Maria Lucia Muñoz Grass

Fecha de Publicación: 04 de Mayo de 2003 – Revista Enlace Infomático, Universidad del Cauca

ABSTRACT

Este documento describe un análisis acerca de la integración de los Sistemas Móviles de Tercera Generación (3G) y las Redes de Área Local Inalámbrica (WLAN), con el fin de proporcionar un acercamiento al futuro de las comunicaciones móviles en cuanto a acceso y servicios se refiere. 3G y WLAN son tecnologías que están ingresando con gran fuerza en el mercado, aunque de manera independiente; al analizar las ventajas y beneficios de cada una de ellas, se observa que la combinación de ambas producirá una red con características lo suficientemente capaces de cubrir las necesidades y demandas de los usuarios. Existen empresas que han planteado y actualmente desarrollan soluciones que permiten la realización de “roaming” entre los sistemas 3G y WLAN de una manera continua, es decir, sin interrupciones.

PALABRAS CLAVES: wlan, 3G, hotspot, roaming

1. INTRODUCCIÓN

No hace mucho tiempo, comunicaciones significaba voz y movilidad significaba sistema celular. Pero hoy en día se observa que los suscriptores cuentan cada vez más con diversas soluciones de comunicaciones para necesidades de voz, datos y multimedia, muchas de las cuales están siendo soportadas por redes conectadas a través de Internet/Intranet, por ejemplo en oficinas, hogares y centros comerciales.
Lo que está faltando es una estrategia para la integración de tan diferentes soluciones que, desde la perspectiva del consumidor, se presenten como un único servicio. Los componentes básicos para esta estrategia de integración incluyen interconexión de redes y servicios que brinden soluciones de movilidad, autenticación, administración de suscriptores, tarificación y facturación. Todos estos son elementos que el mundo celular de hoy hace mejor que nadie, pero sólo para él mismo. La oportunidad para la comunidad celular está en ampliar su enfoque y buscar nuevas asociaciones extendiendo los servicios ofrecidos a redes empresariales, proveedores de servicio de Internet (ISPs), “hot spots” de acceso público como aeropuertos y centros comerciales y “hot spots” privados como redes caseras.

Cuando se compara 3G con WLAN la pregunta más importante que se presenta es si son tecnologías complementarias o compiten entre sí. Para tener una visión más precisa acerca de estas tecnologías, es importante tratar de compararlas con el fin de determinar las características que guardan en común. A continuación se plantean algunas características de cada tecnología.

WLAN es una tecnología excelente!

– Velocidad: Hasta una velocidad de aproximadamente 11Mbps, WLAN ofrece una mayor velocidad de transmisión de datos que el máximo valor de las redes celulares, 2Mbps. Para las aplicaciones que requieren un gran ancho de banda, WLAN se presenta como la mejor opción. Aplicaciones como transferencia de video tienen menor oportunidad en las redes celulares.

– Costo: WLAN es menos costosa que 3G en cuanto a utilización, instalación y mantenimiento. En lugares donde las WLANs son prácticas y efectivas, el retorno de la inversión (“Return of Investment” – ROI) puede ser muy alto, si se tienen en cuenta los altos costos del empaquetamiento de datos celular hoy en día.

– Disponibilidad: WLAN está disponible y es madura comparada con 3G, que no estará disponible ampliamente en el mercado sino hasta dentro de unos años. Muchos negocios, como aquellos relacionados con entregas y despachos, seguridad y servicios de utilidad, han implementado WLAN. El crecimiento de popularidad de esta tecnología crea una oportunidad para combinar una serie de redes WLAN de tamaño reducido y proporcionar una mayor área de cobertura.

3G es esencial

– Flexibilidad: Las WLANs son extensiones inalámbricas de las LANs (Redes de Área Local). 3G es inevitable para aplicaciones que requieren una cobertura amplia y alta movilidad. La cobertura de WLAN está alrededor de los 100mt; Bluetooth tiene una cobertura de aproximadamente 10mt. Esto es una cobertura reducida comparada con la de las redes celulares.

– Interoperabilidad: WLAN no puede ofrecer el tipo de interoperabilidad y “roaming” que ofrecen las redes celulares. Actualmente se hacen desarrollos acerca de la interoperabilidad de las redes celulares 2G y 3G intentando mejorar la cobertura global.

– Seguridad: WLAN tiene algunos problemas de seguridad. Es posible que “hackers” que se encuentren dentro del área de cobertura de un servicio WLAN puedan espiar y obtener información de otros usuarios. WLAN también puede tener problemas de degradación de la calidad porque opera en una banda no licenciada del espectro electromagnético utilizada por otros sistemas. 3G tiene implementado mejores mecanismos de seguridad y autorización de usuarios.

– Otros factores: El consumo de potencia es un área donde WLAN es ineficiente para dispositivos móviles; por ejemplo, WLAN requiere mayores niveles de potencia que 3G y GPRS, es por esto que las redes celulares pueden tener dispositivos como teléfonos móviles o PDAs. Por consiguiente, comunicaciones inalámbricas con 2.5G y 3G pueden ser más efectivas para aplicaciones que no requieren velocidad de transmisión muy alta. Finalmente, 3G es esencial para satisfacer las necesidades crecientes de comunicación de voz.

WLAN y 3G como complemento

La visión original de 3G requiere la interoperabilidad entre tecnologías celular 3G y otras tecnologías como satelital, WLAN y Bluetooth, para proporcionar una cobertura global sin interrupción. En el futuro, una adopción más amplia de tecnologías como WLAN y Bluetooth obligarán a generar desarrollos orientados a la interoperabilidad de estas tecnologías. Actualmente se han hecho pruebas de “hand-off” exitoso entre redes WLAN-GPRS y WLAN-3G.

 

Tanto 3G como WLAN son tecnologías que se están posicionando en el mercado de forma separada, aunque sus mercados se cruzan en algunos puntos. Tecnologías como WLAN y Bluetooth ofrecen conectividad inalámbrica caracterizada por altas velocidades y bajos costos, pero con una movilidad limitada, semi-estacionaria y dependiente de la ubicación. Por otro lado, 3G ofrece velocidades más bajas y costos más altos, pero con una verdadera movilidad independiente de la ubicación.

Comparando estas tecnologías es obvio que al combinar todos los beneficios se tendrá una red bastante poderosa que cubra las necesidades de la mayoría de usuarios.

2. INTEGRACIÓN DE 3G Y WLAN

2.1. Conceptos básicos[1]

Algunos conceptos básicos que deben tenerse en cuenta para entender el proceso de integración entre 3G y WLAN son: técnicas de seguridad WLAN, método de acceso WLAN público, IP Móvil e IPsec.

2.1.1. Técnicas de seguridad WLAN

WLAN fue diseñado originalmente como una extensión inalámbrica de Ethernet para uso en interiores. Es por esto que el estándar IEEE 802.11 (WLAN) adopta un protocolo simple de seguridad WEP (Privacidad equivalente a la red alambrada) para la autenticación y encriptación del nivel de enlace.

 

Toda estación WLAN y Punto de Acceso (AP) en un Sistema de Distribución (“Distribution System” – DS) comparte una clave estática, llamada clave WEP (“WEP key”). Básicamente existen dos métodos para que una estación WLAN se asocie con un AP y cree el enlace: autenticación abierta en la cual cualquier estación WLAN puede asociarse con el AP, o autenticación por clave compartida (“shared key authentication”) en donde se emplea un método basado en una clave WEP, que debe ser conocida por todas las estaciones que deseen conectarse al AP.

Sin embargo, WEP tiene varias fallas serias de seguridad debido a problemas de diseño del algoritmo de planificación de clave y la utilización de una clave WEP estática compartida por todas las estaciones WLAN. Para corregir las fallas de seguridad en WEP aparecen los estándares IEEE 802.1x y IEEE 802.11i. Utilizando el estándar IEEE 802.1x con varios protocolos EAP (Protocolo de Autenticación Extensible), la autenticación WLAN puede ser manejada por un servidor centralizado como un servidor RADIUS (Servicio de Autenticación Remota de Usuarios), y una clave para cada sesión de usuario generada para propósitos de encriptación.

2.1.2. Método de control de acceso a la red basado en Web

Varios operadores pioneros de WLAN público han adoptado una técnica de control de acceso y autenticación de usuario basada en Web. Una red WLAN pública que utiliza esta técnica, normalmente tiene una arquitectura de red como la que se muestra en la Fig. 1. El elemento clave que da fuerza al control de acceso WLAN y autenticación de usuario basado en Web es el PAC (Controlador de Acceso Público), que se instala detrás de cada AP o uno por un grupo de APs en cada “hot spot” WLAN público.

 

Si se instala una utilidad de cliente en el computador del usuario, la autenticación puede ser automatizada para un usuario registrado, como se especifica en las recomendaciones del comité WISPr (“Wireless ISP Roaming”) de la WECA (“Wireless Ethernet Compatibility Alliance”)[2].

Se debe notar que esta técnica de acceso no proporciona ninguna privacidad para los usuarios porque no hay encriptación a nivel de enlace. Las actividades de red de un usuario pueden ser monitoreadas por cualquier persona utilizando un “sniffer” en un rango de 30 a 100 mt.

2.1.3. Técnicas de movilidad IP

La mayoría de técnicas de movilidad IP existentes están basadas en IP (Protocolo de Internet), o son muy similares a esto. IP Móvil tiene dos conceptos básicos: agente local (“Home Agent – HA”) y agente exterior (“Foreign Agent – FA”). Un HA es un servidor especial desplegado en una subred que sirve como la red local para los computadores móviles; es el responsable de rastrearlos y enrutar los paquetes desde sus posiciones actuales hacia el interior o exterior empleando túneles IP. Un FA es un enrutador que funciona como un agente de movilidad para un nodo móvil; es el encargado de extraer los paquetes del túnel y entregarlos al nodo móvil correspondiente.

Debido a la amplia adopción de la técnica NAT (Traducción de Direcciones de Red), la mayoría de las implementaciones de IP Móvil han reemplazado el encapsulamiento IP por el encapsulamiento UDP con el fin de permitir que túneles IP atraviesen zonas que implementan NAT.

2.1.4. Técnicas de seguridad IP

IPsec se refiere a un conjunto de protocolos que son diseñados para proporcionar una seguridad interoperable, de alta calidad, basada en encriptación de paquetes IP. Los protocolos IPsec incluyen protocolos de seguridad de tráfico y gestión de contraseñas y protocolos de intercambio. Los servicios de seguridad ofrecidos por IPsec incluyen control de acceso, integridad sin conexión, autenticación de datos, protección contra copias y confidencialidad de flujo de tráfico limitado. Estos servicios son proporcionados en el nivel IP, brindando protección para el protocolo IP y/o protocolos de nivel superior.

 

La mayoría de implementaciones IPsec están basadas en el modo de túnel. Es decir, se construye un túnel IP encriptado entre el cliente IPsec y la “gateway” IPsec, todos los paquetes transmitidos por el túnel IP son encriptados utilizando una clave especificada en la SA (Asociación de Seguridad).

De igual manera, muchas implementaciones IPsec han reemplazado la encapsulación IP por la encapsulación UDP con el fin de permitir túneles IPsec a través de zonas que implementan NAT.

2.2. Mercado actual

El mercado de WLAN está sufriendo actualmente una expansión bastante acelerada. Se está utilizando en la oficina para incrementar la flexibilidad organizacional, y en los hogares está reemplazando los cables molestos. Mientras estos segmentos de mercado son relativamente maduros, existe un tercer segmento de mercado que todavía está en su infancia: el acceso público WLAN, que es la habilidad para acceder a Internet desde lugares públicos, tal como aeropuertos, hoteles y centros de conferencia. Este segmento ha logrado un interés considerable desde hace unos pocos años y varios empresarios han instalado redes WLAN públicas en la mayoría de ciudades de Estados Unidos y Europa. Sin embargo, hasta ahora el número de suscriptores es todavía bajo, debido principalmente a las siguientes razones:

o Cobertura deficiente
o Falta de reconocimiento de nuevos proveedores de servicio
o Falta de acuerdos o políticas acerca de “roaming”

Como se ha demostrado ahora y también a través de la historia de los servicios inalámbricos, la cobertura es el factor más importante para el éxito en la realización de nuevas tecnologías inalámbricas. Aquí es donde los operadores móviles celulares entran en escena. Ellos ya cuentan con una infraestructura que cubre áreas amplias. Sin embargo, con alguna inversión extra, pueden administrar sistemas de tarificación, autenticación, y manejo de suscriptor. Además, poseen una gran base de subscriptores móviles que serían los primeros a quienes se les ofrecería una alta velocidad de datos.

Dado este aspecto, es obvio que los operadores móviles se encuentren en una muy buena posición para agregar el servicio de WLAN como un complemento a su extensa área de servicio existente. Se espera que los ejecutivos sean el primer grupo de usuarios del servicio combinado móvil celular-WLAN. Éstos actualmente utilizan teléfonos móviles y usualmente llevan su portátil consigo cuando viajan.

2.3. Escenarios de desempeño

Existen básicamente dos tipos fundamentales de “roaming” entre redes WLAN y 3G. Primero, se tiene un usuario WLAN que tiene la opción o necesidad de pasar a una red 3G. Este podría ser un trabajador que lleva su computador portátil fuera de la oficina, por ejemplo para una conferencia. La red 3G puede ser local o pertenecer a cualquier parte del mundo donde no existe una relación de negocios directa entre el operador 3G y el operador WLAN.

 

De hecho, el operador WLAN puede ser el departamento de telecomunicaciones de una empresa, su cobertura es local y no tiene intenciones de controlar sus usuarios fuera del área de operación normal.

 

En la segunda categoría, se tienen usuarios 3G haciendo “roaming” a la red WLAN. Generalmente el operador 3G pretenderá tener algún control sobre este usuario. El operador querrá obtener beneficios de esta oportunidad. La WLAN en cuestión, puede ser proporcionada por el operador 3G para brindar una cobertura “hot spot” en centros de negocios, o puede tratarse de una WLAN pública o una WLAN de oficina.

 

En el primer escenario el usuario WLAN puede encontrar puntos de acceso en hoteles, aeropuertos y estaciones de tren. En general, el usuario utiliza un computador portátil o una PDA y tiene baja movilidad por lo que puede considerarse cuasi-estacionario.

Este usuario tiene altos requerimientos de seguridad para sus datos o los de su compañía y por consiguiente, requiere un método de autenticación confiable. El usuario puede hacer uso de una variedad de formas para facturación como prepago, facturación a través del operador de red o con tarjeta de crédito.

2.4. Requerimientos

A continuación se describen los requerimientos básicos tanto para los usuarios y proveedores, como para las aplicaciones.

2.4.1. Usuarios

Usuario WLAN:

Algunos de los servicios requeridos por el usuario WLAN pueden ser e-mail, agenda electrónica, VPNs para grupos de proyectos, acceso a Intranets corporativas, acceso a Internet, VoIP, información local (publicidad, departamentos, tarifas de uso), entre otros. El usuario WLAN está probablemente más interesado en ancho de banda; utiliza la WLAN como una extensión de la red de su oficina y espera un desempeño rápido para poder tener acceso a Internet y/o a la VPN de la oficina de su compañía.

En forma general, se puede asumir que este usuario no está interesado en las aplicaciones ofrecidas por la red 3G ya que sólo está utilizando esta red para obtener conectividad. Además, si el usuario está utilizando un computador portátil, no puede tener acceso a las aplicaciones propietarias utilizadas por los usuarios 3G.

Usuario 3G:

Por otro lado, los usuarios 3G están muy interesados en tener acceso a las aplicaciones ofrecidas por los proveedores de la red 3G. Estas deben incluir MMS (mensajería multimedia), servicios basados en la ubicación, y otros servicios ofrecidos por el operador 3G. Incluso cuando el usuario pase a otra red 3G, todavía podrá tener acceso a todos estos servicios. El usuario está utilizando un terminal especial para 3G que soporta estas aplicaciones. Como resultado, es posible que este usuario no le interese mucho el ancho de banda adicional disponible, aunque puede darse el caso donde el usuario quiera acceso a Internet o a su VPN a través de su terminal 3G.

2.4.2. Operadores

El operador WLAN va a querer obtener ingresos por el tiempo de conexión de los usuarios que visitan su red. Él puede hacer esto a través de un sistema prepago, una autorización de pago por el tiempo de conexión (tarjeta de crédito o débito), o a través de un acuerdo con los operadores 3G o GSM para permitir la facturación con la suscripción 3G/GSM del usuario. El operador WLAN necesita estar seguro que se va a mantener la integridad de su red.

Los operadores 3G trabajarán muy fuerte para mantener la integridad de sus redes, así como lo hacen los operadores de telecomunicaciones. Ellos también pretenden recibir beneficios de los visitantes. La combinación de todo esto hace pensar que la autenticación del usuario es una alta prioridad para los operadores 3G. La continuidad del servicio para los usuarios visitantes también será una importante fuente de ingresos adicionales y ayudará a mantener estos clientes. Por lo tanto, la unión de la red 3G con WLAN necesitará soportar, en lo posible, los servicios ofrecidos por el operador 3G.

2.4.3. Aplicaciones

Algunos de los requerimientos que deben poseer las aplicaciones son la flexibilidad para soportar conexiones a diferentes anchos de banda y flexibilidad para soportar diferentes pilas de protocolos IP en el sistema operativo durante la sesión. Deben tenerse presente cuáles son las aplicaciones que utilizarán los usuarios y cómo se comportarán ante cambios en el ancho de banda. Inclusive si este cambio en el ancho de banda se hace sin interrupción, algunas aplicaciones menos tolerantes a esto se verán afectadas. Un ejemplo de una aplicación que es tolerante a cambios en el ancho de banda podría ser el correo electrónico, mientras que una videoconferencia es una aplicación que no podría soportar esto. Un problema que puede enfrentar esta red combinada es la incompatibilidad entre las redes y el sistema operativo del terminal del usuario.

Cualquier cosa que se intente hacer desde la perspectiva de estandarización para solucionar estos problemas, debe tener en cuenta que actualmente existen muchas aplicaciones en el mercado que no podrán adaptarse inmediatamente a estos nuevos requerimientos y esto ocasionará que muchos usuarios decidan no actualizarse.

2.5. Características esenciales

A continuación se hace un análisis de algunos detalles de los requerimientos planteados anteriormente.

Roaming:

La primera pregunta que aparece es si realmente es necesario un “roaming” sin interrupción para unos usuarios que son más o menos estacionarios (usuarios WLAN). Esto es digno de consideración cuando se intenta llevar un desarrollo simple como WLAN hacia uno complejo como 3G. En todo caso, el estándar actual de WLAN (IEEE 802.11b) no especifica ningún protocolo para interconexión y “roaming”, aunque sí soporta “roaming” entre puntos de acceso del mismo sistema.

También debe recordarse que las direcciones IP son jerárquicas y esto hace menos factible el “roaming”, aunque el RFC (“Request for Comments”) 2002 de la IETF para IP Móvil sugiere algunas soluciones.

Autenticación

Se le debe asignar una dirección IP pública al usuario visitante. Al momento del acceso inicial, el usuario puede ser dirigido a una página de autenticación segura. El método a través del cual se haga esto puede ser escogido dependiendo de las opciones de pago. La autenticación no será necesaria si se tiene acceso únicamente a servicios gratuitos.

La complejidad para el operador de la red o proveedor debe ser transparente para el usuario. Dependiendo de la implementación en particular, es posible realizar una autenticación dentro de la red WLAN similar a la que ocurre en la red celular. Es decir, en el caso en que el operador celular sea el propietario de la red WLAN, es más probable que reutilice la autenticación basada en SIM (Módulo de Identidad del Suscriptor) dentro del entorno WLAN. Esta autenticación puede ser utilizada de forma similar en el caso en que la red WLAN no pertenezca al operador celular.

Encriptación

Por lo general, se piensa que una debilidad del grupo de estándares 802.11x es su método de encriptación. La WEP ha estado demostrando ser un esquema de encriptación ineficiente si utiliza una única forma de encriptación. Con la utilización de EAP, WEP puede reforzarse utilizando una única clave de sesión para cada usuario WLAN. Típicamente, un canal de encriptación WEP puede construirse en cuestión de horas debido a su débil algoritmo de encriptación y la usual práctica de una clave universal, compartida por todos los usuarios de la red WLAN. Al implementar EAP, compartir claves no será necesario; en este caso, en cada sesión se asigna una nueva clave por usuario. Incluso si la duración de la sesión excede la cantidad de tiempo típica, el “hacker” puede utilizar la clave únicamente para desencriptar datos de la sesión a la cual pertenezca la clave, y solamente por la duración de la sesión, mientras todas las otras sesiones permanecen seguras. Para agregar seguridad en la red WLAN, puede, además, implementarse el cifrado celular.

Facturación

La integración de la facturación se hará a través de la función de Mediador de Facturación en la arquitectura de acoplamiento débil, que se verá más adelante. La función del Mediador de Facturación es convertir las estadísticas de contabilidad de las redes WLAN y celular en un formato nativo del sistema de facturación particular utilizado por el operador. El sistema de facturación puede ser el implementado por el sistema GPRS/UMTS, o un sistema estándar basado en IP utilizado principalmente por los ISP (Proveedores de Servicio de Internet).

 

Para la facturación se debe combinar una serie de métodos como prepago, facturación en la cuenta del teléfono móvil, facturación en la cuenta del proveedor del servicio de Internet, facturación a otro proveedor (como hoteles) o facturación a la tarjeta de crédito o débito.

 

Cada una de estas opciones incrementa la complejidad del sistema. Para la facturación entre redes, los operadores deben tener una relación comercial soportada por registros de facturación apropiados y aseguramiento de la calidad. Probablemente la facturación a través de tarjeta de crédito o débito es la forma más fácil, comercial y segura de hacer esto en las redes 3G/WLAN establecidas.

La utilización de tarjetas inteligentes (SIM) en WLAN extiende la oportunidad de los operadores de red de facturar y mantener las relaciones con los clientes. En este caso los operadores están asumiendo también el riesgo del crédito para los usuarios y esto puede aliviar el riesgo comercial para los operadores de WLAN más pequeños. Poner a funcionar este sistema es muy simple, el usuario sólo debe conectar y utilizarlo (“Plug and Play”).

2.6. Fases de integración
La integración de WLAN con 3G puede experimentar tres fases importantes.

2.6.1. Acoplamiento débil (“Loose coupling”)

Este es el escenario actual en el que WLAN y 3G son redes de acceso independientes y separadas. El acceso a Internet o Intranet es proporcionado por un ISP y el método de facturación es similar. Por otro lado, la tecnología WLAN no requiere tarjetas inteligentes, así que el usuario puede utilizar dispositivos estándares y diferentes para tener acceso a cada red. La Figura 2 muestra la arquitectura de esta fase.

Esta solución tiene la desventaja de que el “roaming” entre 3G y WLAN no es posible y el método de autenticación, autorización y administración (AAA) es diferente.

2.6.2. Acoplamiento cercano (“Close coupling”)

Esta es la siguiente fase de la integración en donde las redes WLAN y 3G siguen siendo separadas. La GGSN (Nodo de Soporte para la Gateway GPRS) es la encargada de proporcionar el acceso a Internet e Intranet. El método de facturación es común para ambas redes y la función de AAA puede brindar seguridad móvil a través de la interfaz HLR (Registro de Localización Local)/AAA.

Se requiere la función de la tarjeta inteligente (SIM) para WLAN si se pretende utilizar el método de autenticación de la red 3G a través del HLR. Claro que WLAN trabajará sin esta funcionalidad por medio del servidor RADIUS. La Figura 3 muestra la arquitectura de esta fase.

Esta solución tiene la desventaja de que el “roaming” entre WLAN y 3G todavía no es posible.

2.6.3. Acoplamiento fuerte (“Tight coupling”)

Esta fase es similar a la anterior, pero en este caso las redes 3G y WLAN están unidas antes del SGSN (Nodo de soporte para el servidor GPRS). En este caso, sí es posible hacer “roaming” entre ambas redes. Antes de que pueda generarse “roaming” entre ambas redes, es necesario solucionar problemas como el direccionamiento y el enrutamiento IP.

 

La desventaja de esta solución es que su acercamiento es complejo y se requieren nuevos estándares (como la interfaz Iu entre el SGSN y el AP WLAN), enrutamiento IP y direccionamiento.

Con esta solución la red WLAN se conecta al núcleo de la red UMTS a través de una interfaz Iu modificada. Esto requerirá que el propietario de las redes sea el mismo. La interfaz Iu es definida por el Grupo de Trabajo 3GPP RAN3, pero no es necesario que cumpla con los estándares, así que pueden existir soluciones propietarias en este nivel.

Según esto, se puede argumentar que no es necesario un desarrollo de la interfaz Iu basado en estándares. Sin embargo, será de mucha ayuda estar de acuerdo en las funciones que esta va a soportar para que los desarrolladores de aplicaciones y terminales puedan trabajar con base en algo común y permitan compatibilidad.

2.7. Cuarta generación de comunicaciones móviles (4G)

El UMTS Forum ha definido 4G como una red 3G complementada con WLAN, donde ‘complementado’ sugiere que se logrará un nivel de integración y se espera que 4G sobrepase este proceso. Se afirma que 4G será una colección de protocolos y tecnologías, combinados para proporcionar altas velocidades con enlaces “uplink” y “downlink” asimétricos.

4G será el desafío de integración para las tecnologías de acceso como WLAN, 3G y Bluetooth, y proporcionará menores tiempos de transición del estado inactivo a activo. Se presentarán, sin duda, mejoramientos en la parte de radiofrecuencia como el aumento de la eficiencia espectral, disminución del costo por bit junto con desarrollos de antenas adaptativas.

3. SOLUCIONES PROPIETARIAS

A continuación se presentan algunas soluciones desarrolladas por empresas que buscan la manera de integrar la red celular con la red WLAN.

3.1. Ericsson Mobile Operator WLAN solution[3]

Esta solución planteada por Ericsson combina los beneficios de área amplia de los sistemas móviles de segunda y tercera generación, incluyendo “roaming” ilimitado y movilidad, con la eficiencia adicional y capacidad de los “hot spots” interiores a través de WLANs. La solución brinda acceso público móvil de banda ancha a Internet e Intranets corporativas con tan solo una baja inversión adicional.

3.2. AT&T LABS: Internet Roaming[1]

El sistema Internet Roaming es una arquitectura de red corporativa práctica basada en IP, que proporciona una interconexión entre redes sin interrupción a través de WLAN de oficinas, WLAN caseras, WLAN públicas, y la red celular 2.5/3G para usuarios de datos corporativos inalámbricos.

3.3. EVOLUTE Architecture[4]

Esta solución ha sido planteada por Motorola, ICOM, FhG, CEFRIEL, Telia, UniS y Alcatel. EVOLUTE propone una arquitectura de red basada completamente en IP, que tiene como objetivo proporcionar servicios multimedia sin interrupción a los usuarios de “roaming”. EVOLUTE es una arquitectura que combina gestión de movilidad multinivel, métodos de autenticación, autorización y tarificación rápidos y escalables, y aprovisionamiento de servicios multimedia.

4. CONCLUSIONES

La aparición de adaptadores integrados WLAN/3G para computadores probablemente desplacen a los terminales 3G, aunque es probable tener terminales 3G habilitados para Bluetooth. Por lo tanto, es posible que el usuario utilice más de un dispositivo, un computador con GPRS/Edge/WLAN/Bluetooth y un terminal móvil 3G.

Una duda que aparece a futuro es si se va a disponer de VoIP (Voz sobre IP). El problema que se presenta es que WLAN no está optimizado para voz por lo que se necesitarían medidas especiales de QoS (Calidad del Servicio). Esto no debe despertar interés en los operadores móviles.

Para lograr compatibilidad entre las redes celulares y WLAN se requiere trabajar tanto en el área tecnológica como en el área no tecnológica, como poner de acuerdo a los operadores celulares y de “hot spot” para permitir que usuarios visitantes entren a sus redes (“agreements roaming”). Dar solución a estos acuerdos de “roaming” a veces se considera más difícil que el problema hardware.

El rápido despliegue del estándar IEEE 802.11i en los “hot spots” como aeropuertos y hoteles ha hecho del acceso de datos móvil algo más ampliamente disponible y aceptado. Pero un gran problema es que existen docenas de operadores WLAN que no pueden interconectar sus redes, haciendo del “roaming” algo molesto para el usuario, y dejando a este con muchas cuentas por pagar.

Los dispositivos de red requieren una identidad única segura que pueda ser enviada a un punto de autenticación y tarificación seguro, sin importar los tipos de red ni sus operadores.

Agregando autenticación basada en tarjeta inteligente, se pueden tener usuarios WLAN haciendo “roaming” libremente entre redes WLAN y GPRS, sin tener que suscribirse a diferentes empresas cada vez que se sale de la cobertura de un operador.

Las redes WLAN son convenientes, aunque algunas empresas prohíban o limiten el uso de esta tecnología inalámbrica para cuestiones de negocios porque no es lo suficientemente segura. De manera similar ocurre con las redes celulares; en la mayoría de empresas, los empleados deben abstenerse de tratar temas importantes y de alta confidencialidad a través de equipos celulares, ya que pueden ser fácilmente interceptados.

Telecomunicaciones del Grupo de Nuevas Tecnologías en Telecomunicaciones (GNTT), es Co-fundador y participa en el Grupo de Aplicaciones Inalámbricas – Wapcolombia y es Miembro del Grupo de Software Libre. Además es el Director de la Red de Datos de Unicauca y el Consejero de la Rama IEEE de la FIET.

Áreas de interés: Gestión Integrada de Sistemas de Telecomunicaciones, Sistemas Inalámbricos en Comunicación de Datos, Desarrollo de Aplicaciones Web/Wap/J2ME, Sistemas de Comunicación Móvil, Servicios de Internet y Software Libre.

ABREVIATURAS

3G Sistemas móviles de tercera generación (UMTS)
4G Sistemas móviles de cuarta generación
LAN Red de área local
WLAN Red de área local inalámbrica
Wi-Fi Fidelidad inalámbrica
ROI Retorno de la inversión
WEP Privacidad equivalente a la red alambrada
IPsec Protocolo de seguridad de IP
AP Punto de acceso
DS Sistema de distribución
EAP Protocolo de autenticación extensible
RADIUS Servicio de autenticación remota de usuarios
HA Agente local (Home Agent)
FA Agente externo (Foreign Agent)
NAT Traducción de direcciones de red
IP Protocolo de Internet
UDP Protocolo de datagramas de usuario
SA Asociación de seguridad
VPN Red privada virtual
VoIP Voz sobre IP
MMS Servicio de mensajería multimedia
AAA Autenticación, autorización y administración
GGSN Nodo de soporte para la gateway GPRS
SIM Módulo de identidad del suscriptor
HLR Registro de localización local
SGSN Nodo de soporte para el servidor GPRS
3GPP Proyecto de asociación de tercera generación

REFERENCIAS
[1] http://www.nd.edu/~hluo/publications/SPIE02.pdf
[2] http://www.wi-fi.net/OpenSection/wispr.asp
[3] EricssonMobileOperatorWLANsolution_2002014.pdf
[4]http://www.fokus.fhg.de/research/cc/mobis/publ/doc/2002/EVOLUTE_D2.1_Final.pdf

OTRAS REFERENCIAS

• http://www.lucent.com/livelink/0900940380033c64_Newsletter.pdf
• http://www.itworld.com/Net/2613/0301213gwlanroaming/page_1.html
• http://www.theregister.co.uk/content/69/30144.html
• http://www.mobilein.com/WLANRoaming.htm
• http://www.80211-planet.com/news/article.php/992581
• http://features.slashdot.org/features/03/04/08/121215.shtml?tid=100
• http://www.80211-planet.com/news/article.php/975621
• http://www.nwfusion.com/news/2003/0203ericstests.html
• http://www.3gnewsroom.com/3g_news/jul_02/news_2368.shtml
• http://www.ewirelessnews.com/cgi-bin/pr.cgi?prid=64&uptype=pr
• http://tin.le.org/vault/wireless/answer.wlan.3g.html
• http://www.mobile.commerce.net/story.php?story_id=2373
• http://www.idg.net/idgns/2002/09/19/3GLucentRoamsBetweenWLAN.shtml
• http://www.wapinsight.com/Intec_billing.htm
• http://www.lucent.com/press/0902/020918.nsb.html
• http://www.metrinomics.com/reports/report_wireless/
• http://www.3g.co.uk/PR/October2002/4265.htm
• http://www.mobileinfo.com/News_2002/Issue22/Nokia_Debate.htm

AUTORES

Maria Lucia Muñoz Grass

Gustavo Adolfo Cardona Kafruni

Guefry Leider Agredo Méndez