RUTEADOR INALÁMBRICO Esta solicitud reclama prioridad de y el beneficio de la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 60/730,064, presentada en octubre 25, 2005 bajo § 119 (e) . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un sistema y método para generar una red de comunicaciones y más específicamente a un dispositivo o una pluralidad del mismo que pueden emplearse en combinación para conectar anfitriones de red en conjunto para actuar como un reemplazo de red de comunicaciones de cable, fibra o línea alámbrica. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Las redes de comunicaciones de datos inalámbricas son bien conocidas en la especialidad, los teléfonos celulares son un ejemplo principal de estos sistemas. Recientes avances en circuitos integrados de transceptor de radio frecuencia y antenas que pueden imprimirse directamente en tableros de circuito han logrado dispositivos de comunicaciones inalámbricas muy compactos relativamente económicos de fabricar y como tales fácilmente disponibles al público.
Además, las tecnologías de transmisiones por Internet inalámbricas han proliferado como redes de área local inalámbricas ( LANs = Wireless Local Area Networks) se han vuelto más confiables y disponibles en muchos centros urbanos. Típicamente, las WLANs se implementan que tienen un puerto de conexión a Internet, típicamente una línea DSL o un circuito DIA, tienen diversos clientes conectados a la WLAN en un punto de acceso, comúnmente conocido como un "lugar activo". El cliente tiene libertad para moverse dentro de un intervalo localizado predeterminado de la región activa sin interrupción en comunicaciones de Internet. En sistemas WLAN ejemplares, el punto de acceso se acopla a un dispositivo puente o ruteador inalámbrico que a su vez se conecta a una estación base que sirve como un Centro de Operaciones de Red para conexión a Internet. Otros tipos de redes de comunicaciones inalámbricas incluyen sistemas en donde dispositivos inalámbricos se comunican punto-a-punto entre sí. En esta metodología, dispositivos inalámbricos transmiten y reciben de dispositivo-a-dispositivo (o estructura-a-estructura) , de esta manera creando una malla o matriz de nodos de comunicaciones empleados para transmitir datos desde un sitio a otro. Un ejemplo de este tipo de dispositivo es la torre de microondas ubicua, predominante en el paisaje hasta ser reemplazada en gran parte por los sistemas de comunicaciones de satélites. Internet funciona como una enorme red de comunicaciones al enlazar una pluralidad de computadoras anfitrionas en una gran serie de redes que se interconectan por ruteadores mediante la infraestructura de telecomunicaciones de alambre de cobre o de fibras ópticas. Adicionalmente, el protocolo de comunicaciones de red predominante para redes modernas a menudo son las comunicaciones Ethernet, debido a su alta velocidad y bajo costo de capacidades de manejo de datos, asi como la facilidad de proporcionar a la mayoría de las computadoras personales modernas con capacidad de comunicaciones Ethernet a través del uso de tarjetas de interfase de red (NICs = Network Interface Cards) . Hay necesidad sin embargo, para una red de comunicaciones de Internet inalámbrica que puede extenderse excediendo a las zonas activas Wi-Fi localizadas, que pueden crearse en forma económica y robusta por los Proveedores de Servicios de Internet (ISP = Internet Service Providers) y los usuarios - clientes por igual. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema y método para generar una red inalámbrica de banda amplia al utilizar una pluralidad de dispositivos generadores de red para transmitir datos inalámbricos sobre una pluralidad de frecuencias a otros dispositivos generadores de red colocados dentro de una distancia especificada. Los dispositivos generadores de red de la invención son capaces de operar como dispositivos anfitriones, ruteadores, o puentes de red que dependen de las alimentaciones de configuración suministradas por usuario. Además, la invención es relativamente ligera y compacta en tamaño, de esta manera facilitando su colocación en una amplia variedad de sitios, por ejemplo, en una área local o vecindad. Los . dispositivos generadores de red de la presente invención además se diseñan para proporcionar un sistema de comunicaciones inalámbricas que es capaz tanto de enviar como de recibir datos al emplear comunicaciones Ethernet totalmente dúplex, utilizando acceso múltiple con detección de portador/evasión de colisiones (CSMA/CA = Carrier-Sense Múltiple Access/Collision Avoidance) para reducir o eliminar pérdida de datos debido a colisiones. Los dispositivos generadores de red de la presente invención incorporan adicionalmente múltiples canales de difusión y recepción transportados sobre antenas de difusión y recepción dedicadas para permitir al sistema transmitir y recibir datos en modo dúplex completo sobre múltiples frecuencias, en contraposición a los dispositivos de redes inalámbricas conocidos. Una pluralidad de dispositivos generadores de red puede colocarse en diversos sitios, por ejemplo en estructuras en un área local en donde cada dispositivo tiene al menos otro dispositivo situado dentro de su intervalo de transmisión. Cuando una pluralidad de dispositivos se ubica dentro de un intervalo de transmisión entre si, se proporciona una red redundante robusta que incluye ancho de banda amplio para comunicaciones inalámbricas de Internet. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS DE DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo generador de red de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama esquemático de un dispositivo generador de red, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 3 es un diagrama de sistema de un solo dispositivo generador de red conectado a un anfitrión de acuerdo con una modalidad de la presente invención . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA O LAS MODALIDADES PREFERIDAS Ahora con referencia a las Figuras 1 y 2, y de acuerdo con una modalidad construida preferida de la presente invención, un dispositivo generador de red inalámbrica 10 capaz de implementar una red de comunicaciones inalámbricas, comprende una pluralidad de antenas 20 capaces de transmitir y recibir señales de radio frecuencia (RF) , particularmente en el intervalo de 2.4 GHz a 5.80 GHz. Las antenas 20 de la presente invención, de preferencia son capaces de integrarse en. un tablero de circuito impreso convencional como mejor se ve en la Figura 2, de esta manera proporcionando un paquete de diseño de dispositivo total 10, que es bastante compacto y capaz de ser contenido en un recinto a prueba de intemperie o semejantes. Además, en una modalidad de la presente invención al menos una antena 20 se dedica para recibir datos mientras que al menos otra antena 20 se dedica a transmitir datos, de esta manera permitiendo que el dispositivo generador de red 10 de la presente invención opere en modo dúplex completo cuando se transmiten datos, como se discute con mayor detalle a continuación . Las antenas 20 se acoplan eléctricamente con al menos una entrada 32 y/o salida 34 del amplificador 30. El amplificador 30 puede operar como un acondicionador de señal y memoria intermedia para señales de datos transmitidas por el dispositivo generador de red 10, asi como incrementar la ganancia de señales suministradas a la alimentación del amplificador 32 para subsecuente transmisión sobre la antena 20. El amplificador 30 puede ser uno de muchos amplificadores de radio frecuencia de baja interferencia comercialmente disponibles tales como, por ejemplo el circuito integrado MAX 2649LNA producido y suministrado por Maxim Corporation. En una modalidad de la presente invención una pluralidad de amplificadores de RF 30 se acoplan eléctricamente a la pluralidad de antenas 20, en donde cada antena 20 tiene un amplificador de señal dedicado de RF 30. Esta característica de la presente invención requiere que la antena receptora dedicada 20 se acople eléctricamente con una alimentación de memoria intermedia 32 del amplificador 30 y además que la antena de transmisión dedicada 20 se acople eléctricamente con una salida de transmisión 3,4 del amplificador 30, para permitir direccionamiento de señal adecuado y permitir comunicaciones dúplex completas o bidireccionales simultáneas. En una modalidad de la invención, la señal de datos de ingreso de la antena receptora dedicada (la señal de datos que se recibe) no se acopla eléctricamente con el amplificador 30, sino más bien se envía directamente a un transceptor de RF como se discute más a continuación. En una modalidad aún adicional de la invención, el amplificador 30 es capaz de suministrar una señal de salida 34 para transmitirse a través de la antena 20 a 950 mW de energía o de potencia, de esta manera proporcionando una fuerza de señal suficiente para permitir una transmisión relativa de línea de-visión de señales entre dispositivos generadores de red 10 dentro de una distancia predeterminada. En una modalidad de la presente invención, el dispositivo 10 transmite a una intensidad de señal suficiente para que la señal sea recibida por un dispositivo correspondiente en un intervalo de aproximadamente 6.44 kilómetros (2 millas). Una persona con destreza ordinaria reconocerá que comunicaciones de Ethernet inalámbricas pueden obtenerse a distancias mayores o menores, dependiendo de diversos factores tales como tamaño de la antena, energía radiante, interferencia y restricciones geográficas de señal . El dispositivo generador de red 10 además comprende un transceptor de circuito integrado de radio frecuencia 50 que tiene al menos una alimentación de señal 52 y al menos una salida de señal 54. La alimentación 52 del transceptor de RF 50 se acopla eléctricamente a la señal de datos recibida a través de la antena receptora dedicada 20 y puede proporcionar filtrado de señal y supresión de interferencia. La salida 54 del transceptor de RF 50 se acopla eléctricamente a la entrada 36 de un amplificador 30, en donde la señal de salida de RF se amplifica antes de transmisión. El transceptor de RF 50 además comprende cuando menos una salida de datos 56 acoplada eléctricamente a una barra colectora de datos 100 y cuando menos una alimentación de datos 58 acoplada eléctricamente con la barra colectora de datos 100 en donde las señales de datos a transmitirse se dirigen a través de la alimentación 58 desde la barra colectora 100 mientras que las señales de datos que se reciben, se dirigen a la barra colectora de datos 100 a través de la salida de datos 56. El transceptor de RF 50 puede comprender características alternas tales como filtros programables, controles de ganancia de señal, controles de ganancia de señal transmitida, y operación de apagado de baja energía. Transceptores de RF ejemplares 50 incluyen, pero no están limitados a transceptor de circuito integrado 802.11 de banda sencilla/dual, comercialmente disponible de MAXIM Corporation y capaz de un cumplimiento operacional con la norma de comunicaciones de datos de red de área local inalámbrica (WLAN = Wireless Local Area Network) . Una persona con destreza ordinaria en la técnica reconocerá que una amplia variedad de transceptores de RF comercialmente disponibles 50 pueden emplearse en conjunto con la presente invención, sin apartarse de su alcance. El dispositivo generador de red 10 además comprende un microprocesador 140 que tiene memoria de datos asociados concomitante en la forma de flash RAM 142 y/o SDRAM 144. El microprocesador 140 realiza la función de un procesador de señal digital (DSP = Digital Signal Processor) , ejecutando operaciones de direccionamiento y de puerto para la red de Ethernet generadas por el dispositivo 10 de la presente invención, incluyendo tareas de segmentación necesarias para comunicaciones de red Ethernet. El microprocesador 140 incluye un puerto 146 en comunicación con la barra colectora 100 para dirigir datos a y del microprocesador 100 asi como otros componentes del dispositivo generador de red 10. En una modalidad de la presente invención, el microprocesador 140 es capaz de proporcionar una interfase serial o paralela a una red de comunicaciones Ethernet que utiliza protocolos de comunicaciones IEEE 802.11 o 802.3. Un microprocesador ejemplar es un Procesador de Red AT76C520 disponible por ejemplo de ATMEL® Corporation. El dispositivo generador de red 10 de la presente invención además comprende un controlador Ethernet 200 y enchufe Ethernet RJ45 asociado 210, que permiten a un dispositivo periférico tal como una computadora personal u otro microprocesador o anfitrión capaz de comunicaciones sobre una red de comunicaciones Ethernet, el tener acceso al dispositivo generador de red 10 de la presente invención. El controlador Ethernet 200, por ejemplo un PX-5115 10/100 Base-T disponible de Mags.com®, proporciona aislamiento de señal de transmisión y recepción asi como acceso de enchufe de un puerto al dispositivo generador de red 10. En una modalidad aún adicional de la presente invención, un inyector de Ethernet 220 energizado se emplea para proporcionar una fuente de energía de corriente directa (DC) , por ejemplo de 6 a 12 volts, a los diversos componentes del dispositivo 10. Además, un transformador de energía convencional 230 puede emplearse para descender por etapas al voltaje suministrado por el inyector Ethernet-energizado 220 a un nivel de voltaje adecuado para energizar los circuitos integrados requeridos para implementar el dispositivo generador de red 10. En un ejemplo, el transformador de energía 230 puede proporcionar una salida de 3.5 Vdc a los circuitos integrados 30, 50, y 140 empleados en la invención 10. Un regulador de voltaje de descenso escalonado ejemplar, se produce por National Semi-Conductor bajo el número de parte LM2676 puede emplearse para descender en forma escalonada a una alimentación de 8 a 40 Vdc a un voltaje de suministro de CD adecuado para aplicaciones de circuitos integrados. Este arreglo de energía permite que longitudes de cable del dispositivo generador de red 10 a un dispositivo de cliente cerca de la longitud de cable máxima permisible para comunicaciones Ethernet, de esta manera proporcionando gran flexibilidad en ubicar los dispositivos 10 dependiendo de las necesidades del cliente y de los requerimientos geográficos. En la mayoría de las vecindades sub-urbanas, esta distancia excede enormemente la distancia de la calle a la mayoría de las residencias. En operación, el dispositivo generador de red 10 puede emplearse en conjunto con dispositivos semejantes 10, así como una o más computadoras anfitrionas para proporcionar una red Ethernet inalámbrica que puede extenderse indefinidamente a través del espacio libre. Los dispositivos generadores de red 10 comunican entre sí mediante la red Ethernet inalámbrica generada por cada dispositivo operativo, y se acoplan a sus dispositivos anfitriones por cable, es decir un cable Ethernet. Además, la invención proporcionas una pluralidad de modos operacionales en donde cada dispositivo 10 en un arreglo de red determinada, se configura para operar como un puente inalámbrico, una repetidora inalámbrica y un ruteador inalámbrico. En la presente invención, cada dispositivo 10 forma un nodo de dos puertos de una red inalámbrica, cada nodo tiene un puerto inalámbrico y un puerto cableado, cuando sea necesario, y en donde una pluralidad de dispositivos 10 puede interconectarse para formar una red inalámbrica robusta y de amplio alcance sobre un área geográfica virtualmente ilimitada. Cuando un dispositivo generador de red 10 se energiza inicialmente, se programa para transmitir una consulta de direccionamiento de RF sobre su interfase inalámbrica solicitando las direcciones de otros nodos en la red. También se identifica como una extensión de la red a todos los nodos detectados en la consulta inicial. Al detectar otro dispositivo generador de red 10, el nuevo dispositivo solicita una dirección de protocolo de Internet (IP = Internet Protocol) y una dirección de puerto. El dispositivo de contacto 10, de estar conectado a un puerto de Internet o un servidor de Protocolo de Configuración de Anfitrión Dinámico (DHCP = Dynamic Host Configuration Protocol) , suministra la información requerida al nodo solicitante. Si el dispositivo de contacto no se conecta a un puerto de Internet o un DHCP, el dispositivo contactado simplemente actúa como una repetidora inalámbrica, dirigiendo la solicitud a un puerto o nodo DHCP.
Si la consulta de direccionamiento inicial falla en lograr la conectividad de red sobre el puerto inalámbrico (antena 20) del dispositivo 10, la misma consulta de dirección se repite sobre el puerto cableado del dispositivo (enchufe de Ethernet 230) . Una vez que las consultas se realizan, cada dispositivo 10 entonces solicita tablas de direccionamiento de todos los nodos detectados, genera una nueva tabla de direccionamiento que incluye al mismo, y funde en las nuevas tablas de direccionamiento a sus nodos vecinos, de esta manera incluyéndose en la red. Finalmente, el dispositivo se conecta a su cliente cableado, de esta manera funcionando ya sea como un puerto anfitrión, ruteador, repetidor o puente, según se requiera para ese nodo especifico. Como puede verse fácilmente, la presencia de una pluralidad de dispositivos generadores de red 10, ubicados a distancias entre si, suficientes para permitir comunicaciones Ethernet inalámbricas entre dispositivos adyacentes, crea una infraestructura Ethernet inalámbrica que es capaz de actuar como un reemplazo de linea cableada. Este sistema es particularmente adecuado para utilizar en regiones en donde el servicio de linea de cableada no está fácilmente disponible, o en sitios urbanos en donde agregar la funcionalidad de comunicaciones de linea cableada puede ser prohibitivamente costoso. El dispositivo generador de red 10 es capaz de funcionar como un ruteador para su ubicación en la red total. Además, el dispositivo utiliza el protocolo de comunicaciones de acceso múltiple con detección de portadora/evasión de colisiones (CSMA/CA = Carrier Sense Múltiple Access/Collision Avoidance) , de esta manera permitiendo comunicaciones bidireccionales simultáneas en donde casi se elimina la colisión de datos entre segmentos de Ethernet. Adicionalmente, ya que el dispositivo generador 10 emplea antenas de transmisión y recepción dedicadas 20, utilizando frecuencias de difusión múltiples, el sistema generado por la interconexión de una pluralidad de dispositivos 10 es capaz tanto de transmisión como recepción en forma bidireccional simultánea sobre múltiples frecuencias. De acuerdo con esto, la red creada por la interconexión de una pluralidad de dispositivos generadores de red 10 no está plagada por aspectos de nodos ocultos y es más robusta a medida que se agregan más dispositivos 10 a la red. En una modalidad aún adicional de la presente invención, el dispositivo generador de red 10 es capaz de transmisión y recepción de RF sobre una pluralidad de bandas de frecuencia. Por ejemplo, los dispositivos pueden transmitir y recibir a 2.45 GHz, 4.9 - 5.25 GHz, y 5.80 GHz. Si la transmisión entre nodos vecinos se vuelve entrecortada debido a interferencia de fuentes externas en una de tres frecuencias operacionales, el dispositivo 10 transmite una señal de salida en todos los tres intervalos de frecuencia en forma simultánea, y recibe señales de ingreso en todos los tres intervalos de frecuencia, simultáneamente. Esta característica de la invención permite comunicaciones de datos claras y libres de error, aún cuando una frecuencia no esté disponible o entrecortada, debido a interferencia electromagnética o semejantes. En esta modalidad de la invención, una pluralidad de antenas dedicadas 20 puede emplearse, por ejemplo una antena 20 para cada transmisión y recepción de frecuencia operacional. La presente invención 10 es capaz de producción por técnicas de fabricación modernas en donde todos los componentes se ubican por completo en un solo tablero de circuito impreso, de esta manera proporcionando un dispositivo de generación de red económico y compacto que pueda asegurarse fácilmente dentro de un recinto a prueba de intemperie 250, que además puede incluir un sujetador o abrazadera necesaria para montaje.
Mientras que la presente invención se ha ilustrado y descrito aquí en lo que se considera sus modalidades preferidas, ilustrando los resultados y ventajas frente a la técnica previa que se obtienen a través de la presente invención, la invención no se limita a estas modalidades especificas. De esta manera, las formas de la invención mostradas y descritas aqui habrán de tomarse como ilustrativas solamente y otras modalidades pueden seleccionarse sin apartarse del alcance de la presente invención, como se establece en las reivindicaciones anexas.