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La versión digital de esta tesis está protegida por la Ley de Derechos de Autor del Ecuador. Los derechos de autor han sido entregados a la “ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL” bajo el libre consentimiento del (los) autor(es). Al consultar esta tesis deberá acatar con las disposiciones de la Ley y las siguientes condiciones de uso: Cualquier uso que haga de estos documentos o imágenes deben ser sólo para efectos de investigación o estudio académico, y usted no puede ponerlos a disposición de otra persona. Usted deberá reconocer el derecho del autor a ser identificado y citado como el autor de esta tesis. No se podrá obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original. El Libre Acceso a la información, promueve el reconocimiento de la originalidad de las ideas de los demás, respetando las normas de presentación y de citación de autores con el fin de no incurrir en actos ilegítimos de copiar y hacer pasar como propias las creaciones de terceras personas. Respeto hacia sí mismo y hacia los demás. ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESTUDIO Y DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA DE BANDA ANCHA PARA PROVEER DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES A CENTROS TECNOLÓGICOS RURALES DE LA PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES ALEXIS PAOLO ANDRANGO PILLAJO [email protected] ALEX ROLANDO GUALLICHICOMÍN UNAUCHO [email protected] DIRECTOR: ING. MARIO CEVALLOS [email protected] Quito, septiembre 2012 DECLARACIÓN Nosotros, Alexis Paolo Andrango Pillajo y Alex Rolando Guallichicomín Unaucho, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente. ___________________________ Alexis Paolo Andrango Pillajo ________________________________ Alex Rolando Guallichicomín Unaucho CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Alexis Paolo Andrango Pillajo y Alex Rolando Guallichicomín Unaucho, bajo mi supervisión. __________________________________ ING. MARIO CEVALLOS DIRECTOR DEL PROYECTO AGRADECIMIENTO Agradezco a mi familia, a mis padres por su esfuerzo, dedicación y apoyo para lograr esta meta en mi vida y a mis hermanos por su ayuda con la realización del presente proyecto. A mi profesor y director de proyecto Mario Cevallos por su guía en el desarrollo de este proyecto de titulación. Alexis Paolo Andrango Pillajo AGRADECIMIENTO A Dios por la vida y por darme la oportunidad de tener unos padres inigualables, que en su incansable labor me supieron orientar y educar, así mismo brindarme su apoyo incondicional en cada momento de mi desarrollo personal y profesional. Por permitirme llegar a ser alguien, por su constante lucha de buscar mi mejor educación y así prepararme en la prestigiosa Escuela Politécnica Nacional. A la EPN por ser mi segundo hogar durante todo el período de estudio que hoy concluyo con gran satisfacción, gracias por permitirme en sus aulas conocer personas únicas como mis maestros y amigos, quienes cumpliendo con su misión compartieron su conocimiento y experiencia en post de mi formación profesional. Al Ing. Mario Cevallos por su acertada colaboración dirigiendo el presente proyecto que hoy marca el principal escalón hacia un futuro en donde sea partícipe del desarrollo de mi país. Al Ilustre Consejo Provincial de Sto. Domingo de los Tsáchilas, que a través del departamento de Cooperación Internacional facilitaron el presente proyecto. A la Dra. Ivannova Ortega directora del departamento de Cooperación Internacional por apoyo desinteresado e incondicional con la entrega de información necesaria para el desarrollo del presente proyecto. A la música y la literatura por ser refugio e inspiración de libertad. A todos y todas las personas, familiares y amigos, quienes son testigos de mis esfuerzos, gracias por los consejos y por su apoyo oportunos. “Porque pude respirar, ver, oír, y llorar. Reír, aprender, perdonar y sentir… Gracias a la vida” Alex Rolando Guallichicomín Unaucho DEDICATORIA A mi madre Nancy y mi hermana Carolina por ser mis ejemplos de superación y lucha. Alexis Paolo Andrango Pillajo DEDICATORIA A mis padres por ser pilares fundamentales en mi camino, por su paciencia y tolerancia en todo momento .Por la fe depositada en mí, y por todo su amor. A mis hermanos por cada momento de compañía mientras cumplía con esta etapa. A mis Abuelitos por su cariño y apoyo en cada instante de mi vida. A mi tío Miguel por su ejemplo de lucha y perseverancia ante la adversidad. A mi hijo por llegar a iluminar mi vida y ser un motivo más de lucha diaria. A todos quienes confían en mí en cada paso de mi vida. A mis eternos amigos de Cuero y Metal, por buscar juntos el camino hacia la realización personal con un pensamiento diferente al convencional. Alex Rolando Guallichicomín Unaucho CONTENIDO CAPÍTULO 1. ................................................................................... 1 MARCO NORMATIVO ................................................................. 1 1.1 BANDAS LIBRES .............................................................................. 1 1.1.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 1 1.1.2 DEFINICIÓN .................................................................................................... 1 1.1.3 DEL DERECHO A LA EXPOLTACION DE LAS BANDAS LIBRES ...... 2 1.2 SISTEMAS DE MODULACION DE BANDA ANCHA ................. 3 1.2.1 NORMA PARA LA IMPLEMENTACION Y OPERACION DE SISTEMAS DE MODULACION DIGITAL DE BANDA ANCHA ........................ 4 1.2.2 REGLAMENTO DE DERECHOS POR CONCESIÓN Y TARIFAS POR USO DE FRECUENCIAS DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO. .................... 7 1.2.2.1 Tarifas del uso de frecuencias. .................................................................. 7 1.2.2.1.1 De las estaciones que utilizan frecuencias en bandas de Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha. .................................................................... 7 1.2.2.1.2 De las tarifas por frecuencias de uso experimental y con fines de carácter social o humanitario................................................................................. 8 1.2.3 REGLAMENTO PARA HOMOLOGACIÓN DE EQUIPOS TERMINALES DE TELECOMUNICACIONES .................................................... 9 1.2.3.1 Certificado de Homologación. ................................................................ 10 1.2.3.2 Derechos de Homologación. .................................................................... 10 1.2.3.3 Requisitos para la homologación. ........................................................... 11 1.2.3.4 Responsabilidades de la SENATEL, CONATEL y SUPERTEL. ....... 12 1.3 REDES PRIVADAS ......................................................................... 12 1.3.1 REGLAMENTO PARA EL OTORGAMIENTO DE TÍTULOS HABILITANTES PARA LA OPERACIÓN DE REDES PRIVADAS ................. 13 1.3.1.1 De los permisos ......................................................................................... 14 1.3.1.2 Del trámite de los títulos habilitantes y ampliaciones. ......................... 15 CAPÍTULO 2. ................................................................................. 17 ESTUDIO DE CAMPO DE LOCALIDADES PERTENECIENTES A LA RED ................................................. 17 2.1 2.2 INTRODUCCIÓN ............................................................................ 17 ANTECEDENTES............................................................................ 17 2.2.1 DIVISIÓN GEOGRÁFICA ............................................................................ 18 2.2.2 DEMOGRAFÍA ............................................................................................... 19 2.2.2.1 Comunidad Tsáchila ................................................................................ 20 2.2.3 TEMPERATURA............................................................................................ 20 2.2.4 PRECIPITACIONES ..................................................................................... 20 2.2.5 VIENTOS ......................................................................................................... 21 2.3 LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN................................... 21 2.3.1 CENTROS EDUCATIVOS PRE SELECCIONADOS ............................... 21 2.3.2 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE CENTROS EDUCATIVOS ................ 29 2.3.3 CONDICIONES ACTUALES DE LOS CENTROS EDUCATIVOS ........ 31 2.3.3.1 Estado Actual de Infraestructura ........................................................... 33 2.3.3.1.1 Parroquia Puerto Limón ........................................................................ 33 2.3.3.1.2 Parroquia Santa María del Toachi ........................................................ 34 2.3.3.1.3 Parroquia El Esfuerzo............................................................................ 36 2.3.3.1.4 Parroquia San Jacinto del Búa .............................................................. 37 2.3.3.1.5 Parroquia Valle Hermoso ...................................................................... 38 2.3.3.1.6 Parroquia Alluriquín .............................................................................. 39 2.3.3.1.7 Parroquia Luz de América ..................................................................... 40 2.3.3.1.8 Pre Parroquia Julio Moreno .................................................................. 40 2.3.3.1.9 Pre Parroquia Las Mercedes ................................................................. 41 2.3.3.1.10 Pre Parroquia Nuevo Israel ................................................................ 41 2.3.3.1.11 Pre Parroquia San Gabriel del Baba .................................................. 42 2.3.3.1.12 Pre Parroquia Las Delicias ................................................................. 42 2.3.3.1.13 Comunidades Tsáchilas ....................................................................... 43 2.4 REQUERIMIENTOS DE USUARIO ............................................. 44 CAPÍTULO 3. ................................................................................. 45 DISEÑO DE LA RED .................................................................... 45 3.1 3.2 INTRODUCCIÓN ............................................................................ 45 ANÁLISIS DE TRÁFICO ................................................................ 45 3.2.1 ACCESO INTERNET .................................................................................... 45 3.2.1.1 Correo Electrónico ................................................................................... 46 3.2.1.2 Navegación Web ....................................................................................... 46 3.2.1.3 Descarga de Archivos .............................................................................. 46 3.2.2 VoIP .................................................................................................................. 47 3.2.3 VIDEO CONFERENCIA ............................................................................... 50 3.3 PROYECCION DE CRECIMIENTO POBLACIONAL Y ANCHO DE BANDA TOTAL REQUERIDO POR ENLACES ............ 51 3.3.1 PROYECCION DE CRECIMIENTO POBLACIONAL ............................ 51 3.3.2 PROYECCION EQUIPAMIENTO DE COMPUTADORES .................... 54 3.3.3 ANCHO DE BANDA TOTAL REQUERIDO POR ESCUELAS .............. 56 3.3.3.1 Ancho de Banda para los Enlaces .......................................................... 56 3.3.3.1.1 Ancho de Banda Subred de Acceso ........................................................ 56 3.3.3.1.2 Ancho de Banda Subred de Troncal ....................................................... 57 3.4 DISEÑO DE RED ............................................................................. 61 3.4.1 SUBRED TRONCAL...................................................................................... 61 3.4.2 SUBRED DE ACCESO. ................................................................................. 62 3.5 PARÁMETROS DE RADIO ENLACE .......................................... 62 3.5.1 LINEA DE VISTA .......................................................................................... 62 3.5.2 ZONAS DE FRESNEL ................................................................................... 63 3.5.3 CÁLCULO DEL ABULTAMIENTO ........................................................... 64 3.5.4 CÁLCULO DE ALTURA Y MARGEN DE DESPEJE .............................. 65 3.5.5 EJEMPLO DE CÁLCULO DE DESPEJE ................................................... 67 3.5.5.1 Cálculo de Zona de Fresnel: ................................................................... 68 3.5.5.2 Abultamiento:........................................................................................... 68 3.5.5.3 Altura de Despeje: ................................................................................... 68 3.5.5.4 Margen de Despeje: ................................................................................. 69 3.6 EQUIPAMIENTO DE RED ............................................................ 69 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.7 PUENTE ETHERNET PTP 500 .................................................................... 69 PUENTE ETHERNET PTP 100 .................................................................... 70 PUNTO DE ACCESO PMP 130 .................................................................... 71 MODULO SUSCRIPTOR PMP 130 ............................................................. 72 PRESUPUESTO DE ENLACE ....................................................... 73 3.7.1 ELEMENTOS DE PRESUPUESTO DE ENLACE ..................................... 73 3.7.1.1 Pérdidas por Trayectoria de Espacio Libre .......................................... 75 3.7.1.2 Potencia de Umbral (Pu) ......................................................................... 75 3.7.1.3 Ganancias de Antenas ............................................................................. 75 3.7.1.4 Pérdidas por Cables ................................................................................. 75 3.7.1.5 Margen de Desvanecimiento ................................................................... 76 3.7.1.6 Confiabilidad ............................................................................................ 76 3.7.2 EJEMPLO DE CÁLCULO DE PRESUPUESTO DE ENLACE ............... 77 3.7.2.1 Pérdida de Trayectoria de Espacio Libre: ............................................ 78 3.7.2.2 Potencia de Recepción: ............................................................................ 78 3.7.2.3 Margen de Desvanecimiento: .................................................................. 78 3.7.2.4 Confiabilidad:........................................................................................... 78 3.8 ESQUEMA DE RED ........................................................................ 79 3.8.1 SITES PERTENECIENTES A LA RED ...................................................... 79 3.8.2 RED TRONCAL ............................................................................................. 83 3.8.2.1 Perfiles Topográficos ............................................................................... 83 3.8.3 RED DE ACCESO .......................................................................................... 91 3.8.3.1 Repetidor Chigüilpe ................................................................................. 91 3.8.3.1.1 Perfiles Topográficos ............................................................................. 91 3.8.3.2 Repetidor Bombolí ................................................................................... 96 3.8.3.2.1 Perfiles Topográficos ............................................................................. 96 3.8.3.3 Repetidor Puerto Limón ......................................................................... 99 3.8.3.3.1 Perfiles Topográficos ............................................................................. 99 3.8.3.4 Repetidor Alfredo Llerena .................................................................... 104 3.8.3.4.1 Perfiles Topográficos ........................................................................... 104 3.8.3.5 Repetidor Alfonso Moscoso................................................................... 110 3.8.3.5.1 Perfiles Topográficos ........................................................................... 110 3.8.3.6 Repetidor Vicente Rocafuerte .............................................................. 113 3.8.3.6.1 Perfiles Topográficos ........................................................................... 113 3.8.3.7 Repetidor Cerro Carmelo .................................................................... 116 3.8.3.7.1 Perfiles Topográficos ........................................................................... 116 3.8.3.7.2 Alternativas a Escuelas sin Línea de Vista .......................................... 121 CAPÍTULO 4. ............................................................................... 123 ESTIMACIÓN DE COSTOS...................................................... 123 4.1 4.2 INTRODUCCION .......................................................................... 123 EQUIPOS ........................................................................................ 123 4.2.1 EQUIPOS RF DE CONECTIVIDAD ......................................................... 123 4.2.2 TELEFONIA IP ............................................................................................ 123 4.2.2.1 IP PBX .................................................................................................... 124 4.2.2.2 Teléfono IP.............................................................................................. 124 4.2.3 EQUIPOS DE CONMUTACION ................................................................ 124 4.2.3.1 Equipo Consejo Provincial .................................................................... 124 4.2.3.2 Switch de Interconexión ........................................................................ 124 4.2.4 EQUIPOS DE FIBRA OPTICA .................................................................. 125 4.3 INFRAESTRUCTURA .................................................................. 126 4.3.1 PUESTA A TIERRA ..................................................................................... 126 4.3.1.1 Especificaciones de las Barras de Cobre .............................................. 126 4.3.1.1.1 Características Físicas Puesta a Tierra Pararrayos ........................... 126 4.3.1.1.2 Características Físicas Puesta a Tierra Equipos ................................ 127 4.3.2 PARARRAYOS ............................................................................................. 128 4.3.3 TORRES ........................................................................................................ 129 4.3.3.1 Torre Arriostada .................................................................................... 129 4.3.3.2 Torre Autosoportada ............................................................................. 130 4.3.4 SISTEMA DE RESPALDO DE ENERGÍA (UPS) ................................... 131 4.3.4.1 Dimensionamiento UPS ......................................................................... 132 4.3.5 OBRA CIVIL ................................................................................................. 134 4.3.6 GASTOS MATERIALES ADICIONALES DE INSTALACIÓN ............ 135 4.3.7 COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO .................................. 135 4.3.7.1 Costo Internet .......................................................................................... 135 4.3.7.2 Costo Uso de Frecuencias ....................................................................... 135 4.3.7.3 Costo de instalación equipos y puesta en operación ............................... 136 4.3.7.4 Costo Mantenimiento ............................................................................... 136 4.3.8 COSTO TOTAL RED .................................................................................. 136 CAPÍTULO 5. ............................................................................... 138 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................ 138 5.1 CONCLUSIONES .......................................................................... 138 5.2 RECOMENDACIONES ................................................................ 140 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................... 141 ANEXOS ................................................................................................... 143 LISTA DE FIGURAS Capitulo 2. ESTUDIO DE CAMPO DE LOCALIDADES PERTENECIENTES A LA RED. Figura 2. 1 Ubicación de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. .................................... 18 Figura 2. 2 División Política de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. .......................... 19 Figura 2. 3 Número de alumnos en Parroquia Puerto Limón. ......................................................... 23 Figura 2. 4 Número de alumnos en Parroquia Sta. María del Toachi. ............................................. 24 Figura 2. 5 Número de alumnos en Parroquia El Esfuerzo. ............................................................ 24 Figura 2. 6 Número de alumnos en Parroquia San Jacinto del Búa. ............................................... 25 Figura 2. 7 Número de alumnos en Parroquia Alluriquín. ................................................................ 25 Figura 2. 8 Número de alumnos en Parroquia Valle Hermoso. ....................................................... 26 Figura 2. 9 Número de alumnos en Parroquia Luz de América. ...................................................... 26 Figura 2. 10 Número de alumnos en Pre Parroquia Julio Moreno. .................................................. 27 Figura 2. 11 Número de alumnos en Pre Parroquia Nuevo Israel. .................................................. 27 Figura 2. 12 Número de alumnos en Pre Parroquia Las Mercedes................................................. 28 Figura 2. 13 Número de alumnos en Pre Parroquia Las Delicias. ................................................... 28 Figura 2. 14 Número de alumnos en Pre Parroquia San Gabriel del Baba. .................................... 29 Figura 2. 15 Número de alumnos en Comunidades Tsáchilas. ....................................................... 29 Figura 2. 16 Escuela Eugenio Espejo. ............................................................................................. 33 Figura 2. 17 Escuela Trinidad Andrade Lince. ................................................................................. 33 Figura 2. 18 Escuela Ciudad del Puyo. ............................................................................................ 33 Figura 2. 19 Escuela Río Napo. ....................................................................................................... 33 Figura 2. 20 Escuela Jesús del Gran Poder. ................................................................................... 34 Figura 2. 21 Escuela Juan Francisco Rubio. ................................................................................... 34 Figura 2. 22 Escuela Víctor Manuel Rendón. .................................................................................. 34 Figura 2. 23 Escuela Guillermo Garzón Ubidia. ............................................................................... 34 Figura 2. 24 Escuela 15 de Agosto. ................................................................................................. 35 Figura 2. 25 Escuela Puerto Baquerizo Moreno. ............................................................................. 35 Figura 2. 26 Escuela Corina Parral de Velasco Ibarra. .................................................................... 35 Figura 2. 27 Escuela Jhon F. Kennedy. ........................................................................................... 36 Figura 2. 28 Escuela Teniente Carlos Díaz Terán. .......................................................................... 36 Figura 2. 29 Escuela República de Alemania. ................................................................................. 36 Figura 2. 30 Escuela Aracely Zamora. ............................................................................................. 37 Figura 2. 31 Escuela Ciudad de Santo Domingo. ............................................................................ 37 Figura 2. 32 Escuela Washington Pazmiño Vargas. ........................................................................ 37 Figura 2. 33 Escuela Diego de Almagro. ......................................................................................... 37 Figura 2. 34 Escuela Vicente Rocafuerte. ........................................................................................ 38 Figura 2. 35 Escuela Alfonso Moscoso. ........................................................................................... 38 Figura 2. 36 Escuela Eduardo Lugo. ................................................................................................ 38 Figura 2. 37 Escuela Nuevo Rocafuerte. ......................................................................................... 38 Figura 2. 38 Escuela César Borja Lavallen. ..................................................................................... 38 Figura 2. 39 Escuela Alfredo Baquerizo Moreno. ............................................................................ 39 Figura 2. 40 Escuela Corsino Durán. ............................................................................................... 39 Figura 2. 41 Escuela Ruperto Alarcón Falconí. ............................................................................... 39 Figura 2. 42 Escuela Río Pastaza. ................................................................................................... 40 Figura 2. 43 Escuela Río Amazonas. ............................................................................................... 40 Figura 2. 44 Escuela Isla Santa Cruz. .............................................................................................. 40 Figura 2. 45 Escuela Barón de Carondelet. ..................................................................................... 41 Figura 2. 46 Escuela José Ignacio Laso. ......................................................................................... 41 Figura 2. 47 Escuela George Washington. ...................................................................................... 41 Figura 2. 48 Escuela San Pablo. ...................................................................................................... 41 Figura 2. 49 Escuela Alfredo Llerena. .............................................................................................. 41 Figura 2. 50 Escuela Francisco de Orellana. ................................................................................... 42 Figura 2. 51 Escuela Francisco Javier Salazar. ............................................................................... 42 Figura 2. 52 Escuela Tsáchila. ......................................................................................................... 43 Figura 2. 53 Escuela Raúl Andrade. ................................................................................................ 43 Figura 2. 54 Escuela Madre Laura. .................................................................................................. 43 Figura 2. 55 Escuela Kasama. ......................................................................................................... 43 Figura 2. 56 Escuela Abraham Calazacón. ...................................................................................... 44 Figura 2. 57 Escuela Tomás Rivadeneira. ....................................................................................... 44 Figura 2. 58 Escuela Enrique Terán. ............................................................................................... 44 Capitulo 3. DISEÑO DE RED. Figura 3. 1 Esquema de Red Troncal........................................................................................................ 61 Figura 3. 2 Línea de Vista. ......................................................................................................................... 63 Figura 3. 3 Geometría de las Zonas de Fresnel ...................................................................................... 63 Figura 3. 4 Abultamiento.............................................................................................................................. 64 Figura 3. 5 Altura de despeje menor a cero. ............................................................................................ 65 Figura 3. 6 Altura de despeje mayor a cero. ............................................................................................ 66 Figura 3. 7 Diagrama de Pérdidas y Ganancias de un Enlace. ............................................................. 75 Figura 3. 8 Simbología para tipo de Equipo Cambium y frecuencia de trabajo. ................................. 81 Figura 3. 9 Esquema de Red Total. ........................................................................................................... 82 Figura 3. 10 Esquema de Red Troncal. .................................................................................................... 83 Figura 3. 11 Perfil Cerro Carmelo – Jesús del Gran Poder. .................................................................. 83 Figura 3. 12 Perfil Cerro Carmelo – Teniente Carlos Díaz Terán. ........................................................ 84 Figura 3. 13 Perfil Jhon F. Kennedy – Teniente Carlos Díaz Terán. .................................................... 84 Figura 3. 14 Perfil Luz de América– Jhon F. Kennedy. .......................................................................... 84 Figura 3. 15 Perfil Chigüilpe – Luz de América. ....................................................................................... 85 Figura 3. 16 Perfil Chigüilpe – Barón de Carondelet. .............................................................................. 85 Figura 3. 17 Perfil Chigüilpe – Consejo Provincial ................................................................................... 85 Figura 3. 18 Perfil Consejo Provincial – Bombolí. ................................................................................... 86 Figura 3. 19 Perfil Bombolí – Entrada Valle Hermoso. ........................................................................... 86 Figura 3. 20 Perfil Entrada Valle Hermoso – Vicente Rocafuerte. ........................................................ 86 Figura 3. 21 Perfil Bombolí – Alfredo Llerena. ......................................................................................... 87 Figura 3. 22 Perfil Teniente Carlos Díaz Terán – Río Pastaza. ............................................................ 87 Figura 3. 23 Perfil Chigüilpe – Alfonso Moscoso. .................................................................................... 87 Figura 3. 24 Perfil Chigüilpe – Puerto Limón. ........................................................................................... 88 Figura 3. 25 Esquema de Red de Acceso Repetidor Chigüilpe. ........................................................... 91 Figura 3. 26 Perfil Chigüilpe – Alfredo Baquerizo Moreno. .................................................................... 91 Figura 3. 27 Perfil Barón de Carondelet – José Ignacio Lasso. ............................................................ 92 Figura 3. 28 Perfil Chigüilpe – Francisco de Orellana. ........................................................................... 92 Figura 3. 29 Perfil Chigüilpe – Ruperto Alarcón. ...................................................................................... 92 Figura 3. 30 Perfil Pedro Pablo Gómez – Isla Santa Cruz. .................................................................... 93 Figura 3. 31 Perfil Pedro Pablo Gómez – Otongo del Baba. ................................................................. 93 Figura 3. 32 Perfil Chigüilpe – Otongo del Baba. .................................................................................... 93 Figura 3. 33 Esquema de Red de Acceso Repetidor Bombolí. ............................................................. 96 Figura 3. 34 Perfil Bombolí – Tomás Rivadeneira. .................................................................................. 96 Figura 3. 35 Perfil Bombolí – Raúl Andrade. ............................................................................................ 97 Figura 3. 36 Perfil Bombolí – Enrique Terán. ........................................................................................... 97 Figura 3. 37 Perfil Bombolí – Río Amazonas. .......................................................................................... 97 Figura 3. 38 Esquema de Red de Acceso Repetidor Puerto Limón. .................................................... 99 Figura 3. 39 Perfil Puerto Limón – Eugenio Espejo. ............................................................................... 99 Figura 3. 40 Perfil Río Napo – Madre Laura. ........................................................................................ 100 Figura 3. 41 Perfil Puerto Limón – Río Napo. ........................................................................................ 100 Figura 3. 42 Perfil Puerto Limón – Trinidad Andrade Lince. ................................................................ 100 Figura 3. 43 Perfil Río Napo – Tsáchila. ................................................................................................. 101 Figura 3. 44 Perfil Río Napo – Ciudad del Puyo. ................................................................................... 101 Figura 3. 45 Esquema de Red de Acceso Repetidor Alfredo Llerena. ............................................... 104 Figura 3. 46 Perfil Alfredo Llerena – Francisco Javier Salazar. .......................................................... 104 Figura 3. 47 Perfil Alfredo Llerena – George Washington. ................................................................... 105 Figura 3. 48 Perfil Alfredo Llerena – Aracely Zamora. .......................................................................... 105 Figura 3. 49 Perfil Alfredo Llerena – Ciudad de Santo Domingo. ....................................................... 105 Figura 3. 50 Perfil Alfredo Llerena – Diego de Almagro. ...................................................................... 106 Figura 3. 51 Perfil Diego de Almagro – Washington Pazmiño. ............................................................ 106 Figura 3. 52 Perfil Alfredo Llerena – Centro Kasama. .......................................................................... 106 Figura 3. 53 Perfil Centro Kasama – Abraham Calazacón. ................................................................. 107 Figura 3. 54 Esquema de Red de Acceso Repetidor Alfonso Moscoso............................................. 110 Figura 3. 55 Perfil Alfonso Moscoso – César Borja Lavallen. .............................................................. 110 Figura 3. 56 Perfil Alfonso Moscoso – Corsino Durán. ......................................................................... 111 Figura 3. 57 Esquema de Red de Acceso Repetidor Vicente Rocafuerte. ........................................ 113 Figura 3. 58 Perfil Vicente Rocafuerte – Eduardo Lugo. ...................................................................... 113 Figura 3. 59 Perfil Vicente Rocafuerte – Nuevo Rocafuerte. ............................................................... 114 Figura 3. 60 Esquema de Red de Acceso Repetidor Cerro Carmelo. ................................................ 116 Figura 3. 61 Perfil Cerro Carmelo – Jesús del Gran Poder. ................................................................ 116 Figura 3. 62 Perfil Jesús del Gran Poder – 15 de Agosto. ................................................................... 117 Figura 3. 63 Perfil Cerro Carmelo – Corina Parral de Velasco Ibarra. ............................................... 117 Figura 3. 64 Perfil Jesús del Gran Poder – Puerto Baquerizo Moreno. ............................................. 117 Figura 3. 65 Perfil Corina Parral – Juan Francisco Rubio. ................................................................... 118 Figura 3. 66 Perfil Cerro Carmelo – Víctor Manuel Rendón. ............................................................... 118 Figura 3. 67 Perfil Cerro Carmelo – Guillermo Garzón Ubidia. ........................................................... 118 Capitulo 4. ESTIMACION DE COSTOS. Figura 4. 1 Sistema puesta a Tierra Pararrayos..................................................................... 127 Figura 4. 2 Características barra de Cobre Copperweld....................................................... 127 Figura 4. 3 Cabezal de Pararrayos. .......................................................................................... 128 LISTA DE TABLAS Capitulo 1. MARCO NORMATIVO. Tabla 1. 1 Bandas de Frecuencias asignadas por el CONATEL. ...................................................... 4 Tabla 1. 2 Características técnicas de los sistemas de modulación digital de banda ancha. ........... 5 Tabla 1. 3 Límites de emisiones no Deseadas en las Bandas de Operación de los Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha. ................................................................................................. 7 Tabla 1. 4 Coeficiente de valoración del espectro α6 para sistemas que operen en bandas de Modulación Digital de Banda Ancha. ................................................................................................. 8 Tabla 1. 5 Valor de la constante B para los sistemas que operen en bandas de Modulación Digital de Banda Ancha. ................................................................................................................................ 8 Capitulo 2. ESTUDIO DE CAMPO DE LOCALIDADES PERTENECIENTES A LA RED. Tabla 2. 1 Centros Educativos de la fase 1 Proyecto Click “Acortando Distancias” ........................ 22 Tabla 2. 2 Centros Educativos en Comunidades Tsáchilas ............................................................ 23 Tabla 2. 3 Ubicación geográfica de Centros Educativos y Consejo Provincial ............................... 30 Tabla 2. 4 Ubicación geográfica Centros Educativos en Comunidades Tsáchilas .......................... 31 Tabla 2. 5 Número de PCs y teléfonos en centros Educativos en comunidades Tsáchilas ............ 31 Tabla 2. 6 Número de PCs y teléfonos en centros Educativos y Consejo Provincial ...................... 33 Capitulo 3. DISEÑO DE RED. Tabla 3. 1 Códec de VoIP. ........................................................................................................... 48 Tabla 3. 2 AB según códec utilizado para VoIP sobre LAN Y WAN. ................................... 49 Tabla 3. 3 Proyección población estudiantil Comunidades Tsáchilas al 2016. .................. 52 Tabla 3. 4 Proyección población estudiantil al 2016............................................................... 53 Tabla 3. 5 Número de PCs proyectados en comunidades Tsáchilas. ................................. 54 Tabla 3. 6 Número de PCs proyectados para centros educativos y Consejo Provincial. . 55 Tabla 3. 7 Resumen general de Ancho de Banda necesario para acceso por escuela. .. 60 Tabla 3. 8 Características de PTP500 . .................................................................................... 70 Tabla 3. 9 Características de PTP100 . .................................................................................... 71 Tabla 3. 10 Características de PMP100 AP . .......................................................................... 72 Tabla 3. 11 Características de PMP100 AP . .......................................................................... 73 Tabla 3. 12 Valores de Factores A y B . ................................................................................... 77 Tabla 3. 13 Resumen de Sites de Red Total. .......................................................................... 80 Tabla 3. 14 Despeje de Enlaces de Red Troncal. .................................................................... 89 Tabla 3. 15 Confiabilidad de Enlaces de Red Troncal. ........................................................... 90 Tabla 3. 16 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Chigüilpe. .......................... 94 Tabla 3. 17 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Chigüilpe. .................. 95 Tabla 3. 18 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Bombolí. ............................ 98 Tabla 3. 19 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Bombolí. .................... 98 Tabla 3. 20 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Puerto Limón. ................. 102 Tabla 3. 21 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Puerto Limón. ......... 103 Tabla 3. 22 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfredo Llerena. .............. 108 Tabla 3. 23 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfredo Llerena. ..... 109 Tabla 3. 24 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfonso Moscoso............ 112 Tabla 3. 25 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfonso Moscoso. .. 112 Tabla 3. 26 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Vicente Rocafuerte. ....... 115 Tabla 3. 27 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Vicente Rocafuerte.115 Tabla 3. 28 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Cerro Carmelo. ............... 119 Tabla 3. 29 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Cerro Carmelo. ...... 120 Tabla 3. 30 Distancias entre puntos de conflicto y Punto de acceso. ................................. 122 Capitulo 4. ESTIMACION DE COSTOS. Tabla 4. 1 Costo total de equipos de RF de Conectividad. .................................................. 123 Tabla 4. 2 Costo IP PBX. ........................................................................................................... 124 Tabla 4. 3 Costo Total Teléfonos IP. ........................................................................................ 124 Tabla 4. 4 Costo Equipo Consejo Provincial. .......................................................................... 124 Tabla 4. 5 Costo Total Switch de Interconexión. .................................................................... 125 Tabla 4. 6 Costo comercial equipos Fibra Óptica. ................................................................. 125 Tabla 4. 7 Costo de Instalación FO incluyendo materiales .................................................. 125 Tabla 4. 8 Costo Total Puesta a Tierra. ................................................................................... 128 Tabla 4. 9 Costo Total Pararrayos. ........................................................................................... 129 Tabla 4. 10 Costo Total de Torres Arriostadas. ...................................................................... 130 Tabla 4. 11 Costo Alquiler espacio en Torres Autosoportadas. ........................................... 131 Tabla 4. 12 Consumo de energía en Watts por equipo......................................................... 131 Tabla 4. 13 Consumo de energía total en repetidor. ............................................................. 132 Tabla 4. 14 Tiempo estimado de autonomía por tipo de banco de baterías y carga ....... 133 Tabla 4. 15 Costo comercial equipos Tripp Lite. .................................................................... 134 Tabla 4. 16 Costo de sistemas de respaldo energía. ............................................................ 134 Tabla 4. 17 Costo obra civil para la red. .................................................................................. 135 Tabla 4. 18 Costo Instalación Sitios. ........................................................................................ 136 Tabla 4. 19 Costo Total Proyecto. ............................................................................................ 137 XIX RESUMEN El presente proyecto tiene por objeto el diseño de una red inalámbrica de Banda Ancha para proveer servicios telecomunicaciones a la población estudiantil de los centros educativos primarios de la provincia de Santo domingo de los Tsáchilas. Debido al pedido expreso de las autoridades del Área de Tecnologías de la Información del Consejo provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas, el equipamiento usado es de la familia Cambium (ex Motorola) debido a la topología del terreno en esta provincia subtropical del Ecuador. Se realiza un estudio del marco normativo regente de este tipo de redes y a continuación se hace el estudio de campo de las localidades que pertenecerán a la red propuesta. Con los datos recolectados en las visitas, se lleva a cabo el diseño de red tomando en cuenta todos los requerimientos de usuario de cada uno de los centros educativos pertenecientes a la red. Al concluir el diseño, se lleva a cabo un estudio económico para definir un presupuesto referencial de la red a implementarse, considerando costos de instalación y operación. Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones del proyecto. XX PRESENTACIÓN El acceso a las tecnologías de la Información en los últimos años ha presentado un importante avance en el desarrollo de la educación, en los países en vías de desarrollo este acceso no es total y los servicios que se brindan en muchos casos no llegan a sitios remotos por costo de implementación, la Tecnologías inalámbricas nos presentan una solución directa a problemas donde el principal inconveniente el costo de implementación de otras. Con esto las bandas ISM definidas internacionalmente por la UIT para brindar servicios de acceso a la información con un carácter social, nos abren una ventana a la posibilidad de llegar a sitios donde antes era imposible la entrega de información al día por el costo económico. La provincia de Sto. Domingo de los Tsáchilas es relativamente nueva, por esto su organización territorial aun se encuentra definida por parroquias, en estas las principales actividades económicas como la agricultura, la ganadería y el turismo hace que las personas deban permanecer en sus sitios constantemente, impidiendo así el uso de tecnologías que en otros sitios como la ciudad son muy comunes. El Ilustre Consejo Provincial a través de los departamentos de Cooperación Internacional y de Tecnología de la Información, han considerado menester el uso de la tecnología inalámbrica para fomentar el desarrollo de la educación en estos sitios donde antes era imposible el acceso a servicios como el internet, así mismo el desarrollo económico permitiendo la capacitación al día de todos quienes forman parte de la provincia con sus diferentes actividades económicas. El presente proyecto presenta una solución a varios problemas planteados, haciendo uso de las bandas ISM y cumpliendo con los reglamentos existentes. Por esto a continuación se pone a consideración el: “ESTUDIO Y DISEÑO DE UNA RED INALÁMBRICA DE BANDA ANCHA PARA PROVEER DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES A CENTROS TECNOLÓGICOS RURALES DE LA PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS.” Con la finalidad de acortar la brecha existente entre la información y las comunidades rurales de la Provincia. 1 CAPÍTULO 1. MARCO NORMATIVO 1.1 BANDAS LIBRES 1.1.1 INTRODUCCIÓN La tecnología de redes inalámbricas ha tenido un particular desarrollo, gracias a la explotación de las bandas de frecuencias no licenciadas. Estas definidas internacionalmente por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) como reservadas para el uso no comercial del espectro electromagnético, dirigidas al uso industrial, científico y médico, denominadas ISM (por sus siglas en ingles). Y las definidas por la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos) como bandas UNII (Unlicensed National Information Infrastructure) dentro de las frecuencias cercanas a los 5 GHz para la implementación de redes de área local. La Constitución de la República del Ecuador, menciona que todas las personas de manera individual o colectiva, tiene derecho al acceso a las bandas de frecuencias libres y su explotación en el uso de redes inalámbricas este garantizará el acceso a través de métodos transparentes y con igualdad de condiciones, priorizando el interés colectivo. 1.1.2 DEFINICIÓN Las bandas ISM, o bandas libres, son bandas de frecuencias dentro del espectro electromagnético dedicadas para el uso industrial, científico y médico, definidas por la UIT en el artículo 5 de las regulaciones de radio. El uso de estas frecuencias está abierto a todo el mundo sin la necesidad de la adquisición o el pago de una licencia que permita su uso, sin que esto excluya a estas bandas del respeto a las regulaciones que limitan los niveles de la potencia transmitida. Esto obliga a que este tipo de comunicaciones tenga una cierta 2 tolerancia a los errores y que utilicen mecanismos de control de interferencia, como las técnicas de modulación de espectro ensanchado1. 1.1.3 DEL DERECHO A LA EXPOLTACION DE LAS BANDAS LIBRES En revisión a una parte de la Constitución vigente de la República del Ecuador, en la que se garantiza el uso y protección de los recursos no renovables como el espectro electromagnético. En su artículo 16 nombra y garantiza el derecho al uso y explotación de las redes inalámbricas en el las bandas libres, literalmente este artículo, en sus literales 2, 3 respectivamente denota: “Todas las personas, en forma individual o colectiva, tiene derecho a: El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación. La creación de medios de comunicación social, y al acceso en igualdad de condiciones al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico para la gestión de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, y a bandas libres para la explotación de redes inalámbricas.” Para la fomentación del uso y las garantías necesarias en el uso y explotación de las bandas libres, en su artículo 17, literal 1, 2, 3 respectivamente, detalla: “EI Estado fomentará la pluralidad y la diversidad en la comunicación, y al efecto: Garantizará la asignación, a través de métodos transparentes y en igualdad de condiciones, de las frecuencias del espectro radioeléctrico, para la gestión de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, así como el acceso a bandas libres para la explotación de redes inalámbricas, y precautelará que en su utilización prevalezca el interés colectivo. Facilitará la creación y el fortalecimiento de medios de comunicación públicos, privados y comunitarios, así como el acceso universal a las tecnologías de información y comunicación en especial para las personas y colectividades que carezcan de dicho acceso o lo tengan de forma limitada. 1 El espectro ensanchado (también llamado espectro esparcido, espectro disperso, spread spectrum o SS) es una técnica de modulación empleada en telecomunicaciones para la transmisión de datos digitales y por radiofrecuencia. 3 No permitirá el oligopolio o monopolio, directo ni indirecto, de la propiedad de los medios de comunicación y del uso de las frecuencias.” La legislación Ecuatoriana, no regula la tecnología a utilizarse, sino el servicio que entregará el sistema a ser implementado. En esto prioriza como política de estado el tema de la agenda nacional de Conectividad, para la fomentación de programas de infraestructura para el acceso, Teleducación, Telemedicina, Gobierno en línea y Comercio Electrónico. Para efecto del control de la explotación de las bandas de frecuencia, Se determina como organismo regulador del uso y explotación del espectro electromagnético, así como de sus aplicaciones al CONATEL (Consejo Nacional de Telecomunicaciones). Según lo dicta la constitución : “…la planificación, administración y control de su uso (refiriéndose al espectro electromagnético) corresponde al Estado a través del CONATEL, la Secretaría y la Superintendencia en los términos de la Ley Especial de Telecomunicaciones, sus reformas y este reglamento y observando las normas y recomendaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones.”2 En el presente capitulo se realizara un breve análisis a las normativas y reglamentos existentes en la legislación Ecuatoriana y que regulen el funcionamiento de los sistemas que empleen Modulación Digital de Banda Ancha, poniendo especial énfasis en los artículos y literales que mencionen a dichos sistemas. 1.2 SISTEMAS DE MODULACION DE BANDA ANCHA Son los sistemas a ser tomados en cuenta para el diseño en el presente proyecto, trabajan en las bandas libres ya nombradas en los numerales anteriores y que están regulados por el CONATEL y la SENATEL para el uso de equipos en estos tipos de sistemas. En lo detallado por la norma técnica, entre la definición de los sistemas de modulación digital de banda ancha y sus características tenemos la siguiente 2 Texto tomado del artículo 47 del Reglamento General a la Ley Especial de Telecomunicaciones Reformada. 4 definición: Sistemas de radiocomunicaciones que utilizan técnicas de codificación o modulación digital en una anchura de banda asignada con una densidad espectral de potencia baja compatible con la utilización eficaz del espectro proporcionando una señal resistente a interferencias, permitiendo a varios usuarios la utilización simultánea de la misma banda de frecuencias. Coexistiendo también con sistemas de banda angosta y permitiendo una mejor utilización del espectro3. 1.2.1 NORMA PARA LA IMPLEMENTACION Y OPERACION DE SISTEMAS DE MODULACION DIGITAL DE BANDA ANCHA Esta norma por objetivo, la regulación de la instalación y operación de los sistemas de radiocomunicación que ocupen métodos de modulación de Banda Ancha en los rangos de Frecuencias asignadas por el CONATEL. El CONATEL determina la aprobación de la operación de sistemas de radiocomunicaciones que utilicen técnicas de Modulación Digital de Banda Ancha en las siguientes bandas de frecuencias: BANDA (MHz) ASIGNACION 902 - 928 ISM 2400 - 2483.5 ISM 5150 – 5250 INII 5250 – 5350 INII 5470 – 5725 INII 5725 - 5850 ISM, INII Tabla 1. 1 Bandas de Frecuencias asignadas por el CONATEL. Las configuraciones de los sistemas que empleen técnicas de modulación digital de banda ancha a ser aprobados por el CONATEL según el artículo 7 de la ley en cuestión son: Sistemas Punto – Punto. Sistemas Punto – Multipunto. Sistemas Móviles. 3 http://www.conatel.gob.ec/site_conatel/index.php?option=com_content&view=article&id=165:siste mas-de-modulacion-digital-de-banda-ancha&catid=40:servicios&Itemid=166 5 Estos últimos, no aplicables al presente proyecto. En esta norma, se establecen características de carácter técnico para los sistemas de modulación digital de banda ancha. Tales como los niveles de potencia para cada una de las bandas y los límites de emisiones no deseadas, estos detallados en los anexos 1 y 2 respectivamente de la norma. Como podemos observar en la tabla extraída del anexo 1 de la norma en estudio, para los sistemas que se encuentran en las bandas ISM, que son las bandas a ser utilizadas en el presente proyecto, no se tienen características o rangos a cumplir en los valores de PIRE4, ni para la densidad de PIRE. Cabe recalcar que al igual que los extractos anteriores de la norma en el presente estudio, se da mayor énfasis en los puntos referentes a las bandas no licenciadas o ISM, bandas a ser utilizadas para el proyecto. Tipo de Configuración del Sistema Bandas de Operación (MHz) Potencia Pico Máxima del Transmisor (mW) P.I.R.E. (mW) Densidad de P.I.R.E. (mW/MHz) 902 – 928 250 ---- ---- 2400 – 2483.5 1000 ---- ---- 5725 – 5850 1000 ---- ---- punto-punto puntomultipunto Móviles punto-punto puntomultipunto móviles punto-punto puntomultipunto móviles Tabla 1. 2 Características técnicas de los sistemas de modulación digital de banda 5 ancha . 4 P.I.R.E. (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente): Producto de la potencia suministrada a la antena por su ganancia. 5 http://www.conatel.gob.ec, Norma para la Implementación y Operación de Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha, Anexo 1. 6 Como se observa en la tabla 1.2 los valores de PIRE y densidad de PIRE, no son relevantes, no tienen un valor con el cual los sistemas de comunicación del presente proyecto deba cumplir, lo que si determina este anexo, es un pico máximo de la potencia del transmisor que tiene un valor de 1 W. Para los sistema fijos en configuración de punto – punto y que operan en la banda de 2400 – 2483.5 MHz, si la ganancia de la antena direccional empleada supera los 6 dBi, deberá reducirse la potencia máxima de salida del transmisor, en 1 dB por cada 3 dB de ganancia de la antena que exceda a los 6 dBi. Para los sistemas que operen en la banda de los 5725 – 5850 MHz, se pueden emplear antenas con ganancia direccional superior a los 6 dBi, hasta los 23 dBi sin efectuar la correspondiente reducción en la potencia pico de la salida del transmisor. En caso de producirse un exceso en los 23 dBi, será requerida una reducción de 1 dB en la potencia pico del transmisor y en la densidad espectral del mismo por cada de dB que la ganancia exceda a los 23 dBi. Todo equipo a ser empleado en los sistemas de comunicación y que empleen la modulación digital de banda ancha, deberá ser homologados, con las características técnicas como se encuentra también detallado en los anexos 1y 2 de la norma. En el siguiente extracto se tienen los principales literales del Anexo 2 de la norma para la implementación y operación de sistemas de modulación digital de banda ancha, en el cual se define los límites de las emisiones no deseadas en las bandas de operación de estos sistemas6. Para las bandas ISM de 902-928 MHz y de 2400-2483.5, se define que para cualquier ancho de banda de 100 KHz fuera de la banda de frecuencias de operación de los sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha, la potencia radiada por este equipo deberá estar al menor 20 dB por debajo de dicha potencia 6 http://www.conatel.gob.ec, Norma para la Implementación y Operación de Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha, Anexo 2. 7 en el ancho de banda de los 100 KHz que contenga el mayor nivel de potencia deseada. Para la banda de los 5725 – 5850, deberán cumplir con la tabla indicada a continuación: Banda de Operación (MHz) Rango de frecuencias considerado (MHz) 5725 – 5850 5715 – 5725 5850 – 5860 < 5715 > 5860 P.I.R.E. para emisiones fuera de banda (dBm/MHz) -17 -27 Tabla 1. 3 Límites de emisiones no Deseadas en las Bandas de Operación de los Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha. 1.2.2 REGLAMENTO DE DERECHOS POR CONCESIÓN Y TARIFAS POR USO DE FRECUENCIAS DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO. El presente reglamento determina que se requiere que los Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha, tengan una tarifa de imposición mensual y no anual, con la finalidad de que las modificaciones a los sistemas puedan ser registradas de acuerdo a la topología real de los sistemas. Para esto determina: 1.2.2.1 Tarifas del uso de frecuencias. 1.2.2.1.1 De las estaciones que utilizan frecuencias en bandas de Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha. Detallado en el artículo 19 de este reglamento se especifica que: Los Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha que operen en configuración punto-punto, en las bandas que el CONATEL determine, pagarán una tarifa mensual por uso de Frecuencias, según la ecuación: (Ec. 1.1) Dónde: TA (US$) = Tarifa anual en dólares de los Estados Unidos de América. 8 Ka = Factor de ajuste por inflación. ǩ6 = Coeficiente de valoración del espectro para los SMDBA7 (De acuerdo a la Tabla 1.4 expuesta a continuación). Valor de ǩ6 0.533333 Sistema Modulación Digital de Banda Ancha Tabla 1. 4 Coeficiente de valoración del espectro ǩ6 para sistemas que operen en bandas de Modulación Digital de Banda Ancha. Ǫ6 = Coeficiente de corrección para los SMDBA. B = Constante de servicio para los SMDBA (De acuerdo a la Tabla 5). Valor de B 12 Sistema Sistemas punto- punto y punto-multipunto y sistemas móviles Tabla 1. 5 Valor de la constante B para los sistemas que operen en bandas de Modulación Digital de Banda Ancha. NTE = Es el número total de Estaciones Fijas, de Base, Móviles y Estaciones Receptoras de Triangulación, de acuerdo al sistema. 1.2.2.1.2 De las tarifas por frecuencias de uso experimental y con fines de carácter social o humanitario Según el artículo 25 y 26 de la presente norma: Los servicios prestados mediante Sistemas de Radiocomunicaciones que hacen uso experimental de frecuencias (no comercial ó ISM) pagarán una tarifa igual al 10% del valor que resulte de aplicar las ecuaciones y tablas del presente Reglamento y proporcional al tiempo de duración del contrato. El primer pago por uso de frecuencias será por anticipado al momento de otorgar la concesión y será el equivalente a la tarifa de tres meses, previa aprobación del proyecto presentado, por parte del CONATEL. 7 SMDBA: Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha. 9 Los sistemas con fines de carácter social o humanitario pagarán una tarifa por uso de frecuencias igual al 10% del valor que resulte de aplicar las ecuaciones y tablas del presente Reglamento y proporcional al tiempo de duración del contrato. Estos últimos aplicables al presente proyecto por la aplicación que tendrá la red a ser diseñada. Como se mencionó en el anteriormente en la norma para la Implementación y Operación de Los sistemas MDBA. Los equipos a ser empleados en estos sistemas deben cumplir con la homologación, para esto el CONATEL en su resolución 452-29-CONATEL-2007, expende el “REGLAMENTO PARA HOMOLOGACIÓN DE EQUIPOS TERMINALES DE TELECOMUNICACIONES” A continuación se detalla las principales menciones de este reglamento, donde se regule los equipos a ser empleados en el presente proyecto, siendo estos los que funcionen en las bandas ISM. 1.2.3 REGLAMENTO PARA HOMOLOGACIÓN DE EQUIPOS TERMINALES DE TELECOMUNICACIONES Se entiende por homologación el proceso por el que un equipo terminal de telecomunicaciones8 de una clase9, marca y modelo es sometido a verificación técnica para determinar si es adecuado para operar en una red de telecomunicaciones específica. En este reglamento se establecen los procedimientos a seguir para la homologación de los equipos terminales de comunicaciones, así como los requisitos mínimos para poder cumplir con dicha homologación, con la finalidad de prevenir daños en las redes de telecomunicaciones, evitando la perturbación técnica o el deterioro en los sistemas de telecomunicaciones, evitar también la 8 EQUIPO TERMINAL DE TELECOMUNICACIONES: Aparato o dispositivo que se conecta a una red de telecomunicaciones para proporcionar al usuario final acceso a uno o más servicios específicos. Para efecto de aplicación del presente Reglamento se incluirán también los equipos que utilicen Modulación Digital de Banda Ancha así como aquellos que el CONATEL considere que deben ser homologados. 9 CLASE: Un equipo de telecomunicaciones con una aplicación específica se entenderá como perteneciente a una clase determinada (por ejemplo: teléfonos celulares, beepers, etc.). 10 interferencia perjudicial al espectro radioeléctrico y la contribución con una óptima calidad en la prestación de los servicios de telecomunicaciones. Este reglamento aplica a los equipos terminales que utilicen el espectro radioeléctrico que empleen una potencia superior a los 50 mW. Se asegura que el proceso de homologación de los equipos terminales por cada clase, marca y modelo sea transparente y no discriminatorio y que las solicitudes que se presenten para el efecto se tramiten de manera expedita. 1.2.3.1 Certificado de Homologación. El organismo que expedirá el certificado de homologación de los equipos terminarles es la Superintendencia de Telecomunicaciones SUPERTEL. Este certificado será genérico por cada clase, marca y modelo de equipo terminal. En este certificado se detallaran las especificaciones mínimas para la operación de los equipos. Todo equipo terminal de comunicaciones, será homologado una sola vez en su vida útil. 1.2.3.2 Derechos de Homologación. Toda persona natural o jurídica podrá solicitar la homologación de un equipo terminal, debiendo cancelar los derechos por la emisión del certificado y registro en la SUPERTEL. Los derechos por la emisión y registro del certificado serán determinados por el CONATEL en el último trimestre de cada año, el valor del derecho entrara en vigencia a partir del 1 de enero de cada año y se mantendrá vigente hasta el 31 de diciembre del mismo. La SUPERTEL lleva un registro de todos los certificados emitidos, entregando una copia del certificado emitido a la correspondiente persona natural o jurídica, así como el acceso al registro será público a través de su página Web. Actualizando la misma mensualmente de acuerdo a los equipos homologados. 11 Previa la comercialización u operación de los equipos terminales, cabe recalcar que estos deberán ser previamente homologados. 1.2.3.3 Requisitos para la homologación. Para efectuar la homologación de los equipos terminales de comunicaciones, el solicitante, deberá presentar ante la SENATEL, los documentos detallados a continuación. Para equipos de telecomunicaciones fabricados o ensamblados fuera del Ecuador: Solicitud escrita dirigida al Superintendente de Telecomunicaciones. Manuales técnicos. Características de funcionamiento. Un certificado o un documento de características técnicas de los equipos cuya clase, marca y modelo se quiere homologar, emitido por un organismo internacional reconocido. Para equipos de telecomunicaciones fabricados o ensamblados en el Ecuador: Solicitud escrita dirigida al Superintendente de Telecomunicaciones. Manuales técnicos. Características de funcionamiento. Un certificado o un documento de características técnicas emitido por un laboratorio calificado por el CONATEL u organismo internacional de que los equipos cuya clase, marca y modelo se solicita homologar cumplen con las especificaciones de la norma técnica correspondiente. La SUPERTEL publicará y actualizará semestralmente en su página Web el listado de los Organismos Internacionales y los laboratorios nacionales e internacionales, reconocidos en el Ecuador para la emisión de certificados o documentos de características técnicas que podrán ser utilizados como requisitos para homologación. 12 1.2.3.4 Responsabilidades de la SENATEL, CONATEL y SUPERTEL. La homologación representa una certificación de que un equipo de telecomunicaciones puede ser comercializado y operado en el país. El certificado de homologación de un equipo terminal de telecomunicaciones no implica responsabilidad de parte del CONATEL, de la SENATEL o de la SUPERTEL referente a defectos: técnicos, de fabricación de los equipos o al mal uso de los mismos10. Cabe mencionar que el certificado expedido por la SUPERTEL, no representa un título habilitante para el uso del espectro radioeléctrico, así como tampoco la prestación de servicios de telecomunicaciones. 1.3 REDES PRIVADAS Según el CONATEL en sus definiciones determina: “Redes privadas son aquellas utilizadas por personas naturales o jurídicas exclusivamente, con el propósito de conectar distintas instalaciones de su propiedad que se hallen bajo su control. Su operación requiere de un permiso. Una red privada puede estar compuesta de uno o más circuitos arrendados, líneas privadas virtuales, infraestructura propia o una combinación de éstos. Dichas redes pueden abarcar puntos en el territorio nacional y en el extranjero. Una red privada puede ser utilizada para la transmisión de voz, datos, sonidos, imágenes o cualquier combinación de éstos.”11 EL Ilustre Consejo Provincial de Santo Domingo de Los Tsáchilas a través de la Dirección De Apoyo Internacional a determinado que el presente proyecto sea determinado como una red privada, de uso exclusivo del Consejo Provincial, claro está con el beneficio social que esta prestará, con esta aclaración la Resolución 10 Capitulo V. Responsabilidades del CONATEL, SENATEL y SUPERTEL. “REGLAMENTO PARA HOMOLOGACIÓN DE EQUIPOS TERMINALES DE TELECOMUNICACIONES” 11 Art. 2.- Definición. Resolución No. 017-02-CONATEL-2002 13 No. 017-02-CONATEL-2002 determina la regulación de las redes privadas a través del “Reglamento para el otorgamiento de títulos habilitantes para la operación de redes privadas”. De ser considerada la infraestructura como una Red de Interés Social el CONATEL regula estas de acuerdo con la Resolución 105-04-CONATEL-2009 que determina que: Las Redes de Interés Social, son aquellas que pueden ser utilizadas por personas jurídicas de derecho público en beneficio exclusivo de un plan, programa o proyecto de interés social, financiado total o parcialmente por el FODETEL12 y que permiten conectar distintas instalaciones de propiedad estatal o bajo su control, así como de instituciones privadas cuando exista un fin de carácter educativo, de salud o comunitario. Su operación requiere de una autorización otorgada por el CONATEL y en caso de necesitarse frecuencias, de un título habilitante otorgado por el CONATEL o el registro o autorización correspondientes. En todos los casos se requerirán los informes previos de la Secretaria Nacional de Telecomunicaciones, la presentación de un informe específico en el que se califique el interés público o social.13 Solo se hace mención a esto, ya que en lo consiguiente se tratará los reglamentos y normativas referentes a las Redes Privadas. 1.3.1 REGLAMENTO PARA EL OTORGAMIENTO DE TÍTULOS HABILITANTES PARA LA OPERACIÓN DE REDES PRIVADAS El reglamento fija los procedimientos para la instalación y el otorgamiento de los títulos habilitantes para el funcionamiento y operación de las redes de carácter privado. Determina que estas redes serán de uso exclusivo y de beneficio de un solo usuario y prestarán servicios a terceros. 12 FODETEL: Fondo de Desarrollo de Telecomunicaciones para zonas rurales y urbano marginales. 13 Art. 2 Reglamento del FODETEL, aprobado mediante Resolución 105-04-CONATEL-2009 del 12 de marzo del 2009. 14 Prohíbe la interconexión de estas redes con otras redes privadas o con cualquier red pública. Considera como único usuario a: Cualquier grupo de personas naturales dentro del cuarto grado de consanguinidad o segundo de afinidad; o, Dos o más personas jurídicas, si: o El cincuenta y uno por ciento (51%) o más del capital social de una de ellas pertenece directamente o a través de terceros a la titular del permiso; o, o El cincuenta y uno por ciento (51%) del capital social de cada una de ellas se encuentra bajo propiedad o control de una matriz común.14 Un representante debidamente autorizado por cada título habilitante para operar una red privada entregará anualmente a la Superintendencia un certificado confirmando que dicha red está siendo operada de conformidad con este reglamento. Para esto El Ilustre Consejo Provincial determina como departamento representante al Departamento de Tecnologías de Información, que llevará el control y gestión de la Red del presente proyecto. La operación de redes privadas, requiere de un título habilitante, que será un permiso otorgado por la SENATEL, previa autorización, del CONATEL. 1.3.1.1 De los permisos Cualquier persona natural o jurídica residente en el país podrá solicitar a través de la SENATEL la habilitación para operación de una red privada, con una duración de 5 años, renovables previa la solicitud del interesado con 3 meses de anticipación. 14 Art. 4 Resolución No. 017-02-CONATEL-2002 15 Para la obtención del título habilitante, se deberá cumplir con los siguientes requisitos: Identificación y generales de ley del solicitante; Proyecto técnico de la red a operar; y, Requerimientos de conexión. El proyecto técnico deberá ser elaborado por un Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones y contendrá: Descripción de los equipos, sistemas, recursos principales, y los requisitos de conexión interna y externa; Descripción técnica detallada de la red propuesta, incluyendo los puntos geográficos de conexión; con redes existentes en caso de existir circuitos alquilados como parte de la red privada; e, Identificación de los recursos del espectro radioeléctrico necesarios para operar la red y la respectiva solicitud de concesión. El título habilitante obtenido contendrá: El objeto; La descripción de la red privada autorizada y ubicación geográfica; y, Las causales de revocatoria y caducidad del permiso. Cabe recalcar que no se conceden títulos de índole indefinida15. 1.3.1.2 Del trámite de los títulos habilitantes y ampliaciones. En el caso de las redes privadas que no requieran de concesión para el uso de frecuencias, la Secretaría entregará su informe al Consejo Nacional de Telecomunicaciones en el término de veinte (20) días contados a partir de la fecha de presentación de la solicitud. Si el informe de la Secretaría es favorable y no hay oposición, la solicitud se considerará aprobada a menos que el Consejo 15 Que no dispone de una fecha de caducidad. 16 Nacional de Telecomunicaciones emita una decisión negativa, en el término determinado en el Reglamento General a la Ley Especial de Telecomunicaciones. Cuando estén involucradas concesiones para el uso de espectro radioeléctrico los efectos del silencio administrativo se sujetarán a las normas del reglamento respectivo. Para efectos de oposición de terceros, la Secretaría publicará, en su página electrónica las solicitudes presentadas mientras transcurre el término para presentación de su informe. En caso de existir esta los involucrados podrán ejercer su legítima defensa presentando pruebas de conformidad con la ley. Toda modificación, adición realizada sobre la infraestructura de la red deberá ser reportada a la SENATEL así como a la SUPERTEL. Los títulos habilitantes para operación de una red privada otorgados por el Consejo Nacional de Telecomunicaciones, que requieren uso del espectro radioeléctrico deben obtener, además, el correspondiente título habilitante para la asignación del espectro radioeléctrico, debiendo realizarse los dos trámites simultáneamente. Una vez aprobados los documentos y calificado el estudio técnico por la SENATEL se procederá a la entrega y registro del título habilitante para la operación de la red, previa autorización del CONATEL. Para esto lo reglamentos que aplican la concesión de frecuencias para los SMDBA se determina en la RESOLUCION N° 485 - 20 - CONATEL – 2003 que determina Reglamento de Derechos por Concesión y Tarifas por Uso de Frecuencias del Espectro Radioeléctrico nombrado ya en los puntos anteriores del presente estudio. El costo de la entrega del título habilitante tiene un costo de 500 dólares americanos, para la renovación también tendrá un costo específico, se debe informar de cualquier cambio realizado en la infraestructura de la red previa la renovación del título habilitante, caso contrario se procederá a la renovación del certificado existente. Cualquier incumplimiento de la normativa incurrirá en la caducidad del título habilitante previa declaratoria de la SENATEL. 17 CAPÍTULO 2. ESTUDIO DE CAMPO DE LOCALIDADES PERTENECIENTES A LA RED 2.1 INTRODUCCIÓN En este capítulo se detalla la localización geográfica exacta de cada uno de los centros educativos rurales, información socio económica, situación actual de infraestructura de las instituciones educativas, así como también los requerimientos técnicos de la red que demandan los usuarios. 2.2 ANTECEDENTES La provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas está ubicada en la zona centro noroccidental del Ecuador a 133 km al oeste de Quito. Fue creada el 6 de noviembre del 2007. La provincia toma su nombre de los Tsáchilas, etnia ancestral de la zona. Su capital es Santo Domingo. Esta limitada al norte por las provincias de Pichincha y Esmeraldas; al sur con las provincias de Los Ríos y Cotopaxi; al este con las provincias de Pichincha y Cotopaxi y al Oeste con la provincia de Manabí. Posee una superficie de 3.523 km2. 18 Figura 2. 1 Ubicación de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. 2.2.1 DIVISIÓN GEOGRÁFICA La provincia está conformada por un solo cantón: Santo Domingo, 7 parroquias rurales: Alluriquín, Luz de América, Puerto Limón, San Jacinto del Búa, Valle Hermoso, El Esfuerzo y Santa María del Toachi; 7 preparroquias: Las Delicias, Nuevo Israel, Las Mercedes, El Placer del Toachi, San Gabriel del Baba y Julio Moreno Espinosa. Y finalmente 7 comunas Tsáchilas: Colorados del Búa, Cóngoma, El Poste, Chigüilpe, Otongo Mapalí, Peripa y Naranjo. 19 Figura 2. 2 División Política de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. 2.2.2 DEMOGRAFÍA Santo Domingo es la cuarta ciudad con más población después de Guayaquil, Quito y Cuenca. Su población va creciendo rápidamente ya que cuenta con un rico comercio y el mayor mercado ganadero del país. Según datos preliminares del censo de población 2010 la población total se estima en 365.965 habitantes.16 La población Urbana representa el 69,6 % mientras que la población rural representa el 30,4 %. La población mestiza en la mayoría proceden de las provincias de Manabí, Loja, Cotopaxi y Pichincha. Desde los años 60 se desarrolló un proceso violento de ocupación territorial, con colonias provenientes de otros sectores del país y Colombia. 17 16 INEC. www.inec.gob.ec/preliminares/base_presentacion.html 17 www.gptsachila.gob.ec/index.php?option=com_content&task=view&id=16&Itemid=33 20 2.2.2.1 Comunidad Tsáchila El pueblo Indígena Tsáchila cuenta con 2.500 habitantes y está organizada en 7 comunidades: Chigüilpe, Cóngoma, Búa, Naranjos, Poste, Peripa, y Otongo Mapalí. Los Tsáchilas hablan un idioma que denominan Tsafiki o Tsáchila que es un idioma del grupo de lenguajes conocidos como Barbacoan. Los hombres visten con simple manto de algodón decorado en líneas blancas y negras o blancas y azul añil; lo combinan con un faldón blanco. Las mujeres usan mantos y faldones coloridos decorados en franjas. Desde la época colonial, los extranjeros los han llamado colorados, por el color de sus peinados y decoraciones que ostentan durante sus festividades. Su actividad económica está limitada a la recolección de frutos y medicinas silvestres, especialmente de las nueces de tagua el cultivo de la yuca, bananos y otras frutas tropicales. La tagua o corozo es una actividad muy importante que abastece al mercado nacional de elaboración de artesanías en muchas comunidades. 2.2.3 TEMPERATURA El clima predominante en la provincia es el tropical lluvioso. El verano está caracterizado por temperaturas habituales entre 21 a 33 °C, las cuales transcurren entre el mes de julio a diciembre. En invierno normalmente hace más calor de 23 a 34 grados y a veces llega a los 38°C desde el mes de enero hasta mayo. Su temperatura media anual es de 22.04°C.18 2.2.4 PRECIPITACIONES La provincia se encuentra en una zona climática lluviosa subtropical, a una altura de 655 msnm, posee un volumen de precipitación de 3000 a 4000mm anuales. En 18 Datos Obtenidos del INAMHI. 21 época de verano se tiene precipitaciones menores a 100mm/mes y en época de invierno las precipitaciones entre enero y abril son de 500mm/mes; mayo sobre los 300mm/mes y diciembre 200mm/mes.19 2.2.5 VIENTOS Los vientos tienen una media superior a los 3.5 m/s, con los mayores valores presentes en los meses de julio y agosto, cuyas ráfagas pueden alcanzar velocidades de 40m/s.20 2.3 LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN 2.3.1 CENTROS EDUCATIVOS PRE SELECCIONADOS El gobierno provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas tiene entre sus objetivos dotar de equipos informáticos y servicios de internet a establecimientos educativos de nivel primario en las zonas rurales de la provincia. Mediante el proyecto educativo denominado Click “Acortando Distancias” la gobernación de la provincia pretende cubrir las necesidades de acceso a la información de la población estudiantil de primaria de la provincia. La fase número 1 del proyecto Click consiste en entregar equipos de cómputo a diversas instituciones educativas distribuidas en las 7 parroquias, 6 preparroquias y todas las comunidades Tsáchilas. Los centros educativos que fueron incluidos dentro de la fase 1 del proyecto Click son las localidades que formarán parte de la red diseñada en el proyecto de red propuesto. 19 20 Datos Obtenidos del INAMHI. Tesis EPN, Diagnóstico y Recomendación de Políticas Técnicas Ambientales para el Consejo Provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas, Sánchez Renato. 22 En la siguiente tabla se resumen las instituciones educativas de educación primaria de la fase 1 del proyecto Click “Acortando Distancias” N° Escuela Parroquia Comunidad N° Estu. 1 Eugenio Espejo Puerto Limón Puerto Limón 400 2 Trinidad Andrade Lince Puerto Limón Puerto Limón 250 3 Ciudad Del Puyo Puerto Limón La Independencia 25 4 Rio Napo Puerto Limón Simón Bolívar 30 5 Jesús Del Gran Poder Santa María Santa María 6 Juan Francisco Rubio Santa María Monte Carmelo 20 7 Víctor Manuel Rendón Santa María Santa Rosa 24 8 Guillermo Garzón Ubidia Santa María Tigre Bajo 25 9 15 De Agosto Santa María El Cisne 20 10 Puerto Baquerizo Moreno Santa María El Mirador 25 11 Corina Parral De Velasco Ibarra Santa María Corina Parral 90 12 Jhon F Kennedy El Esfuerzo El Esfuerzo 13 Teniente Carlos Díaz Terán El Esfuerzo San José De Bellavista 40 14 Republica De Alemania El Esfuerzo Comuna Polanco 40 15 Aracely Janneth Zamora Zambrano San Jacinto Chila Guabalito 30 16 Ciudad De Santo Domingo San Jacinto San Jacinto 350 17 Washington Pazmiño Vargas San Jacinto San Vicente Del Búa 200 18 Diego De Almagro San Jacinto Ompe Grande 19 Rio Pastaza Luz De América San Vicente Del Nila 250 20 Francisco De Orellana Santo Domingo San Gabriel De Baba 198 21 Rio Amazonas Santo Domingo Julio Moreno 300 22 Isla Santa Cruz Santo Domingo Otongo Acapulco 23 Barón De Carondelet Santo Domingo Las Mercedes 24 José Ignacio Lasso Santo Domingo Coop. Abdón Calderón 25 George Washington Santo Domingo Nuevo Israel 700 26 San Pablo Santo Domingo Nuevo Israel 300 27 Alfredo Llerena Santo Domingo Avispa Chila 100 28 Gral. Francisco Javier Salazar Santo Domingo Las Delicias 600 29 Vicente Rocafuerte Valle Hermoso Valle Hermoso 382 30 Alfonso Moscoso Valle Hermoso Cristóbal Colón 300 31 Eduardo Lugo Valle Hermoso Flor Del Valle 78 32 Nuevo Rocafuerte Valle Hermoso Recinto 35 46 33 Cesar Borja Lavallen Valle Hermoso Recinto Chigüilpe 50 34 Dr. Alfredo Baquerizo Moreno Alluriquín Alluriquín 35 Corsino Durán Alluriquín Sta. Rosa Del Mulaute 70 36 Dr. Ruperto Alarcón Falconí Alluriquín San José Del Meme 45 TOTAL Tabla 2. 1 Centros Educativos de la fase 1 Proyecto Click “Acortando Distancias”. 300 444 30 30 200 29 600 6621 23 N° Escuela Parroquia Comunidad N° Estu. 1 Tsáchila Puerto Limón Cóngoma Grande 45 2 Raúl Andrade Puerto Limón Peripa 35 3 Madre Laura Puerto Limón Los Naranjos 59 4 Centro Educativo Kasama San Jacinto Colorados Del Búa 40 5 Abraham Calazacón San Jacinto Colorados Del Búa 45 6 Tomas Rivadeneira Santo Domingo El Poste 90 7 Enrique Terán Santo Domingo Chigüilpe 40 TOTAL 354 Tabla 2. 2 Centros Educativos en Comunidades Tsáchilas. Figura 2. 3 Número de alumnos en Parroquia Puerto Limón. 24 Figura 2. 4 Número de alumnos en Parroquia Sta. María del Toachi. Figura 2. 5 Número de alumnos en Parroquia El Esfuerzo. 25 Figura 2. 6 Número de alumnos en Parroquia San Jacinto del Búa. Figura 2. 7 Número de alumnos en Parroquia Alluriquín. 26 Figura 2. 8 Número de alumnos en Parroquia Valle Hermoso. Figura 2. 9 Número de alumnos en Parroquia Luz de América. 27 Figura 2. 10 Número de alumnos en Pre Parroquia Julio Moreno. Figura 2. 11 Número de alumnos en Pre Parroquia Nuevo Israel. 28 Figura 2. 12 Número de alumnos en Pre Parroquia Las Mercedes. Figura 2. 13 Número de alumnos en Pre Parroquia Las Delicias. 29 Figura 2. 14 Número de alumnos en Pre Parroquia San Gabriel del Baba. Figura 2. 15 Número de alumnos en Comunidades Tsáchilas. 2.3.2 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE CENTROS EDUCATIVOS 30 En la siguiente tabla se presentan los datos de posición geográfica obtenidos en las visitas a los establecimientos educativos. N° Código Institución Educativa Latitud Longitud 1 SD-PPL-01 Eugenio Espejo 00°23'19.60"S 79°22'29.30"W 2 SD-PPL-02 Trinidad Andrade Lince 00°23'26.10"S 79°22'33.00"W 3 SD-PPL-03 Ciudad Del Puyo 00°20'41.10"S 79°22'26.80"W 4 SD-PPL-04 Rio Napo 00°20'25.00"S 79°21'16.80"W 5 SD-PSM-01 Jesús Del Gran Poder 00°38'28.90"S 79° 13'48.30"W 6 SD-PSM-02 Juan Francisco Rubio 00°38'33.30"S 79° 17'24.10"W 7 SD-PSM-03 Víctor Manuel Rendón 00°41'32.10"S 79° 20'05.70"W 8 SD-PSM-04 Guillermo Garzón Ubidia 00°39'21.50"S 79° 20'21.70"W 9 SD-PSM-05 15 De Agosto 00°33'03.50"S 79° 09'58.60"W 10 SD-PSM-06 Puerto Baquerizo Moreno 00°34'59.00"S 79° 09'50.90"W 11 SD-PSM-07 Corina Parral De Velasco Ibarra 00°37'09.90"S 79° 15'29.10"W 12 SD-PEE-01 Jhon F Kennedy 00°25'02.60"S 79°16'36.20"W 13 SD-PEE-02 Teniente Carlos Díaz Terán 00°31'38.70"S 79° 15'42.00"W 14 SD-PEE-03 Republica De Alemania 00°28'37.90"S 79° 12'35.00"W 15 SD-PSJ-01 Aracely Janneth Zamora Zambrano 00°09'58.90"S 79° 25'54.80"W 16 SD-PSJ-02 Ciudad De Santo Domingo 00°08'44.90"S 79° 23'39.20"W 17 SD-PSJ-03 Washington Pazmiño Vargas 00°07'18.80"S 79° 27'02.80"W 18 SD-PSJ-04 Diego De Almagro 00°06'58.20"S 79° 26'04.40"W 19 SD-PLA-01 Rio Pastaza 00°29'45.70"S 79° 25'55.40"W 20 SD-XJM-01 Francisco De Orellana 00°18'16.50"S 79° 09'10.60"W 21 SD-XJM-02 Rio Amazonas 00°19'16.60"S 79° 09'53.80"W 22 SD-XJM-03 Isla Santa Cruz 00°25'03.30"S 79° 10'23.40"W 23 SD-XLM-01 Barón De Carondelet 00°10'58.50"S 79° 01'23.20"W 24 SD-XLM-02 José Ignacio Lasso 00°08'49.20"S 79° 02'58.60"W 25 SD-XNI-01 George Washington 00°14'39.00"S 79° 20'45.20"W 26 SD-XNI-02 San Pablo 00°14'39.00"S 79° 20'45.20"W 27 SD-XNI-03 Alfredo Llerena 00°11'23.60"S 79° 24'09.30"W 28 SD-XLD-01 Gral. Francisco Javier Salazar 00°15'42.10"S 79° 24'22.70"W 29 SD-PVH-01 Vicente Rocafuerte 00°05'06.50"S 79° 16'54.80"W 30 SD-PVH-02 Alfonso Moscoso 00°02'56.60"S 79° 10'43.80"W 31 SD-PVH-03 Eduardo Lugo 00°00'54.40"S 79° 21'40.90"W 32 SD-PVH-04 Nuevo Rocafuerte 00°02'25.70"S 79° 19'17.16"W 33 SD-PVH-05 Cesar Borja Lavallen 00°02'16.00"S 79° 15'35.00"W 34 SD-PAL-01 Dr. Alfredo Baquerizo Moreno 00°18'34.40"S 78° 59'33.00"W 35 SD-PAL-02 Corsino Durán 00°04'37.50"S 79° 06'26.70"W 36 SD-PAL-03 Dr. Ruperto Alarcón Falconí 00°17'27.30"S 78° 58'46.60"W 37 SD-R02 Concejo Provincial 00°14'47.10"S 79° 09'48.50"W Tabla 2. 3 Ubicación geográfica de Centros Educativos y Consejo Provincial. 31 N° Código Institución Educativa Latitud Longitud 1 SD-CPL-01 Tsáchila 00°22'04.60"S 79° 19'25.10"W 2 SD-CPL-02 Raúl Andrade 00°17'52.40"S 79° 14'23.50"W 3 SD-CPL-03 Madre Laura 00°19'00.30"S 79° 21'50.90"W 4 SD-CSJ-01 Centro Educativo Kasama 00°09'45.80"S 79° 18'17.50"W 5 SD-CSJ-02 Abraham Calazacón 00°09'48.50"S 79° 17'05.90"W 6 SD-CEP-01 Tomas Rivadeneira 00° 16'41.10"S 79°15'45.50"W 7 SD-CCH-01 Enrique Terán 0°19'20.20"S 79°13'03.90"W Tabla 2. 4 Ubicación geográfica Centros Educativos en Comunidades Tsáchilas. 2.3.3 CONDICIONES ACTUALES DE LOS CENTROS EDUCATIVOS Los establecimientos educativos visitados se encuentran en buenas condiciones, todos ellos poseen energía eléctrica pero la gran mayoría carece de servicio telefónico. Sin embargo, la mayor preocupación de los moradores de las poblaciones visitadas es la seguridad de los equipos, ya que existen casos en los cuales, las computadoras entregadas por el Consejo Provincial fueron robadas. Se presenta un resumen del número actual de computadoras en cada establecimiento educativo así como el número de teléfonos. N Institución Localidad Computadores Teléfonos 1 Tsáchila Cóngoma Grande 1 0 2 Raúl Andrade Peripa 1 0 3 Madre Laura Los Naranjos 1 0 4 Centro Educativo Kasama Colorados Del Búa 4 0 5 Abraham Calazacón Colorados Del Búa 3 0 6 Tomas Rivadeneira El Poste 1 0 7 Enrique Terán Chigüilpe 2 0 13 0 TOTAL Tabla 2. 5 Número de PCs y teléfonos en centros Educativos en comunidades Tsáchilas. 32 N Institución Localidad Computadores Teléfonos 1 Eugenio Espejo Puerto Limón 7 1 2 Trinidad Andrade Lince Puerto Limón 7 1 3 Ciudad Del Puyo La Independencia 1 0 4 Río Napo Simón Bolívar 1 0 5 Jesús Del Gran Poder Santa María 5 1 6 Juan Francisco Rubio Monte Carmelo 1 0 7 Víctor Manuel Rendón Santa Rosa 1 0 8 Guillermo Garzón Ubidia Tigre Bajo 1 0 9 15 De Agosto El Cisne 1 0 10 Pto. Baquerizo Moreno El Mirador 1 1 11 Corina Parral De Velasco Ibarra Corina Parral 2 1 12 Jhon F. Kennedy El Esfuerzo 6 1 13 Tnt. Carlos Díaz Terán San José De Bellavista 1 0 14 República De Alemania Comuna Polanco 1 0 15 Aracely Janneth Zamora Chila Guabalito 1 0 16 Ciudad De Santo Domingo San Jacinto 10 1 17 Washington Pazmiño Vargas San Vicente Del Búa 6 1 18 Diego De Almagro Ompe Grande 1 0 19 Río Pastaza San Vicente Del Nila 6 1 20 Francisco De Orellana San Gabriel De Baba 11 1 21 Rio Amazonas Julio Moreno 6 1 22 Isla Santa Cruz Otongo Acapulco 1 0 23 Barón De Carondelet Las Mercedes 6 1 24 José Ignacio Lasso Coop. Abdón Calderón 2 0 25 George Washington Nuevo Israel 17 1 26 San Pablo Nuevo Israel 7 1 27 Alfredo Llerena Avispa Chila 4 0 28 Gral. Francisco Javier Salazar Las Delicias 15 1 29 Vicente Rocafuerte Valle Hermoso 11 1 30 Alfonso Moscoso Cristóbal Colón 5 1 31 Eduardo Lugo Flor Del Valle 4 0 32 Nuevo Rocafuerte Recinto 35 1 0 33 Cesar Borja Lavallen Recinto Chigüilpe 4 0 34 Dr. Alfredo Baquerizo Moreno Alluriquín 22 0 35 Corsino Durán Sta. Rosa Del Mulaute 2 0 36 Dr. Ruperto Alarcón Falconí San José Del Meme 3 0 37 Consejo Provincial Santo Domingo 18 2 199 19 TOTAL 33 Tabla 2. 6 Número de PCs y teléfonos en centros Educativos y Consejo Provincial. 2.3.3.1 Estado Actual de Infraestructura 2.3.3.1.1 Parroquia Puerto Limón Figura 2. 16 Escuela Eugenio Espejo. Figura 2. 17 Escuela Trinidad Andrade Lince. Figura 2. 18 Escuela Ciudad del Puyo. Figura 2. 19 Escuela Río Napo. 34 2.3.3.1.2 Parroquia Santa María del Toachi Figura 2. 20 Escuela Jesús del Gran Poder. Figura 2. 21 Escuela Juan Francisco Rubio. Figura 2. 22 Escuela Víctor Manuel Rendón. Figura 2. 23 Escuela Guillermo Garzón Ubidia. 35 Figura 2. 24 Escuela 15 de Agosto. Figura 2. 26 Escuela Corina Parral de Velasco Ibarra. Figura 2. 25 Escuela Puerto Baquerizo Moreno. 36 2.3.3.1.3 Parroquia El Esfuerzo Figura 2. 27 Escuela Jhon F. Kennedy. Figura 2. 29 Escuela República de Alemania. Figura 2. 28 Escuela Teniente Carlos Díaz Terán. 37 2.3.3.1.4 Parroquia San Jacinto del Búa Figura 2. 30 Escuela Aracely Zamora. Figura 2. 31 Escuela Ciudad de Santo Domingo. Figura 2. 32 Escuela Washington Pazmiño Vargas. Figura 2. 33 Escuela Diego de Almagro. 38 2.3.3.1.5 Parroquia Valle Hermoso Figura 2. 34 Escuela Vicente Rocafuerte. Figura 2. 35 Escuela Alfonso Moscoso. Figura 2. 36 Escuela Eduardo Lugo. Figura 2. 37 Escuela Nuevo Rocafuerte. Figura 2. 38 Escuela César Borja Lavallen. 39 2.3.3.1.6 Parroquia Alluriquín Figura 2. 39 Escuela Alfredo Baquerizo Moreno. Figura 2. 41 Escuela Ruperto Alarcón Falconí. Figura 2. 40 Escuela Corsino Durán. 40 2.3.3.1.7 Parroquia Luz de América Figura 2. 42 Escuela Río Pastaza. 2.3.3.1.8 Pre Parroquia Julio Moreno Figura 2. 43 Escuela Río Amazonas. Figura 2. 44 Escuela Isla Santa Cruz. 41 2.3.3.1.9 Pre Parroquia Las Mercedes Figura 2. 45 Escuela Barón de Carondelet. Figura 2. 46 Escuela José Ignacio Laso. 2.3.3.1.10 Pre Parroquia Nuevo Israel Figura 2. 47 Escuela George Washington. Figura 2. 49 Escuela Alfredo Llerena. Figura 2. 48 Escuela San Pablo. 42 2.3.3.1.11 Pre Parroquia San Gabriel del Baba Figura 2. 50 Escuela Francisco de Orellana. 2.3.3.1.12 Pre Parroquia Las Delicias Figura 2. 51 Escuela Francisco Javier Salazar. 43 2.3.3.1.13 Comunidades Tsáchilas Figura 2. 52 Escuela Tsáchila. Figura 2. 53 Escuela Raúl Andrade. Figura 2. 54 Escuela Madre Laura. Figura 2. 55 Escuela Kasama. 44 Figura 2. 56 Escuela Abraham Calazacón. Figura 2. 57 Escuela Tomás Rivadeneira. Figura 2. 58 Escuela Enrique Terán. 2.4 REQUERIMIENTOS DE USUARIO Los establecimientos educativos visitados se encuentran en buenas condiciones, todos ellos poseen energía eléctrica pero la gran mayoría carece de servicio telefónico. Sin embargo, la mayor preocupación de los moradores de las poblaciones visitadas es la seguridad de los equipos, ya que existen casos en los cuales, las computadoras entregadas por el Consejo Provincial fueron robadas. 45 CAPÍTULO 3. DISEÑO DE LA RED 3.1 INTRODUCCIÓN En el presente capítulo se realiza el diseño de la red inalámbrica para brindar los diferentes servicios como Telefonía IP, Internet y Video Conferencia a las escuelas rurales de la Provincia, para esto se efectúa un análisis del tráfico requerido por cada escuela y el tráfico total a ser soportado por la infraestructura general de la red. A continuación se analizan los diferentes parámetros de un radio enlace tales como: zonas de Fresnel, presupuesto de enlace, entre otros. El diseño se desarrolla usando características de equipos Cambium (anteriormente denominados Canopy, fabricados por Motorola), esto por pedido del Área de TI del Consejo Provincial de la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. 3.2 ANÁLISIS DE TRÁFICO Se realiza la estimación del tráfico para cada uno de los servicios, así como un resumen total por escuela de cada Parroquia y comunidad Tsáchila pertenecientes al presente proyecto y cuyo estudio de localidad fue previamente realizado en el capítulo 2. 3.2.1 ACCESO INTERNET Para determinar la capacidad necesaria del servicio de internet, se divide el presente análisis del tráfico para cada una de las aplicaciones que se pueden obtener a través de este, tales como: Correo Electrónico Acceso a páginas Web Descarga de Archivo 46 3.2.1.1 Correo Electrónico Teniendo en cuenta que la información que se intercambia por e-mail corresponde principalmente al envío de documentos en el caso de uso de los docentes y de pequeños textos por parte de los alumnos, se considera un ancho banda fluctuante entre 1 y 100 Kbps21, de lo cual se toma un valor promedio equivalente de 50 Kbps. 3.2.1.2 Navegación Web Para esta aplicación el valor de ancho de banda necesario se encuentra entre 50 y 100 Kbps15, de lo cual se toma el nivel alto como valor requerido para el tráfico de navegación web en el presente proyecto. 3.2.1.3 Descarga de Archivos Para la descarga, se considera un promedio de 50 MB por archivo a descargarse en el lapso de una hora, por lo que el cálculo es el siguiente: Cabe recalcar que para la descarga se toma únicamente archivos hacia la capacitación y educación de la población de la provincia. 21 Adena Sylvia, Redes inalámbricas en los países en desarrollo: Una guía práctica para planificar y construir infraestructuras de telecomunicaciones de bajo costo, Lulu.com, 2007,cap 3, pag 53, Diseño de redes. 47 No se toma en consideración la descarga de música o videos o demás archivos existentes en la Web desde servidores dedicados, cuyos archivos tendrán un mayor peso y se requeriría mayores recursos del servicio. Se considera que los usuarios tendrán acceso simultaneo a estas aplicaciones, por lo cual para la obtención de un ancho de banda total necesario para internet, se suma los subtotales obtenidos en los literales anteriores. (Ec.3. 1) 3.2.2 VoIP Para la estimación del ancho de banda necesario para la aplicación de VoIP se toma en cuenta el tipo de códec22 este realiza la digitalización de la voz previa la transmisión por una red IP. Los diferentes códec utilizados para VoIP se encuentran estandarizados por la UIT, a continuación se presentan en la tabla los códec UIT y sus características: 22 Códec (coder / decoder) convierte la señal analógica a una digital para poder ser transmitida por una red de datos. 48 Nombre Descripción Bit Rate (Kb/s) Sampling Rate (KHz) Frame Size (ms) Observaciones G.711 Pulse Code Modulation (PCM) 64 8 Muestreada Tiene dos versiones u-law (US, Japan) y a-law (Europa) para muestrear la señal G.721 Adaptive differential pulse code modulation (ADPCM) 32 8 Muestreada Obsoleta. Se ha transformado en la G.726. G.722 7 kHz audiocoding within 64 kbit/s 64 16 Muestreada Divide los 16 KHz en dos bandas cada una usando ADPCM 24/32 16 20 24/40 8 Muestreada G.722.1 G.723 G.723.1 G.726 G.727 G.728 G.729 Codificación a 24 y 32 kbit/s para sistemas sin manos con baja perdida de paquetes Extensión de la norma G.721 a 24 y 40 kbit/s para aplicaciones en circuitos digitales. Dual rate speech coder for multimedia communications transmitting at 5.3 and 6.3 kbit/s 40, 32, 24, 16 kbit/s adaptive differential pulse code modulation (ADPCM) 5-, 4-, 3- and 2bit/sample embedded adaptive differential pulse code modulation (ADPCM) Coding of speech at 16 kbit/s using lowdelay code excited linear prediction Coding of speech at 8 kbit/s using conjugatestructure algebraic-codeexcited linearprediction (CSACELP) Obsoleta por G.726. Es totalmente diferente de G.723.1. Parte de H.324 video conferencing. Codifica la señal usando linear predictive analysis-by-synthesis coding. Para el codificador de high rate utiliza Multipulse Maximum Likelihood Quantization (MPMLQ) y para el de low-rate usa AlgebraicCode-Excited Linear-Prediction (ACELP). 5.6/6.3 8 30 16/24/32/40 8 Muestreada ADPCM; reemplaza a G.721 y G.723. Muestreada ADPCM. Relacionada con G.726. var 16 8 2.5 CELP 8 8 10 Bajo retardo (15 ms) Tabla 3. 1 Códec de VoIP. 49 Para el presente proyecto se hace uso del estándar UIT G.711, en la tabla a continuación se define el ancho de banda necesarios para la transmisión de VoIP sobre Ethernet para este y otros códec. Información del Códec Codec & Bit Rate (Kbps) Cálculos de Ancho de Banda Codec Codec Mean Sample Sample Opinion Size Interval Score (Bytes) (MOS) (ms) Voice Payload Size (Bytes) Voice Payload Size (ms) Packets per Second (PPS) Bandwith MP or FRF.12 (Kbps) Bandwith w/cRTP MP or FRF.12 (Kbps) Bandwith Ethernet (Kbps) G.711 (64Kbps) 80 Bytes 10 ms 4,1 160 Bytes 20 ms 50 82,8 Kbps 67,6 Kbps 87,2 Kbps G.729 (8Kbps) 10 Bytes 10 ms 3,92 20 Bytes 20 ms 50 26,8 Kbps 11,6 Kbps 31,2 Kbps G.723.1 (6.3Kbps) 24 Bytes 30 ms 3,9 24 Bytes 30 ms 34 18,9 Kbps 8,8 Kbps 21,9 Kbps G.723.1 (5.3Kbps) 20 Bytes 30 ms 3,8 20 Bytes 30 ms 34 17,9 Kbps 7,7 Kbps 20,8 Kbps G.726 (32Kbps) 20 Bytes 5 ms 3,85 80 Bytes 20 ms 50 50,8 Kbps 35,6 Kbps 55,2 Kbps G.726 (24Kbps) 15 Bytes 5 ms - 60 Bytes 20 ms 50 42,8 Kbps 27,6 Kbps 47,2 Kbps G.728 (16Kbps) 10 Bytes 5 ms 3,61 60 Bytes 30 ms 34 28,5 Kbps 18,4 Kbps 31,5 Kbps 23 Tabla 3. 2 AB según códec utilizado para VoIP sobre LAN Y WAN . De esto podemos apreciar para el códec G.711 que será utilizado en el presente proyecto el ancho de banda necesario sobre Ethernet es de 87,2 Kbps. 23 Quality of Service - The Differentiated Services Model, http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/iosswrel/ps6537/ps6558/ps6610/product_data_sheet09 00aecd8031b36d.html 50 3.2.3 VIDEO CONFERENCIA Para la aplicación de videoconferencia la UIT define estándares en la serie H.32x, donde la x depende del tipo de red utilizado. Para el presente proyecto se emplea el estándar H.323 diseñado para establecer videoconferencia sobre redes basadas en arquitecturas como Ethernet, Token Ring, FDDI, etc., utilizando los protocolos TCP/IP. Para la voz el estándar H.323 define el códec G.729 para la transmisión de Voz en video conferencia. De la tabla 3.2 obtenemos que para este códec se requiere un ancho de banda de 31,2 kbps. Y para el video se define en el estándar el códec H.263 que usa un ancho de banda de aproximadamente 175 Kbps24 (Ec.3. 2) 24 Tesis EPN, Diseño de una red comunitaria inalámbrica en bandas no licenciadas para proveer servicios de telecomunicaciones a escuelas ubicadas en la provincia Sta. Elena, Carrera Diego, Quel Edwin. 51 3.3 PROYECCION DE CRECIMIENTO POBLACIONAL Y ANCHO DE BANDA TOTAL REQUERIDO POR ENLACES Para un diseño eficaz y escalable, es necesario conocer la magnitud y crecimiento poblacional de la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas y así poder determinar la necesidad de recursos por parte de las escuelas hacia un futuro. Se realizará proyección del crecimiento poblacional para un período de 5 años, con esto garantizar el correcto servicio de la red a los futuros usuarios. 3.3.1 PROYECCION DE CRECIMIENTO POBLACIONAL Según el INEC25 para la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas se estima una tasa de crecimiento anual del 3,7%26, con un 70% de la población total ubicada en la zona urbana y el 30% del total en la zona rural. De esto: Para la estimación de la población al año 2016 se hace uso de la ecuación. (Ec.3. 3) Dónde: 25 Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y Censos 26 http://www.gptsachila.gob.ec/index.php?option=com_content&task=view&id=16&Itemid=33 52 Despejando la población final: (Ec.3. 4) Reemplazando la tasa de crecimiento conocida y el periodo de 5 años: A continuación se presenta la población estudiantil de las escuelas pertenecientes al presente proyecto proyectada para el 2016. N° Estudiantes N° Escuela Parroquia Comunidad 2011 2016 1 Tsáchila Puerto Limón Cóngoma Grande 45 54 2 Raúl Andrade Puerto Limón Peripa 35 42 3 Madre Laura Puerto Limón Los Naranjos 59 71 4 Centro Educativo Kasama San Jacinto Colorados Del Búa 40 48 5 Abraham Calazacón San Jacinto Colorados Del Búa 45 54 6 Tomas Rivadeneira Santo Domingo El Poste 90 108 7 Enrique Terán Santo Domingo Chigüilpe 40 48 TOTAL 354 425 Tabla 3. 3 Proyección población estudiantil Comunidades Tsáchilas al 2016. 53 N° Escuela Parroquia Comunidad N° Estudiantes 2011 2016 1 2 3 4 Eugenio Espejo Trinidad Andrade Lince Ciudad Del Puyo Rio Napo Puerto Limón Puerto Limón Puerto Limón Puerto Limón Puerto Limón Puerto Limón La Independencia Simón Bolívar 400 250 25 30 480 300 30 36 5 6 7 8 9 10 11 Jesús Del Gran Poder Juan Francisco Rubio Víctor Manuel Rendón Guillermo Garzón Ubidia 15 De Agosto Puerto Baquerizo Moreno Corina Parral De Velasco Ibarra Santa María Santa María Santa María Santa María Santa María Santa María Santa María Santa María Monte Carmelo Santa Rosa Tigre Bajo El Cisne El Mirador Corina Parral 300 20 24 25 20 25 90 360 24 29 30 24 30 108 12 13 14 Jhon F Kennedy Teniente Carlos Díaz Terán Republica De Alemania El Esfuerzo El Esfuerzo El Esfuerzo El Esfuerzo San José De Bellavista Comuna Polanco 444 40 40 532 48 48 15 16 17 18 Aracely Janeth Zamora Zambrano Ciudad De Santo Domingo Washington Pazmiño Vargas Diego De Almagro San Jacinto San Jacinto San Jacinto San Jacinto Chila Guabalito San Jacinto San Vicente Del Búa Ompe Grande 30 350 200 30 36 420 240 36 19 Rio Pastaza Luz De América San Vicente Del Nila 250 300 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Francisco De Orellana Rio Amazonas Isla Santa Cruz Barón De Carondelet José Ignacio Lasso George Washington San Pablo Alfredo Llerena Gral. Francisco Javier Salazar Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo Santo Domingo San Gabriel De Baba Julio Moreno Otongo Acapulco Las Mercedes Coop. Abdón Calderón Nuevo Israel Nuevo Israel Avispa Chila Las Delicias 198 300 30 200 29 700 300 100 600 237 360 36 240 35 839 360 120 719 29 30 31 32 33 Vicente Rocafuerte Alfonso Moscoso Eduardo Lugo Nuevo Rocafuerte Cesar Borja Lavallen Valle Hermoso Valle Hermoso Valle Hermoso Valle Hermoso Valle Hermoso Valle Hermoso Cristóbal Colón Flor Del Valle Recinto 35 Recinto Chigüilpe 382 300 78 46 50 458 360 94 55 60 34 35 36 Dr. Alfredo Baquerizo Moreno Corsino Durán Dr. Ruperto Alarcón Falconí Alluriquín Alluriquín Alluriquín Alluriquín Sta. Rosa Del Mulaute San José Del Meme TOTAL 600 719 70 84 45 54 6621 7939 Tabla 3. 4 Proyección población estudiantil al 2016. 54 3.3.2 PROYECCION EQUIPAMIENTO DE COMPUTADORES Teniendo en consideración que existen proyectos independientes al proyecto “Click” del Ilustre Consejo Provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas, el proyecto S.I.T.E.C. (Sistema Integral de Tecnologías para la Escuela y la Comunidad) por parte del Ministerio de Educación y Cultura27 se asume que las escuelas pertenecientes al presente diseño pueden ser beneficiadas por estos proyectos y se toma en cuenta las consideraciones de este para la estimación del crecimiento en equipos y el cálculo de los requerimientos de Ancho de Banda total. Según el S.I.T.E.C se considera que establecimientos educativos sean estas escuelas o colegios, se debe disponer de al menos 1 computador por cada 25 estudiantes con un mínimo de 4 computadores por establecimiento28 N Institución Localidad Computadores Actuales Proyección SITEC 1 Tsáchila Cóngoma Grande 1 4 2 Raúl Andrade Peripa 1 4 3 Madre Laura Los Naranjos 1 4 4 Centro Educativo Kasama Colorados Del Búa 4 4 5 Abraham Calazacón Colorados Del Búa 3 4 6 Tomas Rivadeneira El Poste 1 4 7 Enrique Terán Chigüilpe 2 4 TOTAL 13 28 Tabla 3. 5 Número de PCs proyectados en comunidades Tsáchilas. 27 28 http://www.educacion.gov.ec/interna.php?txtCodiInfo=94 Tesis EPN, Diseño de una red inalámbrica para dar acceso a internet a 46 establecimientos educativos del cantón Pimampiro de la Provincia de Imbabura, Garrido Andrés, Santos Daniel. 55 N Institución Localidad Computadores Actuales Proyección SITEC 1 Eugenio Espejo Puerto Limón 7 19 2 Trinidad Andrade Lince Puerto Limón 7 12 3 Ciudad Del Puyo La Independencia 1 4 4 Río Napo Simón Bolívar 1 4 5 Jesús Del Gran Poder Santa María 5 14 6 Juan Francisco Rubio Monte Carmelo 1 4 7 Víctor Manuel Rendón Santa Rosa 1 4 8 Guillermo Garzón Ubidia Tigre Bajo 1 4 9 15 De Agosto El Cisne 1 4 10 Pto. Baquerizo Moreno El Mirador 1 4 11 Corina Parral De Velasco Ibarra Corina Parral 2 4 12 Jhon F. Kennedy El Esfuerzo 6 21 13 Tnt. Carlos Díaz Terán San José De Bellavista 1 4 14 República De Alemania Comuna Polanco 1 4 15 Aracely Janeth Zamora Chila Guabalito 1 4 16 Ciudad De Santo Domingo San Jacinto 10 17 17 Washington Pazmiño Vargas San Vicente Del Búa 6 10 18 Diego De Almagro Ompe Grande 1 4 19 Río Pastaza San Vicente Del Nila 6 12 20 Francisco De Orellana San Gabriel De Baba 11 11 21 Rio Amazonas Julio Moreno 6 14 22 Isla Santa Cruz Otongo Acapulco 1 4 23 Barón De Carondelet Las Mercedes 6 10 24 José Ignacio Lasso Coop. Abdón Calderón 2 4 25 George Washington Nuevo Israel 17 34 26 San Pablo Nuevo Israel 7 14 27 Alfredo Llerena Avispa Chila 4 5 28 Gral. Francisco Javier Salazar Las Delicias 15 29 29 Vicente Rocafuerte Valle Hermoso 11 18 30 Alfonso Moscoso Cristóbal Colón 5 14 31 Eduardo Lugo Flor Del Valle 4 4 32 Nuevo Rocafuerte Recinto 35 1 4 33 Cesar Borja Lavallen Recinto Chigüilpe 4 4 34 Dr. Alfredo Baquerizo Moreno Alluriquín 22 29 35 Corsino Durán Sta. Rosa Del Mulaute 2 4 36 Dr. Ruperto Alarcón Falconí San José Del Meme 3 4 37 Consejo Provincial Santo Domingo 18 19 TOTAL 199 360 Tabla 3. 6 Número de PCs proyectados para centros educativos y Consejo Provincial. 56 3.3.3 ANCHO DE BANDA TOTAL REQUERIDO POR ESCUELAS Para determinar el Ancho de Banda total por escuela requerido para las aplicaciones, se toma en cuenta la proyección realizada anteriormente para el número de equipos de computación existentes para el año 2016. 3.3.3.1 Ancho de Banda para los Enlaces El ancho de banda de los enlaces se determina tomando el total de los requerimientos por cada escuela que accede a la red. 3.3.3.1.1 Ancho de Banda Subred de Acceso Para determinar el ancho de banda necesario para el acceso de cada escuela, se toma en cuenta los servicios de los que dispondrán a través de esta subred como son Acceso a internet, VoIP y Video Conferencia. Para la aplicación de internet no todos los computadores pertenecientes a un establecimiento ingresan simultáneamente a este servicio con cada una de sus aplicaciones particulares (Navegación web, descarga de archivos, E-mail), por esto se asume un factor de simultaneidad de 0,4 es decir el 40% del total de equipos existentes harán uso simultaneo en el acceso a la red para el servicio de internet no se toma en cuenta con que aplicación particular se está haciendo uso del internet, sino únicamente el número de usuarios que hacen uso de la red con el servicio de internet simultáneamente. Para la Aplicación de VoIP y Videoconferencia, ya que el servicio de esto no será continuo sino esporádico, pero en ese instante la utilización de la red es total se estima la simultaneidad de 1, es decir, se hará uso del total de la capacidad designada para este servicio. Para video conferencia ya se tomó un factor de simultaneidad previamente en el cálculo del AB necesario para un usuario (numeral 3.2.3.) (Ec.3. 5) 57 3.3.3.1.2 Ancho de Banda Subred de Troncal Para el ancho de banda de la subred troncal se considera que todos los usuarios acceden a la red pero no con la misma aplicación simultáneamente, es decir del 100% de la capacidad total de la red el 40% será usado en internet, el 30% en VoIP y en 30% restante en Video Conferencia. De esto los factores de simultaneidad quedan determinados de la siguiente manera: (Ec.3. 6) A continuación la Tabla 3.7 nos muestra los requerimientos de AB totales para la subred de acceso por cada institución perteneciente al proyecto. Raúl Andrade Madre Laura 2 3 Abraham Calazacón Tomas Rivadeneira Enrique Terán Eugenio Espejo Trinidad Andrade Lince Ciudad Del Puyo Río Napo Jesús Del Gran Poder Juan Francisco Rubio Víctor Manuel Rendón Guillermo Garzón Ubidia 15 De Agosto Pto. Baquerizo Moreno Corina Parral De Velasco Ibarra Jhon F. Kennedy Tnt. Carlos Díaz Terán República De Alemania Aracely Janeth Zamora 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 19 18 Los Naranjos Peripa Cóngoma Grande LOCALIDAD Chila Guabalito El Esfuerzo San José De Bellavista Comuna Polanco Corina Parral El Mirador El Cisne Tigre Bajo Santa Rosa Monte Carmelo Santa María Simón Bolívar La Independencia Puerto Limón Puerto Limón Chigüilpe El Poste Colorados Del Búa Centro Educativo Kasama Colorados Del Búa Tsáchila 1 4 INSTITUCION No 4 4 4 21 4 4 4 4 4 4 14 4 4 12 19 4 4 4 4 4 4 4 COMP. 2016 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 simult. factor 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 VoIP 417,6 417,6 417,6 2192,4 417,6 417,6 417,6 417,6 417,6 417,6 1461,6 417,6 417,6 1252,8 1983,6 417,6 417,6 417,6 417,6 417,6 417,6 417,6 (Kbps) AB INTERNET 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 (Kbps) AB VoIP 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 (Kbps) 607,9 607,9 607,9 2382,7 607,9 607,9 607,9 607,9 607,9 607,9 1651,9 607,9 607,9 1443,1 2173,9 607,9 607,9 607,9 607,9 607,9 607,9 607,9 (Kbps) AB VIDEO AB ACCESO CONFERENCIA POR ESCUELA 58 Francisco De Orellana Rio Amazonas Isla Santa Cruz Barón De Carondelet José Ignacio Lasso George Washington San Pablo Alfredo Llerena Gral. Francisco Javier Salazar Vicente Rocafuerte Alfonso Moscoso Eduardo Lugo Nuevo Rocafuerte Cesar Borja Lavallen Dr. Alfredo Baquerizo Moreno 27 28 29 30 31 32 33 34 37 38 39 40 41 36 35 Río Pastaza Ciudad De Santo Domingo Washington Pazmiño Vargas Diego De Almagro INSTITUCION 26 25 24 23 No CONTINUACIÓN Alluriquín Recinto Chigüilpe Recinto 35 Flor Del Valle Cristóbal Colón Valle Hermoso Las Delicias Avispa Chila Nuevo Israel Las Mercedes Coop. Abdón Calderón Nuevo Israel Otongo Acapulco San Vicente Del Búa Ompe Grande San Vicente Del Nila San Gabriel De Baba Julio Moreno San Jacinto LOCALIDAD 29 4 4 4 14 18 29 5 14 34 4 10 4 14 11 12 4 10 17 COMP. 2016 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 simult. factor 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 VoIP 3027,6 417,6 417,6 417,6 1461,6 1879,2 3027,6 522,0 1461,6 3549,6 417,6 1044,0 417,6 1461,6 1148,4 1252,8 417,6 1044,0 1774,8 (Kbps) AB INTERNET 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 103,1 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 87,2 103,1 (Kbps) AB VIDEO CONFERENCIA 87,2 87,2 (Kbps) AB VoIP 3217,9 607,9 607,9 607,9 1651,9 2069,5 3217,9 712,3 1651,9 3739,9 607,9 1234,3 607,9 1651,9 1129,9 1443,1 607,9 1234,3 1965,1 (Kbps) AB ACCESO POR ESCUELA 59 44 Sta. Rosa Del Mulaute San José Del Meme Santo Domingo LOCALIDAD 19 4 4 COMP. 2016 0,4 0,4 0,4 simult. factor 2 1 1 VoIP 1983,6 417,6 417,6 (Kbps) AB INTERNET 174,4 87,2 87,2 (Kbps) AB VoIP 103,1 103,1 103,1 (Kbps) AB VIDEO CONFERENCIA Tabla 3. 7 Resumen general de Ancho de Banda necesario para acceso por escuela. Dr. Ruperto Alarcón Falconí Consejo Provincial Corsino Durán 42 43 INSTITUCION No CONTINUACIÓN 2261,1 607,9 607,9 (Kbps) AB ACCESO POR ESCUELA 60 61 3.4 DISEÑO DE RED La red se divide en dos categorías, la Subred de Troncal o Backbone y la red de Acceso. 3.4.1 SUBRED TRONCAL. Está integrada por varios repetidores y escuelas que debido a su ubicación geográfica nos permiten llegar a los demás puntos de red. La red Troncal debe ser capaz de soportar altos valores de tráfico, por lo que los equipos usados deben ser más robustos. Así que la red Troncal se conforma por enlaces punto a punto en la banda de 5,8 GHz. A continuación se presenta un esquema general de la red Troncal: Figura 3. 1 Esquema de Red Troncal. 62 3.4.2 SUBRED DE ACCESO. Para estos enlaces, existen dos tipos, dependiendo de la distancia de las escuelas a un punto de la red Troncal. Si la distancia entre los puntos de la red es inferior a 5 km, se utiliza equipos PMP donde la característica principal es que existe un Punto de Acceso en el punto de red troncal y en la escuela debe existir un módulo suscriptor para que se puedan comunicar trabajando en la frecuencia de 2,4 GHz. Si se da el caso de que la distancia supera los 5 km, se hace uso de equipos punto a punto para superar las perdidas debido a la distancia. Estos equipos pueden trabajar en la banda de 2,4 GHz o en la banda de 5,8 GHz dependiendo de las características de la escuela analizada. 3.5 PARÁMETROS DE RADIO ENLACE 3.5.1 LINEA DE VISTA Debido a que las ondas de radio de alta frecuencia son atenuadas por obstáculos, se requiere una clara línea de vista entre las antenas para un óptimo desempeño y un alcance máximo. La línea de vista se refiere a un trayecto directo, sin obstrucciones, entre las antenas transmisoras y receptoras. En términos visuales, el horizonte es el punto en la distancia donde un objeto desaparece de la vista debido a que se junta con la curvatura de la tierra. Si el objeto es elevado se extiende el horizonte visual para que pueda ser visto a una mayor distancia antes de que la vista no lo alcance. El mismo concepto se aplica a las señales de radio: El horizonte de radio o línea de vista es el punto en la distancia donde el camino entre las dos antenas es bloqueado por la curvatura de la tierra. Como el horizonte de visual, el horizonte de radio puede ser extendido por medio de elevación de la antena transmisora, la receptora o ambas para extender el alcance de comunicación. 29 29 http://www.highwaytech.com.mx/lineavista.htm 63 Figura 3. 2 Línea de Vista. 3.5.2 ZONAS DE FRESNEL Las zonas de Fresnel son elipsoides que se forman sobre la trayectoria que ocupa el haz de microonda entre transmisor y receptor. Para los cálculos de un enlace inalámbrico se toma en cuenta la primera zona de Fresnel ya que en esta zona se concentra la mayor cantidad de energía. Si está obstruida por un obstáculo, la señal que llegue al Receptor se atenúa. Para enlaces inalámbricos nos conformamos que el 60% de la primera zona de Fresnel este libre. Figura 3. 3 Geometría de las Zonas de Fresnel La primera zona de Fresnel se define como: (Ec.3. 7) Dónde: 64 : Radio de la primera zona de Fresnel [m] : Distancia desde la antena de transmisión hasta el obstáculo [Km] : Distancia desde la antena de recepción hasta el obstáculo [Km] : Distancia total del enlace ( + ) [Km] : Frecuencia [MHz] 3.5.3 CÁLCULO DEL ABULTAMIENTO Al establecer un enlace, se debe considerar la curvatura efectiva de la tierra ya que el horizonte cambia su curvatura debido a variaciones del índice de refracción atmosférica, lo que se evalúa mediante el factor K. Para atmosfera estándar K tiene un valor de 4/3. Al multiplicar el radio de la tierra por K tenemos como resultado el radio de curvatura ficticia de la tierra. Figura 3. 4 Abultamiento El abultamiento se define como: (Ec.3. 8) Dónde: 65 : Abultamiento [m] : Radio de la Tierra: 6370 [Km] : Distancia desde la antena de transmisión hasta un punto de análisis [Km] : Distancia total menos [Km] : Factor de corrección del radio terrestre. 3.5.4 CÁLCULO DE ALTURA Y MARGEN DE DESPEJE Si la primera zona de Fresnel se encuentra obstruida en forma parcial o totalmente por un obstáculo se producen perdidas. Se determina el valor de despeje y el margen de despeje para poder garantizar el correcto funcionamiento del enlace. En la figura 3.4 se observa dos situaciones: Si hdesp<0, el rayo esta obstruido con el obstáculo. Si hdesp>0, el rayo pasa sobre el obstáculo. Figura 3. 5 Altura de despeje menor a cero. 66 Figura 3. 6 Altura de despeje mayor a cero. El despeje se define como: (Ec.3. 9) Dónde: : Despeje [m] : Abultamiento de la Tierra sobre obstáculo [m] : Distancia desde la antena de menor altura hasta el obstáculo [Km] : Distancia total entre transmisor y receptor [Km] : Altura sobre el nivel del mar del terreno en el punto más bajo más la altura de la antena en el transmisor [m] : Altura sobre el nivel del mar del terreno en el punto más alto más la altura de la antena en el receptor [m] : Altura sobre el nivel del mar del Obstáculo [m] 67 El margen de despeje se define como: (Ec.3. 10) Dónde: : Margen de Despeje : Despeje [m] : Radio de la primera zona de Fresnel [m] Al analizar el valor del margen de despeje tenemos: positivo o cero: No existe obstrucción, sin embargo, se debe garantizar el valor de 60% de margen de despeje de la primera Zona de Fresnel para que sea viable el enlace. negativo: Existe obstrucción, por tanto habrá pérdidas. 3.5.5 EJEMPLO DE CÁLCULO DE DESPEJE A continuación se presenta un ejemplo de cálculo del despeje de un enlace. Se hace uso del software de simulación de radio enlaces Motorola PTP Link Planner30 para obtener el perfil de los enlaces. 30 http://www.cambiumnetworks.com/support/ptp/software/index.php 68 Datos: 3.5.5.1 Cálculo de Zona de Fresnel: 3.5.5.2 Abultamiento: 3.5.5.3 Altura de Despeje: 69 3.5.5.4 Margen de Despeje: 3.6 EQUIPAMIENTO DE RED Por pedido del Área de TI del Consejo Provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas, la red a ser diseñada debe contar con dispositivos Motorola. Es por esta razón que para llevar a cabo el diseño se emplean equipos de la familia Cambium (antes denominados Canopy). Se hace una descripción de varios de los equipos que cumplan con los requerimientos de ancho de banda de la red para proveer los servicios de telecomunicaciones: internet, telefonía IP y Videoconferencia. 3.6.1 PUENTE ETHERNET PTP 500 Un puente Ethernet es una excelente elección cuando se requiere velocidades de hasta 105 Mbps y distancias de hasta 250 Km. Este equipo por las características de funcionamiento se lo emplea en la planificación de la red Troncal. A continuación se describen varias de sus características de trabajo: 70 Tabla 3. 8 Características de PTP500 31 . 3.6.2 PUENTE ETHERNET PTP 100 Este equipo es menos costoso que la serie 500 y nos ofrece velocidades de hasta 14 Mbps con distancias de hasta 56 Km. Se lo emplea cuando las estaciones del enlace se encuentren a más de 5Km en los cuales los sistemas PMP no alcanzan a ofrecer un buen desempeño. 31 http://www.cambiumnetworks.com/solutions/products.php?id=ptp500 71 Tabla 3. 9 Características de PTP100 32 . 3.6.3 PUNTO DE ACCESO PMP 130 Para la red de Acceso se usa este equipo, el cual puede alcanzar velocidades de hasta 14 Mbps con distancias de hasta 5 Km. Se trata de un dispositivo de Punto de Acceso y soporta hasta 200 módulos suscriptores por punto de acceso. 32 http://www.cambiumnetworks.com/solutions/products.php?id=ptp100 72 Tabla 3. 10 Características de PMP100 AP 33 . 3.6.4 MODULO SUSCRIPTOR PMP 130 Este módulo funciona conjuntamente con el módulo de Punto de acceso. Así, alcanza velocidades de hasta 14 Mbps en distancias de hasta 5Km. 33 http://www.cambiumnetworks.com/solutions/products.php?id=pmp100 73 Tabla 3. 11 Características de PMP100 AP 34. 3.7 PRESUPUESTO DE ENLACE Un presupuesto de potencia para un enlace punto a punto es el cálculo de ganancias y pérdidas desde el radio transmisor (fuente de la señal de radio), a través de cables, conectores y espacio libre hacia el receptor. La estimación del valor de potencia en diferentes partes del radioenlace es necesaria para hacer el mejor diseño y elegir el equipamiento adecuado35 3.7.1 ELEMENTOS DE PRESUPUESTO DE ENLACE Los elementos pueden ser divididos en 3 partes principales: El lado de Transmisión con potencia efectiva de transmisión. Pérdidas en la propagación. 34 http://www.cambiumnetworks.com/solutions/products.php?id=pmp100 35 http://www.wilac.net/tricalcar.html 74 El lado de Recepción con efectiva sensibilidad receptiva (effective receiving sensibility). Un presupuesto de radio enlace completo es simplemente la suma de todos los aportes (en decibeles) en el camino de las tres partes principales. 36 (Ec.3. 11) Dónde: : Potencia de Transmisión : Potencia de Recepción : Pérdidas por cable y conector de transmisión [ : Ganancia de la Antena de Transmisión [ ] : Pérdidas por trayectoria de espacio libre [ : Ganancia de la Antena de Recepción [ ] ] : Pérdidas por cable y conector de Recepción [ 36 http://www.wilac.net/tricalcar.html ] ] 75 Figura 3. 7 Diagrama de Pérdidas y Ganancias de un Enlace. 3.7.1.1 Pérdidas por Trayectoria de Espacio Libre La mayor parte de la potencia de la señal de radio se perderá en el aire. Aún en el vacío, una onda de radio pierde energía que se irradia en direcciones diferentes a la que puede capturar la antena receptora. La Pérdida en el Espacio libre (FSL), mide la potencia que se pierde en el mismo sin ninguna clase de obstáculo. La señal de radio se debilita en al aire debido a la expansión dentro de una superficie esférica. 37 La pérdida en el espacio libre viene dado como: (Ec.3. 12) Dónde: : Pérdida en el espacio libre : Frecuencia : Distancia 3.7.1.2 Potencia de Umbral (Pu) Este valor se refiere a la potencia del receptor que asegura una tasa de error BER de 10-3 y 10-6. Este dato generalmente viene en las características del equipo a usarse en el enlace. Para los cálculos en el presente proyecto usaremos un valor de -86 dBm para enlaces de acceso y de -94 dBm para enlaces Troncales. 3.7.1.3 Ganancias de Antenas Para antenas de Red Backbone se usaran antenas de ganancia de 23 dBi. En el caso de la Red de Acceso, se usaran antenas de ganancias de 8 dBi. 3.7.1.4 Pérdidas por Cables En este parámetro se hace uso del valor de 1,5 dB que recomienda considerar Cambium38. 37 http://www.wilac.net/tricalcar.html 38 http://www.trcltda.com/EXPAGES/Canopy.asp 76 3.7.1.5 Margen de Desvanecimiento El margen viene definido como: (Ec.3. 13) Dónde: : Margen de Desvanecimiento : Potencia de Recepción : Potencia de Umbral del Receptor 3.7.1.6 Confiabilidad Se define como el porcentaje de tiempo que el radio enlace estará disponible. Se define como: (Ec.3. 14) (Ec.3. 15) 39 Dónde: : Confiabilidad del sistema : Tiempo de Indisponibilidad del Sistema en 1 año : Frecuencia de Operación 39 Barnett & Vigants Methot, Space Diversity Engineering, Vigants A. 1974, Multipath Propagation at 4, 6 and 11 GHz, Barnett W.T., 1971 77 : Distancia entre los sitios del enlace : Margen de desvanecimiento : Factor de Geográfico : Factor Climático Factor Valor 4 A 1 Sobre un terreno promedio 0,25 1 B Característica Sobre Agua o Sobre un terreno muy liso Sobre un terreno muy áspero o montañoso Para pasar una disponibilidad anual a al peor base mensual 0,5 para áreas calientes y húmedas 0,25 Para áreas continentales promedio 0,125 Para áreas muy secas y montañosas Tabla 3. 12 Valores de Factores A y B 40 . 3.7.2 EJEMPLO DE CÁLCULO DE PRESUPUESTO DE ENLACE A continuación se presenta un ejemplo de cálculo del presupuesto del enlace Jhon F. Kennedy – Teniente Carlos Díaz Terán. Datos: 40 Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, Wayne Tomassi. Cap. 9, Pág. 368. 78 3.7.2.1 Pérdida de Trayectoria de Espacio Libre: 3.7.2.2 Potencia de Recepción: 3.7.2.3 Margen de Desvanecimiento: 3.7.2.4 Confiabilidad: 79 En las tablas de resultados al referirnos al valor de confiabilidad, se usa ≈1 y el valor de 99,99.. en las columnas de C y C[%] para aclarar que los valores son muy próximos a 1 y 100% respectivamente. En los casos en que la confiabilidad es menor, se coloca el valor calculado real. 3.8 ESQUEMA DE RED 3.8.1 SITES PERTENECIENTES A LA RED A continuación se revisa el esquema de red, tanto la Subred Troncal como la Subred de Acceso, para posteriormente hacer el análisis por separado de los enlaces que conforman la red total. N Site Latitud Longitud 1 15 de Agosto 00.55097S 079.16628W 2 Abraham Calazacón 00.16347S 079.28497W 3 Alfonso Moscoso 00.04906S 079.17883W 4 Alfredo Baquerizo Moreno 00.30956S 078.99250W 5 Alfredo Llerena 00.18989S 079.40258W 6 Aracely Zamora 00.16636S 079.43189W 7 Baron De Carondelet 00.18292S 079.02311W 8 Bombolí 00.24708S 079.19197W 9 Centro Kasama 00.16272S 079.30486W 10 Cerro Carmelo 00.65853S 079.29289W 11 Chigüilpe 00.29575S 079.08669W 12 Ciudad De Santo Domingo 00.14581S 079.39422W 13 Ciudad Del Puyo 00.34475S 079.37411W 14 Consejo Provincial 00.24642S 079.16347W 15 Corina Parral De Velasco Ibarra 00.61942S 079.25808W 16 Corsino Durán 00.07708S 079.10742W 17 César Borja Lavallen 00.03778S 079.25972W 18 Diego De Almagro 00.11617S 079.43456W 19 Eduardo Lugo 00.01511S 079.36136W 20 Enrique Terán 00.32228S 079.21775W 21 Entrada Valle Hermoso 00.09939S 079.28972W 22 Eugenio Espejo 00.38878S 079.37481W 23 Francisco De Orellana 00.30458S 079.15294W 24 Francisco Javier Salazar 00.26169S 079.40631W 80 25 George Washington 00.24417S 079.34589W 26 Guillermo Garzón Ubidia 00.65597S 079.33936W Continua Continuación N Site Latitud Longitud 27 Isla Santa Cruz 00.41758S 079.17317W 28 Jesús Del Gran Poder 00.64136S 079.23008W 29 Jhon F. Kennedy 00.41739S 079.27672W 30 José Ignacio Lasso 00.14700S 079.04961W 31 Juan Francisco Rubio 00.64258S 079.29003W 32 Luz De America 00.39592S 079.29214W 33 Madre Laura 00.31675S 079.36414W 34 Nuevo Rocafuerte 00.04047S 079.32143W 35 Otongo Del Baba 00.35967S 079.20467W 36 Pedro Pablo Gomez 00.42868S 079.19917W 37 Puerto Baquerizo Moreno 00.58306S 079.16414W 38 Puerto Limon 00.38981S 079.37150W 39 Raúl Andrade 00.29789S 079.23986W 40 Rio Amazonas 00.32128S 079.16494W 41 Rio Napo 00.34028S 079.35467W 42 Rio Pastaza 00.49603S 079.43206W 43 Ruperto Alarcón 00.29092S 078.97961W 44 San Pablo 00.24417S 079.34589W 45 Teniente Carlos Días Terán 00.52742S 079.26167W 46 Tomás Rivadeneira 00.27808S 079.26264W 47 Trinidad Andrade Lince 00.39058S 079.37583W 48 Tsáchila 00.36794S 079.32364W 49 Vicente Rocafuerte 00.08514S 079.28189W 50 Victor Manuel Rendon 00.69225S 079.33492W 51 Washington Pazmiño 00.12189S 079.45078W Tabla 3. 13 Resumen de Sites de Red Total. El esquema general de la red total muestra el tipo de equipo usado en el enlace y la frecuencia de trabajo según la siguiente simbología: 81 PTP 100 2,4 GHz PTP 100 5,8 GHz PTP 500 5,8 GHz PMP 100 2,4 GHz Figura 3. 8 Simbología para tipo de Equipo Cambium y frecuencia de trabajo. Figura 3. 9 Esquema de Red Total. 82 83 3.8.2 RED TRONCAL Figura 3. 10 Esquema de Red Troncal. 3.8.2.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 11 Perfil Cerro Carmelo – Jesús del Gran Poder. 84 Figura 3. 12 Perfil Cerro Carmelo – Teniente Carlos Díaz Terán. Figura 3. 13 Perfil Jhon F. Kennedy – Teniente Carlos Díaz Terán. Figura 3. 14 Perfil Luz de América– Jhon F. Kennedy. 85 Figura 3. 15 Perfil Chigüilpe – Luz de América. Figura 3. 16 Perfil Chigüilpe – Barón de Carondelet. Figura 3. 17 Perfil Chigüilpe – Consejo Provincial 86 Figura 3. 18 Perfil Consejo Provincial – Bombolí. Figura 3. 19 Perfil Bombolí – Entrada Valle Hermoso. Figura 3. 20 Perfil Entrada Valle Hermoso – Vicente Rocafuerte. 87 Figura 3. 21 Perfil Bombolí – Alfredo Llerena. Figura 3. 22 Perfil Teniente Carlos Díaz Terán – Río Pastaza. Figura 3. 23 Perfil Chigüilpe – Alfonso Moscoso. 88 Figura 3. 24 Perfil Chigüilpe – Puerto Limón. 5725 5725 5725 5725 5725 Jhon F. Kennedy Jhon F. Kennedy Rio Pastaza Luz de América Alfonso Moscoso Consejo Provincial Barón de Carondelet Tnt. Carlos Díaz Terán Luz de América Tnt. Carlos Díaz Terán Chigüilpe Chigüilpe Chigüilpe Chigüilpe Chigüilpe Bombolí Bombolí 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5725 5725 5725 Consejo Provincial Alfredo Llerena Entrada Valle Hermoso Vicente Rocafuerte Bombolí Entrada Valle Hermoso 5725 5725 Puerto Limón 5725 5725 5725 Jesús del Gran Poder Cerro Carmelo 2 5725 Tnt. Carlos Díaz Terán Cerro Carmelo 1 F [MHz] ESTACION B ESTACION A N 0,943 18,280 21,765 2,909 32,557 13,896 9,960 27,613 24,333 18,475 2,397 11,385 7,155 14,729 d1 [Km] 1,808 19,694 24,267 3,170 33,366 14,344 10,148 29,282 25,410 19,264 2,930 12,349 7,244 14,987 d [Km] 311,50 346,50 285,10 560,30 251,50 777,70 566,30 450,70 330,00 197,10 306,60 287,50 338,00 713,30 HC [m] 333,40 620,30 620,30 620,30 1158,10 1158,10 1158,10 1158,10 1158,10 705,10 313,10 705,10 775,10 775,10 H1 [m] 271,20 333,40 267,60 564,80 246,80 781,70 564,80 464,00 313,10 179,10 289,30 289,30 338,10 705,10 H2 [m] 12,00 15,00 12,00 15,00 18,00 21,00 21,00 21,00 21,00 15,00 18,00 9,00 12,00 15,00 Ha [m] 21,00 15,00 24,00 9,00 9,00 24,00 9,00 18,00 15,00 12,00 18,00 12,00 18,00 15,00 Hb [m] Tabla 3. 14 Despeje de Enlaces de Red Troncal. 0,865 1,414 2,502 0,261 0,809 0,448 0,188 1,669 1,077 0,789 0,533 0,964 0,089 0,258 d2 [Km] 292,20 348,40 291,60 573,80 790,70 270,80 573,80 482,00 328,10 191,10 307,30 301,30 356,10 720,10 h1 [m] 345,40 635,30 632,30 635,30 1176,10 1179,10 1179,10 1179,10 1179,10 720,10 331,10 714,10 787,10 790,10 h2 [m] 4,861 8,290 10,840 3,541 4,767 6,429 3,108 9,078 7,349 6,295 4,778 6,822 2,146 3,644 1°Fresnel [m] 0,048 1,522 3,206 0,045 0,366 1,551 0,110 2,713 1,543 0,858 0,075 0,646 0,037 0,224 C [m] 6,104 20,977 38,421 18,519 24,671 39,772 18,603 68,320 32,627 14,808 4,954 45,378 23,358 7,781 Des [m] 125,59 253,04 354,43 522,91 517,50 618,61 598,48 752,56 443,96 235,25 103,68 665,18 898,68 213,55 MD [%] 89 5725 5725 Jhon F. Kennedy Rio Pastaza Vicente Rocafuerte Jesús del Gran Poder Barón de Carondelet Luz De América Tnt. Carlos Díaz Terán Chigüilpe Chigüilpe Chigüilpe Chigüilpe Bombolí Bombolí Bombolí Entrada Valle Hermoso Cerro Carmelo Chigüilpe 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Puerto Limón Consejo Provincial Alfredo Llerena Entrada Valle Hermoso Consejo Provincial Luz de América Alfonso Moscoso Jhon F. Kennedy Tnt. Carlos Díaz Terán 2 5725 5725 5725 5725 5725 5725 5725 5725 5725 5725 5725 5725 Tnt. Carlos Díaz Terán Cerro Carmelo 1 ESTACION f B [Mhz] ESTACION A N 14,34 7,24 1,81 19,69 24,27 3,17 31,37 10,15 29,28 25,41 19,26 2,93 12,35 14,99 d [Km] 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 GTx [dBi] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 27,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 1,00 0,25 0,25 1,00 0,25 1,00 0,25 0,25 0,25 1,00 0,25 0,25 A 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 B 130,7 124,8 112,7 133,4 135,3 117,6 137,5 127,7 136,9 135,7 133,3 116,9 129,4 131,1 FSL [dB] -60,74 -54,81 -42,75 -63,49 -65,31 -47,63 -67,53 -57,73 -66,94 -65,71 -63,30 -46,94 -59,44 -61,12 PRx [dBm] -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 -94,00 Pu [dBm] Tabla 3. 15 Confiabilidad de Enlaces de Red Troncal. 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 23,00 GRx [dBi] 33,26 39,19 51,25 30,51 28,69 46,37 26,47 36,27 27,06 28,29 30,70 47,06 34,56 32,88 Mu [dB] 3,03 E-07 9,955 E-09 3,857 E-11 1,479 E-06 1,515 E-05 6,39 E-10 4,2 E-06 2,148 E-07 5,287 E-06 1,074 E-05 1,324 E-06 4,311 E-10 1,433 E-07 3,773 E-07 P ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 0,99998 ≈1,00000 0,99999 0,99999 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 C 0,0 99,99… 99,99… 99,99… 99,99… 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 99,99… 99,99… 0,0 99,998 0,0 0,0 99,999 99,99… 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 H 99,999 99,99… 99,99… 99,99… 99,99… C[%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,0 0,0 5,0 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Min 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 57,6 0,0 39,0 46,8 0,0 0,0 0,0 0,0 Seg Tiempo de indisponibilidad 90 91 3.8.3 RED DE ACCESO 3.8.3.1 Repetidor Chigüilpe Figura 3. 25 Esquema de Red de Acceso Repetidor Chigüilpe. 3.8.3.1.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 26 Perfil Chigüilpe – Alfredo Baquerizo Moreno. 92 Figura 3. 27 Perfil Barón de Carondelet – José Ignacio Lasso. Figura 3. 28 Perfil Chigüilpe – Francisco de Orellana. Figura 3. 29 Perfil Chigüilpe – Ruperto Alarcón. 93 Figura 3. 30 Perfil Pedro Pablo Gómez – Isla Santa Cruz. Figura 3. 31 Perfil Pedro Pablo Gómez – Otongo del Baba. Figura 3. 32 Perfil Chigüilpe – Otongo del Baba. 2462 5725 2462 2462 José Ignacio Lasso Otongo del Baba Ruperto Alarcón Pedro Pablo Gómez Otongo del Baba Barón de Carondelet Chigüilpe Chigüilpe Isla Santa Cruz Pedro Pablo Gómez 3 4 5 6 7 5725 2462 Francisco de Orellana Chigüilpe 2 5725 Alfredo Baquerizo Moreno Chigüilpe 1 f [MHz] ESTACION B ESTACION A N 7,389 1,527 2,243 0,089 2,304 6,901 0,359 d2 [Km] 7,656 3,144 11,932 14,913 4,963 7,439 10,596 d [Km] 628,90 640,40 1021,40 467,20 718,00 1110,60 1040,30 HC [m] 611,90 682,20 1158,10 1158,10 781,70 1158,10 1158,10 H1 [m] 470,10 611,90 969,30 470,10 633,00 457,20 1062,10 H2 [m] 30,00 6,00 18,00 18,00 21,00 18,00 18,00 Ha [m] 18,00 12,00 33,00 6,00 30,00 9,00 6,00 Hb [m] 488,10 623,90 1002,30 476,10 663,00 466,20 1068,10 h1 [m] 641,90 688,20 1176,10 1176,10 802,70 1176,10 1176,10 h2 [m] Tabla 3. 16 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Chigüilpe. 0,267 1,617 9,689 14,824 2,659 0,538 10,237 d1 [Km] 3,673 9,779 14,892 2,152 10,260 7,796 4,299 1°Fresnel [m] 0,116 0,145 1,279 0,078 0,361 0,219 0,216 C [m] 3,720 14,584 12,292 13,000 9,493 13,940 31,243 Des [m] 104,72 149,14 89,54 603,98 90,43 178,82 733,10 MD [%] 94 5725 2462 2462 Otongo Del Baba Ruperto Alarcón Pedro Pablo Gómez Otongo Del Baba Chigüilpe Chigüilpe Isla Santa Cruz Pedro Pablo Gómez 4 5 6 7 5725 2462 José Ignacio Lasso Barón De Carondelet 3 18,00 8,00 11,00 18,00 8,00 11,00 18,00 GTx [dBi] 18,00 8,00 11,00 18,00 8,00 11,00 18,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 23,00 25,00 25,00 23,00 25,00 25,00 23,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 A 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 B 125,2 110,2 121,8 131,0 114,1 117,7 128,1 FSL [dB] -69,29 -72,23 -77,81 -75,08 -76,19 -73,71 -72,11 PRx [dBm] Mu [dB] 9,81 8,19 -86,00 16,71 -86,00 13,77 -86,00 -86,00 10,92 -86,00 -86,00 12,29 -86,00 13,89 Pu [dBm] 2,081 E-06 1,219 E-07 2,411 E-05 5,834 E-05 1,195 E-06 2,271 E-06 2,113 E-05 P Tabla 3. 17 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Chigüilpe. 7,65 3,14 11,93 14,91 4,96 7,43 2462 Francisco De Orellana Chigüilpe 2 10,59 5725 Alfredo Baquerizo Moreno Chigüilpe 1 d [Km] ESTACION f B [Mhz] ESTACION A N ≈1,00000 ≈1,00000 0,99998 0,99994 ≈1,00000 ≈1,00000 0,99998 C 99,99… 99,99… 99,998 99,994 99,99… 99,99… 99,998 C[%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 H 0,0 0,0 12,0 30,0 0,0 0,0 11,0 Min 0,0 0,0 40,2 39,6 0,0 0,0 6,6 Seg Tiempo de indisponibilidad 95 96 3.8.3.2 Repetidor Bombolí Figura 3. 33 Esquema de Red de Acceso Repetidor Bombolí. 3.8.3.2.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 34 Perfil Bombolí – Tomás Rivadeneira. 97 Figura 3. 35 Perfil Bombolí – Raúl Andrade. Figura 3. 36 Perfil Bombolí – Enrique Terán. Figura 3. 37 Perfil Bombolí – Río Amazonas. Bombolí Bombolí 3 4 2462 2462 Enrique Terán Bombolí 2 Tomás Rivadeneira 2462 Rio Amazonas Bombolí 1 2462 f [Mhz] ESTACION B ESTACION A N Raúl Andrade 2462 Tomás Rivadeneir a Bombolí 4 2462 Raúl Andrade Bombolí 3 2462 Enrique Terán Bombolí 2 2462 Rio Amazonas Bombolí 1 f [MHz] ESTACION B ESTACION A N 2,056 1,977 0,402 1,022 d2 [Km] 8,581 7,763 8,839 8,780 d [Km] 453,80 475,70 434,70 471,00 HC [m] 620,30 620,30 620,30 620,30 H1 [m] 403,00 420,30 429,70 452,10 H2 [m] 9,00 9,00 9,00 9,00 Ha [m] 15,00 21,00 6,00 12,00 Hb [m] 418,00 441,30 435,70 464,10 h1 [m] 629,30 629,30 629,30 629,30 h2 [m] 11,00 11,00 11,00 11,00 GTx [dBi] 11,00 11,00 11,00 11,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 25,00 25,00 25,00 25,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 0,25 0,25 A 0,50 0,50 0,50 0,50 B 118,95 118,08 119,20 119,15 FSL [dB] -74,95 -74,08 -75,20 -75,15 PRx [dBm] -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 Pu [dBm] 11,05 11,92 10,80 10,85 Mu [dB] Tabla 3. 19 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Bombolí. 8,581 7,763 8,839 8,780 d [Km] Tabla 3. 18 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Bombolí. 6,525 5,786 8,437 7,758 d1 [Km] 0,9999 0,9999 5,622 E-06 9,277 E-06 0,9999 0,9999 C 1,076 E-05 1,04E -05 P 13,797 13,395 6,836 10,486 1°Fresnel [m] Des [m] 99,999 99,999 99,999 101,74 95,59 140,52 113,13 MD [%] 0,0 0,0 0,0 0,0 H 4,00 2,00 5,00 5,00 Min 52,80 57,00 39,00 28,20 Seg Tiempo de indisponibilidad 14,038 12,804 9,605 11,863 99,999 C[%] 0,790 0,673 0,200 0,467 C [m] 98 99 3.8.3.3 Repetidor Puerto Limón Figura 3. 38 Esquema de Red de Acceso Repetidor Puerto Limón. 3.8.3.3.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 39 Perfil Puerto Limón – Eugenio Espejo. 100 Figura 3. 40 Perfil Río Napo – Madre Laura. Figura 3. 41 Perfil Puerto Limón – Río Napo. Figura 3. 42 Perfil Puerto Limón – Trinidad Andrade Lince. 101 Figura 3. 43 Perfil Río Napo – Tsáchila. Figura 3. 44 Perfil Río Napo – Ciudad del Puyo. 2462 2462 5725 2462 Trinidad Andrade Lince Ciudad Del Puyo Rio Napo Rio Napo Madre Laura Puerto Limón Rio Napo Tsáchila Puerto Limón Rio Napo 2 3 4 5 6 2462 2462 Eugenio Espejo Puerto Limón 1 f [MHz] ESTACION B ESTACION A N 1,322 2,849 0,622 0,710 0,082 0,077 d2 [Km] 2,820 5,788 4,622 2,219 0,490 0,385 d [Km] 280,20 265,40 283,80 273,60 210,80 216,10 HC [m] 280,30 246,80 296,40 280,30 246,80 246,80 H1 [m] 281,60 280,30 280,30 262,50 203,50 215,30 H2 [m] 12,00 15,00 12,00 12,00 9,00 9,00 Ha [m] 9,00 15,00 12,00 15,00 9,00 9,00 Hb [m] 290,60 261,80 292,30 277,50 212,50 224,30 h1 [m] 292,30 295,30 308,40 292,30 255,80 255,80 h2 [m] Tabla 3. 20 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Puerto Limón. 1,498 2,939 4,000 1,509 0,408 0,308 d1 [Km] 9,247 8,704 8,096 7,668 2,883 2,739 1°Fresnel [m] 0,117 0,493 0,146 0,063 0,002 0,001 C [m] 11,080 12,397 10,520 8,572 8,944 14,499 Des [m] 119,82 142,43 129,94 111,80 310,19 529,38 MD [%] 102 2462 2462 5725 2462 Trinidad Andrade Lince Ciudad Del Puyo Rio Napo Rio Napo Madre Laura Puerto Limón Rio Napo Tsáchila Puerto Limón Rio Napo 2 3 4 5 6 2462 2462 Eugenio Espejo Puerto Limón 1 ESTACION f B [Mhz] ESTACION A N 8,00 18,00 8,00 8,00 8,00 8,00 GTx [dBi] 8,00 18,00 8,00 8,00 8,00 8,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 25,00 23,00 25,00 25,00 25,00 25,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 A 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 B 109,2 8 -71,28 -66,86 -75,38 113,3 8 122,8 6 -69,20 -56,08 -53,98 PRx [dBm] 107,2 0 94,08 91,98 FSL [dB] Mu [dB] -86,00 14,72 -86,00 19,14 -86,00 10,62 -86,00 16,80 -86,00 29,92 -86,00 32,02 Pu [dBm] 1,415 E-07 1,027 E-06 1,501 E-06 4,270 E-08 2,242 E-11 6,714 E-12 P Tabla 3. 21 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Puerto Limón. 2,820 5,788 4,522 2,219 0,490 0,385 d [Km] ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 ≈1,00000 C 99,99… 99,99… 99,99… 99,99… 99,99… 99,99… C[%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 H 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Min 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Seg Tiempo de indisponibilidad 103 104 3.8.3.4 Repetidor Alfredo Llerena Figura 3. 45 Esquema de Red de Acceso Repetidor Alfredo Llerena. 3.8.3.4.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 46 Perfil Alfredo Llerena – Francisco Javier Salazar. 105 Figura 3. 47 Perfil Alfredo Llerena – George Washington. Figura 3. 48 Perfil Alfredo Llerena – Aracely Zamora. Figura 3. 49 Perfil Alfredo Llerena – Ciudad de Santo Domingo. 106 Figura 3. 50 Perfil Alfredo Llerena – Diego de Almagro. Figura 3. 51 Perfil Diego de Almagro – Washington Pazmiño. Figura 3. 52 Perfil Alfredo Llerena – Centro Kasama. 107 Figura 3. 53 Perfil Centro Kasama – Abraham Calazacón. ESTACION B Abraham Calazacón Aracely Zamora Centro Kasama Ciudad Sto. Domingo Diego de Almagro Francisco J. Salazar George Washington Washington Pazmiño ESTACION A Centro Kasama Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Diego de Almagro N 1 2 3 4 5 6 7 8 2462 5725 5725 5725 2462 5725 2462 2462 f [MHz] 1,218 5,566 3,663 2,315 5,032 5,375 0,356 1,861 d2 [Km] 1,914 8,709 7,951 5,788 8,895 11,286 4,173 2,216 d [Km] 241,30 298,80 270,20 264,70 253,90 301,70 252,00 354,50 HC [m] 231,30 267,60 267,60 267,60 267,60 267,60 267,60 355,10 H1 [m] 212,70 319,00 273,30 280,30 231,30 339,00 246,80 339,00 H2 [m] 24,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 12,00 Ha [m] 27,00 15,00 15,00 18,00 24,00 21,00 9,00 9,00 Hb [m] 239,70 288,60 288,30 288,60 255,30 288,60 255,80 348,00 h1 [m] 255,30 334,00 288,60 298,30 288,60 360,00 288,60 367,10 h2 [m] Tabla 3. 22 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfredo Llerena. 0,696 3,143 4,288 3,473 3,863 5,911 3,817 0,355 d1 [Km] 7,344 10,256 10,171 8,529 16,313 12,141 6,297 6,025 1°Fresnel [m] 0,050 1,030 0,925 0,473 1,144 1,870 0,080 0,039 C [m] 103,51 157,69 MD [%] 8,277 112,71 17,786 173,42 17,314 170,23 27,306 320,17 19,094 117,05 19,034 156,77 6,518 9,501 Des [m] 108 ESTACION B Abraham Calazacón Aracely Zamora Centro Kasama Ciudad Sto. Domingo Diego de Almagro Francisco J. Salazar George Washington Washington Pazmiño ESTACION A Centro Kasama Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Alfredo Llerena Diego de Almagro N 1 2 3 4 5 6 7 8 2462 5725 2462 5725 2462 2462 2462 2462 f [Mhz] 8,00 18,00 18,00 18,00 8,00 18,00 8,00 8,00 GTx [dBi] 8,00 18,00 18,00 18,00 8,00 18,00 8,00 8,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 25,00 23,00 23,00 23,00 25,00 23,00 25,00 25,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 A 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,25 0,50 0,50 B 105,91 126,40 125,61 126,59 114,19 128,66 112,68 107,19 FSL [dB] -67,91 -70,40 -69,61 -70,59 -76,19 -72,66 -74,68 -69,19 PRx [dBm] -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 Pu [dBm] 18,09 15,60 16,39 15,41 9,81 13,34 11,32 16,81 Mu [dB] 2,039 E-08 7,925 E-06 5,026 E-06 8,808 E-06 2,390 E-06 1,448 E-05 1,004 E-06 4,242 E-08 P Tabla 3. 23 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfredo Llerena. 1,914 8,709 7,951 8,895 4,963 11,28 4,173 2,216 d [Km] ≈1,000 0,9999 0,9999 0,9999 ≈1,000 0,9999 ≈1,000 ≈1,000 C 99,99… 99,999 99,999 99,999 99,99… 99,999 99,99… 99,99… C[%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0,0 H 0,00 4,00 2,00 4,00 0,00 7,00 0,00 0,00 Min 0,00 10,20 38,40 37,80 0,00 36,60 0,00 0,00 Seg Tiempo de indisponibilidad 109 110 3.8.3.5 Repetidor Alfonso Moscoso Figura 3. 54 Esquema de Red de Acceso Repetidor Alfonso Moscoso. 3.8.3.5.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 55 Perfil Alfonso Moscoso – César Borja Lavallen. 111 Figura 3. 56 Perfil Alfonso Moscoso – Corsino Durán. ESTACION B Corsino Durán César Borja Lavallen Alfonso Moscoso Alfonso Moscoso 1 2 5725 5725 3,654 3,593 d1 [Km] 5,437 4,940 d2 [Km] 9,091 8,533 d [Km] 425,80 508,30 HC [m] 464,00 464,00 H1 [m] 360,10 537,40 H2 [m] 18,00 18,00 Ha [m] 21,00 21,00 Hb [m] 381,10 479,00 h1 [m] 479,00 558,40 h2 [m] 18,00 18,00 GTx [dBi] 18,00 18,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 23,00 23,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 A 0,50 0,50 B 126,78 126,23 FSL [dB] -70,78 -70,23 PRx [dBm] -86,00 -86,00 Pu [dBm] 15,22 15,77 Mu [dB] 9,823 E-06 7,156 E-06 P 0,9999 0,9999 C 10,697 10,437 1°Fresnel [m] Tabla 3. 25 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfonso Moscoso. 9,091 8,533 d [Km] Tabla 3. 24 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Alfonso Moscoso. 5725 5725 f [MHz] f [Mhz] César Borja Lavallen Alfonso Moscoso 2 ESTACION A Corsino Durán Alfonso Moscoso 1 N ESTACION B ESTACION A N 99,999 99,999 C[%] 1,170 1,045 C [m] MD [%] 0,0 0,0 H 5,00 3,00 Min 9,60 45,60 Seg Tiempo de indisponibilidad 12,681 118,54 15,622 149,68 Des [m] 112 113 3.8.3.6 Repetidor Vicente Rocafuerte Figura 3. 57 Esquema de Red de Acceso Repetidor Vicente Rocafuerte. 3.8.3.6.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 58 Perfil Vicente Rocafuerte – Eduardo Lugo. 114 Figura 3. 59 Perfil Vicente Rocafuerte – Nuevo Rocafuerte. ESTACION B Eduardo Lugo Nuevo Rocafuerte Vicente Rocafuerte Vicente Rocafuerte 1 2 1,788 6,462 d2 [Km] 6,616 11,757 d [Km] 241,40 242,50 HC [m] 271,20 271,20 H1 [m] 235,10 220,70 H2 [m] 18,00 18,00 Ha [m] 6,00 15,00 Hb [m] 244,10 235,70 h1 [m] 289,20 289,20 h2 [m] 6,616 11,75 d [Km] 18,00 18,00 GTx [dBi] 18,00 18,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 23,00 23,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 A 0,50 0,25 B 124,02 129,01 FSL [dB] -68,02 -73,01 PRx [dBm] -86,00 -86,00 Pu [dBm] 17,98 12,99 Mu [dB] 2,005 E-06 1,776 E-05 P ≈1,000 0,9999 C 8,266 12,345 1°Fresnel [m] Tabla 3. 27 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Vicente Rocafuerte. 5725 5725 4,828 5,295 d1 [Km] Tabla 3. 26 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Vicente Rocafuerte. 5725 5725 f [MHz] f [Mhz] Nuevo Rocafuerte Vicente Rocafuerte 2 ESTACION A Eduardo Lugo Vicente Rocafuerte 1 N ESTACION B ESTACION A N 99,99… 99,99 C[%] 0,508 2,014 C [m] MD [%] 0,0 0,0 H 0,00 9,00 Min 0,00 20,40 Seg Tiempo de indisponibilidad 14,380 147,97 20,591 166,80 Des [m] 115 116 3.8.3.7 Repetidor Cerro Carmelo Figura 3. 60 Esquema de Red de Acceso Repetidor Cerro Carmelo. 3.8.3.7.1 Perfiles Topográficos Figura 3. 61 Perfil Cerro Carmelo – Jesús del Gran Poder. 117 Figura 3. 62 Perfil Jesús del Gran Poder – 15 de Agosto. Figura 3. 63 Perfil Cerro Carmelo – Corina Parral de Velasco Ibarra. Figura 3. 64 Perfil Jesús del Gran Poder – Puerto Baquerizo Moreno. 118 Figura 3. 65 Perfil Corina Parral – Juan Francisco Rubio. Figura 3. 66 Perfil Cerro Carmelo – Víctor Manuel Rendón. Figura 3. 67 Perfil Cerro Carmelo – Guillermo Garzón Ubidia. 2462 2462 2462 5725 2462 Corina Parral Guillermo Garzón Ubidia Juan Francisco Rubio Jesús del Gran Poder Víctor Manuel Rendón Cerro Carmelo Cerro Carmelo Corina Parral Puerto Baquerizo Moreno Cerro Carmelo 2 3 4 5 6 5725 Jesús del Gran Poder 15 de Agosto 1 ESTACION f B [MHz] ESTACION A N 5,089 3,073 1,074 0,804 5,717 0,331 d2 [Km] 5,982 9,987 4,383 5,181 5,806 12,261 d [Km] 790,20 387,10 373,30 405,10 769,00 344,00 HC [m] 775,10 338,10 355,90 775,10 775,10 1029,80 H1 [m] 158,40 492,70 422,60 154,40 355,90 338,10 H2 [m] 12,00 15,00 12,00 12,00 12,00 12,00 Ha [m] 12,00 21,00 15,00 9,00 9,00 6,00 Hb [m] 170,40 353,10 367,90 163,40 364,90 344,10 h1 [m] 787,10 513,70 437,60 787,10 787,10 1041,80 h2 [m] Tabla 3. 28 Despeje de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Cerro Carmelo. 0,893 6,914 3,309 4,377 0,089 11,930 d1 [Km] 9,618 10,555 9,936 9,094 3,267 4,107 1°Fresnel [m] 0,268 1,251 0,209 0,207 0,030 0,232 C [m] -95,429 14,166 11,470 -145,12 11,598 18,703 Des [m] -992,19 134,21 115,43 -1595,7 355,04 455,42 MD [%] 119 2462 5725 Corina Parral Puerto Baquerizo Moreno Víctor Manuel Rendón Cerro Carmelo Jesús del Gran Poder Corina Parral 2 3 4 2462 5725 15 de Agosto Jesús del Gran Poder 1 f [Mhz] ESTACION B ESTACION A N 11,00 18,00 11,00 18,00 GTx [dBi] 11,00 18,00 11,00 18,00 GRx [dBi] 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Tx[dB] 1,50 1,50 1,50 1,50 AWG Rx[dB] 25,00 23,00 25,00 23,00 PTx [dBm] 0,25 0,25 1,00 0,25 A 0,25 0,25 0,50 0,25 B 113,11 127,43 115,55 129,40 FSL [dB] -69,11 -71,43 -71,55 -73,40 PRx [dBm] -86,00 -86,00 -86,00 -86,00 Pu [dBm] 16,89 14,57 14,45 12,60 Mu [dB] 1,612 E-07 7,149 E-06 5,262 E-06 2,226 E-05 P Tabla 3. 29 Confiabilidad de Enlaces de Red de Acceso Repetidor Cerro Carmelo. 4,383 9,800 5,806 12,30 d [Km] ≈1,000 0,9999 0,9999 0,9999 C 99,99… 99,999 99,999 99,998 C[%] 0,0 0,0 0,0 0,0 H 0,00 3,00 2,00 11,00 Min 0,00 45,60 46,20 42,25 Seg Tiempo de indisponibilidad 120 121 3.8.3.7.2 Alternativas a Escuelas sin Línea de Vista Con respecto a las escuelas Guillermo Garzón Ubidia y Víctor Manuel Rendón, se encuentran totalmente obstruidas, después de haber analizado las alternativas en la tecnología solicitada y no encontrar una solución óptima, se presenta como opción el uso de un medio de trasmisión con una tecnología diferente como lo es la Fibra óptica (FO) que entre sus principales características se tiene que, permite la transmisión de datos a grades distancia, baja atenuación, inmune a interferencias electromagnéticas41 Para el uso de la fibra óptica se debe tomar en cuenta el tipo de fibra a usar, ya que existen diferentes tipos, esto depende de la distancia entre puntos, para esto tenemos: FO Multimodo42: es instalada dentro de edificios comerciales, oficinas, bancos y dependencias donde la distancia entre centros de cableado es inferior a los 2 Km43 FO Monomodo44: es utilizada para las conexiones interurbanas, básicamente son instaladas por las prestadoras de servicios públicos, ya que permite el uso de amplificadores a una distancia entre sí de 40 Km. o más.45 Para la instalación de la FO se pude tomar en cuenta el uso de tramos de postería y/o soterramiento del cable, este último protege mucho mas el cable de daños que puede sufrir frente a situaciones climáticas o por intervención humana, pero a su vez el costo de instalación por este medio es mayor. 41 http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica 42 Transmisión de varios haces de luz a través de un único hilo. 43 http://www.alsurtecnologias.com.ar/fibra-optica.php 44 Transmisión de un único haz de luz a través del hilo. 45 http://www.alsurtecnologias.com.ar/fibra-optica.php 122 Para el uso de la FO en el presente proyecto se tiene presente el punto más cercano a los puntos de conflicto y del cual podemos obtener el acceso a la red en estudio es la escuela Jesús del Gran Poder, cuya ubicación permite llevar el tendido de FO a través de postes de tendido eléctrico que recorren la única vía de acceso a este sitio y que a su vez integra a los dos sitios en conflicto. En la tabla, las distancias entre los punto de conflicto y el punto de acceso a la red. Las distancias no son lineales, se toma en cuenta la trayectoria de la vía de acceso al sitio a través de la cual va la postería necesaria para la instalación de la FO. Jesús del Gran Poder Víctor Manuel Rendón Guillermo Garzón Ubidia Jesús del Víctor Manuel Guillermo Gran Poder Rendón Garzón Ubidia 0 Km 14,5 Km 20,5 Km 0 Km 6 Km 0 Km Tabla 3. 30 Distancias entre puntos de conflicto y Punto de acceso. Se debe tener en cuenta que al integrar la FO al equipamiento requerido por la tecnología inalámbrica se hace uso de elementos que permitan la interacción de las tecnologías, como lo son los conversores electro ópticos. La cantidad, así como los costos de los elementos se encuentra detallado en el capítulo siguiente. 123 CAPÍTULO 4. ESTIMACIÓN DE COSTOS 4.1 INTRODUCCION En el presente capítulo se realiza un análisis de los costos de los equipos que cumplan con lo requerido para el presente proyecto, así mismo se estima el costo de la infraestructura, de mantenimiento y operación de la red. 4.2 EQUIPOS 4.2.1 EQUIPOS RF DE CONECTIVIDAD Los equipos a ser utilizados son de marca Cambium (ex equipos Motorola), esto a petición del Consejo Provincial. Las especificaciones técnicas de dichos equipos se encuentran en los anexos del presente proyecto. La cantidad de equipos en la red y su costo es: EQUIPO CANTIDAD COSTO U [USD] COSTO TOTAL [USD] PTP100 2,4 (enlace completo) 8 1345,2 10761,6 PTP100 5,8 (enlace completo) 14 1345,2 18832,8 PMP100 SM 11 702,1 7723,1 PMP100 AP 11 1292,1 14213,1 PTP500 (enlace completo) 14 10614,1 148597,4 TOTAL 200128,0 Tabla 4. 1 Costo total de equipos de RF de Conectividad. 4.2.2 TELEFONIA IP Se requiere de un sistema de telefonía IP que proveerá de comunicaciones de voz a los centros educativos que están formando parte del proyecto. 124 4.2.2.1 IP PBX Se requiere que el sistema provisto permita interconexión de las escuelas con el sistema tradicional de telefonía pública y se instalará una IP PBX en el edificio del Consejo Provincial debido a su ubicación. EQUIPO CANTIDAD COSTO U [USD] COSTO TOTAL [USD] GXE5028 All-In-One IP-PBX 1 1989,2 TOTAL 1989,2 1989,2 Tabla 4. 2 Costo IP PBX. 4.2.2.2 Teléfono IP EQUIPO CANTIDAD GXP280 IP Phone COSTO U [USD] 45 COSTO TOTAL [USD] 108,0 4860,0 TOTAL 4860,0 Tabla 4. 3 Costo Total Teléfonos IP. 4.2.3 EQUIPOS DE CONMUTACION 4.2.3.1 Equipo Consejo Provincial Se requiere de equipos de conmutación de alto de desempeño en los Sites de Concentración (Edificio del Consejo Provincial) con capacidad de apilamiento para proveer alta disponibilidad en todos los sitios. EQUIPO CANTIDAD COSTO U [USD] CISCO2811-V/K9 1 COSTO TOTAL [USD] 4030,0 TOTAL 4030,0 4030,0 Tabla 4. 4 Costo Equipo Consejo Provincial. 4.2.3.2 Switch de Interconexión Son Switches ubicados en los nodos de interconexión de la red RF o en puntos donde se requiera puertos adicionales de datos. 125 EQUIPO CANTIDAD Linksys SE2800 COSTO U [USD] 43 COSTO TOTAL [USD] 100,0 4300,0 TOTAL 4300,0 Tabla 4. 5 Costo Total Switch de Interconexión. 4.2.4 EQUIPOS DE FIBRA OPTICA Para el uso de enlaces de FO, se requiere del uso sistemas de conversión electro-óptica, por esto se recomienda el uso de Switches modulares, es decir, permite el uso módulos SFP46 (Small Form Factor Pluggable) por puerto, estos permiten intercambiar entre tecnología óptica y eléctrica sin necesidad de cambiar todo el equipo de acceso. De esto, los sitios en los cuales se debe hacer uso de este hardware son los puntos de la escuela Jesús del Gran Poder, Víctor Manuel Rendón y Guillermo Garzón Ubidia, lo cual implica un costo de : EQUIPO CANTIDAD COSTO U [USD] COSTO TOTAL [USD] Switch modular SFP 24 puertos SFP eléctrico SFP óptico 3 15 4 400,00 125,00 180,00 1200,00 1875,00 720,00 3795,00 TOTAL Tabla 4. 6 Costo comercial equipos Fibra Óptica. El costo de la FO Monomodo 4 hilos por metro incluyendo instalación, pruebas de medio de transmisión, certificación, fusión de hilos. DETALLE FO Multimodo, tendido aéreo, instalación, materiales,etc CANTIDAD [Km ] COSTO U [x Km] COSTO TOTAL [USD] 21,00 1200,00 25200,00 Tabla 4. 7 Costo de Instalación FO incluyendo materiales 46 Transceptor modular óptico de intercambio dinámico que ofrece una gran velocidad y grado de compresión. 126 El uso de la solución presentada para brindar el servicio a los sitios que presentaron el problema de línea de vista, incrementa un valor aproximado de 28.995 Usd. Al costo total del proyecto. 4.3 INFRAESTRUCTURA Se define por infraestructura a toda la parte física que comprenderá la red, es decir, torres o mástiles, obra civil, equipos de soporte de energía, sistemas de tierra, etc. 4.3.1 PUESTA A TIERRA En un sistema de puesta a tierra, la barra de tierra es el elemento final encargado de disipar las cargas estáticas y corrientes de cortocircuito hacia las capas inferiores del suelo. 4.3.1.1 Especificaciones de las Barras de Cobre Las barras de puesta a tierra tipo Copperweld están diseñadas de manera que vienen provistas de accesorios, tales como uniones, sistema de anclaje, etc. La barra es de acero y la capa de cobre que poseen asegura la protección contra corrosión. Estas barras aseguran un buen desempeño durante el proceso de instalación, evitando que la barra se doble al ser sometida al esfuerzo mecánico de enterramiento. La capa de cobre debe tener un espesor mínimo de 0.254 mm hasta un espesor de 0.330 mm. Teniendo en cuenta que la capa de cobre es obtenida por deposición electrolítica, la unión entre esta capa y el núcleo es permanente, por lo tanto el conjunto pasa a comportarse como un único metal. 4.3.1.1.1 Características Físicas Puesta a Tierra Pararrayos Cable desnudo de Cobre: 1-0 AWG mínimo Cantidad mínima de barra de cobre: 3 Separadas mínimo 1,80 entre ellas y las tres deben estar cableadas a la barra colectora en la base de la torre Se requiere que la tierra tenga una resistencia menor igual a 5 ohm. 127 Figura 4. 1 Sistema puesta a Tierra Pararrayos. 4.3.1.1.2 Características Físicas Puesta a Tierra Equipos Cable de Cobre: 10 AWG Cantidad mínima de barra de cobre: 1 Se requiere que la tierra tenga una resistencia menor igual a 5 ohm Figura 4. 2 Características barra de Cobre Copperweld. 128 CONCEPTO CANTIDAD Sistema de Tierra COSTO U [USD] 42 COSTO TOTAL [USD] 787,5 TOTAL 33075,0 33075,0 Tabla 4. 8 Costo Total Puesta a Tierra. 4.3.2 PARARRAYOS El cabezal de los sistemas de protección contra descargas se compone de cuatro partes principales: 1. Punta Captadora 2. Generador de Ion 3. Electrodos aceleradores y atmosféricos 4. Terminal para toma de tierra Figura 4. 3 Cabezal de Pararrayos. La punta de captación está fabricada con calidad suficiente para afrontar la máxima descarga eléctrica posible. El generador ionizante está provisto de un generador de iones, una bobina de inducción y así como de una alta impedancia protectora. Este generador está colocado dentro de la resina especial de epoxi. De esta forma el generador ionizante está protegido de los efectos negativos externos. Los electrodos aceleradores y atmosféricos deberán ser diseñados de manera que puedan cargarse con distinto potencial. Esta propiedad hace que los 129 electrodos puedan funcionar tanto para el recurso de ionización adicional como elementos aceleradores. La regulación efectuada acorde al número de electrodos y la impedancia de los generadores ionizantes posibilita la variación de capacidades de protección. El terminal de conexión a tierra facilita la toma a tierra del cabezal. Al mismo tiempo, se posibilita la conexión al mástil del tejado gracias al tubo en que se ubica el terminal. Los productos del sistema deben estar fabricados con materiales inoxidables. 47 CONCEPTO CANTIDAD COSTO U [USD] COSTO TOTAL [USD] Pararrayo(Incluida Instalación) 42 1387,5 TOTAL 58275,0 58275,0 Tabla 4. 9 Costo Total Pararrayos. 4.3.3 TORRES En el capítulo anterior se definió la altura a la que se encontrarán ubicados los equipos en la torre, para el efecto de la determinación del tipo de torre a utilizarse se debe tener en como consideración lo siguientes puntos: Carga de los equipos. Huella de la torre. Altura de la torre. 4.3.3.1 Torre Arriostada La torre Arriostada es recomendada cuando se dispone de espacio para su instalación, ya que requiere del uso de vientos48 (tensores), y la distancia de estos con respecto a la base de la torre aumenta cuando la torre es más alta, pueden trabajar hasta una altura de 12m sin necesidad de tensores siempre que se garantice que la estructura es lo suficientemente robusta, a partir de esta altura es 47 Consultoría especializada en Telecomunicaciones y Conectividad para el proyecto “Subsistema de Información de la CTEA, articulado al SIN”, Fabián Alba, 2010. 48 Cables tensores para el soporte de la torre contra los vientos de la zona en la cual está instalada. 130 obligación el uso de estos. Están recomendadas en su uso para internet inalámbrico, celulares y radiodifusión. Ya que el presente proyecto está orientado hacia los sectores rurales, las escuelas se encuentran en espacios apartados y disponen del terreno necesario para la implementación de estas torres, principalmente en la red de acceso. El estándar Rohn 25 G definen las características de las torres en cuanto a material, construcción y altura. Este tiene como características de 3 m y 2 m de altura, con la superficie de un triángulo equilátero de 28,5cm de lado, pudiendo alcanzar una altura máxima de 58m con juntas de doble enganche entre secciones.49 Para mayor información, en la sección de anexos esta detallada la información de este estándar. El costo comercial de una torre Rohn 25G de 12m con instalación incluida es de: 1300 Usd. A esto se suma un costo de 300 Usd por cada sección de 3m adicional. ALTURA CANTIDAD COSTO U [USD] TOTAL POR TIPO DE TORRE [USD] torre 6m 3 800 2400 torre 9m 11 1000 11000 torre 12m 1 1200 1200 torre 15m 8 1500 12000 torre 18m 4 1800 7200 torre 21m 7 2100 14700 torre 24m 3 2400 7200 torre 27m 2 2700 5400 torre 30m 3 3000 9000 TOTAL 70100 Tabla 4. 10 Costo Total de Torres Arriostadas. 4.3.3.2 Torre Autosoportada Debido a la ubicación de ciertas torres de operadores celulares en la provincia, se pretende usar varias de estas torres para la red de Backbone. 49 http://www.rohnnet.com/rohn-25g-tower 131 Así, debemos tomar en cuenta el alquiler del espacio físico en estas estaciones para el cálculo de los costos. CONCEPTO Alquiler espacio en Torre Autosoportada(2 años) CANTIDAD COSTO U [USD] 6 COSTO TOTAL[USD] 4800,0 28800,0 TOTAL 28800,0 Tabla 4. 11 Costo Alquiler espacio en Torres Autosoportadas. 4.3.4 SISTEMA DE RESPALDO DE ENERGÍA (UPS) Ya que los equipos para el presente proyecto no presentan un consumo elevado de energía, como lo son los equipos de bandas licenciadas. El sistema de respaldo de energía no será muy robusto, únicamente se procura garantizar la disponibilidad de los enlaces principalmente en el Backbone. Para el dimensionamiento de los UPS se debe tomar en cuenta: Número de equipos proteger y crecimiento en un futuro. Capacidad real de consumos de la carga. Tiempo de autonomía. En la red únicamente se brinda soporte a los equipos de comunicación como son: radio, switch, router y servidores en el caso del consejo provincial, este último es dimensionado por separado. La tabla a continuación indica el consumo nominal de cada equipo de comunicación instalado. EQUIPO CONSUMO (W) Switch 8 Puertos 30 PTP500 50 PMP100 AP 8 PMP 100 Suscriber 8 Servidor 500 Router 30 Modem 15 Tabla 4. 12 Consumo de energía en Watts por equipo. 132 El soporte de energía se brinda a los puntos de repetición, se hace referencia el punto de repetición que más equipos disponen, en este caso es el sitio repetidor CHIGUILPE. En el cual se tienen los siguientes equipos: EQUIPO CANTIDAD CONSUMO TOTAL / EQUIPO (W) PTP100 2,4 2 16 PTP100 5,8 2 16 PTP500 5 250 SWITCH 8 PUERTOS 1 30 CONSUMO TOTAL 312 W Tabla 4. 13 Consumo de energía total en repetidor. 4.3.4.1 Dimensionamiento UPS Para los equipos instalados en el repetidor Chigüilpe se tiene un consumo total de los equipos instalados de 312 W. A este valor se considera un factor de crecimiento del 60% ya que los repetidores son puntos estratégicos de donde se puede obtener una expansión para el servicio a nuevas escuelas. Con la característica del consumo de energía en Watts ya podemos definir un UPS comercial que nos pueda garantizar la autonomía de energía necesaria para cada punto repetidor. Se ha dispuesto utilizar el equipo TRIPP LITE modelo SU750RTXL2U cuyas principales características50 son: Sistema UPS SmartOnline de alto rendimiento; es ideal para aplicaciones críticas de voz, datos, médicas y redes industriales. 50 http://www.tripplite.com/es/products/model-detail.cfm?ModelID=3194 133 Dispone de autonomía extendida con los módulos opcionales de baterías externas BP24V15RT2U (límite 1), BP24V28-2U (límite 1) o BP24V70-3U (sin límite). SU750RTXL2U UPS en línea, de doble conversión, de 2U para rack o torre de Tripp Lite; Capacidad 750VA / 600 Watts UPS 100% en línea, de doble conversión ofrece una salida de onda sinusoidal perfectamente regulada dentro del 2% de 100/110/120 V (que el usuario puede seleccionar) en todas las condiciones de uso. Con este modelo se permite aumentar la autonomía con el uso de bancos de baterías externos adicionales como se pudo observar en las características detalladas anteriormente. CARGA (WATTS) TIEMPO ESTIMADO BATERÍAS REQUERIDAS 600 0 hr 04 mins Baterías Incluidas 600 0 hr 24 mins 1 x BP24V15RT2U 600 0 hr 47 mins 1 x BP24V28-2U 600 2 hrs 5 mins 1 x BP24V70-3U 51 Tabla 4. 14 Tiempo estimado de autonomía por tipo de banco de baterías y carga El tiempo de autonomía mínimo requerido para mantener la disponibilidad del enlace es de 1 hora, por esto y observando los valores en la tabla 4.7 se ha determinado el uso de baterías externas de la serie BP24V70-3U que a la carga máxima soportada por el UPS nos brinda una autonomía de 76 min. El costo en el mercado de los equipos de soporte de energía es: 51 EQUIPO VALOR [USD] UPS TRIPP LITE SU750RTXL2U 750VA/600W 600 Banco de Baterías externo TRIPP LITE BP24V70-3U 1200 http://www.tripplite.com/es/products/model-detail.cfm?ModelID=3194 134 Tabla 4. 15 Costo comercial equipos Tripp Lite. Para cada repetidor se dispone de un conjunto de 1 UPS mas 1 Banco de baterías externo, el costo individual del sistema de respaldo de energía es de: 1800 Usd. En la red troncal o backbone se dispone de 16 repetidores, a cada uno se asigna un sistema de respaldo de los indicados anteriormente. EQUIPO COSTO UNTARIO [USD] CANTIDAD TOTAL [USD] Sistema de respaldo (Ups + banco externo) 1800 16 28800 Tabla 4. 16 Costo de sistemas de respaldo energía. Para el consejo provincial donde se encuentra a más de los equipos de cada repetidor, un servidor cuyo consumo de potencia es de aproximadamente 350W, así la potencia total para el Consejo Provincial de Sto. Domingo de lo Tsáchilas es de 850W. Se emplea el UPS TRIPP LITE SU1000RTXLCD2U, con el banco de baterías externo BP24V70-3U para garantizar la autonomía min de 1 hora. El costo de este UPS es de 950 Usd. Mas del banco de baterías 1200 Usd. Se tiene un valor de 2150 Usd. El costo total de los sistemas de respaldo de energía es de: 29150 Usd. 4.3.5 OBRA CIVIL La parte de obra civil comprende la construcción de casetas acondicionadas para los equipos de ser necesario, la construcción de ductos e instalación de escalerillas para el tendido del cable hacia los equipos en la torre. Se considera que por escuela y punto repetidor del Backbone se realiza la construcción de pasamuros y canalización para cable de datos. Además de la construcción de plintos para el soporte de las torres. Los costos por obra civil son de 400 Usd por sitio. En este valor incluyen costos de materiales a ser empleados y mano de obra. 135 SITIOS COSTO U [USD] 48 TOTAL [USD] 400 19200 Tabla 4. 17 Costo obra civil para la red. 4.3.6 GASTOS MATERIALES ADICIONALES DE INSTALACIÓN Los materiales adicionales requeridos para la red tales como: conectores RJ-45, patchcords certificados, amarras plásticas, y de más material que se adquieren en cantidades mayores a 100 unidades, por lo que para cada estación se determinará un Kit de instalación, el cual tiene un valor en el mercado de 50 Usd. El costo total de materiales de instalación es de 2400 Usd. 4.3.7 COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Este costo está definido por el valor de servicio de internet, además de pago a la SENATEL por el uso de frecuencias, mantenimiento preventivo y/o correctivo de la red y puesta en marcha de la misma. 4.3.7.1 Costo Internet El servicio de internet tiene un costo aproximado de 1000 Usd. Por un plan dedicado de 30Mbps, se define para la operación de la red un servicio por 2 años, cuyo costo total es de 24000 Usd. 4.3.7.2 Costo Uso de Frecuencias Definido previamente en el Capítulo 1 del presente proyecto, de la Ec. 1.1 tenemos: TA (US$) = Tarifa anual en dólares de los Estados Unidos de América. Ka = 6,12% inflación a marzo 2012. ǩ6 = 0.533333. Ǫ6 = 1. 136 B = 12 (Tabla 1.5) NTE= 48 estaciones. 18,8 Usd. Anuales. Tarifa por 2 años= 37,6 Usd. 4.3.7.3 Costo de instalación equipos y puesta en operación El costo de la mano de obra para la instalación de los equipos en la torre, cableado de datos, instalación de rack y equipos en rack, configuración de equipos de comunicación es de: 250Usd. Por cada punto de la red de acceso y 550 Usd. Por cada punto repetidor (BACKBONE). COSTO UNITARIO INSTALACIÓN [USD] ESTACIONES TOTAL [USD] PUNTO DE ACCESO 250 33 8250 REPETIDOR 550 15 8250 16500 Tabla 4. 18 Costo Instalación Sitios. 4.3.7.4 Costo Mantenimiento Ya que el Consejo Provincial dispone del departamento de Tecnologías de la Información, este a su vez es el encargado de mantener la operatividad de todas las redes, será el responsable del mantenimiento correctivo y preventivo de la red. 4.3.8 COSTO TOTAL RED La suma de todos los costos parciales del presente capítulo determina el costo total del proyecto. 137 ITEM EQUIPOS RF CONECTIVIDAD COSTO [USD] 200128,00 TELEFONIA IP PBX 1989,20 TELEFONIA IP TELEFONO IP 4860,00 EQUIPOS CONMUTACIÓN 8330,00 INSTALACION TORRES 70100,00 ALQUILER TORRES 2 AÑOS 28800,00 INSTALACIÓN PARARRAYOS 58275,00 INSTALACION SIST. TIERRA 33075,00 RESPALDO DE ENERGIA UPS REP. 28800,00 RESPALDO DE ENERGIA UPS ICPST OBRA CIVIL 2150,00 19200,00 MATERIALES INSTALACIÓN SERVICIO INTERNET / 2 AÑOS 2400,00 24000,00 USO DE FRECUENCIAS / 2 AÑOS 37,60 INSTALACION EQUIPOS 16500,00 COSTO TOTAL PROYECTO 498644,8 Tabla 4. 19 Costo Total Proyecto. De optar por la solución a las escuelas con el problema de línea de vista, el costo total del proyecto asciende a 527639,8 Usd. El valor total del proyecto es financiado por el Departamento de Desarrollo Humano y Cooperación Internacional y el presupuesto general del Consejo Provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas. 138 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 CONCLUSIONES El Ecuador es un país enriquecido por su geografía, podemos ubicarnos en una sola provincia con toda la diversidad de terrenos y climas, un ejemplo de esto es la Provincia de Sto. Domingo de los Tsáchilas. En esta obtenemos diversidad de actividades económicas como la agricultura, la ganadería, el turismo etc. Debido a la topografía de la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, una de las opciones más viables para las comunicaciones son las tecnologías inalámbricas ya que con estas, podemos llegar a lugares alejados con una inversión relativamente baja si la comparásemos con otros tipos de tecnologías. El uso de bandas ISM y la modulación del espectro ensanchado permiten un mejor aprovechamiento del espectro radioeléctrico con actividades de beneficio social, cultural. A través de estas podemos brindar servicios a lugares donde la empresa privada de servicios como telefonía e internet no puede llegar, ya que no representa un beneficio económico la implementación de la tecnología necesaria para brindar estos servicios. Por medio de el Área de TI del Consejo Provincial de la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, el presento proyecto incluye a la mayor parte de establecimientos Primarios del Proyecto “Click, Acortando Distancias”, para que se les provea de servicios de telecomunicaciones. Al realizar el levantamiento de información en sitio de los centros educativos pertenecientes a la Red propuesta, se constató que la totalidad de los centros contaban con energía eléctrica, lo que mejora las condiciones para la instalación de los equipos, mas debe tomarse en 139 cuenta que las puestas a tierra era deficientes o no existían, por lo que se debe garantizar los valores mínimos de resistividad para evitar posibles daños en los equipos. La existencia de más de una banda ISM permite diferenciar la Red Troncal o Backbone de la Red de Acceso, impidiendo así interferir entre estas y garantizar el transporte de datos de mayor cantidad a través de su Troncal, para esto se hace uso en el presente proyecto de las frecuencias de 5,7 GHz para Backbone y 2,4 GHz para la red de acceso. La mayoría de centros educativos pertenecientes a la red se encuentran en la zona rural de la provincia, por lo que se dispone de espacio necesario para la instalación de las torres Arriostadas junto con sus implementos y seguridades de fijación al piso. Los equipos Cambium (ex Motorola Canopy) son líderes reconocidos en la industria de banda ancha inalámbrica proveyendo soluciones de conectividad de datos, voz y video en diversas condiciones de trabajo, tanto con línea de vista así como también son línea de vista dependiendo de la familia del equipo. Existen sitios donde no es posible llegar con el servicio del presente proyecto por su ubicación geográfica, se analizaron las posibilidades como el uso de frecuencias más bajas como 900 MHz para evitar pérdidas mayores y vencer los obstáculos existentes en el terreno pero no es posible, así mismo el uso de torres más altas, pero técnica y económicamente no resulta conveniente. Para estos sitios se presenta la posibilidad del uso de otra tecnología inalámbrica como es la satelital, puesta a consideración del Ilustre Consejo Provincial y descartada por el costo de implementación de esta. 140 5.2 RECOMENDACIONES Para cualquier diseño a efectuarse se debe realizar un site survey activo, es decir, realizando una inspección visual al sitio y el análisis de la posibilidad de línea de vista, así como el estudio de los equipos de comunicaciones en estos sitios y que posteriormente en la implementación puedan ser fuentes de interferencias a nuestra red. Se debe considerar en el análisis económico los impuestos a pagar por el uso de las diferentes frecuencias, así como las sanciones a las cuales se pueden enfrentar en el caso de no cumplir con las regularizaciones establecidas por los organismos de control. Se debe considerar la capacitación de los usuarios finales para un mejor aprovechamiento de este recurso y garantizar la vida útil de los equipos. Existen sitios donde se debe considerar la existencia de guardianía constante, ya que se han presentado robos de equipamiento con un proyecto anterior. Si bien es cierto, los grandes beneficiados de la red es son los estudiantes primarios, sin embargo, el uso de los servicios de telecomunicaciones también pueden extenderse a la población de las diferentes poblaciones rurales para que tengan una herramienta para el desarrollo de sus actividades de agricultura, ganadería y comercio de la provincia Tsáchila. 141 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS CAPITULO 1: Reglamento General a la Ley Especial de Telecomunicaciones Reformada. http://www.conatel.gob.ec/site_conatel/index.php Norma para la Implementación y Operación de Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha, Anexo 1 y 2. http://www.conatel.gob.ec/site_conatel/index.php CAPITULO 2: Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y Censos (INEC). http://www.inec.gob.ec/preliminares/base_presentacion.html Gobierno Provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas. http://www.gptsachila.gob.ec Instituto Ecuatoriano de Meteorología e Hidrología (INAMHI). http://www.inamhi.gov.ec Sánchez P. Renato G., Diagnóstico y Recomendación de Políticas Técnicas Ambientales para el Consejo Provincial de Santo Domingo de los Tsáchilas, Escuela Politécnica Nacional, 2009. CAPITULO 3: ADENA Sylvia, Redes inalámbricas en los países en desarrollo: Una guía práctica para planificar y construir Infraestructuras de Telecomunicaciones de Bajo Costo, Lulu.com, 2007, cap 3, pag 53, Diseño de redes. Quality of Service - The Differentiated Services Model. http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/iosswrel/ps6537/ps6558/ps6610 /product_data_sheet0900aecd8031b36d.html Carrera Diego, Quel Edwin. Diseño de una red comunitaria inalámbrica en bandas no licenciadas para proveer servicios de telecomunicaciones a escuelas ubicadas en la provincia Santa. Elena, Escuela Politécnica Nacional, 2010. Garrido Andrés, Santos Daniel. Diseño de una red inalámbrica para dar acceso a internet a 46 establecimientos educativos del cantón Pimampiro de la Provincia de Imbabura, Escuela Politécnica Nacional, 2011. 142 Highway Technologies SA. http://www.highwaytech.com.mx/lineavista.htm Barnett & Vigants, Space Diversity Engineering, Vigants A. 1974, Multipath Propagation at 4, 6 and 11 GHz, Barnett W.T., 1971. Wayne Tomassi, Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, Prentice Hall, 4° Edición, 2003, Cap. 9, Pág. 368. Cambium Networks Solutions http://www.cambiumnetworks.com Tecnologías Inalámbricas http://www.wilac.net/tricalcar.html TRC Cía. Ltda., Conexiones Inalámbricas http://www.trcltda.com/EXPAGES/Canopy.asp CAPITULO 4: Alba Fabián, Consultoría especializada en Telecomunicaciones y Conectividad para el proyecto “Subsistema de Información de la CTEA, articulado al SIN”, 2010. Rohn Products. http://www.rohnnet.com/rohn-25g-tower Tripp-Lite. http://www.tripplite.com/es/products/model-detail.cfm?ModelID=3194 143 ANEXOS