Conexión de un PC a la red ciudadana ElxWifi

Pedro J. Lledó Sigüenza

1 Introducción

En este texto encontraréis los pasos a seguir para conectar un PC a una red ciudadana Wireless. Durante el proceso se encontraron varios problemas de accesibilidad a la red que fueron solventados implementando estandares como POE (del inglés PowerOverEthernet) y Ethernet.

1.1 Trasfondo (Red ciudadana ElxWifi)

La red ciudadana ElxWifi es una red de area metropolitana (MAN) creada mediante la utilización de tecnología Wireless (Redes sin cables) y está situada en el casco urbano de Elche (Alicante).

Esta red trata de implementar todas las ventajas de las redes de area extensa (de las cuáles un ejemplo claro es Internet) en un entorno ciudadano y libre, pudiendo asi hablar con tus amigos y familiares desde cualquier lugar con cobertura, jugar en red, navegar por las webs creadas por sus usuarios, e infinidad de ventajas más, gracias a que se trata de una red de alta velocidad.

1.2 Tecnologia Wireless (802.11b)

802.11 es un protocolo del nivel de enlace (en la arquitectura OSI) comúnmente llamado Wireless (o WI-FI). Esta tecnología se comunica mediante el uso de ondas electromagnéticas de baja potencia propagadas por el aire, y dependiendo de los parámetros de la señal existirán unas mayores posibilidades de crear conexiones más eficientes.

Existen varios tipos de dispositivos específicos que hacen uso de este estándar de comunicaciones como son por ejemplo las tarjetas wireless ( ya sean USB, PCI o PCMCIA) o los Puntos de Acceso inalámbricos (APs).

1.3 Power Over Ethernet (802.3af)

La tecnología Power Over Ethernet (de ahora en adelante POE) consiste en transportar corriente eléctrica y datos en un mismo cable Ethernet de par trenzado. Esta tecnología se utiliza para suministrar equipos con pocas necesidades eléctricas situados en lugares de poca accesibilidad para la red eléctrica (por ejemplo azoteas), siendo necesario que a su vez se utilicen cables Ethernet para la transmisión de datos.

Este estándar viene descrito en el RFC 802.3af y se implementa utilizando dos de los cuatro pares de cables trenzados para transmitir la corriente eléctrica (previamente transformada entre 5 y 10 voltios) y los restantes se usaran para la transmisión de datos.

1.4 Casos similares

Una de las posibles soluciones para conectarse a la red es la utilización de antenas externas que potencien y dirijan la señal Wireless desde la estación que desee conectar hasta el nodo más cercano perteneciente a la red.

En este caso lo más común seria la utilización de una tarjeta wireless cuya señal seria amplificada mediante la utilización de una antena externa. Existen gran variedad de antenas externas que van desde las que vienen incluidas con algunas tarjetas Wireless (de baja potencia, alrededor de 4 db) hasta las antenas externas direccionales (alta potencia). El mercado esta lleno de todo tipo de antenas que pueden dar un mejor o peor resultado dependiendo de la calidad de estas.

2 Objetivos

El objetivo principal para la instalación es conseguir conectar un equipo situado en una cuarta planta de un edificio a una manzana del nodo más cercano perteneciente a la MAN.

Por desgracia, al encontrarse tan cerca del AP, y este estar situado en la azotea de un edificio más alto, ocurre que la zona de cobertura de la antena omnidireccional pasa justo por encima del lugar donde se encuentra la máquina que se desea conectar, y a añadiendo el agravante de haber un edificio en entre ambos evitando así un contacto visual directo.

2.1 Descripción del problema

Al no existir visibilidad directa, y después de haber hecho algunas pruebas con antenas direccionales nada satisfactorias, se decidió instalar un punto de acceso en la azotea del edificio que tubiera soporte en modo cliente para que haga de bridge entre la red MAN y la red local, siendo necesario bajar un cable Ethernet desde la azotea hasta la vivienda para conectar AP y equipo entre si.

Así se soluciono el principal problema que consistía en la falta de cobertura cerca de la máquina que queremos conectar.

Esto crea un problema secuandario que reside en suministrar al punto de acceso de corriente eléctrica ininterrumpida, siendo imposible coger corriente de la escalera comunitaria por falta de tomas de corriente, y tratando además de evitar problemas con la comunidad de vecinos.

2.2 Solución propuesta

La solución mas adecuada, por su bajo coste y su gran fiabilidad, consiste en utilizar el protocolo POE para subir la corriente eléctrica desde la vivienda hasta la azotea donde situaremos el AP.

Existen en el mercado algunas soluciones comerciales que implementan este protocolo, pero al tratarse de un sistema bastante simple se decidió crear una solución casera, no por ello menos eficiente, y cuyo coste es muy inferior a los comercializados.

3 Discusión

A continuación explicaremos paso a paso como realizar la conexión a la red y como se hizo la configuración del AP.

3.1 Descripción de la solución

La instalación consistirá en situar un AP dentro de una caja estanca (para aislarlo del medio) en una caseta situada en la azotea del edificio. La caja estanca estará sujeta a un mástil colocado mediante abrazaderas en la caseta, asegurando así la cobertura al no haber nada que impida la visibilidad. El cable Ethernet lo bajaremos por la fachada del edificio hasta la altura de la vivienda para luego introducirlo atraves de la pared y finalmente conectarlo a la estación.

Debido a que el punto de acceso necesita recibir corriente eléctrica se utilizaran los pares de cobre no necesarios del cable Ethernet para transferir la energía. En el extremo del cable situado dentro de la vivienda empalmaremos los cables no utilizados con el trasformador de corriente y al extremo contrario (el que se encuentra en la azotea) le empalmaremos la clavija que se conecta al punto de acceso.

3.2 Preparación del medio físico

Para la preparación fueron necesarias algunas las siguientes herramientas y componentes:

1): Taladro con broca larga
2): Tijeras
3): Climpadora con clavijas
4): Silicona
5): Punzón y martillo
6): Guia cables
7): Caja estanca
8): Mástil y abrazaderas de pared

Primero se decidió empezar por el trabajo dentro de la casa comenzando por agujerar la pared por donde pasará el cable de red.

Es necesario un taladro con una broca lo suficientemente larga como para poder atravesar toda la fachada del edificio (alrededor de 10 o 15 cm de grosor) ya que sino sera prácticamente imposible llegar a la otra parte.

Seguidamente subimos a la terraza a realizar los agujeros en la caseta para colocar las abrazaderas que sujetarán el mástil, en este caso usamos un punzón y un martillo para agujerear la chapa de la caseta ya que es imposible usar el taladro al no haber corriente para enchufarlo.

Haciendo los agujeros para enganchar el mastil

Lo más complicado de toda la instalación es climpar el cable de red dejando los pares de cobre necesarios para realizar el Power Over Ethernet casero. Se decidió utilizar la normativa EIA/TIA T-568B dejando los cables de la siguiente forma:

Pin-1: Blanco Naranja envío de datos +
Pin-2: Naranja envío de datos -
Pin-3: Blanco Verde recepción de datos +
Pin-4: Azul corriente negativa
Pin-5: Blanco Azul corriente negativa
Pin-6: Verde envío de datos -
Pin-7: Blanco Marrón corriente positiva
Pin-8: Blanco corriente positiva

Es indiferente el orden en que se pongan los cable de corriente siempre que se utilice cada par trenzado para transmitir únicamente un tipo de corriente (positiva o negativa). Posteriormente se empalmaran los cables de cobre sobrantes con el transformador, en un extremo, y la clavija en el otro, llevando siempre cuidado de poner positivos con positivos y negativos con negativos porque sino se producirá un corto circuito.

3.3 Instalación

El principal objetivo de la instalación es evitar el mayor numero de errores posible ya que es bastante difícil corregirlos posteriormente. Además al tratarse de una instalación complicada de mantener (esta repartida entre varias localizaciones: casa, fachada y azotea), y en caso de que exista cualquier fallo, tocará revisarla completamente, siendo incluso más viable comenzar desde el principio.

Un dato importante en la instalación es que antes de climpar se debe pasar el cable de red através de la pared y luego climparlo ya que sino tendríamos que hacer un agujero mayor para que cupiera la clavija por la pared (cosa que hay que evitar). Posteriormente a haber pasado el cable através de la pared climparemos los dos extremos de este dejando sueltos los pares de cobre que pertenezcan a la corriente (en nuestro caso el par Marrón y el Azul). El extremo del cable que va dentro de la caja estanca con el punto de acceso tendrá que empalmarse con la clavija de corriente y el contrario, situado dentro de la casa, hay que empalmarlo con transformador de corriente, consiguiendo así llevar la corriente transformada desde un extremo del cable hasta el otro, suministrando así al punto de acceso.

Después de tener el cable ya preparado y testeado (es importante asegurarnos de que funciona a la perfección tanto la transmisión de datos como la de corriente), subiremos el extremo que va a la azotea por la fachada comprobando ademas si hay cable suficiente para subir por el mástil e introducirlo en la caja estanca. A continuación pondremos unos guia cables que lo sujeten a la pared evitando así que este suelto (y que no se lo lleve el viento).

Ya arriba fijaremos el mástil a la caja estanca con las abrazaderas e introduciremos el AP en la caja conectado con el cable Ethernet (tanto la clavija de datos y como la de corriente corriente) y ademas introducimos una bolsita de gel de sílice para que absorba la humedad del ambiente. Finalmente procedemos a sellar la caja con un poco de silicona , aunque hubiera sido mejor usar una pistola de cola caliente, fijamos el mástil a la caseta y listo, ya esta todo preparado para disfrutar del acceso a la nueva red.

3.4 Configuración del punto de acceso

El punto de acceso utilizado es un Dlink DWL 900 AP+ que tiene dos posibles modos de funcionamiento: modo punto de acceso y modo cliente. El modo AP (también conocido como master ) permite que otras máquinas se asocien mediante 802.11b y a su vez permite el acceso mediante 802.3. El modo cliente (o infraestructura) nos permite asociarnos a otro AP mediante 802.11b como clientes de éste.

En nuestro caso utilizaremos el punto de acceso wireless para enlazar exclusivamente como cliente de la red wireless (modo infraestructura), con lo que no hará las funciones de punto de acceso de la red (no aceptara asociaciones 802.11b). A este tipo de configuración se le llama también Bridge (o puente) y sirve exclusivamente para hacer una traducción entre los distintos protocolos del nivel de enlace (802.11b y 802.3)

A continuación debemos configurar el nivel de Red del punto de acceso. Este AP tiene dos tarjetas de red que deben ser configuradas por separado:

Al ser un bridge entre los dos protocolos, y a aunque lleva dos tarjetas de red el punto de acceso, solo tendrá una IP que se deberá configurar en la sección 802.3(LAN) de éste. En nuestro caso le asignaremos la IP 10.1.2.39, que podrá ser accesible desde la red local y desde wireless. Hay que destacar que las IPs de la red local deberán estar dentro de la misma red ya que sino no podrán acceder al punto de acceso. También le indicaremos que su puerta de enlace por defecto y su servidor DNS será el nodo Scuba (IP 10.1.2.1) el cual es el punto de acceso de Elxwifi al que se asocia nuestro AP y nos dará acceso al resto de la red inalambrica.

Finalmente configuraremos la parte wireless del dispositivo, en ella habrá que indicar el nombre del AP, el SSID al que debe asociarse y su canal, ademas indicaremos si se utilizará algún tipo de cifrado para la conexión.

El nombre del AP no tiene ninguna complicación, el protocolo 802.11b permite asignar un nombre a la estación que sera enviado entre las tramas para identificarlas, en nuestro caso pusimos Maze-AP pero se podía haber puesto cualquier otro.

También hay que indicar el SSID (Service Set Identifier) y el canal de la red a la que queremos enlazarnos. El SSID de la red metropolitana es "elxwifi" y estamos utilizando el canal 3. Es importante indicar el SSID de la red porque sino enlazara con la red con más cobertura que encuentre y posiblemente no sea la que queremos enlazar.

Por ultimo indicamos que el sistema de autenticación sera abierto y que no deseamos usar ningún tipo de clave WEP (wireless encpritation protocol) ya que estamos intentando acceder a una red metropolitana libre en la que no se utiliza ningún tipo de cifrado.

4 Conclusiones y agradecimientos

Como conclusión diremos que el proyecto a sido todo un éxito, se consiguió establecer un enlace con la red con una calidad muy superior a la esperada y con un coste relativamente bajo (alrededor de los 60 Euros). Gracias a Juan J. Martínez por su ayuda en la realizaciónde la instalación descrita en este documento y por algunos materiales utilizados para la elaboración del mismo.

5 Copyright

Copyright © 2005 Pedro J. Lledó <pls@usebox.net> - Se permite la copia textual y distribución de este documento en su totalidad, por cualquier medio, siempre y cuando se mantenga esta nota de copyright.

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On 20 Oct 2005, 12:12.