialmente en ubicaciones industriales peligrosas y de difícil acceso. El puente inalámbrico es más conveniente para escalar una red, mover dispositivos de red o conectar clientes a segmentos LAN adicionales. En entornos industriales, también puede ser poco práctico o incluso imposible tender cables Ethernet de larga distancia, dejando la conectividad inalámbrica como la única opción.

Ahora que tenemos una mejor idea de lo que es un puente inalámbrico, ¿cómo encajan los puntos de acceso inalámbrico en la red para soluciones inalámbricas? Los WAP están diseñados principalmente para formar redes de área local inalámbricas (WLAN). En esta configuración, un WAP se conecta a un enrutador, conmutador o concentrador con cable y luego transmite una señal inalámbrica a través de un área designada para que accedan los dispositivos con capacidad inalámbrica. De esta manera, un WAP actúa como un concentrador, pero con tecnologías inalámbricas, por lo que en lugar de conectar cables, sintoniza una señal inalámbrica. Los WAP se pueden instalar prácticamente en cualquier lugar al que pueda llegar un cable Ethernet desde un enrutador: montados en postes, desde el techo hasta el suelo y en las paredes. No será necesario ubicar los WAP con Power over Ethernet cerca de un tomacorriente, lo que brinda al diseñador del sistema una mayor flexibilidad de instalación. En el modo de puente inalámbrico confiable, los WAP son excelentes para extender la cobertura inalámbrica de los componentes de una red 802.11 existente a una distancia mayor. También puede realizar las funciones tradicionales de un puente, es decir, interconectar de forma inalámbrica dos segmentos de red. Algunos puentes inalámbricos solo admiten una única conexión punto a punto para conectarse a otro AP. Otros admiten conexiones punto a multipunto para conectar varios puntos de acceso. En una versión industrial a multipunto de punto a punto de acceso inalámbrico de esta aplicación, un solo WAP puede conectarse físicamente a la red para actuar como unidad de estación base. Múltiples WAP adicionales o "suscriptores" están montados en todo el edificio. Los suscriptores se conectan de forma inalámbrica a la estación base, lo que les permite propagar una señal de red compartida en un área extendida. La tecnología punto a multipunto es ideal donde hay un grupo más grande de dispositivos que tienen requisitos de ancho de banda más bajos. Punto a punto, por otro lado, implementa tecnología inalámbrica con solo dos WAP y es una mejor solución para entornos de mayor demanda de ancho de banda que atienden a menos dispositivos. El punto a punto requiere que los WAP de cada lado estén conectados físicamente a un enrutador o conmutador con un cable Ethernet. Los WAP son un riesgo de seguridad. Sin seguridad, los usuarios no autorizados pueden acceder a las redes inalámbricas dentro del alcance de la señal de la red, por lo que la información confidencial transmitida a través de la red puede ser interceptada. Esta es la razón por la cual los puntos de acceso/puente/repetidores inalámbricos industriales de Antaira ofrecen a los usuarios múltiples opciones de protección de seguridad: acceso protegido WiFi (WPA), WPA2, WPA3, servicio de acceso telefónico de usuario de acceso remoto (RADIUS) y privacidad equivalente a cables (WEP). Estas diversas funciones de protección no reemplazan las responsabilidades fundamentales de seguridad de Internet inalámbrico de todos los usuarios, como la protección y el cambio frecuente de contraseñas.

Henry Martel es ingeniero de aplicaciones de campo en Antaira Technologies.

Consulte nuestros boletines electrónicos gratuitos para leer más artículos excelentes.