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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INFORMÁTICA
“DISEÑO DE RED INALÁMBRICA PARA
BRINDAR SERVICIO DE INTERNET DE BANDA
ANCHA EN ZONAS RURALES”
AUTOR: Bach. BOCANEGRA SOLÓRZANO, Homero Arnaldo
TRUJILLO – PERU
2014
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 2
RESUMEN
El presente proyecto busca lograr la conectividad en las zonas rurales y con ello
un mayor desarrollo cultural y socio económico de la población, sobre todo de los
principales distritos que son los más alejados y carentes de acceso a una
comunicación ágil, constante y eficiente.
Para lograrlo, se propone un diseño de red inalámbrica para brindar el servicio de
Internet de Banda Ancha.
El primer capítulo corresponde al plan de investigación.
El segundo capítulo corresponde al marco teórico.
El tercer capítulo corresponde a la metodología.
El cuarto capítulo corresponde al desarrollo de la metodología.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 3
ÍNDICE
CAPITULO I: PLAN DE INVESTIGACION…………………………………………... 09
1.1. TEMA........................................................................................................................... 09
1.2. REALIDAD PROBLEMÁTICA................................................................................ 09
1.3. ENUNCIADO DEL PROBLEMA............................................................................. 10
1.4. HIPÓTESIS............................................................................................ ...................... 11
1.5. OBJETIVO................................................................................................................... 11
1.5.1. OBJETIVO GENERAL................................................................... ....................... 11
1.6. JUSTIFICACION........................................................................................................ 11
1.6.1. SOCIAL............................................................................................ ...................... 11
1.6.2. ECONÓMICA........................................................................................................ 12
1.6.3. TECNOLÓGICA.............................................................................. ...................... 12
1.7. LIMITACIONES......................................................................................................... 12
CAPITULO II: MARCO TEORICO................................................................................... 13
2.1. ZONA RURAL............................................................................................................ 13
2.2. PROVINCIA SANTIAGO DE CHUCO.................................................................. 13
2.2.1. UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA DE LA PROVINCIA…......... 13
2.2.2. DESCRIPCIÓN SOCIO-ECONÓMICA DE LA PROVINCIA………………… 15
2.2.2.1. POBLACIÓN.......................................................................................................... 15
2.2.2.2. ACTIVIDADES ECONÓMICAS.......................................................................... 16
2.2.2.2.1. AGRICULTURA Y GANADERIA............................................................... 16
2.2.2.2.2. MINERÍA....................................................................................................... 16
2.3. REDES INALAMBRICAS......................................................................................... 17
2.4. ANCHO DE BANDA................................................................................................... 18
2.5. TIPOS DE ÁREAS DE PROPAGACIÓN DE LAS REDES INALÁMBRICAS.. 20
2.5.1.1. WPAN (Wireless Personal Área Network)………………………………………. 20
2.5.1.2. WLAN (Wireless Local Area Network)…………………………………………. 20
2.5.1.3. WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)………………………………… 21
2.5.1.4. WWAN (Wireless Wide Area Network)………………………………………… 21
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 4
2.6. TOPOLOGÍAS.................................................................................................. 24
2.6.1. REDES DE BUS........................................................................................... 24
2.6.2. REDES EN ESTRELLA…………………………………………………………. 25
2.6.3. REDES EN ANILLO..................................................................................... 26
2.7. ESTÁNDARES INALÁMBRICOS.................................................................... 27
2.7.1. PROTOCOLO IEE 802.11X (WIFI)............................................................... 27
2.7.1.1. SUB ESTÁNDARES WIFI............................................................................ 30
2.7.2. PROTOCOLO IEEE 802.16X (WIMAX)........................................................ 34
2.7.2.1. SUB ESTÁNDARES WIMAX....................................................................... 36
2.7.2.2. CARACTERÍSTICAS................................................................................... 36
2.7.2.3. TOPOLOGÍA WIMAX................................................................................. 38
2.8. TRANSMISIÓN INALÁMBRICA.................................................................... 39
2.8.1. RADIO TRANSMISIÓN.............................................................................. 40
2.8.2. TRANSMISIÓN POR MICROONDAS.......................................................... 41
2.8.3. ONDAS INFRARROJAS.............................................................................. 41
2.8.4. TRANSMISIÓN POR ONDAS DE LUZ........................................................ 42
2.9. ZONA DE FRESNEL........................................................................................ 43
2.9.1. ¿QUE ES ZONA DE FRESNEL? .................................................................. 43
2.9.2. CONSIDERACIONES PARA LA ZONA DE FREZNEL……………………… 44
2.9.3. CALCULOS DE LA ZONA DE FRESNEL…………………………………….. 45
2.10. INDICADORES PARA MEDIR LA CALIDAD DE SERVICIO DE
ACCESO A INTERNET………......................................................................... 46
2.10.1. TIEMPO DE ACCESO DE USUARIO (LOGIN)………………………………. 46
2.10.2. VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN……………………………………………... 50
CAPITULO III: METODOLOGÍA……………………………………………………… 59
3.1. TIPO DE INVESTIGACION……………………………………………………..... 59
3.2. VARIABLES DE ESTUDIO……………………………………………………….. 59
3.2.1. VARIABLE INDEPENDIENTE………………………………………………… 59
3.2.2. VARIABLE DEPENDIENTE…………………………………………………… 59
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 5
3.3. OPERACIONALIZACION DE VARIABLES……………………………………. 60
3.4. TECNICAS E INSTRUMENTOS………………………………………………..... 60
3.4.1. ANÁLISIS DE DOCUMENTOS………………………………………………... 60
3.4.2. INTERNET………………………………………………………………………. 60
3.5. METODOLOGÍA De TRABAJO………………………………………………….. 61
3.6. RESULTADOS ESPERADOS……………………………………………………... 62
CAPITULO IV: DESARROLLO DE METODOLÓGICO……………………………. 63
4.1. PLANIFICACION………………………………………………………………….. 63
4.1.1. EQUIPAMIENTO……………………………………………………………….. 64
4.1.2. CONEXIÓN A LA RED DE BANDA ANCHA............................................... 64
4.1.3. SEGURIDAD DE LA RED............................................................................ 65
4.2. DISEÑO……………………………………………………………………………… 66
4.2.1. ESPECIFICACIÓN DE LA RED.................................................................... 66
a) RED TRONCAL PRIMARIA......................................................................... 66
b) RED TRONCAL SECUNDARIA................................................................... 69
4.2.2. INTERCONEXIÓN DE LA RED TRONCAL PRIMARIA…………………….. 77
4.2.3. INTERCONEXIÓN RED TRONCAL SECUNDARIA…………………………. 78
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………….. 79
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 6
LISTA DE FIGURAS
Figura N° 1.2 Escala Pobreza Digital 10
Figura N° 2.2.1 Mapa Provincia Santiago de Chuco 15
Figura N°2.5 Tipos de Áreas de Propagación de las
Redes Inalámbricas 23
Figura N°2.6.1 Topología de red bus 25
Figura N° 2.6.2 Topología de Red Estrella 26
Figura N° 2.6.3 Topología de Red Anillo 27
Figura N° 2.7.1a IEEE 802.11 y el Modelo OSI 28
Figura N° 2.7.1b Logo WIFI 29
Figura N°2.7.2 Logo WIMAX 35
Figura N° 2.7.2.3 a Topología de Red PMP WIMAX 38
Figura N° 2.7.2.3 b Topología MESH WIMAX 39
Figura N° 2.8 Espectro Electromagnético 40
Figura N° 2.8.4 Transmisión por ondas de Luz 42
Figura N° 2.9.1 Zona de Freznel 43
Figura N° 2.9.2 Consideraciones zona de Freznel 44
Figura N° 4.2.1a Situación de los puntos de la
Red Troncal Principal 69
Figura N°4.2.1b1 situación de la red troncal
secundaria de Angasmarca 73
Figura N° 4.2.1b2 Situación de los puntos de la red Troncal
secundaria de Cachicadan 74
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 7
Figura N° 4.2.1b3 Situación de los puntos de la red Troncal
Secundaria de Quiruvilca 75
Figura N°4.2.1b4 Situación de los puntos de la red Troncal
Secundaria de Santiago de Chuco 76
Figura N° 4.2.2 Interconexión de la Red Primaria 77
Figura N° 4.2.3a Interconexión Red Troncal
Secundaria Cachicadan 78
Figura N° 4.2.3b Interconexión Red Troncal
Secundaria Cachicadan 79
Figura N° 4.2.3c Interconexión Red Troncal
Secundaria Quiruvilca 80
Figura N° 4.2.3d Interconexión Red Troncal
Secundaria Santiago de chuco 81
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 8
LISTA DE TABLAS
Tabla N° 2.7.1.1 Comparación Sub Estándar Wifi 30
Tabla N° 2.7.2.1 Comparación del sub estándar 802.16x 36
Cuadro N° 2.10.2 Códigos de Respuesta del Servitos HTTP 54
Tabla N° 3.3 Tabla de Operacionalizacion de variables 60
Tabla N° 4.1.2 Zonas Estratégicas 64
Tabla N° 4.2.1a Coordenadas de los puntos de la red troncal 68
Tabla N° ° 4.2.1b Requerimientos de Ancho de Banda
para cada Institución 71
Tabla N° 4.2.1b1 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Angasmarca 73
Tabla N° 4.2.1b2 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Cachicadan 74
Tabla N°4.2.1b3 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Quiruvilca 75
Tabla N°4.2.1b4 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Santiago de Chuco 76
Tabla N° 4.2.2 Distancia Entre Puntos Res Troncal Primaria 77
Tabla N° 4.2.3a DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS 78
Tabla N°4.2.3b DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS 79
Tabla N° 4.2.3c DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS 80
Tabla N° 4.2.3d DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS 81
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 9
CAPITULO I: PLAN DE INVESTIGACION
1.1. TEMA
“DISEÑO DE RED INALÁMBRICA PARA BRINDAR SERVICIO DE
INTERNET DE BANDA ANCHA EN ZONAS RURALES”
1.2. REALIDAD PROBLEMÁTICA
La redes inalámbricas de Banda Ancha a nivel mundial presenta las
alternativas necesarias para un desarrollo de las comunicaciones entre
cualquier parte del mundo.
Las poblaciones de difícil acceso en el Perú cuentan con un ineficiente
sistema de acceso a la comunicación, salud y educación. Esta situación es una
barrera para el desarrollo tecnológico.
Algunas capitales provinciales, distritales, pueblos y zonas rurales
permanecen aislados y estancados en términos socioeconómicos, como
también de acceso a las TIC´S, ellos están tradicionalmente desamparados en
cuanto a la presencia activa de los organismos del Estado, como también de
las inversiones públicas y privadas.
A pesar de las dificultades geográficas de algunas zonas rurales, estas cuentan
con los medios necesarios para poder desarrollarse, pero lamentablemente eso
no ocurre con los medios de acceso a la información, los cuales son
necesarios para tal fin. Si bien, existen medios de comunicación, estos no son
suficientes para lograr el objetivo, el cual es realzar la actividad turística,
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 10
elevar los niveles de educación, mejorar el sector salud de la zona e
incrementar la actividad productiva.
El acceso a las TIC´s marca significativamente la oportunidad que uno puede
tener como herramienta para desarrollar actividades económicas o
comerciales, por ende la calidad de vida de una persona está estrechamente
relacionada con el acceso a los medios de comunicación. Para medir el nivel
de pobreza digital se utiliza el siguiente cuadro figura N1.2°.
Figura N° 1.2 Escala Pobreza Digital
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 11
1.3. ENUNCIADO DEL PROBLEMA
¿Cómo acceder al servicio de internet de banda ancha en una zona rural?
1.4. HIPÓTESIS
Se puede acceder al servicio de internet de banda ancha mediante un diseño
de red inalámbrico apropiado a las condiciones de zona.
1.5. OBJETIVO
1.5.1. OBJETIVO GENERAL
Diseñar una red inalámbrica factible, la cual interconectara distintas
ubicaciones de un entorno rural y que además permita el acceso a Internet
de banda ancha.
1.6. JUSTIFICACION
1.6.1. SOCIAL
El Servicio de Internet de Banda Ancha es un servicio prioritario para el
sector salud, sector educación y sector público, ya que permitirá la
interconexión de los centros de salud, postas médicas, municipalidades,
comisarias, institutos y colegios pertenecientes a la provincia, facilitando
así el acceso al servicio de internet de banda ancha. Ya que es un servicio
prioritario ya que estarán a la vanguardia de las nuevas tecnologías de
información y comunicación.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 12
1.6.2. ECONÓMICA
De llevarse a cabo la implementación del proyecto los pobladores tendrán
acceso al servicio de Internet de banda ancha por un costo significativo y/o
por debajo del 20% del que actualmente pagan.
Los pobladores podrán realizar compras y/o ventas atreves del comercio
electrónico, habrá mayor presencia de la inversión privada, por ende los
pobladores podrán llevaran a cabo la importación y exportación de sus
productos.
1.6.3. TECNOLÓGICA
Se justifica tecnológicamente ya que con el servicio de internet de banda
ancha los pobladores estarán a la vanguardia de nuevas tecnologías; como
es el uso de Tablet y notebooks por parte de los alumnos de
colegios.
1.7. LIMITACIONES
El siguiente diseño se plantea para los principales distritos de la provincia de
Santiago de chuco: Angasmarca, Cachicadan, Quiruvilca, Santiago de Chuco.
En los cuales el principal la prioridad son los municipios centros educativos y
centros de salud.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 13
CAPITULO II: MARCO TEORICO
2.1. ZONA RURAL
Según el Contrato de concesión CPT-ENTEL [DESU94], zona rural es aquella
área alejada de los centros urbanos en donde su actividad económica
predominante es la agricultura, la pesca o la minería, exista una reducida
densidad de población, no vivan más de 3,000 habitantes, no tengan servicios
básicos o que éstos sean precarios, y tengan un poder adquisitivo bajo.
De acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) el área
rural es “el territorio integrado por los centros poblados rurales y que se
extienden desde los linderos de los centros poblados urbanos hasta los límites
del distrito.” Definiéndose a los centros poblados como aquellos que no tengan
“no tiene más de 100 viviendas contiguamente ni es capital de distrito, o que
teniendo más de 100 viviendas éstas se encuentran dispersas o diseminadas sin
formar bloques o núcleos” [OSIP02].
2.2. PROVINCIA SANTIAGO DE CHUCO
2.2.1. UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN GEOGRÁFICA DE LA PROVINCIA
La provincia de Santiago de Chuco se encuentra situada en la actual
Región de La Libertad, en la sierra Norte del Perú. Sus límites geopolíticos
son: por el Sur con Ancash, por el Este con la provincia de Sánchez
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 14
Carrión, al Norte con la provincia de Otuzco y en su extremo Oeste con la
provincia de Virú.
Su extensión cubre actualmente 2658.96 Km², teniendo como capital a la
ciudad de Santiago de Chuco, la cual se ubica entre las coordenas, 08° 08'
45'' de Latitud Sur, y los 78° 15' 08'' de Longitud Oeste, sobre los 3115
m.s.n.m. y dista de Trujillo unos 162 Km.
Políticamente se divide en distritos, como son: Santiago de Chuco
(Distrito capital), Quiruvilca, Cachicadán, Sta. Cruz de Chuca,
Angasmarca, Mollebamba, Mollepata y Citabamba.
Tiene un clima variado, con lluvias en los meses de enero a marzo, su
temperatura oscila entre los 15 a 22°C. La ciudad de Santiago de Chuco,
está situada en la margen izquierda del río Patarata, en las faldas de la
montaña de La Luna (Cerro Quillajirca). Se encuentra rodeada por
extensas áreas de cultivo y bosques de eucaliptos.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 15
Figura N° 2.2.1 Mapa Provincia Santiago de Chuco
2.2.2. DESCRIPCIÓN SOCIO-ECONÓMICA DE LA PROVINCIA
2.2.2.1.POBLACIÓN
La provincia de Santiago de Chuco tiene una población de 58,320 siendo
varones 29,797 (51.09%) y mujeres 28,523 (48.91%) Su acceso a
servicios básicos es precario, según el Informe sobre Desarrollo Humano
Perú 2009, elaborado por el Programa de las Naciones Unidas para el
Desarrollo – PNUD las poblaciones de las provincias liberteñas de
Sánchez Carrión, Julcán, Bolívar, Santiago de Chuco, Pataz, Gran Chimú
y Otuzco se encuentran entre las primeras 33 jurisdicciones con menos
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 16
acceso a los servicios básicos del Estado (identidad, salud, educación,
telecomunicaciones y electrificación).
2.2.2.2.ACTIVIDADES ECONÓMICAS
2.2.2.2.1. AGRICULTURA Y GANADERIA
La agricultura y la ganadería están presentes mayormente en los
distritos y caseríos de: Cachicadán, Sta. Cruz de Chuca, Angasmarca,
Mollebamba, Mollepata y Citabamba. Los cuales son los mayores
productores de papa de dicha provincia [IESRLL102].
2.2.2.2.2. MINERÍA
La minería está presente en los distritos de Quiruvilca y Angasmarca.
De las cuales la mayor extracción es el cobre, plata, zinc y en menor
cantidad la extracción de oro. Las empresas mineras importantes en
dicha zonas son: Mina Qiruvilca , Barrick Lagunas Norte, San
Simon[IESRLL108].
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 17
2.3. REDES INALAMBRICAS
El concepto de redes inalámbricas hace referencia a un conjunto de equipos
de cómputo interconectados por medio de ondas de radio o infrarrojo
[Stalling].
Las redes inalámbricas al igual que las redes cableadas tienen diferentes
rangos de cobertura.
Al hablar de redes inalámbricas se piensa inmediatamente en la ausencia de
cables, esto es cierto en parte, pues la red inalámbrica contara con segmentos
que tendrán esta característica, pero puede que algún punto de conexión esta
red inalámbrica de encuentre conectada a otra por medio de un cableado,
como puede ser un segmento unido por cables de cobre o fibra óptica [Bing].
Una red inalámbrica puede ser una red hibrida, dependiendo de si se estudia
un segmento de red o la totalidad de la misma. La interacción de diversos
medios de transición hace que pensemos en dispositivos que permiten la
conectividad entre esos medios y las diferencias entre sus tecnologías; es
decir tienen diferentes consideraciones sobre la instalación y desempeño de
los dispositivos que utilizan la fibra óptica que los medios de comunicación
por radio.
Las redes inalámbricas son aquellas que se comunican por un medio de
transmisión no guiado (sin cables) mediante ondas electromagnéticas. La
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 18
transmisión y la recepción se realizan a través de antenas. Entre sus ventajas
tenemos la rápida instalación de la red sin la necesidad de usar cableado,
permiten la movilidad y tienen menos costos de mantenimiento que una red
convencional. Las redes inalámbricas de telecomunicaciones son
generalmente implementadas con algún tipo de sistema de transmisión de
información que usa ondas electromagnéticas, como las ondas de radio. En la
actualidad las redes inalámbricas son una de las tecnologías más
prometedoras.
2.4. ANCHO DE BANDA
El ancho de banda es el rango de frecuencias en el que una señal determinada
existe. También se conoce como el rango de frecuencias donde se encuentra
concentrada la mayor energía de la señal. En informática se suele denominar
así a la cantidad de datos que se pueden transmitir en una unidad de tiempo y
de modo más coloquial, el ancho de banda es la velocidad de la conexión a
Internet. Este término técnico es usado para describir la cantidad de datos que
una computadora puede recibir mediante una conexión a Internet dentro de un
periodo determinado, también se le llama como velocidad, aunque un modo
más apropiado para ello sería capacidad de transmisión de la información.[]
El ancho de banda es simplemente una medida de rango de frecuencia. Si un
dispositivo usa el rango de 2.40 GHz a 2.48 GHz, decimos que el ancho
de banda sería 0.08 GHz (es decir 80 MHz).
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 19
Se puede ver fácilmente que el ancho de banda que definimos aquí está muy
relacionado con la cantidad de datos que se pueden trasmitir a mayor cantidad
de frecuencias disponibles, mayor cantidad de datos se pueden transmitir en
un momento dado. El término ancho de banda es a menudo utilizado para
algo que deberíamos más bien denominar tasa de transmisión de datos, por
ejemplo “mi conexión a Internet tiene 1 Mbps de ancho de banda”, lo que
significa que ésta puede trasmitir datos a 1 megabit por segundo.
Exactamente cuántos bits por segundo pueden transmitirse en un determinado
rango de frecuencia dependerá de la modulación, la codificación y otras
técnicas. Por ejemplo, 802.11g usa el mismo ancho de banda que 802.11b,
pero puede contener más datos en esos mismos rangos de frecuencia y
transmitir hasta 5 veces más bits por segundo. Otro ejemplo que hemos
mencionado: se puede duplicar la tasa de transmisión de datos añadiendo un
segundo enlace con una polarización perpendicular a un enlace de radio ya
existente. En este caso, no se ha cambiado ni la frecuencia ni el ancho de
banda, pero se ha duplicado la tasa de transmisión de datos.
2.5. TIPOS DE ÁREAS DE PROPAGACIÓN DE LAS REDES
INALÁMBRICAS
2.5.1.1.WPAN (Wireless Personal Área Network, Red Inalámbrica de área
personal)
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 20
Son redes inalámbricas de corto alcance que abarcan un área de cobertura
personal, existen tecnologías basadas en HomeRF (estándar para conectar
todos los teléfonos móviles de la casa y los ordenadores mediante un
aparato central) ; Bluetooth (protocolo que sigue la especificación IEEE
802.15.1) ; ZigBee (basado en la especificación IEEE 802.15.4 y utilizado
en aplicaciones como la domótica, que requieren comunicaciones seguras
con tasas bajas de transmisión de datos y maximización de la vida útil de
sus baterías, bajo consumo); RFID (sistema remoto de almacenamiento y
recuperación de datos con el propósito de transmitir la identidad de un
objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio. [AI]
2.5.1.2.WLAN (Wireless Local Area Network, Red de Área Local Inalámbrica)
Una red de área local inalámbrica (WLAN) es una red que cubre un área
equivalente a la red local de una empresa, con un alcance aproximado de
cien metros. Permite que las terminales que se encuentran dentro del área
de cobertura puedan conectarse entre sí.[AI]
En las redes de área local podemos encontrar tecnologías inalámbricas
basadas en HiperLAN (del inglés, High Performance Radio LAN), un
estándar del grupo ETSI, o tecnologías basadas en Wi¬Fi, que siguen el
estándar IEEE 802.11 con diferentes variantes.
2.5.1.3.WMAN (Wireless Metropolitan Area Network, Red Inalámbrica de Área
Metropolitana)
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 21
Las redes inalámbricas de área metropolitana (WMAN) también se
conocen como bucle local inalámbrico (WLL, Wireless Local Loop).
Para redes de área metropolitana se encuentran tecnologías basadas en
WiMAX (Worldwide Interoperabilit y for Microwave Access, es
decir, Interoperabilidad Mundial para Acceso con Microondas), un
estándar de comunicación inalámbrica basado en la norma IEEE
802.16 WiMAX es un protocolo parecido a WiFi, pero con más
cobertura y ancho de banda. También podemos encontrar otros
sistemas de comunicación como LMDS (Local Multipoint Distribution
Service).
2.5.1.4.WWAN (Wireless Wide Area Network, Red Inalámbrica de Área
extensa)
Una Red de Área Amplia (Wide Area Network o WAN, del inglés), es un
tipo de red de computadoras capaz de cubrir distancias desde unos 100km
hasta unos 1000 km, dando el servicio a un país o un continente. Un
ejemplo de este tipo de redes sería Internet o cualquier red en la cual no
estén en un mismo edificio todos sus miembros (sobre la distancia hay
discusión posible). Muchas WAN son construidas por y para una
organización o empresa particular y son de uso privado, otras son
construidas por los proveedores de Internet (ISP) para proveer de conexión
a sus clientes.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 22
Una red de área amplia o WAN (Wide Area Network) se extiende sobre un
área geográfica extensa, a veces un país o un continente, y su función
fundamental está orientada a la interconexión de redes o equipos
terminales que se encuentran ubicados a grandes distancias entre sí. Para
ello cuentan con una infraestructura basada en poderosos nodos de
conmutación que llevan a cabo la interconexión de dichos elementos, por
los que además fluyen un volumen apreciable de información de manera
continúa. Por esta razón también se dice que las redes WAN tienen
carácter público, pues el tráfico de información que por ellas circula
proviene de diferentes lugares, siendo usada por numerosos usuarios de
diferentes países del mundo para transmitir información de un lugar a otro.
La infraestructura de redes WAN la componen, además de los nodos de
conmutación, líneas de transmisión de grandes prestaciones, caracterizadas
por sus grandes velocidades y ancho de banda, en la mayoría de los casos.
Las líneas de transmisión (también llamadas "circuitos", "canales" o
"troncales") mueven información entre los diferentes nodos que componen
la red.
Los elementos de conmutación también son dispositivos de altas
prestaciones, pues deben ser capaces de manejar la cantidad de tráfico que
por ellos circula. De manera general, a estos dispositivos les llegan los
datos por una línea de entrada, y éste debe encargarse de escoger una línea
de salida para reenviarlos.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 23
En estas redes encontramos tecnologías como UMTS (Universal
Mobile Telecommunications System), utilizada con los teléfonos
móviles de tercera generación (3G) y sucesora de la tecnología GSM
(para móviles 2G), o también la tecnología digital para móviles GPRS
(General Packet Radio Service).
Figura N°2.5 Tipos de Áreas de Propagación de las Redes Inalámbricas
2.6. TOPOLOGÍAS
Las topologías de red describen la distribución física de la red, hay dos
categorías de diseño de topologías que se usan frecuentemente y éstas son: la
red de Área Local (LAN) y la red de Área Extensa (WAN).
Existen diversas formas en las que se podrían organizar las redes y la mayoría
de éstas se encuentran en un constante estado de transmisión y desarrollo. Si
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 24
la red de computadoras tiene sólo una ubicación central o computadora
anfitriona que realiza todas las tareas de procesamiento de datos desde uno o
más lugares distantes, se trata de una red centralizada. Si hay computadoras
distantes procesando trabajo para usuarios finales y también, una
computadora ubicada en un sitio central entonces se tiene los inicios de una
red distribuida.
Es posible que un solo sistema de comunicaciones genere comunicación para
dos o más redes de computadoras en operación concurrente. Existen varias
configuraciones o topologías de redes para la comunicación de datos entre las
cuales podemos mencionar: Estrella, Anillo y de Bus.
2.6.1. REDES DE BUS
La red de Bus está configurada cuando menos lógicamente, con
derivaciones o ramales que se extienden desde un sistema central.
Cuando una señal atraviesa el Bus (normalmente un cable coaxial, o de
fibra óptica), todas y cada una de las conexiones detecta las señales que
lleva consigo una designación de dirección.
Los sistemas de Bus, como Ethernet o la mayoría de los sistemas de banda
ancha, emplean un cable bidireccional con trayectoria de avance y regreso
sobre el mismo medio, o bien emplean un sistema de cable dual para
lograr la bidireccionalidad. Con sistemas basados en la televisión por
cable, existe un procesador de señales en el extremo principal que toma
una señal de entrada de un dispositivo en el Bus y lo convierte para
retransmitirlo en canal de frecuencia mayor.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 25
Figura N°2.6.1 Topología de red bus
2.6.2. REDES EN ESTRELLA.
Una red en estrella, es una red centralizada en la cual las operaciones de
cómputo primarias se realizan en un solo lugar en donde todas las
estaciones distantes alimentan de información a la central, cada estación
remota ingresa al sistema central a través de una línea de comunicaciones.
Un ejemplo de este tipo de red es: los sistemas EPABX que son basados
en la tecnología telefónica, este sistema utiliza este tipo de red donde el
conmutador o interceptor constituye el nodo central.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 26
Figura N° 2.6.2 Topología de Red Estrella
2.6.3. REDES EN ANILLO
Una red tipo anillo se organiza conectando nodos de la red en un ciclo
cerrado con cada nodo enlazado a los nodos continuos a la derecha y a la
izquierda.
La ventaja de esta red es que se puede operar a grandes velocidades y los
mecanismos para evitar colisiones son sencillos. Algunas veces, las redes
en anillo utilizan esquemas de transmisión de señales para determinar que
nodo puede tener acceso al sistema de comunicaciones.
Figura N° 2.6.3 Topología de Red Anillo
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 27
2.7. ESTÁNDARES INALÁMBRICOS
2.7.1. PROTOCOLO IEE 802.11X (WIFI)
Wi-Fi (Wireless Fidelity), es una asociación internacional formada en
1999 para asegurar la compatibilidad de los distintos productos de redes de
área local inalámbrica basadas en la especificación IEEE 802.11.
La alianza Wi-Fi se estableció originalmente como WECA (Wireless
Ethernet Compatibility Alliance) en agosto de 1999, por varias compañías
líderes en tecnología en redes inalámbricas. Su misión es certificar la
interoperabilidad y compatibilidad entre diferentes fabricantes de
productos wireless.
Wi-Fi es considerado un término genérico que se refiere a los estándares
de comunicaciones IEEE 802.11 que define el uso de los dos niveles más
bajos del modelo OSI (capa física y de enlace de datos), especificando sus
normas de funcionamiento en una WLAN.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 28
Figura N° 2.7.1 IEEE 802.11 y el Modelo OSI
La familia de estándares IEEE 802.11, tiene asignadas las bandas ISM
(Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,483 GHz y
5,725-5,850 GHz para el uso en las redes inalámbricas basadas en espectro
ensanchado con objeto de lograr redes de área local inalámbricas
(WLAN).
WiFi comparte la mayoría de su funcionamiento interno con el estándar de
redes de área local Ethernet, sin embargo difiere en la especificación de la
capa física (PHY) utilizando señales radio en lugar de cableado y en su
capa de control de acceso al medio (MAC), ya que para controlar el acceso
al medio Ethernet utiliza CSMA/CD, mientras que WiFi usa CSMA/CA.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 29
El elevado ancho de banda de hasta 11 Mbps para 802.11b y hasta 54
Mbps para 802.11a/g (que se traducen en aproximadamente hasta 6 Mbps
y hasta 22 Mbps netos respectivamente) a un precio reducido, lo presenta
como una de las mejores opciones para la transmisión de datos y redes de
telefonía empleando VoIP (voz sobre IP) en este escenario.
No obstante, pueden ser utilizadas (bajo ciertas restricciones legales de
potencia) en exteriores, si se introducen antenas externas, amplificadores
adecuados, etc. Las regulaciones vigentes en Hispanoamérica permiten
establecer enlaces de decenas de kilómetros a potencias muy bajas, con un
ancho de banda mucho mayor que otras soluciones tecnológicas, lo que
abre el camino a servicios como aplicaciones de tiempo real.
Como la comunicación punto a punto sólo puede darse entre estaciones
con perfecta línea de vista, en muchos contextos no suelen lograrse
alcances mayores de unos 40 Km. Sin embargo, pueden salvarse
obstáculos con el uso de emplazamientos aislados intermedios o las
propias estaciones cliente utilizadas como repetidores, para interconectar
2 estaciones que se encuentren a una mayor distancia [DRBA].
Figura N° 2.7.1 Logo WIFI
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 30
2.7.1.1.SUB ESTÁNDARES WIFI
Tabla N° 2.7.1.1 Comparación Sub Estándar Wifi
• 802.11 legacy
La versión original del estándar IEEE 802.11 publicada en 1997 especifica
dos velocidades de transmisión teóricas de 1 y 2 megabits por segundo
(Mbit/s) que se transmiten por señales infrarrojas (IR). IR sigue siendo
parte del estándar, si bien no hay implementaciones disponibles.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 31
El estándar original también define el protocolo CSMA/CA (Múltiple
acceso por detección de portadora evitando colisiones) como método de
acceso. Una parte importante de la velocidad de transmisión teórica se
utiliza en las necesidades de esta codificación para mejorar la calidad de la
transmisión bajo condiciones ambientales diversas, lo cual se tradujo en
dificultades de interoperabilidad entre equipos de diferentes marcas. Estas
y otras debilidades fueron corregidas en el estándar 802.11b, que fue el
primero de esta familia en alcanzar amplia aceptación entre los
consumidores.
• 802.11a
En 1997 el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) crea el
Estándar 802.11 con velocidades de transmisión de 2Mbps.
En 1999, el IEEE aprobó ambos estándares: el 802.11a y el 802.11b.
En 2001 hizo su aparición en el mercado los productos del estándar
802.11a.
La revisión 802.11a al estándar original fue ratificada en 1999. El estándar
802.11a utiliza el mismo juego de protocolos de base que el estándar
original, opera en la banda de 5 Ghz y utiliza 52 subportadoras OFDM
(ortogonal frequency-division multiplexing) con una velocidad máxima de
108 Mbit/s, lo que lo hace un estándar práctico para redes inalámbricas
con velocidades reales de aproximadamente 20 Mbit/s. La velocidad de
datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbit/s en caso necesario.
802.11a tiene 12 canales no solapados, 8 para red inalámbrica y 4 para
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 32
conexiones punto a punto. No puede interoperar con equipos del estándar
802.11b, excepto si se dispone de equipos que implementen ambos
estándares.
Dado que la banda de 2.4 Ghz tiene gran uso (pues es la misma banda
usada por los teléfonos inalámbricos y los hornos de microondas, entre
otros aparatos), el utilizar la banda de 5 GHz representa una ventaja del
estándar 802.11a, dado que se presentan menos interferencias. Sin
embargo, la utilización de esta banda también tiene sus desventajas, dado
que restringe el uso de los equipos 802.11a únicamente a puntos en línea
de vista, con lo que se hace necesario la instalación de un mayor número
de puntos de acceso. Esto significa también que los equipos que trabajan
con este estándar no pueden penetrar tan lejos como los del estándar
802.11b dado que sus ondas son más fácilmente absorbidas.
• 802.11b
La revisión 802.11b del estándar original fue ratificada en 1999. 802.11b
tiene una velocidad máxima de transmisión de 11 Mbit/s y utiliza el
mismo método de acceso CSMA/CA definido en el estándar original. El
estándar 802.11b funciona en la banda de 2.4 GHz. Debido al espacio
ocupado por la codificación del protocolo CSMA/CA, en la práctica, la
velocidad máxima de transmisión con este estándar es de
aproximadamente 5.9 Mbit/s sobre TCP y 7.1 Mbit/s sobre UDP.
Aunque también utiliza una técnica de ensanchado de espectro basada en
DSSS, en realidad la extensión 802.11b introduce CCK (Complementary
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 33
Code Keying) para llegar a velocidades de 5,5 y 11 Mbps (tasa física de
bit). El estándar también admite el uso de PBCC (Packet Binary
Convolutional Coding) como opcional. Los dispositivos 802.11b deben
mantener la compatibilidad con el anterior equipamiento DSSS
especificado la norma original IEEE 802.11 con velocidades de bit de 1 y
2 Mbps.
• 802.11g En junio de 2003, se ratificó un tercer estándar de modulación:
802.11g. Que es la evolución del estándar 802.11b, Este utiliza la banda de
2.4 Ghz (al igual que el estándar 802.11b) pero opera a una velocidad
teórica máxima de 54 Mbit/s, que en promedio es de 22.0 Mbit/s de
velocidad real de transferencia, similar a la del estándar 802.11a. Es
compatible con el estándar b y utiliza las mismas frecuencias. Buena parte
del proceso de diseño del estándar lo tomó el hacer compatibles los dos
estándares. Sin embargo, en redes bajo el estándar g la presencia de nodos
bajo el estándar b reduce significativamente la velocidad de transmisión.
Los equipos que trabajan bajo el estándar 802.11g llegaron al mercado
muy rápidamente, incluso antes de su ratificación que fue dada aprox. el
20 de junio del 2003. Esto se debió en parte a que para construir equipos
bajo este nuevo estándar se podían adaptar los ya diseñados para el
estándar b. Actualmente se venden equipos con esta especificación, con
potencias de hasta medio vatio, que permite hacer comunicaciones de
hasta 50 km con antenas parabólicas apropiadas.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 34
• 802.11i
Está dirigido a batir la vulnerabilidad actual en la seguridad para
protocolos de autenticación y de codificación. El estándar abarca los
protocolos 802.1x, TKIP (Protocolo de Claves Integra – Seguras –
Temporales), y AES (Estándar de Cifrado Avanzado). Se implementa en
WPA2.
2.7.2. PROTOCOLO IEEE 802.16X (WIMAX)
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) es el
nombre comercial de un grupo de tecnologías inalámbricas que
emergieron de la familia de estándares WirelessMAN. En concreto, en el
año 2001 se creó el Foro WiMAX para promover el estándar y para ayudar
a asegurar la compatibilidad y la interoperabilidad a través de múltiples
fabricantes, algo parecido a lo que la Alianza Wi-Fi hace por la familia de
estándares IEEE 802.11x y se han convertido en una faceta clave del
proceso de los estándares IEEE. Si bien el término WiMAX sólo tiene
algunos años, el estándar 802.16 ha existido desde fines de la década de
1990, primero con la adopción del estándar 802.16 (10-66GHz) en abril de
2002 y luego con el 802.16a (2-11GHz) en enero de 2003. A pesar del
establecimiento del estándar 802.16a, nunca terminó de despegar en el
mercado, aunque vale la pena mencionar que durante ese período
toda la industria de telecomunicaciones estuvo luchando.
Así, y en principio, este estándar 802.16 se enfocaba específicamente en el
uso eficiente del ancho de banda, en la región comprendida entre los
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 35
10GHz y los 66 GHz y definía una capa de control de acceso al medio
capaz de soportar múltiples especificaciones de capas físicas, desarrolladas
para el uso de esta banda de frecuencia. Poco después, ni siquiera
había transcurrido un año, se llevó a cabo la primera revisión del estándar
con el objeto de incorporar una rama adicional, denominada 802.16a, con
la que cubrir el rango de frecuencias de los 2GHz a los 11GHz y
contempla la utilización de dos técnicas de modulación, OFDM
(Orthogonal Frecuency – Division Multiplexing) y OFDMA (Acceso
Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal). Del mismo modo, en los
años sucesivos también se han ido introduciendo sucesivas y significativas
mejoras. Resumiendo, la versión d del estándar IEEE 802.16, la
802.16-2004 (conocida previamente como Revisión D, o 802.16d), fue
ratificada en julio de 2004 e incluye la versiones anteriores (802.16-2001,
802.16b/c de 2002, y 802.16a en 2003) y cubre tanto enlaces mediante
línea de visión directa (LOS, Line of Sight) como aquellos sin línea de
visión directa (NLOS, Non Line of Sight) en el rango de frecuencias 2–
66GHz. Como es costumbre en los estándares IEEE, sólo se regulan las
especificaciones de las capas PHY (Physical) y MAC (Media Access
Control).
Figura N°2.7.2 Logo WIMAX
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 36
2.7.2.1.SUB ESTÁNDARES WIMAX
Tabla N° 2.7.2.1 Comparación del sub estándar 802.16x
2.7.2.2.CARACTERÍSTICAS
WiMAX es una tecnología que poco a poco se ha ido desarrollando y se ha
posicionado en algunos países como una opción viable para servicios
móviles, algunas de sus características más sobresalientes son:
• Opera tanto en bandas licenciadas (2.3GHz y 3.5 GHz) para
trasmisiones a larga distancia y en bandas no licenciadas entre 5.8
GHz, 8 GHz y 10 GHz, dependiendo las asignaciones del espectro que
se tengan en cada región o país.
• Se basa en OFDM 14, puede cubrir distancias muy amplias que
abracan campus enteros incluso ciudades pues el rango está en el orden
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 37
de 50 km, incluso en condiciones de NLOS. Tiene eficiencia espectral
de 5 bps/Hz y tasa de transmisión de hasta 128 Mbps.
• Soporta varios tipos de multiplexion, como lo es TDD (Time Division
Duplexing) y FDD (Frequency Division Duplexing).
• Es escalable y puede acoplarse con otras tecnologías como lo es WiFi
• Soporta modulación adaptable. Ofrece niveles de servicio SLA
(Service Level Agreement) que es un acuerdo en el que los operadores
se comprometen a prestar un servicio bajo determinadas condiciones
mínimas y ofreciendo calidad de servicio (QoS).
• Soporta aplicaciones como video y voz en un mismo canal, admite
tecnologías como VoIP, videoconferencias y otras tecnologías de
comunicación entre personas, oficinas y dispositivos.
• Utiliza antenas inteligentes que mejoran la eficiencia espectral y que a
través de la modulación adaptable se adaptan a las condiciones de la
SNR en un determinado instante.
• Es más económica que las redes cableadas como son las basadas en
fibra óptica, por lo que ha comenzado a popularizarse en diversas
ciudades y países.
• Soporta medidas de encriptación mediante los algoritmos Triple DES
(128 bits) y RSA (1024bits) y autenticación de usuarios.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 38
2.7.2.3.TOPOLOGÍA WIMAX
El estándar IEEE 802.16 define dos posibles topologías de red:
• PMP (POINT-TO-MULIPOINT): El tráfico solo entre la BS y
los SS’s, es una topología centralizada, en donde la BS es el
centro del sistema.
Figura N° 2.7.2.3 a Topología de Red PMP WIMAX
• MESH (MALLA): En esta topología, el tráfico puede ser
ruteado hacia otra SS, mientras que las BS pueden hacerlo solo
entre SS’s. Sus elementos se denominan nodos. Cada estación
puede crear su propia comunicación, con cualquier otra stación
en la red, es decir, no se restringe solo a establecer
comunicación con la SS. Su ventaja es que el alcance de la BS
puede ser más grande dependiendo del número de saltos a la SS
más lejana. Cada nodo recibe un identificador de 16 bits o
Node ID.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 39
Figura N° 2.7.2.3b Topología MESH WIMAX
2.8. TRANSMISIÓN INALÁMBRICA
Espectro electromagnético, cuando los electrones se mueven crean ondas
electromagnéticas que se pueden propagar en el espacio libre, aun en el vació.
La cantidad de oscilaciones por segundo de una onda electromagnética es su
frecuencia, f, y se mide en Hz. La distancia entre dos máximos o mínimos
consecutivos se llama longitud de onda y se designa con la letra griega λ. Al
conectarse una antena apropiada a un circuito eléctrico, las ondas
electromagnéticas se pueden difundir de manera eficiente y captarse por un
receptor a cierta distancia.
Toda la comunicación inalámbrica se basa en este principio en el vacio todas
las ondas electromagnéticas viajan a la misma velocidad, sin importar su
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 40
frecuencia. Esta velocidad, usualmente llamada velocidad de la luz, c, es
aproximadamente 3X108 m/s.
La Figura N° 2.8 . Nos muestra el espectro electromagnético.
Las porciones de radio, microondas, infrarrojo y luz visible del espectro
pueden servir para transmitir información modulando la amplitud, la
frecuencia o la fase de las ondas.
Figura N° 2.8 Espectro Electromagnético
2.8.1. RADIO TRANSMISIÓN
Las señales de radiofrecuencia son fáciles de generar, pueden viajar
distancias largas y penetrar edificios sin problemas, de modo que se
utilizan mucho en las comunicaciones, tanto de interiores como de
exteriores, el transmisor y el receptor no tienen que alinearse. Las
propiedades de las señales de radiofrecuencia dependen de la frecuencia.
A bajas frecuencias, las ondas de radio cruzan bien los obstáculos, pero la
potencia se reduce drásticamente con la distancia a la fuente. A
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 41
frecuencias altas, las ondas de radio tienden a viajar en línea recta y a
rebotar en los obstáculos. También son absorbidas por la lluvia. Todas las
señales de radiofrecuencia están sujetas a interferencia por los motores y
equipos eléctricos. Debido a la capacidad de viajar distancias largas y la
interferencia entre usuarios, los gobiernos legislan el uso de
radiotransmisores.
2.8.2. TRANSMISIÓN POR MICROONDAS
La transmisión por microondas necesita de estaciones de transmisión que
envían los datos a través del aire en forma de señales codificadas. La
transmisión de datos vía señales de radio por microondas es de línea de
visión: la señal de radio viaja en línea recta de una estación repetidora a la
siguiente hasta llegar a su destino. Los satélites han permitido reducir al
mínimo el límite de la línea de visión.
2.8.3. ONDAS INFRARROJAS
Las ondas infrarrojas se usan mucho para la comunicación de corto
alcance. Por ejemplo los controles remotos de los equipos utilizan
comunicación infrarroja, estos controles son direccionales, tienen el
inconveniente de no atravesar los objetos sólidos. El hecho de que las
ondas infrarrojas no atraviesen los sólidos es una ventaja, por lo que un
sistema infrarrojo no interferirá un sistema similar en un lado adyacente;
además, la seguridad de estos sistemas contra espionaje es mejor que la de
los sistemas de radio. Este sistema no necesita de licencia del gobierno
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 42
para operar en contraste con los sistemas de radio. Esta propiedad ha
hecho del infrarrojo un candidato interesante para las LAN inalámbricas
en interiores.
2.8.4. TRANSMISIÓN POR ONDAS DE LUZ
Este tipo de transmisión se ha usado durante años. Una aplicación es
conectar las LAN de dos edificios por medio de láseres montados en la
parte alta de los edificios, esta señalización óptica es unidireccional por lo
que cada edificio necesita su propio láser y su propio foto detector. Este
esquema Figura No. 3 ofrece un ancho de banda muy alto y un costo muy
bajo, fácil de instalar y no requiere de licencia por ser un haz muy estrecho
tiene ventajas pero también es una debilidad. La desventaja es que los
rayos láser no pueden penetrar la lluvia ni la niebla densa, funcionan bien
en días soleado
Figura N° 2.8.4 Transmisión por ondas de Luz
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 43
2.9. ZONA DE FRESNEL
2.9.1. ¿QUE ES ZONA DE FRESNEL?
Es el volumen de espacio entre el emisor de una onda electromagnética,
acústica, etc, y un receptor, de modo que el desfase de las ondas en dicho
volumen no supere los grados. Tanto en óptica como en comunicaciones
por radio o inalámbricas, la zona de fresnel es una zona de despeje
adicional que hay que tener en consideración además de haber una
visibilidad directa entre las dos antenas. El concepto de las zonas de
Fresnel se puede utilizar también para analizar interferencia por obstáculos
cerca de la trayectoria de una viga (antena) de radio. Esta zona se debe
determinar primero, para mantenerla libre de obstrucciones.
Figura N° 2.9.1 Zona de Freznel.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 44
2.9.2. CONSIDERACIONES PARA LA ZONA DE FREZNEL
Lo primero que se debe considerar es la línea de vista de RF, que de forma
simple, es la línea recta que une los focos de las antenas transmisora y
receptora.
Como segunda consideración debes saber que la obstrucción máxima
permisible para considerar que no hay obstrucción es el 40% de la primera
zona de Fresnel. La obstrucción máxima recomendada es el 20%.
Para el caso de radiocomunicaciones depende del factor K (Curvatura de la
tierra) considerando que para un K=4/3 la primera zona de fresnel debe
estar despejada al 100% mientras que para un estudio con K=2/3 se debe
tener despejado el 60% de la primera zona de Fresnel.
NOTA: La obstrucción máxima permisible para considerar que no hay
obstrucción máxima permisible para considerar que no hay obstrucción es
el 40% de la primera zona de Fresnel. La obstrucción máxima
recomendada es el 20%.
Figura N° 2.9.2 Consideraciones zona de Freznel
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 45
2.9.3. CALCULOS DE LA ZONA DE FRESNEL
Para el caso de radiocomunicaciones depende del valor de K (curvatura de
la Tierra) considerando que para un K=4/3 la primera zona de fresnel debe
estar despejada al 100% mientras que para un estudio con K=2/3 se debe
tener despejado el 60% de la primera zona de Fresnel. Para establecer las
zonas de Fresnel, primero debemos determinar la línea de vista de RF
("RF LoS", en ingles), que en términos simples es una línea recta entre la
antena transmisora y la receptora. Ahora la zona que rodea el RF LoS es la
zona de Fresnel. El radio de la sección transversal de la primera zona de
Fresnel tiene su máximo en el centro del enlace. En este punto, el radio r
se puede calcular como sigue:
Donde:
r =radio en metros (m).
d = distancia en kilómetros (km).
f = frecuencia transmitida en megahercios (MHz).
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 46
FORMULA GENÉRICA
Donde:
rn = radio de la enésima zona de Fresnel.
d1 = distancia desde el transmisor al objeto en km.
d2 = distancia desde el objeto al receptor en km.
d = distancia total del enlace en km.
f = frecuencia en MHz.
2.10. INDICADORES PARA MEDIR LA CALIDAD DE SERVICIO DE
ACCESO A INTERNET
2.10.1. TIEMPO DE ACCESO DE USUARIO (LOGIN)
La confección de este indicador se basa en la propuesta de indicador
“Proporción de accesos de usuarios con éxito” [QoS internet]
El tiempo de acceso de usuario (l) es el tiempo que se demora un cliente en
configurar el servicio de acceso a Internet.
En la sección 5.4 de [ETSI] se define el tiempo para obtener un “perfecto
orden de funcionamiento” (full working conditions), lo que debe ser
interpretado como el tiempo necesario para que un cliente realice el
proceso de autenticación y validación con el ISP (cuando sea necesario),
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 47
obtenga una dirección IP y configuración de red válida para la navegación,
y logre realizar al menos una resolución DNS de algún FQDN
exitosamente.
Asimismo, se entiende que en algunos casos no será posible medir este
tiempo dado que los parámetros de red son dados manualmente (de forma
estática) y local. Por ejemplo, en el caso que a un usuario se le entregue
una dirección IP fija configurada estáticamente y que tenga asociado
estáticamente un servidor de resolución de nombres en la red del usuario.
En estos casos, la medición se tomará solamente como el tiempo requerido
para obtener la dirección IP correspondiente a una petición “DNS –
Lookup” de una FQDN determinada al servidor DNS local.
¿Cómo se mide?
Todas las mediciones de intento de acceso de usuario deben partir de un
estado en el que la sonda no tenga ni dirección IP asignada, servidor de
resolución de nombres asignado ni un cache local de respuestas DNS
resueltas para el FQDN utilizado en la medición.
Una medición es el tiempo 𝑙𝑖𝑐(ℎ)
que toma en obtener una configuración de
“perfecto orden de funcionamiento “y al menos una resolución DNS donde
c es la clase a la que pertenece dicha medición, h es el horario [h; h + 1] de
la semana, i es el la i-esima medición de tiempo de acceso realizado por
las sondas de la clase c en el período de medición.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 48
Se podrá elegir libremente el FQDN solicitado en cada caso, e incluso se
podrán realizar varias solicitudes por diferentes FQDN terminando de
registrar el tiempo al momento de recibir la primera respuesta.
En caso que pasado 15 segundos aún no se logre una configuración de
“perfecto orden de funcionamiento “y al menos una resolución DNS se
deberá anotar el tiempo en que se abortó la medición (𝑙𝑖𝑐(ℎ)
> 15[s]), y se
deberá contabilizar dicha medición como efectuada. Se define entonces
como un acceso exitoso como aquel menor o igual a 15 segundos.
𝑒𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠𝑜(𝑙𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
) = 1, si ≤ 𝑙𝑖
𝑐(ℎ) 15[s]
0, si > 𝑙𝑖𝑐(ℎ)
15[s]
El número de mediciones de acceso exitosos en el horario [h; h + 1] como
𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠𝑜𝑐(ℎ)
= ∑ 𝑒𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠𝑜(𝑙𝑖𝑐(ℎ)
)|𝑙𝑐(ℎ)|
𝑖=0
Donde |𝑙 𝑐(ℎ)|es el número de totales de mediciones.
Calculo
Para cada clase c se debe calcular el promedio ponderado del tiempo de
acceso como:
Indicador 1: tiempo de acceso promedio.
𝑙𝑎𝑣𝑔𝑐 = ∑ (𝑤ℎ. 𝑙
𝑐(ℎ))24𝑥7
ℎ=1
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 49
Donde el promedio de todas las mediciones varía en el horario [h, h+1]
𝑙𝑎𝑣𝑔𝑐 =
∑ 𝑙𝑖𝑐(ℎ)|𝑙𝑐(ℎ)|
𝑖=1
𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠𝑜𝑐(ℎ)
, ∀i: 𝑙𝑖𝑐(ℎ)
≤ 15 [s]
Donde para la clase en el horario [h, h+1]
𝑙𝑖𝑐(ℎ)
es el la i-esima medición de acceso realizada por las sondas de
la clase c en el horario h para un período de medición.
|𝑙 𝑐(ℎ)| es el número de mediciones.
𝑤ℎes el peso definido en la sección 2.6.1 para el mismo periodo.
Luego, para cada clase c en el horario h, se deberá calcular la desviación
según:
Indicador 2: desviación estándar de tiempo de acceso.
𝑙𝑠𝑡𝑑𝑐 = 𝑚𝑎𝑥 √
1
|𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠𝑜𝑠𝑐(ℎ)
|−1∑ (𝑙𝑖
𝑐(ℎ)− 𝑙
𝑐(ℎ))2|𝑙
𝑐(ℎ) |
𝑖=0 , ∀h, i: 𝑙𝑖
𝑐(ℎ) ≤ 15 [s]
Confiabilidad estadística
Se deberá entregar la confiabilidad estadística del indicador de tiempo de
acceso de usuario para cada clase c en el horario h. Esto se deberá calcular
suponiendo una distribución t-student con un error máximo de ±0; 05 con
un nivel de confianza de 95%.
El error para la clase c en la hora es:
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 50
Indicador 3: confiabilidad de tiempo de acceso.
𝑙𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟𝑐 = 𝐴
𝑙𝑠𝑡𝑑𝑐
√𝑛
Donde:
A es el valor de que se corresponde con un valor en ordenada de 0;
95 de una función de distribución de probabilidad acumulada
(CDF) de una distribución t-student definida a partir de las
estimaciones de media y varianza anteriores y del número total de
sondas que constituyen el sistema de medidas para el servicio (n −
1 grados de libertad).
n = 𝑙𝑒𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠𝑜𝑠𝑐(ℎ)
es el número de muestras exitosas para calcular 𝑙𝑠𝑡𝑑𝑐
2.10.2. VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN
La confección de este indicador se basa en la recomendación [ETSI 26],
extendida con el fin de incluir un sistema de autentificación. Además, los
cálculos estadísticos están basados en el documento [QoS Internet].
Para los objetivos de este protocolo, se define la velocidad de transferencia
desde A hacia B como la cantidad máxima de bits de datos (payload) que
se logran transmitir desde A hacia B con una conexión HTTP sobre
TCP/IP durante una unidad de tiempo (segundos). Cabe destacar que los
datos de control necesarios en la comunicación, como por ejemplo los
encabezados TCP e IP, no son incluidos dentro de este indicador.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 51
En el caso de este protocolo la velocidad de transferencia se mide desde
una sonda hacia un servidor (subida) y desde un servidor hacia una sonda
(bajada).Por simplicidad, a continuación se habla simplemente de
velocidad, pero se entiende que se deberán realizar los mismos pasos para
medir y calcular los indicadores de velocidad de subida y bajada por
separado. Cuando sea necesario diferenciar entre velocidad de subida y
velocidad de bajada se explicitará.
¿Cómo se mide?
Tal y como sugiere el documento ETSI, se debe medir la velocidad
transmitiendo datos incompresibles entre una sonda de medición y un
servidor web. La transferencia de los datos se realizará mediante el
protocolo HTTP 1.1 [RFC2616], de tal forma que la sonda y servidor sean
respectivamente el cliente y servidor HTTP.
El tamaño mínimo de datos a transmitir es tal que imponga que la
medición dure al menos 2 segundos. Para permitir la estabilización de los
parámetros de conexión TCP se podrán descartar los primeros 100[KB] de
transmisión como recomienda [Sam Knows2]. Es decir, el tiempo se podrá
comenzar a medir desde que comienza el envío/recepción de datos,
denotado 𝑡𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 o desde 𝑡100[𝐾𝐵], el instante en que se hayan transmitido
los primeros 100[KB].
Cada medición de velocidad deberá cumplir con los siguientes pasos.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 52
Obtención de un Ticket Previo a cada medición de velocidad de
transferencia la sonda deberá obtener un ticket que la autorizará a realizar
la medición. Para eso, se dispondrá de un servidor de autentificación
central que entregue estos tickets. Cada ticket autoriza a una sonda a
realizar una medición desde el instante de tiempo que se obtiene el 𝑡𝑡𝑖𝑐𝑘𝑒𝑡
hasta 𝑡𝑡𝑖𝑐𝑘𝑒𝑡 + 60[𝑠] es decir, el ticket tiene un tiempo de expiración.
El servidor de autentificación será administrado por SUBTEL o alguna
entidad designada por SUBTEL. Tanto las sondas como servidores
instalados por cada ISP deberán ser previamente informados y registrados
en el servidor de autentificación.
Conexión a un servidor Para comenzar la medición, la sonda debe
establecer una conexión TCP a un servidor HTTP de medición en el puerto
80 y presentar el ticket de autentificación en el encabezado HTTP como
sugiere el estándar RFC 4559 [6] con Kerberos v5.
Las ondas deberán utilizar la dirección IP para conectarse con el servidor
de medición, no el nombre DNS si lo tuviese, para evitar pruebas fallidas
por problemas de configuración de DNS.
Realización de una medición Para la velocidad de bajada, la sonda
deberá enviar un HTTP Request con el método GET y la dirección
Request-URI:
/data/[rand], donde [rand] es un texto alfanumérico aleatorio de 16
caracteres usando los caracteres [a-z] en minúsculas y [0-9]. Además de
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 53
presentar los encabezados de autentificación la sonda deberá incluir el
encabezado: Cache-Control: no-cache, private.
El HTTP Response enviado por el servidor deberá especificar el
encabezado
(Connection: close). Una vez enviados los encabezados del HTTP
Response, el servidor deberá enviar datos en formato binario (es decir, sin
ninguna codificación), incompresibles y aleatoreos por un mínimo de 2[s].
Pasados los 2[s] tanto el servidor como la sonda podrán cerrar la conexión
a su voluntad, y se registrarán los datos transferidos a partir de t como d.
Para la velocidad de subida, la sonda deberá enviar un HTTP Request con
el método POST en la dirección Request-URI: /data. Además de presentar
los encabezados de autentificación la sonda deberá incluir el encabezado:
Cache-Control: no-cache, private. Una vez enviados los encabezados del
HTTP Request, la sonda debe escribir datos en formato binario (es decir,
sin ninguna codificación), incompresibles y aleatorios por al menos 2[s].
Pasados los 2[s] tanto el servidor como la sonda podrán cerrar la conexión
a su voluntad, y se registrarán los datos transferidos a partir de
𝑡𝑡𝑖𝑐𝑘𝑒𝑡 como d. adicionalmente se deberá considerar que:
El tiempo en que empieza la medición se conoce como 𝑡𝑡𝑖𝑐𝑘𝑒𝑡 y el tiempo
en que se termina la medición como 𝑡𝑓𝑖𝑛. Si una medición durara más de
60[s] se deberá cerrar la conexión y registrar el tiempo de fin tal que:
𝑡𝑓𝑖𝑛 − 𝑡𝑡𝑖𝑐𝑘𝑒𝑡 > 60[𝑠]
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 54
Cada ticket emitido devengará obligatoriamente una muestra de medición,
independiente del resultado obtenido. La sonda tendrá hasta la expiración
del ticket para transferir datos contra un mismo servidor de medición, y
podrá establecer si lo desea, múltiples conexiones, secuenciales o
paralelas, para realizar la medición, e incluso re-intentar en caso de algún
error mientras el ticket no haya expirado.
Las muestras deberán ser independientes. Es decir, el hecho de que una
muestra entregue un valor alto o bajo, o que la medición sea fallida, no
deberá influir en el instante de tiempo que se efectúe la siguiente
medición.
Codigo Descripcion
200 OK: El servidor aceptó la solicitud de medición y la sonda puede
proceder inmediatamente a realizar la medición
400 Bad Request: La sonda ha realizado una solicitud inválida.
401 Unauthorized: El servidor no acepta mediciones para la sonda (e.g.
ticket expirado).
403 Forbidden: Indica que la sonda no tiene permisos para utilizar el
servidor.
408 Request Timeout: Indica que la sonda no ha enviado datos durante más
de 60 segundos.
500 Internal Server Error Se produjo un error en el servidor que impide
realizar la medición.
503 Service Unavailable el servidor se encuentra ocupado, es de cir, el
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 55
número máximo de sondas simultáneas ha sido sobrepasado.
509 Bandwidth Limit Exceeded (Apache bw/limited extension): La solicitud
ha sido rechazada por el servidor debido a que la sonda ha sobrepasado
la cantidad de mediciones autorizadas.
Cuadro N° 2.10.2 Códigos de Respuesta del Servitos HTTP
Cuando una sonda solicite una medición al servidor, el servidor podrá
responder con alguno de los códigos HTTP especificados en el Cuadro N°
Calculo:
Se define el resultado de la i-ésima medición de velocidad realizada para la
clase c, alcance a, en el horario h como la tripla:
𝑣→
𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)= ⟨𝑑𝑖𝑐(𝑎,ℎ)[𝑏𝑖𝑡𝑠], ∆𝑡𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)[𝑠], ∆𝜏𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)[𝑠]⟩
Donde d son los daos transmitidos, ∆𝑡𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
[𝑠] es el tiempo de trasferencia
de datos, y ∆𝜏𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
[𝑠] es el tiempo de medición, los que se detallan a
continuación.
El tiempo de transferencia se define como el tiempo transcurrido entre que
epieza la ransferencia de datos, 𝑡𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 y que finaliza la medición 𝑡𝑓𝑖𝑛 .
Opcionalmente se puede ignorar los primeros 100 [KB] transcurridos y se
calcula como:
∆𝑡 = 𝑡𝑓𝑖𝑛 − 𝑡𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 , 𝑠𝑖𝑛 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 100[𝐾𝐵]
𝑡𝑓𝑖𝑛 − 𝑡100[𝐾𝐵], 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 100[𝐾𝐵]
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 56
El tiempo de medición se define como el tiempo transcurrido desde que se
obtuvo un ticket hasta que analizó la medición, por lo que se calcula como:
∆𝜏 = 𝑡𝑓𝑖𝑛 − 𝑡𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜
Así mismo se calcularía la velocidad de dicha medición como:
𝑣𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
= 𝑑𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)
∆𝑡𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
[𝑏𝑖𝑡𝑠
𝑠]
y se interpretará que una medición de velocidad de transferencia es fallida
cuando no logra transferir al menos el doble del ancho de banda nominal
(ABN) en 60 segundos o menos contados desde la obtención del ticket. Es
decir:
𝑓𝑎𝑙𝑙𝑖𝑑𝑎(𝑣𝑖→𝑐(𝑎,ℎ)
) = 1, 𝑠𝑖 ∆𝜏𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)> 60 ⋁ 𝑑𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)< 2. 𝐴𝐵𝑁
0, 𝑠𝑖 ∆𝜏𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
≥ 60 ∧ 𝑑𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
≥ 2. 𝐴𝐵𝑁
Si el número de mediciones es |𝑣𝑖𝑐(𝑎,ℎ)
| entonces el número de mediciones
fallidas se calcula como:
|𝑣𝑓𝑎𝑙𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠𝑐(𝑎,ℎ)
| = ∑ 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑖𝑑𝑎(𝑣𝑖→𝑐(𝑎,ℎ)
)
|𝑣 𝑐(𝑎,ℎ)|
𝑖=0
Para la clase c y el alcance a se deberán calcular la velocidad promedio
𝑣 𝑐(𝑎,ℎ) y desviación estándar en horario [h, h+1[por separado para las
velocidades de subida y bajada como:
𝑣 𝑐(𝑎,ℎ) =
1
𝑛∑ 𝑣𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)|𝑣
𝑐(𝑎,ℎ)|
𝑖=1
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 57
𝑣𝑠𝑡𝑑𝑐(𝑎,ℎ)
= √1
𝑛 − 1∑ (𝑣𝑖
𝑐(𝑎,ℎ)− 𝑣
𝑐(𝑎,ℎ))2|𝑣
𝑐(𝑎,ℎ)|
𝑖=1
∀i ∶ 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑖𝑑𝑎(𝑣𝑖→𝑐(𝑎,ℎ)
) = 0
Donde 𝑛 = (|𝑣 𝑐(𝑎,ℎ)| − |𝑣𝑓𝑎𝑙𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠
𝑐(𝑎,ℎ)|
) es el número de mediciones exitosas.
Finalmente, el indicador de velocidad para la clase c y el alcance a se
calcula como:
Indicador 4: velocidad de transmisión promedio
𝑣 𝑐(𝑎) = ∑ (𝑤ℎ. 𝑣𝑐(𝑎,ℎ))
ℎ=24𝑥7
ℎ=1
El indicador de desviación de la velocidad para la clase c el alcance a se
calcula como:
Indicador 5: desviación estándar de velocidad de transmisión
𝑣𝑠𝑡𝑑𝑐(𝑎)
= √ ∑ 𝑤ℎ(𝑣𝑐(𝑎,ℎ) − 𝑣𝑐(𝑎))2
ℎ=24𝑥7
ℎ=1
Confiabilidad estadística
Para cada clase c, alcance a separado por subida y bajada, se debe calcular
la confiabilidad estadística como:
Indicador 8: confiabilidad de la velocidad de transmisión
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 58
𝑣𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟𝑐(𝑎)
= 𝐴max 𝑣𝑠𝑡𝑑
𝑐(𝑎,ℎ)
√𝑛
Donde:
A es el valor de que se corresponde con un valor en ordenada de 0;
95 de una función de distribución de probabilidad acumulada
(CDF) de una distribución t-student definida a partir de las
estimaciones de media y varianza anteriores y del número total de
sondas que constituyen el sistema de medidas para el servicio (n −
1 grados de libertad).
𝑛 = (|𝑣 𝑐(𝑎,ℎ)| − |𝑣𝑓𝑎𝑙𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠
𝑐(𝑎,ℎ)|
) es el número de mediciones exitosas
utilizadas para calcular el máximo 𝑣𝑠𝑡𝑑𝑐(𝑎,ℎ)
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 59
CAPITULO III: METODOLOGÍA
3.1. TIPO DE INVESTIGACION
La investigación abarcará el nivel exploratorio pues a través de ella se
reconocerá las variables que nos competen, el nivel descriptivo permitirá
caracterizar la realidad investigada, el nivel correlacional dilucidará el grado
de relación entre las variables en estudio y finalmente el nivel explicativo
detectará las causas de determinados comportamientos y canalizará la
estructuración de propuestas de solución a la problemática a ser analizada.
3.2. VARIABLES DE ESTUDIO
3.2.1. VARIABLE INDEPENDIENTE: RED INALÁMBRICA (BANDA
ANCHA).
Red inalámbrica (Wireless network en inglés) es una tecnología designada
para la conexión de nodos sin necesidad de una conexión física (cables),
ésta se da por medio de ondas electromagnéticas. La transmisión y la
recepción de datos se realizan a través de puertos.
3.2.2. VARIABLE DEPENDIENTE: SERVICIO DE INTERNET DE BANDA
ANCHA.
Brindar o prestar servicios de internet de alta velocidad la cual siempre
está activa, permitiendo así al usuario enviar y recibir datos de manera más
rápida.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 60
3.3. OPERACIONALIZACION DE VARIABLES
Tabla N° 3.3 Tabla de Operacionalizacion de variables
3.4. TECNICAS E INSTRUMENTOS
3.4.1. ANÁLISIS DE DOCUMENTOS.
Está técnica es muy importante ya que a través de ello se recopilaran dato
teóricos por medio de libros.
3.4.2. INTERNET.
Está técnica se utilizará para la recolección de información necesaria a
través de la web.
Variable Dimensión Indicador Unidad de
Medida
Red Inalámbrica(band
a ancha)
Tecnológica
Recepción de datos.
Ondas electromagn
éticas
Topología inalámbrica
-
Estándares inalámbricos
-
Frecuencias Megaherts (MHz)
Distancia entre estaciones base
Metros (m)
Servicio de internet de banda
ancha
Servicio de internet
Envió y recepción de
datos
Velocidad de transmisión de
datos
Megabit por
segundo (Mbps) Throughput
Tiempo de acceso Segundos (s)
disponibilidad de servicio
Minutos/año
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 61
3.5. METODOLOGÍA DE TRABAJO
METODOLOGÍA CISCO
I. FASE I PLANIFICACIÓN: los requerimientos detallados de red son
identificados y la red existente es revisada. Se presenta una descripción de las
problemáticas bien detalladas y la propuesta del grupo de proyecto sobre
cómo pueden trabajar contra la problemática por la que va pasando la
empresa.
II. FASE II DISEÑO: La red es diseñada de acuerdo a los requerimientos
iniciales y datos adicionales recogidos durante el análisis de la red existente.
El diseño es refinado con el cliente. Se comienzan a recopilar todos los
requerimientos de la empresa.
III. FASE III IMPLEMENTACIÓN: la red es construida de acuerdo al
diseño aprobado. Se hace el diseño físico de la red.
• Configuración de los servidores.
• Modelo de red: Basado en servidor.
• Configuración de los clientes de la red.
• Distribución del cableado.
IV. FASE IV OPERACIÓN: la red es puesta en operación y es
monitoreada. Esta fase es la prueba máxima del diseño. Diseño físico y lógico
de la red. Representado en el simulador Packet Trace.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 62
V. FASE V OPTIMIZACIÓN: durante esta fase, los errores son detectados y
corregidos, sea antes que los problemas surjan o, si no se encuentran
problemas, después de que ocurra una falla. Si existen demasiados problemas,
puede ser necesario rediseñar la red.
3.6. RESULTADOS ESPERADOS
Elaborar un diseño de red apropiado para brindar servicio de red de banda
ancha en la provincia de Santiago de chuco.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 63
CAPITULO IV: DESARROLLO DE METODOLÓGICO
4.1.PLANIFICACION
El proyecto consiste en interconectar mediante radioenlaces los edificios
municipales ubicados en los principales distritos de la provincia de Santiago
de chuco. El punto principal será el distrio de Santiago de Chuco, ya que en él
se encontrara la BS y el punto de interconexión con Internet. Adicionalmente,
se proporcionará acceso a Internet a las principales entidades de dichos
distritos como son (colegios, institutos, centro médicos, municipios y
comisarias)
El proyecto estará construido por:
RED TRONCAL PRINCIPAL: Interconexión de los distintos distritos de
la provincia de Santiago de Chuco (Angasmarca, Cachicadan, Quiruvilca,
Santiago de Chuco). Esta interconexión se llevará a cabo usando equipos
punto a punto de gama empresarial que usan tecnología WI-FI y operan en
banda libre de 5 GHz.
RED TRONCAL SECUNDARIA: Interconexión de los principales
edificios municipales de dichos distritos y puntos estratégicos para cada
entidad. La interconexión se llevará a cabo usando equipos
puntomultipunto de gama empresarial, también utilizando tecnología WI-
FI en la banda libre de 5 GHz.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 64
4.1.1. EQUIPAMIENTO
Para las redes troncales primaria y secundaria se usarán equipos
WI-FI con topologías punto a punto y punto a multipunto.
La red de acceso constará de puntos de acceso WiFi que soporten
el estándar 802.11g. Estos puntos de acceso estarán además
configurados para ofrecer encriptación avanzada (WPA) con clave
dinámica por sesión y usuario (usando 802.1x y un servidor
RADIUS). Los puntos de acceso se instalarán en el interior de los
edificios y serán conectados a antenas de exteriores.
4.1.2. CONEXIÓN A LA RED DE BANDA ANCHA
Distrito Entidad
ANGASMARCA
Municipalidad
Centros Medicos
Centros Educativos
Comisaria
CACHICADAN
Municipalidad
Centros Medicos
Centros Educativos
Comisaria
QUIRUVILCA
Municipalidad
Centros Medicos
Centros Educativos
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 65
Comisaria
SANTIAGO DE CHUCO
Municipalidad
Centros Educativos
Centros Educativos
Comisaria
Tabla N° 4.1.2 Zonas Estratégicas
4.1.3. SEGURIDAD DE LA RED
Todos los enlaces de la red troncal primaria y la red secundaria
estarán encriptados mediante un esquema propietario de
encriptación,
La red WiFi de acceso estará protegida usando WPA-TKIP con
autenticación mediante 802.1x.
Todos los usuarios válidos dispondrán de un nombre de usuario y
contraseña que les permitirá el acceso a la red.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 66
4.2. DISEÑO
4.2.1. ESPECIFICACIÓN DE LA RED
La red global se compone de una red troncal primaria, red troncal
secundaria de acceso WiFi. Las especificaciones de cada una de
ellas se describirán en los siguientes subapartados.
a) RED TRONCAL PRIMARIA
REQUERIMIENTOS
Se debe implantar una red troncal inalámbrica de banda ancha para
la interconexión de BS de Santiago de Chuco con los puntos
situados en los diferentes Distritos a partir de los cuales se
desplegará la red troncal secundaria. Los puntos que forman parte
de la red troncal primaria son los siguientes:
Angasmarca
Cachicadan
Quiruvilca
Sanriago de Chuco
El equipamiento de la red troncal debe cumplir las siguientes
características técnicas mínimas:
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 67
• Los equipos inalámbricos deben emitir en canales de banda
libre según las normas del MTC
• Se deben implementar caminos alternativos para la
interconexión de los distintos puntos de manera que la red sea
robusta y resistente a las posibles caídas de algunos de los
enlaces principales.
• Los equipos utilizados deberán soportar los anchos de banda
requeridos para proporcionar el servicio deseado. Los
requerimientos de cada enlace de la red troncal vendrán
impuestos por el ancho de banda que se ofrecerá a cada edificio
municipal interconectado a través de la red troncal secundaria y
por el ancho de banda requerido por los usuarios de la red de
acceso WiFi Además, se deberá dejar un margen de ancho de
banda disponible para futuras expansiones de la red.
• Gestionable mediante protocolo SNMP (Simple Network
Managment Protocol). Esto permitirá que la red completa sea
monitorizada desde el SB utilizando las herramientas software
adecuadas.
• Los equipos deben poder ser configurables y actualizables
utilizando el interfaz aire, con el fin de poder llevar a cabo
estas acciones de manera remota.
• Los equipos deben cumplir la normativa vigente para
instalación en exteriores, incluyendo protección antirrayos.
Todos los conectores deberán estar convenientemente sellados.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 68
• Los equipos deben cumplir la normativa vigente para
instalación en exteriores, incluyendo protección antirrayos.
Todos los conectores deberán estar fuertemente sellados.
• SITUACIÓN DE LOS PUNTOS
Según los datos de GPS (Global Positioning System) y gracias a
Google Earth, la situación geográfica de los puntos a interconectar
son las siguientes:
Tabla N° 4.2.1a Coordenadas de los puntos de la red troncal
En la siguiente imagen N° 4.2.1a se puede observar la localización de los puntos.
Punto Latitud Longitud
Angasmarca 8°07’55.30’’ 78°03´21.34’’
Cachicadan 8°05’35.46’’ 78°09’00.25’’
Quiruvilca 8°00’02.41’’ 78°18’21.22’’
Santiago de Chuco 8°08’48349’’ 78°10’19.84’’
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 69
Figura N° 4.2.1a Situación de los puntos de la Red Troncal
Principal
b) RED TRONCAL SECUNDARIA
REQUERIMIENTOS
La red troncal secundaria está compuesta por los equipos que
interconectan las instituciones con la red troncal primaria a través de
enlaces punto a multipunto. El ancho de banda soportado será menor que
el soportado por la red troncal principal.
Los puntos que se interconectaran en cada distrito serán los siguientes:
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 70
o Angasmaca
Municipalidad
Centro de Salud
Centros Eductivos
Comisarias
o Cachicadan
Municilaplidad
Centro de Salud
Centros Eductivos
comisarias
o Quiruvilca
Municilaplidad
Centro de Salud
Centros Eductivos
comisarias
o Santiago de Chuco
Municilaplidad
Centro de Salud
Centros Eductivos
comisarias
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 71
El equipamiento de la red troncal secundaria debe cumplir las siguientes
características mínimas:
• Los equipos inalámbricos emitirán información en canales de
banda libre según las normas de la Ministerio de Transportes y
Comunicaciones (MTC).
• Los equipos utilizados deberán soportar los anchos de banda
requeridos para proporcionar el servicio deseado. En la siguiente
tabla N° 4.2.1b se muestran los requerimientos para las entidades
directamente a la red troncal secundaria. El ancho de banda
asignado a cada institución es resultado de un estudio previo sobre
el número de usuarios que se van a conectar, del tipo de servicios
que van a utilizar normalmente y de la importancia relativa de la
ubicación.
Distrito Institución Ancho de Banda
Angasmarca Municipalidad 8 Mbps
Centro Medico 4 Mbps
Centros educativos 8 Mbps
Comisaria 2 Mbps
Cachicadan Municipalidad 8 Mbps
Centro Medico 4 Mbps
Centros educativos 8 Mbps
2 Mbps Comisaria
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 72
Quiruvilca Municipalidad 8 Mbps
Centro Medico 4 Mbps
Centros educativos 8 Mbps
Comisaria 2 Mbps
Santiago de Chuco Municipalidad 8 Mbps
Centro Medico 4 Mbps
Centros educativos 8 Mbps
Comisaria 2 Mbps
Tabla N° ° 4.2.1b Requerimientos de Ancho de Banda para
cada Institución
• Los equipos deben soportar encriptación para así tener
seguridad en las comunicaciones.
• Los equipos serán monitorizados remotamente utilizando las
herramientas software adecuadas.
• Los equipos deben poder ser configurable y actualizados
utilizando el interfaz aire, con el fin de poder llevar a cabo
estas acciones de manera remota.
• Los equipos deben cumplir la normativa vigente para
instalación en exteriores, incluyendo protección antirrayos.
Todos los conectores deberán estar convenientemente sellados.
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 73
SITUACIÓN DE LOS PUNTOS
Según datos GPS y Google Earth, las coordenadas de los puntos a
interconectar en cada uno de los núcleos son las siguientes:
• ANGASMARCA
Punto Latitud Longitud
Municipalidad 8°7'51.72" 78° 3'28.69"
Centro Medico 8° 7'52.01" 78° 3'17.82"
Centros Educativos 8° 7'56.82" 78° 3'24.30"
Comisaria 8° 7'56.80" 78° 3'18.57"
Tabla N° 4.2.1b1 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Angasmarca
En la siguiente Figura N° 4.2.1b1 se puede ver la localización de los
puntos, incluyendo el punto de la red troncal al que se conectaran.
Figura N°4.2.1b1 situación de la red troncal secundaria de Angasmarca
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 74
• CACHICADAN
Punto Latitud Longitud
Municipalidad 8° 5'32.82" 78° 9'6.11"
Centro Medico 8° 5'42.47" 78° 9'4.22"
Centros Educativos 8° 5'38.54" 78° 8'50.02"
Comisaria 8° 5'43.59 78° 8'55.69"
Tabla N° 4.2.1b2 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Cachicadan
En la siguiente Figura N° se puede ver la localización de los puntos,
incluyendo el punto de la red troncal al que se conectaran.
Figura N° 4.2.1b2 Situación de los puntos de la red Troncal
Secundaria de Cachicadan
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 75
• QUIRUVILCA
Punto Latitud Longitud
Municipalidad 8° 0'10.12" 78°18'33.82"
Centro Medico 8° 0'13.33" 78°18'39.74"
Centros Educativos 8° 0'11.10" 78°18'29.05"
Comisaria 8° 0'2.68" 78°18'35.80"
Tabla N°4.2.1b3 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Quiruvilca
En la siguiente Figura N° 4.2.1b3 se puede ver la localización de los
puntos, incluyendo el punto de la red troncal al que se conectaran.
Figura N° 4.2.1b3 Situación de los puntos de la red Troncal
Secundaria de Quiruvilca
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 76
• SANTIAGO DE CHUCO
Punto Latitud Longitud
Municipalidad 8° 0'10.12" 78°18'33.82"
Centro Medico 8° 0'13.33" 78°18'39.74"
Centros Educativos 8° 0'11.10" 78°18'29.05"
Comisaria 8° 0'2.68" 78°18'35.80"
Tabla N°4.2.1b4 Coordenadas de los puntos de la red
Secundaria Santiago de Chuco
En la siguiente Figura N° 4.2.1b4 se puede ver la localización de los
puntos, incluyendo el punto de la red troncal al que se conectaran.
Figura N°4.2.1b4 Situación de los puntos de la red Troncal
Secundaria de Santiago de Chuco
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 77
4.2.2. INTERCONEXIÓN DE LA RED TRONCAL PRIMARIA
En la siguiente figura N° 4.2.2 se muestra la interconexión de la red
Primaria las cueles abraca los distritos de Angasmarca, Cachicadan,
Quiruvilca, Santiago de Chuco.
Figura N° 4.2.2 Interconexión de la Red Primaria
Punto 1 Punto 2 Distancia (km)
Santiago de chuco Angasmarca 22.4 km
Santiago de Chuco Cachicadan 6.43 km
Santiago de Chuco Quiruvilca 12.7 km
Tabla N° 4.2.2 Distancia Entre Puntos Res Troncal Primaria
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 78
4.2.3. INTERCONEXIÓN RED TRONCAL SECUNDARIA
Aquí en las siguientes figuras se observara las interconexiones de la red
troncal secundaria con la red troncal primaria de en cada distrito.
ANGASMARCA
Figura N° 4.2.3a Interconexión Red Troncal Secundaria Cachicadan
Punto 1 Punto 2 Distancia (km)
ANGASMARCA Municipalidad 0.18 km
ANGASMARCA Centro Medico 0.15 km
ANGASMARCA Centro Educativo 0.19 km
ANGASMARCA Comisaria 0.22 km
TABLA N° 4.2.3a DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 79
CACHICADAN
Figura N° 4.2.3b Interconexión Red Troncal Secundaria Cachicadan
Punto 1 Punto 2 Distancia (km)
CACHICADAN Municipalidad 0.55 km
CACHICADAN Centro Medico 0.53 km
CACHICADAN Centro Educativo 0.35 km
CACHICADAN Comisaria 0.11 km
TABLA N°4.2.3b DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 80
QUIRUVILCA
Figura N° 4.2.3c Interconexión Red Troncal Secundaria Quiruvilca
Punto 1 Punto 2 Distancia (km)
QUIRUVILCA Municipalidad 0.38 km
QUIRUVILCA Centro Medico 0.39 km
QUIRUVILCA Centro Educativo 0.50 km
QUIRUVILCA Comisaria 0.19 km
TABLA N° 4.2.3c DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 81
SANTIAGO DE CHUCO
Figura N° 4.2.3d Interconexión Red Troncal Secundaria Santiago de chuco
Punto 1 Punto 2 Distancia (km)
SANTIAGO DE CHUCO Municipalidad 0.10 km
QUIRUVILCA Centro Medico 0.36 km
QUIRUVILCA Centro Educativo 0.13 km
QUIRUVILCA Comisaria 0.15 km
TABLA N° 4.2.3d DISTANCIAS ENTRE LOS PUNTOS
BOCANEGRA SOLORZANO HOMERO ARNALDO 82
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