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Wifi
En un nivel básico, Wifi es una forma de hacer llegar Internet de banda ancha a un dispositivo mediante transmisores inalámbricos y señales de radio.

Una vez que un transmisor recibe datos de Internet, convierte los datos en una señal de radio que puede ser recibida y leída por dispositivos habilitados para WiFi.

Para 2003, las velocidades más rápidas y la cobertura de distancia de las versiones WiFi anteriores se combinaron para crear el estándar 802.11g. Los enrutadores también estaban mejorando, con mayor potencia y mayor cobertura que nunca.

Para 2014 llega WiFi 5, el protocolo 802.11ac tenía como objetivo mejorar el rango de 5 GHz: tenía cuatro veces la velocidad de WiFi 802.11n, un mayor ancho y la capacidad de soportar más antenas, lo que significa que los datos se podrían enviar más rápidamente.

Y por fin en 2019, se dio la entrada a WiFi 6 el cual  generó una gran promesa de conectividad más rápida y enlace entre tecnologías con velocidades de hasta 9,6 Gbps, que en comparación con los 3,5 Gbps en WiFi 5, representa un aumento de casi el 300%.

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Fue desarrollado y lanzado a los usuarios en el año de 1997, el cual solo permitía dos megabytes para la transferencia de datos, dando lugar a la creación de IEEE 802.11.

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El alcance máximo del WIFI varía según el estándar específico de Wifi, la configuración del hardware, y las condiciones ambientales:

802.11b: Hasta 140 metros al aire libre.

802.11a/g: Hasta 120 metros al aire libre.

802.11n: Hasta 250 metros al aire libre.

802.11ac: Aunque se centra más en proporcionar mayor ancho de banda, el alcance puede ser similar o ligeramente mejor que el 802.11n debido a las mejoras en la tecnología.

802.11ax (WiFi 6): Aunque su enfoque principal es la eficiencia y capacidad, el alcance es similar o un poco mejor que 802.11ac.

Estos son los alcances máximos en condiciones "ideales", Sin embargo, en un entorno más común como los son las casas u oficinas estas distancias se ven reducidas a aproximadamente entre 30 y 50 metros, esto debido a los obstáculos que hay en estos lugares (paredes, techos, otros dispositivos como microondas, teléfonos inalámbricos y otras redes WiFi)

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Posteriormente para el año de 1999 se introdujeron nuevos equipos, es decir routers, para  cumplir con la IEEE802.11, con lo que WiFi se consagró como para uso doméstico.

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Banda de Frecuencia de Funcionamiento en el Espectro Radioeléctrico

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Banda de Frecuencia de Funcionamiento en el Espectro Radioeléctrico

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WiFi utiliza ondas electromagnéticas para comunicar datos que se ejecutan en dos frecuencias principales: 2.4Ghz (802.11b) y 5Ghz (802.11a). Durante muchos años, 2.4Ghz fue una opción popular para los usuarios de WiFi, ya que funcionaba con la mayoría de los dispositivos convencionales y era menos costoso que el 11a.

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El WIFI utiliza ondas electromagnéticas para transmitir datos entre dispositivos y puntos de acceso o routers, la transmisión de estos datos se basa en varias técnicas y especificaciones entre las cuales se encuentran la siguientes:
Bandas de Frecuencia: WiFi opera principalmente en dos bandas de frecuencia:

2.4 GHz: Utilizado por los estándares 802.11b, 802.11g, 802.11n y otros.

5 GHz: Utilizado por los estándares 802.11a, 802.11n, 802.11ac y 802.11ax (WiFi 6), entre otros.

Modulación: Para transmitir datos a través de ondas de radio, WiFi utiliza diferentes técnicas de modulación, como BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM, y, en estándares más recientes, hasta 1024-QAM.
Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM): OFDM es una técnica que divide un canal de radio en varios subcanales más estrechos.
MIMO (Multiple Input, Multiple Output): Introducido en el estándar 802.11n, MIMO utiliza múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para mejorar la velocidad y el alcance de la transmisión inalámbrica.
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance): Es el protocolo que utiliza WiFi para gestionar el acceso al medio.
Canales: En las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz, el espectro se divide en canales. En la banda de 2.4 GHz, los canales típicamente tienen 20 MHz de ancho y están espaciados cada 5 MHz, aunque en la práctica solo unos pocos canales no se superponen.

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Zigbee es una tecnología inalámbrica desarrollada como un estándar de conectividad de mercado global abierto para abordar las necesidades únicas de las redes de datos inalámbricas de bajo coste y bajo consumo IoT .

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Bluetooth es una especificación tecnológica para redes inalámbricas que permite la transmisión de voz y datos entre distintos dispositivos mediante una radiofrecuencia segura.

Esta tecnología permite las comunicaciones sin cables ni conectores y la posibilidad de crear redes inalámbricas domésticas para sincronizar y compartir la información que se encuentra almacenada en diversos equipos.

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1994
Año en el aparece por primera vez este tipo de tecnología. Fue desarrollado por Japp Haarsten y Sven Mattinson.

El origen de su nombre, trata de hacer honor al rey vikingo, Harald Bluetooth, el cual logró unificar el reino danés y noruego.

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Es un proceso de transferencia de información entre un dispositivo y la computadora. Los datos se transmiten en paquetes a través de "endpoints" o puntos finales.

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Asignatura: Tecnologías e Interfaces de Computadoras
Carrera: Ingeniería en Informática
Periodo: Agosto-Diciembre 2023

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FORMAS DE SEÑALES
Las señales del USB se transmiten en un cable de par trenzado con impedancia característica de 90 O ± 15%, cuyos hilos se denominan D+ y D-. Estos, colectivamente, utilizan señalización diferencial en full dúplex para combatir los efectos del ruido electromagnético en enlaces largos.

D+ y D- suelen operar en conjunto y no son conexiones simples. Los niveles de transmisión de la señal varían de 0 a 0'3 V para bajos (ceros) y de 2'8 a 3'6 V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en ±400 mV en alta velocidad (2.0).

CODIFICACIÓN

Rojo: el cable en rojo se usa para pasar energía eléctrica cargada positivamente. Dispone de electricidad de corriente continua de 5V.

Negro: El cable en negro es el cable de tierra.

Blanco: El cable en blanco se usa para datos positivos (D+).

Verde: El cable en verde se usa para datos negativos (D-).

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VERSIONES DE CONECTORES

USB Tipo A: el conector predominante entre los periféricos y ordenadores principales, privilegio que ahora comparte con los de Tipo C. Se utiliza con los estándares USB 1.0, 2.0, 3.0 y 3.1. Los que llevan el estándar 3.0 o 3.1 llevan un pequeño plástico de color azul en el interior.

USB Tipo B: se usa principalmente para conectar periféricos como pueden ser impresoras y escáneres, por medio de corriente eléctrica. Funciona con USB 1.0, 2.0 y 3.0.

USB Tipo C: su principal característica es que es completamente reversible, por lo que se puede conectar como queramos. Se suele utilizar con el USB 3.1, pero también acepta el 3.2 y 4.0, además de los Thunderbolt 3, un estándar alternativo al HDMI.

Mini USB: actualmente no se emplea, pero puede ser que se encuentre en alguna cámara de fotos antigua.

Micro USB: fue muy popular y empleado hasta la llegada del tipo C. Todavía se ve en algún que otro móvil de gama de entrada o en aquellos que tengan unos cuantos años.

DESIGNACIÓN DE PINES (MICRO USB, MINI USB)

1. Rojo VBUS (+), tensión 5 V, amperaje 0,5 A.

2. Blanco (-), D-.

3. Verde (+), D+.

4. ID - para el tipo A en cortocircuito con GND, para mantener la función OTG y para el tipo B no conectado.

5. El negro GND, tensión de 0V, se utiliza para la conexión a tierra.

DESCRIPCIÓN DE CABLEADO
Existen tres tipos de cables USB: estándar (comúnmente llamado "de quita y pon"), fijo de media y alta velocidad, y cable fijo de baja velocidad.

Cable estándar "de quita y pon": Se trata de un cable de velocidad alta y media, con un conector macho de Serie A en un extremo y un conector macho de Serie B en el otro extremo.

Cable fijo de velocidad alta y media: La denominación de fijo se refiere a los cables que son proporcionados por el fabricante del dispositivo fijos a éste, o bien sin ser fijos, con un conector específico del fabricante.

Cable fijo de velocidad baja: Al igual que el cable fijo de alta y media velocidad tiene un conector macho de Serie A en un extremo, mientras que el otro depende del fabricante. La diferencia es que este tipo de cables sólo funciona con dispositivos de velocidad baja.

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TOPOLOGÍA
Los dispositivos USB adoptan una topología de estrella y se organiza por niveles a partir de un controlador host instalado en la placa base, que actúa de interfaz entre el bus de ésta (generalmente a la interfaz PCI ) y el primer dispositivo USB, el denominado concentrador raíz ("Root hub"), instalado también en la placa.

En un bus USB existen dos tipos de elementos: Anfitrión ("host") y dispositivos; a su vez, los dispositivos pueden ser de dos tipos: concentradores y funciones.

Los concentradores ("Hubs") son el centro de una estrella, y sirven para conectar con el sistema anfitrión, con otro hub o con una función.

Una función es un dispositivo capaz de transmitir o recibir datos o información de control en un bus USB, suele conectarse como un dispositivo independiente enlazado por un cable de menos de 5 metros, a un puerto del hub o directamente al sistema anfitrión.

De esta descripción se desprende que cada segmento
del bus representa una conexión punto a punto de alguno de
los tipos siguientes:

Sistema anfitrión -->Función

Sistema anfitrión  --> Concentrador

Concentrador   --> Concentrador

Concentrador  --> Función.

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Son conexiones lógicas que establecen cómo se gestionan las comunicaciones entre el host y los dispositivos, y cómo se organizan y transfieren los datos, este enlace configura los parámetros asociados con el ancho de banda que tipo de transferencia se va a utilizar, dirección del flujo de datos y el máximo y/o mínimo de tamaños de los paquetes/buffers.

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Se usan para transferencias que tienen un formato definido de mensaje. Estas tuberías son más complejas porque requieren interpretar o generar mensajes con un formato específico. Este tipo de enlace virtual si tiene un formato USB definido y solo puede soportar la transferencia de "Control"

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Usadas para configurar un dispositivo cuando es conectado y para enviar comandos o recibir información.

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Zigbee se basa en el nivel físico y el control de acceso al medio (MAC) definidos en la versión de 2003 del estándar IEEE 802.15.4. La especificación 1.0 de Zigbee se aprobó el 14 de diciembre de 2004 y está disponible a miembros del grupo de desarrollo (Zigbee Alliance).

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10 Metros
El alcance de la conexión Bluetooth es de hasta 10 metros. Sin embargo, el alcance máximo de comunicación variará según los obstáculos y el entorno electromagnético (paredes, personas, metales, dispositivos electrónicos, etc.)

Cuando un transmisor Bluetooth detecta otro, establece automáticamente una pequeña red inalámbrica, llamada piconet, que funciona siempre que el transmisor y el receptor se encuentren a menos de 30 pies (10 m) el uno del otro.

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Esta especificación fue realizada por las empresas Compaq, Intel, Microsoft y NEC, en septiembre de 1998.

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1. Concepción y necesidad de estándar: A fines de la década de 1980 y principios de la década de 1990, la creciente diversidad de dispositivos periféricos (teclados, ratones, impresoras, escáneres, etc.) hizo evidente la necesidad de un estándar unificado para conectar estos dispositivos a las computadoras. Antes del USB, había una variedad de interfaces propietarias que dificultaban la interoperabilidad.

2. Creación del grupo USB-IF: En 1994, un grupo de siete empresas líderes en tecnología (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC y Nortel) formó el USB Implementers Forum (USB-IF) para desarrollar un estándar común de conectividad. Este grupo trabajó en el desarrollo de la especificación USB.

3. USB 1.0: En 1996, se lanzó la primera especificación USB 1.0, que permitía una velocidad de transferencia de datos de 1.5 Mbps (USB 1.0 de baja velocidad) y 12 Mbps (USB 1.0 de alta velocidad). La tecnología USB fue ampliamente adoptada en dispositivos y computadoras.

4. USB 2.0: En el año 2000, se introdujo USB 2.0, que ofrecía una velocidad de transferencia de datos de hasta 480 Mbps, lo que permitió la conexión de dispositivos de mayor rendimiento, como discos duros externos y cámaras digitales.

5. USB 3.0: En 2008, se presentó USB 3.0 (también conocido como USB 3.1 Gen 1), que ofrecía una velocidad de transferencia de datos de hasta 5 Gbps, aproximadamente diez veces más rápida que USB 2.0. Esto permitió una transferencia de datos mucho más rápida entre dispositivos y computadoras.

6. USB 3.1 y USB-C: En 2013, se introdujo USB 3.1, que aumentó aún más la velocidad de transferencia de datos a 10 Gbps (USB 3.1 Gen 2). Además, se presentó el conector USB-C, que es reversible y admite una variedad de funciones, como la entrega de energía (Power Delivery) y la transmisión de video.

7. USB 3.2: En 2017, se lanzó USB 3.2, que ofrecía velocidades de transferencia de datos de hasta 20 Gbps (USB 3.2 Gen 2x2) utilizando un cable USB-C especial con dos pares de cables adicionales.

8. USB 4.0: En 2019, se presentó USB 4.0, que ofrece velocidades de transferencia de datos de hasta 40 Gbps y mejoras en la entrega de energía y la compatibilidad con pantallas 4K y 8K.

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Es una función encontrada en algunas videocámaras, que permite transferir vídeo y audio en vivo a una computadora por medio de una conexión de cable USB.
Es una función util cuando se utiliza una videocámara para conferencias.

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USB (Universal Serial Bus) en sus inicios estuvo integrado por compañías lideres en el mundo de las telecomunicaciones:
-Digital EquipmentCorporation
-NEC
-Compaq
-Intel
-Northern Telecom
-Microsoft
-IBM
-Hewlett-Packard (HP)

Quienes desempeñaron un papel crucial en el desarrollo y la promoción del estándar USB, que se ha convertido en una de las interfaces de conexión más ampliamente utilizadas en la actualidad para conectar dispositivos periféricos a computadoras y otros dispositivos electrónicos.

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El punto de conexión bulk IN se usa para leer datos del dispositivo al host y el punto de conexión out masivo se usa para enviar datos del host al dispositivo.
Tiene bits CRC para comprobar si hay errores y, por tanto, proporciona integridad de los datos.

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Esta solución ofrece la forma de compartir uno o varios dispositivos USB entre diferentes computadoras.
Esto puede causar que una sola presión del botón es suficiente para cambiar la conexión de múltiples dispositivos de una PC a otra.

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Es la capacidad de una aplicación de escritorio transferir datos hacia y desde puntos de conexión isócronos de un dispositivo USB.
Un dispositivo USB puede admitir puntos de conexión isócronos para transferir datos dependientes del tiempo a una velocidad estable, como con streaming de audio y vídeo.

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IEEE 802.15.1
El estándar IEEE 802.15.1 especifica la operación y la arquitectura de los dispositivos Bluetooth, pero el funcionamiento se dedica solo a la capa física y la de control de acceso medio (MAC).
Las capas y las aplicaciones del protocolo están estandarizadas por Bluetooth SIG.

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10-20 metros en el interior, 75-300 en el exterior

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El estándar correspondiente de ZigBee en el IEEE es el IEEE 802.15.4.  establece las características de la capa física (PHY) y la capa de acceso al medio (MAC) para redes inalámbricas de baja potencia, y es la base sobre la cual se construyen varias tecnologías de comunicación, incluyendo ZigBee.

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Banda de Frecuencia de Funcionamiento en el Espectro Radioeléctrico

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Banda de Frecuencia de Funcionamiento en el Espectro Radioeléctrico

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2.4 GHz
A diferencia de la tecnología IrDa, que utiliza radiación de luz para enviar datos, Bluetooth utiliza ondas de radio (en la banda de frecuencia de 2.4 GHz) para comunicarse.

Como consecuencia, los dispositivos Bluetooth no necesitan estar visualmente comunicados para intercambiar datos. Esto significa que los dos dispositivos pueden comunicarse incluso si se encuentran separados por una pared.

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Banda de Frecuencia de Funcionamiento en el Espectro Radioeléctrico

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Banda de Frecuencia de Funcionamiento en el Espectro Radioeléctrico

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La banda de frecuencia de funcionamiento en el espectro radioeléctrico de ZigBee varía según la región geográfica y las regulaciones locales, pero generalmente se encuentra en las siguientes bandas de frecuencia:

Banda de 2.4 GHz: Esta es la banda de frecuencia más comúnmente utilizada para ZigBee en todo el mundo. En esta banda, ZigBee opera en el rango de frecuencia de 2.400 a 2.4835 GHz.

Banda de 915 MHz: En América del Norte, ZigBee también puede operar en la banda de frecuencia de 915 MHz. Esto permite una mayor penetración de señal y un mayor alcance en comparación con la banda de 2.4 GHz.

Banda de 868 MHz: En Europa, ZigBee puede utilizar la banda de 868 MHz para la comunicación inalámbrica. Al igual que la banda de 915 MHz, la banda de 868 MHz proporciona una mejor penetración de señal y un mayor alcance en comparación con la banda de 2.4 GHz.

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Inalámbrica
La forma más habitual de utilizar el Bluetooth a día de hoy es conectando un dispositivo a un teléfono móvil o bien dos smartphones entre sí, por ejemplo.

La tecnología inalámbrica Bluetooth elimina la necesidad de un cable diferente para permitir la conexión en red entre diferentes dispositivos y la transferencia de archivos entre los mismos.

El proceso para acceder a Bluetooth

Ir a los ajustes del teléfono móvil

Pulsar en Bluetooth / Dispositivos conectados / Conexiones inalámbricas (depende la versión)

Elegir Bluetooth

Comprobar que esté visible para dispositivos cercanos

Verificar la lista de dispositivos disponibles cercanos

Elegir el dispositivo a vincular

Seguir los pasos que aparecerán posteriores indicados

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1. Modo de Transmisión Simple (STX): En este modo, un dispositivo ZigBee transmite datos de forma individual sin coordinación especial con otros dispositivos.

2. Modo de Transmisión de Slot Sincronizado (SSS): En este modo, los dispositivos de la red ZigBee están sincronizados en intervalos de tiempo llamados "slots". Cada dispositivo tiene su propio slot de tiempo asignado para transmitir datos, lo que permite una coordinación más precisa y un menor riesgo de colisiones en la red.

3. Modo de Transmisión en Malla (MTX): ZigBee también admite una topología de red en malla en la que los dispositivos pueden retransmitir datos de otros dispositivos.

4. Modo de Transmisión en Estrella (ETX): En este modo, un dispositivo central, como un coordinador de red ZigBee, se comunica directamente con múltiples dispositivos finales.