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Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla
para Maripí, Boyacá.
Camilo Andrés Baquero Castellanos Leonel Andrés Mahecha Munar
Katherine Muñoz Devia
Fundación Universitaria Unipanamericana – Compensar
Facultad de Ingeniería, Ingeniería de Telecomunicaciones
Bogotá, Colombia
2020
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla
para Maripí, Boyacá.
Camilo Andrés Baquero Castellanos Leonel Andrés Mahecha Munar
Katherine Muñoz Devia
Director (a):
Ingeniero Rafael Antonio Acosta Rodríguez
Línea de Investigación:
Redes y Telecomunicaciones
Grupo de Investigación:
Grupo de Investigación de Ingenierías
Fundación Universitaria Unipanamericana – Compensar
Facultad de Ingeniería, Ingeniería de Telecomunicaciones
Bogotá, Colombia
2020
Agradecimientos
Agradecemos a Dios por permitirnos crecer como seres humanos y como profesionales en esta
gran institución, gracias a los docentes que nos apoyaron y fortalecieron nuestra formación
que cumple hoy una etapa más, la más anhelada e importante de nuestras vidas. Gracias al
docente Ing. Joel Carroll Vargas por su orientación en este proyecto, al Ing. Nicolás Muñoz
Osorio por su apoyo en la configuración de servicios telefónicos en internet.
Finalmente agradecemos a nuestros amigos y familiares por su apoyo incondicional en esta
etapa de nuestras vidas, gracias a la Fundación Universitaria Unipanamericana y todos los
docentes que nos acompañaron durante toda la carrera y quienes continuarán apoyando a
jóvenes que ingresan a la institución con sueños y metas, Gracias por qué con su constancia y
dedicación construyen día a día un mejor país.
Resumen y Abstract V
Resumen
Este proyecto ofrece una solución tecnológica como alternativa para acceder a los servicios de
internet banda ancha y telefonía IP para los habitantes del municipio de Maripi Boyacá,
población que actualmente no cuenta con este servicio en algunas zonas. La solución permite
el acceso al servicio aportando al desarrollo y crecimiento de la región, dentro de los múltiples
beneficios, los usuarios podrán acceder a la formación virtual, entretenimiento y comercio
electrónico de bienes y servicios, entre otros.
Este diseño tecnológico es un sistema de comunicaciones de última milla que a un bajo costo
conecta a sus usuarios a la red.
Palabras clave: (Antena, Frecuencias, Telefonía, Señales, Radio Enlace, Internet,
Comunicaciones).
Resumen y Abstract VII
Abstract
This project offers a technological solution as an alternative to access broadband and IP
telephony services for the inhabitants of the municipality of Maripi Boyacá, a population that
currently does not have this service in some areas. The solution allows access to the service,
contributing to the development and growth of the region, among the multiple benefits, users
can access virtual training, entertainment and electronic commerce of goods and services,
among others.
This technological design is a last mile communication system that at a low cost connects its
users to the network.
Key words: (Antenna, Frequencies, Telephony, Signals, Radio Link, Internet,
Communications).
Contenido VIII
Contenido PÁG.
RESUMEN ................................................................................................................................................. V
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................................................. X
LISTA DE TABLAS .................................................................................................................................. XII
LISTA DE SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS............................................................................................. XIII
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 1
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................. 3
Diseñar una conexión de radio enlace que permita ofrecer servicios de telefonía (VoIP) e internet a
la población de Maripi, Boyacá. .......................................................................................................... 4
Objetivos Específicos .......................................................................................................................... 4
ALCANCES Y LIMITACIONES ......................................................................................................................... 4
1. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................. 7
1.1 CONEXIONES DE ÚLTIMA MILLA....................................................................................................... 7
1.2 TRANSMISIÓN POR RADIO ENLACE ................................................................................................... 8
1.3 TELEFONÍA IP – VOIP ................................................................................................................. 10
1.4 STP (SPANNING TREE PROTOCOL) ................................................................................................ 11
2. EVALUAR LAS CONDICIONES DE LA POBLACIÓN PARA IMPLEMENTAR EL SERVICIO
TECNOLÓGICO. ....................................................................................................................................... 12
2.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y DEMOGRÁFICA ....................................................................................... 12
2.2 COBERTURA DE RED .................................................................................................................... 13
3. DISEÑAR LA INFRAESTRUCTURA DE RED QUE PERMITA ESTABLECER LA CONEXIÓN. ........ 13
3.1 TOPOLOGÍA DE RED ...................................................................................................................... 14
4. COMPROBAR POR MEDIO DE UN LABORATORIO EL FUNCIONAMIENTO DEL SERVICIO
PREVIO A LA IMPLEMENTACIÓN. ......................................................................................................... 15
4.1 SIMULACIÓN RADIO MOBILE ......................................................................................................... 15
4.2 SIMULACIÓN XIRIO ONLINE ........................................................................................................... 18
5. DETALLAR EL PROCESO DE CONFIGURACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE LA RED. ................ 22
5.1 CONFIGURACIÓN DE LOS ADAPTADORES DE RED ................................................................................ 23
5.2 CREACIÓN DE SWITCHES VIRTUALES ............................................................................................... 27
5.3 CONFIGURACIÓN DE SWITCHES VIRTUALES ...................................................................................... 29
Contenido IX
5.4 CONFIGURACIÓN DE PLANTA TELEFÓNICA ISSABEL............................................................................ 32
5.5 CONFIGURACIÓN DE CLIENTES CON WINDOWS 10 Y EXTENSIONES. ..................................................... 38
6. EJECUTAR PRUEBAS DE OPERATIVIDAD TELEFÓNICA E INTERNET. ...................................... 40
6.1 PRUEBAS DE CONECTIVIDAD.......................................................................................................... 40
6.2 PRUEBAS DE TELEFONÍA ............................................................................................................... 42
7. ANÁLISIS DE MERCADO ................................................................................................................ 44
7.1 COTIZACIÓN ............................................................................................................................... 44
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................................... 44
8.1 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 44
8.2 RECOMENDACIONES .................................................................................................................... 45
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................................... 47
X Título del trabajo de grado o investigación
Lista de figuras PÁG.
Figura 1-1: Sistema de radio enlace punto a punto ……………………………………………………….8
Figura 2-1: Ubicación Maripi – Boyacá ………………………………………………………………………12
Figura 2-2: Ubicación Maripi – Boyacá ……………………………………………………………………. .13
Figura 3-1: Topología de red para Maripi, Boyacá ..……………………………………………………..14
Figura 4-1: Configuración inicial radio mobile ……………………………………………………………15
Figura 4-2: Configuración puntos Chiquinquirá y Maripi, Boyacá ………………………..............16
Figura 4-3: Configuración valores del enlace ………………………………………………………………16
Figura 4-4: Configuración valores de los radios, punto a punto ……………………………………17
Figura 4-5: Estudio línea de vista ……………………………………………………………………………….18
Figura 4-6: Simulación del enlace, punto a punto con un salto ……………………………………..18
Figura 4-7: Configuración extremo 1 ………………………………………………………………….............19
Figura 4-8: Configuración extremo 2 …………………………………………………………………………..19
Figura 4-9: Configuración extremo 2 …………………………………………………………………………..20
Figura 4-10: Estudio cartográfico ………………………………………………………………………............21
Figura 4-11: Configuración salto, por cordillera alta ……………………………………………………21
Figura 4-12: Configuración salto, por cordillera alta ……………………………………………………22
Figura 5-1: Configuración virtual network editor ………………………………………………………..23
Figura 5-2: Adaptadores de red en el host físico ………………………………………………………….24
Figura 5-3: Adaptador de red VMnet2 ………………………………………………………………………..24
Figura 5-4: Adaptador de red VMnet 3 ………………………………………………………………………25
Figura 5-5: Adaptador de red VMnet 4 ……………………………………………………………………….26
Figura 5-6: Adaptador de red VMnet 5 ………………………………………………………………………26
Figura 5-7: Características máquina virtual SW1 ………………………………………………………..27
Figura 5-8: Características máquina virtual SW2 ………………………………………………………..28
Figura 5-9: Ingreso a switch ………………………………………………………………………………………..29
Figura 5-10: Cambio contraseña de gestión …………………………………………………………………29
Figura 5-11: Cambio de nombre SW1 ………………………………………………………………………….30
Figura 5-12: Creación vlans capa 2 ……………………………………………………………………………...30
Figura 5-13: Asignación de puertos a vlans SW1 ………………………………………………………….30
Contenido XI
Figura 5-14: Asignación de puertos a vlans SW2 ………………………………………………………….31
Figura 5-15: Creación de vlans en capa 3 ……………………………………………………………………31
Figura 5-16: Configuración spanning tree ……………………………………………………………………31
Figura 5-17: Instalación planta telefónica Isabel. …………………………………………………………32
Figura 5-18: personalización de la planta. …………………………………………………………………...33
Figura 5-19: Selección de Software. ……………………………………………………………………………33
Figura 5-20: Creación de usuarios. ……………………………………………………………………………...34
Figura 5-21: Configuración base de datos planta. ………………………………………………………...34
Figura 5-22: Configuración tarjeta de red eth0. …………………………………………………………..35
Figura 5-23: Configuración de las extensiones. …………………………………………………………...35
Figura 5-24: Configuración web Issabel ……………………………………………………………………...36
Figura 5-25: Configuración troncal SIP Issabel ……………………………………………………………37
Figura 5-26: Configuración prefijos de marcado a internet ………………………………………….37
Figura 5-27: Configuración IP cliente …………………………………………………………………………38
Figura 5-28: Configuración extensión en 3CX ……………………………………………………………..39
Figura 6-1: Ping SWA, SWB ………………………………………………………………………………………..40
Figura 6-2: Ping SWB, SWA ………………………………………………………………………………………..40
Figura 6-3: Ping Issabel, SWA …………………………………………………………………………………….41
Figura 6-4: Ping Cliente w10, vlan DATOS ………………………………………………………………….41
Figura 6-5: Llamada extensiones 1 ……………………………………………………………………………42
Figura 6-6: Llamada extensiones 2 ……………………………………………………………………………42
Figura 6-7: Llamada extensión, celular ………………………………………………………………………43
Figura 6-8: Recepción de llamada en teléfono móvil …………………………………………………..43
Contenido XII
Lista de tablas
Tabla 1.1: Condiciones técnicas y operativas para el uso de las frecuencias libres (Mintic, mayo
2019) ………………………………………………………………………………………………………………………………9
Tabla 1.2: Listado de bandas de frecuencias restringidas (Mintic, mayo 2019) ………………….10
Tabla 1.3: Listado de formatos de audio para telefonía (VOIP. La telefonía de Internet,
2007)………………………………………………………………………………………………………………………………11
Tabla 1.4: Cotización implementación de servicio……………………………………………………………..44
Contenido XIII
Lista de Símbolos y abreviaturas
Abreviaturas Abreviatura Término ANT Antena CG Control de ganancia DBX Sistema de reducción de ruido NRZI Sistema de modulación digital RF Radiofrecuencia
Introducción
De acuerdo a la iniciativa del gobierno en conjunto con el Ministerio de Tecnologías de la
Información y Comunicaciones (Mintic), sobre el 2011 se inició la implementación de
conexiones digitales para hogares los cuales no cuentan con servicio de banda ancha, y se desea
beneficiar por medio de este proyecto a estratos 1 y 2, infraestructura que se implementó con
3 operadores por medio de fibra óptica, los cuales tendrán acceso al servicio de internet,
específicamente en viviendas ubicadas en los departamentos de San Andrés Putumayo y
Caquetá, proyecto que el gobierno entrego en el 2013 conectando 77 municipios de todo el
territorio Colombiano.
Considerando que varios municipios no cuentan con conexión digital para acceder al servicio
de banda ancha, uno de los factores es el nivel económico de la población y adicionalmente a
esto que geográficamente se encuentran apartados de ciudades principales, presentando
dificultad en el desplazamiento de la población más alejadas a las ciudades para acceder al
servicio de internet, así mismo sucede con el servicio básico de telefonía, debido a esta
problemática actual que se presenta en varios municipios, se realiza un estudio sobre el
departamento de Boyacá los municipios y operadores que proveen este servicio, basados en el
informe de conexión digital Mintic se logra evidenciar que en el departamento únicamente tres
municipios cuentan con el servicio de banda ancha, el municipio donde no se cuenta con
ninguno de los servicios corresponde a Maripi – Boyacá el cual cuenta con un promedio de
7700 habitantes según proyecciones del Departamento Administrativo de estadística (DANE)
proporcionadas por la alcaldía Municipal de Maripi.
Con el fin de dar un paso más allá hacia las telecomunicaciones, en el año 2013 se pone en
marcha la conexión de 226 municipios por fibra óptica, iniciativa para los habitantes de los
departamentos de Antioquia, Caldas, Cundinamarca, La Guajira, Meta y Norte de Santander los
cuales emitieron una conexión a los servicios de voz y datos a una mayor velocidad, proyecto
2 Introducción
liderado por Azteca comunicaciones conectando a más del 97.5% de los municipios, llevando
fibra óptica a los municipios donde no llega ningún otro operador.
Teniendo en cuenta la problemática que se presenta en el municipio debido a que no se tiene
acceso a los servicios básicos de banda ancha y telefonía, se diseña un sistema de
telecomunicaciones de última milla, logrando entregar servicio de banda ancha y telefonía al
municipio, el cual se implementara por medio de un radio enlace punto - multipunto y una
planta telefónica VoIP, se realiza el respectivo estudio de línea de vista del nodo principal hacia
el municipio así mismo el Azimut para tener información precisa de la disposición geográfica
del enlace y un análisis de frecuencias para definir el canal a utilizar donde se perciba
interferencia a nivel de RF, a su vez la planta se integrara de manera troncalizada por medio
de InterVLAN proporcionando el servicio de telefonía para la recepción de llamadas.
Con la implementación de este proyecto se pretende que el municipio de Maripi uno de los
tantos, que actualmente no cuenta con ningún servicio de telecomunicaciones, poder acceder
de una manera fácil y a muy bajo costo, utilizando radios Ubiquiti Networks los cuales tienen
una capacidad para distancias entre 25 y 35KM de punto a punto, un enlace que permitirá
tener conexión completamente dedicada sin interrupciones, la planta telefónica la cual estará
integrada por medio de Switch a nivel de capa 3 por Vlan con la funcionalidad de transmitir
voz y datos, dicha plataforma telefónica se encuentra basada sobre Asterisk y Centos 7.
En base a los reportes más recientes del Mintic portal de estadísticas del sector Colombia TIC
en el departamento de Boyacá municipio Maripi no cuenta con ninguna conexión digital, se
recopila esta información y se profundiza en esta problemática con el objetivo de que se realice
un aprovechamiento de las telecomunicaciones en lugares apartados como este, así mismo
demostrar que por medio de las diferentes tecnologías es posible brindar un servicio de banda
ancha y telefonía a bajo costo y gran beneficio para las personas que residen en este municipio,
con este fin se ejecuta este proyecto de sistemas de telecomunicaciones de última milla.
Se aplican los conocimientos adquiridos en la universidad, en la debida configuración de
dispositivos activos, la implementación de la planta telefónica bajo comandos e interfaz gráfica
y la virtualización de servicios para brindar soluciones tecnológicas e innovadoras.
Introducción 3
Antecedentes y Justificación
Un estudio realizado en Argentina por la Universidad Nacional de la Plata en el año 2017 indica
que en Argentina como en otros países en vías de desarrollo, muchas regiones rurales con baja
densidad poblacional carecen de servicios de comunicaciones por falta de interés comercial de
las empresas públicas de telecomunicaciones en brindar estas prestaciones. [1]Esta situación
dificulta a la población rural acceder a una adecuada educación, a la actividad económica, la
atención de la salud en casos de urgencia, y provoca todo tipo de problemas a las comunidades
que tienen estas carencias.
En el caso particular de Argentina las distancias son condicionantes por su importancia, y la
densidad poblacional es sustancialmente muy inferior al que se puede encontrar en otros
países, especialmente los desarrollados. Es por ello que se orientó el estudio hacia las técnicas
digitales inalámbricas Wireless technologies -en especial aquellas de largo alcance tales como:
microondas, 802.11, WiMax, CDMA450, 802.22 y otras similares- podrían dar solución al
problema planteado.
Atendiendo a la responsabilidad ética y social que compete a la actividad científica y
tecnológica, el Grupo Integrante de este Proyecto de Investigación, ya sea durante su ejecución
o por la aplicación de los resultados obtenidos, desea expresar su compromiso a no realizar
cualquier actividad personal o colectiva que pudiera afectar los derechos humanos, o ser causa
de un eventual daño al medio ambiente, a los animales y/o a las generaciones futuras.
El objetivo principal del proyecto en Argentina es por medio de técnicas digitales inalámbricas
tales como microondas fue llevar servicios de banda ancha y televisión a las zonas rurales del
país.
En el caso del Ministerio de Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones (MINTIC)
por medio del programa vive digital al finalizar el año 2013 [2] se llevó a cabo un proyecto en
el cual se entregó por medio de enlaces microondas el servicio de internet inalámbrico a 617
municipios que se encuentran dentro de los departamentos de San Andrés, Caquetá y
Putumayo.
4 Introducción
Contando como mínimo con 200 metros de radio de cobertura [3] por cada punto de acceso y
ubicadas en un parque principal o área con la mayor concurrencia y concentración de
ciudadanos.
En la actualidad se presenta un déficit en la cobertura digital en las zonas rurales del país,
especialmente se evidencia esta problemática en la zona de Maripi Boyacá, en donde no
cuentan con internet ni telefonía (VoIP), con el fin de que dicha población pueda acceder a
estos servicios de manera sencilla y bajo costo se diseña un sistema de telecomunicaciones de
última milla, logrando entregar servicio de banda ancha y telefonía al municipio de Maripi.
Objetivo General
Diseñar una conexión de radio enlace que permita ofrecer servicios de telefonía (VoIP) e internet a la población de Maripi, Boyacá.
Objetivos Específicos
▪ Evaluar las condiciones de la población para implementar el servicio tecnológico.
▪ Diseñar la infraestructura de red que permita establecer la conexión.
▪ Comprobar por medio de un laboratorio el funcionamiento del servicio previo a la
implementación.
▪ Detallar el proceso de configuración y puesta en marcha de la red.
▪ Ejecutar pruebas de operatividad telefónica e internet.
Alcances y Limitaciones
Alcances:
1. Este proyecto está compuesto por 2 fases: Fase No. 1: Simulación y comparación de
una conexión de Radio Enlace en dos softwares. Fase No. 2: Virtualización de una
topología de red que incluye equipos de comunicaciones (switches), un servidor de
telefonía IP y por último los clientes finales (usuarios del municipio).
Introducción 5
2. El proyecto ofrece una alternativa de conexión a telefonía IP e internet de banda ancha
a un bajo costo para los habitantes de la población de Maripí, Boyacá.
Limitaciones:
1. El diseño e implementación de este proyecto permite llegar de un punto A a un Punto
B e interconectar usuarios directamente al Switch que recibe la conexión de Radio
Enlace sin antes pasar por equipos que puedan separar servicios y permitan la
identificación de los usuarios.
1. Marco teórico
Las conexiones de última milla se han utilizado con el fin de llevar servicios de banda ancha a
diferentes zonas de una manera centralizada, es en la actualidad donde más se ha generado
impacto por diversos temas en los cuales se encuentran fines educativos, sociales y salud. De
acuerdo con el Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (MinTIC), se
encuentran más de 20 millones de colombianos sin acceso a internet por lo que se busca que
por medio de este tipo de conexiones se puede llegar a los lugares y personas más a apartadas
del país como por ejemplo Maripi - Boyacá.
1.1 Conexiones de Última Milla
De acuerdo a la dirección de infraestructura del Ministerio de Tecnologías de la Información y
las Comunicaciones (Mintic) sobre el año 2013 adjudico las conexiones digitales de última
milla para los hogares que viven en las diferentes zonas apartadas del país, esto con el fin de
tener una Colombia más modernizada, en el sector de las TIC, de acuerdo al proyecto de la Ley
152 de 2018 que busca dicha modernización por medio de esta infraestructura, así mismo la
Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en conjunto con el Ministerio de
Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Mintic) presentando el panorama actual
del país en el área de las telecomunicaciones, se destaca el proyecto de fututo digital de última
milla planteando así la ley a nueva Ley de Modernización del Sector TIC Ley 1978 de 2019
para la población más alejada y de bajos recursos económicos puedan acceder al servicio de
banda ancha.
Este tipo de infraestructura permite proveer servicio de telecomunicaciones por medio de
radio enlaces y fibra óptica.
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
1.2 Transmisión Por Radio Enlace
De acuerdo con la unión internacional de telecomunicaciones (UIT) se pueden definir las ondas
radioeléctricas como ondas electromagnéticas que se propagan en el espacio permitiendo la
comunicación, con fines de transmisión y recepción de servicios de telefonía e internet, se
pueden clasificar como:
▪ Servicios fijos, el cual se presta entre puntos fijos determinados se conoce como punto
a punto, el cual se ejecuta en el proyecto para el departamento de Boyacá exactamente
en el municipio de Maripi, de acuerdo con la figura 1-1, done se llevará el servicio de
banda ancha por este medio.
▪ Servicio móvil, radiocomunicaciones que se realizan con estaciones móviles entre sí
con varias estaciones fijas, denominadas como punto multipunto.
(José María Hernando Rábanos, Luis Mendo Tomás, José Manuel Riera Salís febrero 2013)
Figura 1-1: Sistema de radio enlace punto a punto
Fuente: Recuperado de (www.twintelcom.com, 2020)
Conclusiones
9
Las comunicaciones por radio enlace se dividen por diferentes bandas de frecuencias que
evitan interferencias a nivel de RF, existen variadas bandas de frecuencias, son unidades que
se expresan en:
Kilohertzios (KHz)
Megahertzios (MHz)
Gigahertzios (GHz)
Con el fin de asegurar la transmisión y la calidad del servicio se define un rango de frecuencias
dependiendo de un análisis de espectro realizado sobre el radio que indique las frecuencias
libres y con menos interferencia para asignar y evitar que se presente degradación o ausencia
en el servicio, den ello también depende la zona donde se encuentre una infraestructura por
radio. De acuerdo a la información de la Agencia Nacional de Espectro de Colombia (ANE) se
amplía la disponibilidad de espectro para su uso libre por ello se publica la resolución 711 del
2016, la cual permite la ocupación de frecuencias de manera licenciada y no licenciada, basado
en las políticas establecidas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) el
espectro al ser un recurso tan escaso mediante el reglamento de radiocomunicaciones (RR) se
deben utilizar las bandas de frecuencias y aprovecharse de la mejor manera posible, esto
permitiendo llevar conectividad a diferentes lugares de manera accesible. (José Manuel
Huidobro Moya, septiembre 2014)
Tabla 1.1 Condiciones técnicas y operativas para el uso de las frecuencias libres (Mintic,
mayo 2019)
Rango de Frecuencias Condiciones técnicas y
operativas Observaciones
Alarmas Sociales
27.44375 - 27.45625 MHz
P.R.A Máxima de 500 u W
39.91875 - 34.93125 MHz
34.94375 - 34.95625 MHz
34.96875 - 34.98125 MHz
Aplicaciones inalámbricas de audio
36.61 - 36.79 MHz P.R.A Máxima de 10 u W
37.01 - 37.19 MHz
Aplicaciones para radiodetreminacion
10.5 - 10.6 GHz P.I.R.E MAXIMA DE 500 Mw
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
13.4 - 14 GHz P.I.R.E MAXIMA DE 25 Mw
24.05 - 24.25 GHz P.I.R.E MAXIMA DE 100 Mw
Tabla 1.2 Listado de bandas de frecuencias restringidas (Mintic, mayo 2019)
1.3 Telefonía IP – VOIP
La VoIP, se permite por medio de la interconexión y unificación de redes con el fin de que se
puedan integrar los servicios de telefonía y banda ancha, teniendo en cuenta esto la recepción
de llamadas a proporcionando una mejor calidad debido a que se encuentra integrada al
servicio de internet así mismo transmitir voz, video y datos. Con los avances tecnológicos la
digitalización de la telefonía ha permitido la facilidad en la comunicación, como se muestra en
la figura 1-2.
Figura 1-2: Proceso digitalización de la telefonía.
Fuente: Recuperado de (VOIP. La telefonía de Internet, 2007)
la calidad de la voz se mide de acuerdo con los parámetros:
▪ Calidad de audición
▪ Calidad de Conversación
▪ Calidad de transmisión en la red
Conclusiones
11
A medida que la VoIP ha ido avanzando se implementan diferentes plataformas que permiten
el funcionamiento de esta tecnología ya sea a nivel empresarial como hogar, el muestreo de
este servicio se toma de manera binaria para la respectiva transmisión.
Tabla 1.3 Listado de formatos de audio para telefonía (VOIP. La telefonía de Internet, 2007)
FORMATO MUESTREO BITS/MUESTRA MODO ANCHO DE BANDA FRECUENCIA
Teléfono 8 Khz 8 Mono 64 Kbps 200-3 400 Hz
Radio AM 11.025 Khz 8 Mono 88 Kbps
Radio FM 22.050 Khz 16 Estéreo 705.6 Kbps
CD 44.1 Khz 16 Estéreo 1411.2 Kbps 20-20.000 Hz
DAT 48 Khz 16 Estéreo 1536 Kbps 20-20.000 Hz
1.4 STP (Spanning Tree Protocol)
El Spanning tree o stp en los Switch es un protocolo de conexión que trabaja en capa 2
y se encarga de prevenir los loops de la red que pueden llegar a causar la desconexión
de los equipos. Cuando hablamos de un loop nos referimos a una búsqueda constante
de parámetros de conexión de un dispositivo que al conectarse a la red comienza a
hacer búsquedas constantes redundantes y provoca la caída de los equipos de
telecomunicaciones. (Cisco 2006).
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
2. Evaluar las condiciones de la población para implementar el servicio tecnológico.
En este capítulo se describen los diferentes aspectos de Maripi, para la implementación
de la red, algunas de las características tenidas en cuenta, principalmente fue validar
la cobertura de señal para los servicios de banda ancha y LTE por los distintos
operadores que ofrecen los mismos, se tiene en cuenta la ubicación geográfica que
permitirá el funcionamiento del proyecto planteado.
2.1 Ubicación Geográfica y Demográfica
De acuerdo con el documento emitido por la alcaldía entre los años 2010 y 2015 siendo
los más recientes, geográficamente se encuentra localizado en las estribaciones de la
cordillera oriental, el casco urbano se ubica a 1250 metros, con un promedio de 7.480
habitantes en su gran mayoría en zona rural, su economía principalmente se basa en
la agricultura, la ganadería, la minería y el comercio. Actualmente los maripenses no
cuenta con servicios básicos de telefonía ni internet y solo 70% de los hogares del
municipio cuenta con el servicio de energía eléctrica.
Figura 2-1: Ubicación Maripi - Boyacá
Fuente: Propia
Conclusiones
13
2.2 Cobertura de Red
Acorde a la información suministrada por el Mintic en sus últimas estadísticas se
evidencia en el año 2017 un punto de acceso de conexión digital en la alcaldía de
Maripi, sin embargo de estos servicios no logran ser beneficiados sus residentes, de
esta manera se limita su acceso a la educación virtual e incluso la telemedicina, por
consiguiente se busca implementar soluciones de conectividad de última milla para
lugares apartados como este, por medio de radio enlaces los cuales proveen servicios
de telecomunicaciones de una manera eficaz y asequible económicamente para los
hogares.
Figura 2-2: Ubicación Maripi - Boyacá
Fuente: Recuperado de (Mintic, Puntos Vive Digital, 2017)
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
3. Diseñar la infraestructura de red que permita establecer la conexión.
En este capítulo se detallará la topología de red diseñada, con el fin de proveer los
servicios básicos de internet y telefonía a los habitantes de acuerdo a su necesidad.
3.1 Topología de red
La infraestructura de red que se presenta para el proyecto consiste en dar una solución
de conectividad al municipio de Maripi Boyacá mediante la conexión de un servidor de
telefonía IP que tendrá la dirección IP 10.90.0.2 con prefijo 28 la cual otorgara
comunicación en voz mediante el uso de dos Switch marca Extreme uno capa dos y la
otra capa tres, tendrán configuradas la dirección IP 10.80.2.2 y la dirección IP 10.80.23
ambos con prefijo 28 el cual está configurado con cuatro VLANS que generaran la
comunicación con la siguiente información:
▪ La VLAN de Voz está configurada con la dirección IP 10.90.2.1 con prefijo 24
▪ La VLAN de Datos está configurada con la dirección IP 10.90.1.1 con prefijo 24
▪ La VLAN de Servidores está configurada con la dirección IP 1.90.0.1 con prefijo
28
▪ La VLAN de Internet está configurada con la dirección IP 192.168.1.1 con prefijo
24.
Para otorgar la comunicación de Internet se utiliza un radio enlace media dos radios
los cuales llevan la dirección IP 10.80.2.10 y 10.80.2.11 ambos con prefijo 28.
Los usuarios llevaran una dirección IP otorgada las cuales será la 10.90.1.8 y 10.90.1.9
con prefijo 24, y así sucesivamente conforme se vayan conectando más equipos.
Figura 3-1: Topología de red para Maripi, Boyacá
Conclusiones
15
4. Comprobar por medio de un laboratorio el funcionamiento del servicio previo a la implementación.
En este capítulo se realiza la comparativa de la simulación de los radios enlaces en las
plataformas Xirio Online y Radio Mobile teniendo en cuenta el datasheet de los radios
Ubiquiti airfiber 5Ghz.
4.1 Simulación Radio Mobile
Se ingresa a la página inicial la cual despliega varias opciones, entre ellas sitios, la cual
se debe seleccionar para agregar las coordenadas desde donde ira el radio base y
remoto, de acuerdo a la figura 4-1.
Figura 4-1: Configuración inicial radio mobile
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
Fuente: Radio Mobile
En mis sitios agregamos las coordenadas de Chiquinquirá donde se encontrará el radio base y
Maripi en donde estará el radio remoto que proveerá el servicio de banda ancha, de acuerdo a
la figura 4-2.
Figura 4-2: Configuración puntos Chiquinquirá y Maripi, Boyacá
Fuente: Radio Mobile
Conclusiones
17
Se agrega nuevo enlace en el cual se especifica potencia la cual será de 47 dBm de
acuerdo a las características del Ubiquiti, una sensibilidad de 0.5 la cual es baja con el
fin de evitar interferencias a nivel de RF, de acuerdo a la figura 4-3.
Figura 4-3: Configuración valores del enlace.
Fuente: Radio Mobile
Se configuran valores finales, teniendo cuenta el tipo de antena, el cual será omnidireccional,
la frecuencia y margen de señal, de acuerdo a la figura 4-4.
Figura 4-4: Configuración valores de los radios, punto a punto.
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Fuente: Radio Mobile
Por último, se realiza el estudio de línea vista, en un tramo obstruida por un cerro, por lo cual
se decide realizar un salto sobre Caldas, el cual permitirá llegar al extremo de Maripi, con una
línea de vista despejada, de acuerdo a las figuras 4-5 y 4-6.
Figura 4-5: Estudio línea de vista
Conclusiones
19
Fuente: Radio Mobile
Figura 4-6: Simulación del enlace, punto a punto con un salto
Fuente: Radio Mobile
4.2 Simulación Xirio Online
Se configura el estudio del enlace, por medio de los extremos 1 Chiquinquirá y 2 Maripi,
utilizando de referencia los radios Ubiquiti airfiber 5, de acuerdo a las figuras 4-7 y 4-8.
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Figura 4-7: Configuración extremo 1
Fuente: Xirio Online
Figura 4-8: Configuración extremo 2
Fuente: Xirio Online
Conclusiones
21
Se configuran las propiedades de los equipos los cuales serán los mismos para ambos
extremos, como se muestra en la figura 4.9 una frecuencia libre y una potencia de 47dbm.
Figura 4-9: Configuración extremo 2
Fuente: Xirio Online
Teniendo los extremos configurados, se realiza la cartografía del enlace, siendo este óptimo,
como se muestra en la figura 4-10 sin embargo con el fin de no generar afectación en el servicio
se configura un salto de acuerdo a la figura 4-11.
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Figura 4-10: Estudio cartográfico.
Fuente: Xirio Online
Figura 4-11: Configuración salto, por cordillera alta.
Fuente: Xirio Online
Para finalizar se realiza el estudio de viabilidad del radio, enlace de manera óptima y factible,
como se muestra en la figura 4-12.
Conclusiones
23
Figura 4-12: Configuración salto, por cordillera alta.
Fuente: Xirio Online
5. Detallar el proceso de configuración y puesta en marcha de la red.
En este capítulo se dará a conocer la configuración realizada en los switches Extreme EXOS, la
planta telefónica Issabel, las maquinas con Windows 8 y Windows 10 desde su configuración
hasta su puesta en marcha dentro de la red virtualizada.
Para este proceso se hizo uso del software de virtualización VMWare Workstation PRO-15,
instalado y configurado en un computador con sistema operativo Windows 10 pro con las
siguientes características:
♦ Board: Asus Z97-A
♦ Procesador: Intel Core i5 4440 3.1 GHz
♦ Memoria Ram: 8GB
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♦ Disco Duro: SSD 240GB, Hitachi 1TB
♦ Conexión: Cableada
♦ ISP: ETB
Respecto a la configuración de la red y direccionamiento, se utilizaron las siguientes redes:
♦ Red de comunicaciones: vlan Default (1), direccionamiento: 10.80.2.0/28
♦ Red de servidores: vlan SERVIDORES (99), direccionamiento: 10.90.0.0/28
♦ Red de datos: vlan DATOS (100), direccionamiento: 10.90.1.0/24
♦ Red de voz: vlan VOZ (101), direccionamiento: 10.90.2.0/24
♦ Red de internet: vlan INTERNET (200), direccionamiento: 192.168.1.0/30
5.1 Configuración de los adaptadores de red
Configuración Virtual Network Editor
Se crearon 4 adaptadores de red virtuales en la herramienta de configuración especializada de
VMWare (Virtual Network Editor), los cuales fueron configurados con los parámetros
necesarios para cada una de las redes creadas en la segmentación de red. VMnet 2, VMnet3,
VMnet4 y VMnet5.
Figura 5-1: Configuración virtual network editor
Conclusiones
25
Figura 5-2: Adaptadores de red en el host físico
5.1.1. Configuración de los adaptadores de red – VMnet2
Para este adaptador fue necesario configurar una IP fija dentro del segmento y la máscara de
red 28 que hace parte de la vlan Default para equipos de comunicaciones, realizar esta
configuración nos permite conectarnos a los switches haciendo uso del software putty y el
protocolo telnet.
Figura 5-3: Adaptador de red VMnet2
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
5.1.2. Configuración de los adaptadores de red – VMnet3, VMnet4, VMnet5
Para estos adaptadores no se realizan configuraciones de direccionamiento físico, se mantiene
la configuración por defecto (ip automática “dhcp”).
♦ VMnet3
Figura 5-4: Adaptador de red VMnet 3
Conclusiones
27
Figura 5-5: Adaptador de red VMnet 4
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Figura 5-6: Adaptador de red VMnet 5
5.2 Creación de switches virtuales
Para comprender la configuración de los Switch empleados en capa 2 y 3 de red, es necesario
conocer los requisitos para la creación de las máquinas virtuales que se expresan a
continuación:
Conclusiones
29
5.2.1. Switch de enrutamiento capa 3 (EXOS-SW1-10.80.2.2 “Switch A”)
Requisitos necesarios:
▪ Memoria RAM asignada: 256 MB
▪ Procesadores asignados: 2
▪ Disco duro asignado: 8GB
▪ Adaptadores virtuales creados: 8
Figura 5-7: Características máquina virtual SW1
Configuración de adaptadores de red virtuales
Los 9 adaptadores de red creados en el Switch se usarán de la siguiente forma:
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▪ Network Adapter y Network Adapter 2 conectados directamente a la conexión
VMnet2 que representa el cable usado para conectarnos entre el switch A y el
switch B.
▪ Network Adapter 3 y Network Adapter 4 conectados directamente a la conexión
VMnet3 que representa el cable conectado al servidor virtual de telefonía Issabel.
▪ El adaptador 8 y 9 se encuentran reservados para configurar las conexiones a los
equipos de radio enlace; los adaptadores de red restantes no se encuentran
configurados en el equipo.
5.2.2. Switch secundario capa 2 (EXOS-SW2-10.80.2.3 “Switch B”)
Requerimientos necesarios:
▪ Memoria RAM asignada: 256 MB
▪ Procesadores asignados: 2
▪ Disco duro asignado: 8GB
▪ Adaptadores virtuales creados: 8
Figura 5-8: Características máquina virtual SW2
Configuración de adaptadores de red virtuales
Conclusiones
31
Los 9 adaptadores de red creados en el switch se usarán de la siguiente forma:
▪ Network Adapter y Network Adapter 2 conectados directamente a la conexión VMnet2
que representa el cable usado para conectarnos entre el switch A y el switch B.
▪ Network Adapter 4 y Network Adapter 5 conectados directamente a la conexión
VMnet4 que representa el cable conectado a los usuarios finales de la red.
▪ El adaptador 8 y 9 se encuentran reservados para configurar las conexiones a los
equipos de radio enlace; los adaptadores de red restantes no se encuentran
configurados en el equipo.
5.3 Configuración de switches virtuales
Para comenzar con la configuración de los equipos de comunicación virtuales (switches), se
inicia la máquina virtual y posteriormente se siguen estos procedimientos:
a. Se ingresó con el usuario: admin, contraseña (en blanco)
Figura 5-9: Ingreso a switch
b. Se estableció una contraseña en el usuario por defecto con el siguiente comando:
configure account admin
Figura 5-10: Cambio contraseña de gestión
c. De igual forma se estableció un nombre de host o máquina para identificar el equipo
de forma más efectiva con el siguiente comando: configure snmp sysName
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Figura 5-11: Cambio de nombre SW1
d. Se crearon y configuraron las vlan a utilizar en la red
Figura 5-12: Creación vlans capa 2
e. Se asignan los puertos a las vlan
Switch A:
Figura 5-13: Asignación de puertos a vlans SW1
Switch B:
Figura 5-14: Asignación de puertos a vlans SW2
Conclusiones
33
5.3.1. Configuración de las vlan en capa 3 (únicamente aplicable en el switch A)
Figura 5-15: Creación de vlans en capa 3
5.3.3. Configuración de Spanning Tree (únicamente aplicable en el switch B)
Se habilita el protocolo para prevención de loops en la red (stp) spanning tree protocol
y se asigna a las vlan que intervienen en la conexión.
Figura 5-16: Configuración spanning tree
5.4 Configuración de planta telefónica Issabel.
Issabel es un sistema operativo orientado a la comunicación por voz sobre IP; basado
en Linux (Centos 7) de código abierto y con licencia GPL desde 2006. Nos permite
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
usarlo para administrar llamadas con tarificación, gestión de cuentas de correo
electrónico y pequeños grupos de call center.
5.4.1. Instalación de Issabel
Para la instalación de esta máquina virtual asignamos 1gb de memoria RAM, 1
procesador, 20gb de espacio en disco duro y dos adaptadores de red.
Figura 5-17: Instalación planta telefónica Isabel.
De acuerdo con la Figura 2-9 La instalación se realizó sobre el software de virtualización
VMWare, para ellos se requirió crear una máquina virtual sobre Centos 7 con una
configuración básica en cuanto a memoria y disco duro. Fuente: Autor.
Figura 5-18: personalización de la planta.
Conclusiones
35
De acuerdo con la Figura 2-10 Posteriormente se deben escoger las opciones de instalación
como son el origen de donde se va a instalar el sistema, cabe resaltar que Issabel está
montado con Asterisk 16, aquí se escoge el disco de instalación. Fuente: Autor.
Figura 5-19: Selección de Software.
De acuerdo con la Figura 2-11 Adicionalmente se escoge la versión con que se va a instalar
Issabel en este caso como ya se había mencionado se va a instalar Issabel con Asterisk 16.
Fuente: Autor.
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
Figura 5-20: Creación de usuarios.
De acuerdo con la Figura 2-12 También se debe configurar las contraseñas de usuarios que se
van a configurar para el posterior acceso al root y configuración de la planta. Fuente: Autor.
Figura 5-21: Configuración base de datos planta.
De acuerdo con la Figura 2-13 Adicionalmente se configura una clave de base de datos de la
planta. Fuente: Autor.
Conclusiones
37
5.4.2. Configuración de adaptadores de red.
Figura 5-22: Configuración tarjeta de red eth0.
De acuerdo con la Figura 2-14 Adicionalmente se de configurar la tarjeta de red por la cual
vamos a poder tener la conectividad necesaria para realizar la configuración. Fuente: Autor.
Figura 5-23: Configuración de las extensiones.
De acuerdo con la Figura 2-15 Posteriormente se puede visualizar la configuración de las
extensiones ya creadas en el servidor. Fuente: Autor
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5.4.3. Ingreso a configuración web
Se ingresó desde la interfaz web de Issabel por medio de la dirección IP 10.90.0.2 a la opción
“PBX” y posteriormente a la opción “añadir troncal sip”
Figura 5-24: Configuración web Issabel
5.4.4. Configuración de troncal SIP
A continuación, se configuró los parámetros de la troncal hacia internet que contiene la IP del
proveedor de servicios telefónicos, las credenciales de acceso y el número de línea asignado.
Figura 5-25: Configuración troncal SIP Issabel
Conclusiones
39
5.4.5. Creación reglas de marcado
Se estableció la regla de marcado para líneas celulares y fijos locales nacionales desde las
extensiones.
Figura 5-26: Configuración prefijos de marcado a internet
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
5.5 Configuración de Clientes con Windows 10 y extensiones.
Una vez conectados los clientes a la red, configuramos las direcciones IP estáticas en sus
máquinas y los parámetros de extensión necesarios para contar con servicio de llamadas sobre
Voz IP.
5.5.1. Configuración adaptadores de red clientes
Figura 5-27: Configuración IP cliente
Conclusiones
41
5.5.1. Configuración extensiones clientes
Realizamos la configuración de extensiones por medio del software de cliente final de telefonía
3CX en las máquinas con Windows. Estos datos de cuenta, extensión, ID y contraseña están
ligados a la configuración de las extensiones en el módulo “Configuración PBX” de Issabel.
Figura 5-28: Configuración extensión en 3CX
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
6. Ejecutar pruebas de operatividad telefónica e internet.
En este capítulo de prueba la conexión entre Switches, la planta telefónica, los clientes
conectados a la red, las llamadas entre extensiones, la salida de llamadas hacia internet y la
recepción de llamadas en teléfonos celulares.
6.1 Pruebas de conectividad
6.1.1. Conectividad entre switches
Para esta prueba realizamos el envío de ping desde el Switch A (10.80.2.2) hacia el Switch B
(10.80.2.3) y viceversa con resultados satisfactorios.
Switch A:
Figura 6-1: Ping SWA, SWB
Switch B:
Figura 6-2: Ping SWB, SWA
Conclusiones
43
6.1.2. Conectividad planta Voz IP Issabel
En esta prueba realizamos el envío de ping desde la planta de telefonía IP (Issabel “10.90.0.2”)
hacia la vlan de SERVIDORES (10.90.0.1) ubicada en el switch A (10.80.2.2) con resultados
satisfactorios.
Figura 6-3: Ping Issabel, SWA
6.1.2. Conectividad usuario Windows 10
Para esta prueba realizamos el envío de ping desde el PC con Windows 10 (10.90.1.9) hacia la
vlan DATOS (10.90.1.1) ubicada en el Switch A (10.80.2.2) con resultados satisfactorios.
Figura 6-4: Ping Cliente w10, vlan DATOS
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
6.2 Pruebas de telefonía
6.2.1. Llamadas entre extensiones
Realizamos pruebas de marcado entre extensiones con resultados satisfactorios.
Figura 6-5: Llamada extensiones 1
Figura 6-6: Llamada extensiones 2
Conclusiones
45
6.2.2. Llamadas hacia internet (celular)
Hicimos pruebas de marcado desde una de las extensiones hacia un teléfono celular usando la
conexión troncal SIP de la planta telefónica Issabel con resultados satisfactorios.
Figura 6-7: Llamada extensión, celular
Figura 6-8: Recepción de llamada en teléfono móvil
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
7. Análisis de Mercado
7.1 Cotización
De acuerdo con el proyecto se realiza un análisis de mercado, obteniendo una cotización de
servicio el cual abarca materiales, instalación y mano de obra para el desarrollo de este.
Tabla 1.4 Cotización implementación de servicio
Conclusiones
47
Fuente: Propia
8. Conclusiones y recomendaciones
8.1 Conclusiones
▪ Identificamos que muchos de los habitantes del municipio de Mapiripi, Boyacá,
especialmente de la zona rural de la población no cuentan con acceso a internet y
telefonía.
▪ Diseñamos e implementamos una conexión de Radio Enlace que ofrece los servicios de
internet y telefonía IP a la población con excelente calidad.
▪ Comparamos el software: Radio Mobile y Xirio Online confirmando que es posible
instalar la conexión de Radio Enlace entre Chiquinquirá y Maripí.
▪ Analizamos y damos a conocer cómo debe vincularse cada uno de los equipos para el
correcto funcionamiento de los servicios.
Diseño de Sistemas de Telecomunicaciones de Última Milla para Maripi, Boyacá.
▪ Las pruebas de operatividad demuestran que los equipos se encuentran activos y es
posible interconectar servicios telefónicos hacia internet.
8.2 Recomendaciones
Con el fin de fortalecer proyectos similares, permitiendo por medio de infraestructuras y
diseños de telecomunicaciones un aprovechamiento completo de cada una de las herramientas
que componen las TIC, se contribuye para que las personas que viven en las zonas en las más
apartadas de nuestro país como lo son municipios y veredas puedan acceder a los servicios de
VoIP y banda ancha por un bajo costo y tengan un servicio de calidad, lo cual favorece a miles
de niños y adolescentes fomentando el uso de esta tecnologías así mismo a la modernización
del país.
Se recomienda el uso de equipos ubiquiti de referencia Ubiquiti airfiber 5 (5 GHz Full Duplex
Point-to-Point Gigabit Radio), estos equipos cuentan con una gran potencia de TX y RX que va
a permitir una conexión más estable y de calidad necesaria para las comunicaciones por voz.
Se recomienda el uso de switches con características de enrutamiento de las marcas Extreme
Networks o Cisco, ya que estos presentan una serie de equipos con suficiente estabilidad para
garantizar la operatividad de la red.
Se recomienda la activación de protocolos de protección de loops en equipos de
comunicaciones, estas configuraciones previenen la falla de los servicios y equipos que
componen la red (spanning tree protocol).
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